durabilidade e estrutura de concreto convencional- especial

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DURABILIDADE DAS 
ESTRUTURAS DE CONCRETO 
E CONCRETOS ESPECIAIS
ENG. ANDRÉA CHOCIAY
OBJETIVOS
 Durabilidade das estruturas de 
concreto armado: especificação do 
concreto do projeto a edificação e 
mecanismos de degradação.
 Concretos especiais: principais tipos e 
aplicações
Durabilidade das estruturas de 
concreto
 Foi considerado por muito tempo, um material de 
grande durabilidade. Inventado em 1901;
 Após a década de 70 houveram muitas alterações no 
cimento, que aliado a erros de projeto e execução e 
falta de manutenção, resultaram em estruturas
deterioradas.
 A partir da década de 80, é refeita toda a parte de 
normas de concreto, introduzindo-se inclusive o 
conceito de vida útil das estruturas de concreto
 Normas: NBR 6118/2003 – Projeto de Estruturas de 
concreto
NBR 14931/2004 – Execução de estruturas de concreto
Durabilidade de estruturas de 
concreto armado
 A durabilidade esta ligada a qualidade dos 
projetos e execução das estruturas.
 Não basta saber somente como as peças de 
concreto estarão dispostas, mas tambem
qual a especificação de concreto para cada
situação. 
◦ É diferente a situação em que o concreto será
usado próximo ao mar, de um concreto para
viadutos.
 A NBR 6118/2003 fornece tabelas que
definem as classes de agressividade a que a 
estrutura estará submetida e tambem a 
relação entre a Classe de agressividade e a 
qualidade do concreto.
Durabilidade de estruturas de concreto
armado – Utilização da Norma
Durabilidade de estruturas de concreto
armado – Utilização da Norma
Quanto menor
a relação, 
maior a 
resistência do 
concreto!
Durabilidade de estruturas de concreto
armado – Instruções
 Alcançados os objetivos propostos em
norma, é necessário que seja feita um 
acompanhamento minuncioso da execução
das peças, desde verificar o posicionamento
das formas até o adensamento do concreto
durante a concretagem, para que se garanta
a qualidade/durabilidade do mesmo.
 Este concreto final deve ser denso, bem
curado, resistente, de baixa permeabilidade e 
sem fissuras excessivas. Ou seja, sob a ação
das intempéries mantenha bom desempenho
e aparência, sem exigir muita manutenção.
Durabilidade de estruturas de concreto
armado
 O tempo que o concreto deve manter suas
características e propriedades é conhecido como
vida útil. Ele atinge o fim desta vida útil quando
suas propriedades se deterioram de modo a se 
tornar inseguro seu uso e antieconômico.
 É necessário sempre levar em consideração a 
agressividade do ambiente em que esta
estrutura estará inserida.
 O concreto é poroso e permite percolação de 
água, e para que isso não afete o mesmo, nem a 
armadura, é necessário atender a resistência
exigida, a relação agua/cimento e o cobrimento
da armadura.
Mecanismos de Transporte de 
Fluidos na matriz do concreto
 Para entender sua deterioração, é 
necessário entender como os poros e 
fissuras no concreto permitem esta
interação com o ambiente. São os poros
que permitirão o transporte de 
substâncias agressivas, como sais e 
ácidos, dentro do concreto.
 Os principais mecanismos de transporte
são: Permeabilidade, Difusão, Absorção
Capilar e Migração.
Mecanismos de Transporte de Fluidos na
matriz do concreto – Permeabilidade
Afetada pelo tamanho dos 
poros, distribuição e 
conectividade.
Se torna mais permeável
quando se aumenta o 
consumo de cimento e se 
hidrata mais a pasta. Torna
a estrutura compacta!
Taxa de fluxo de um fluido para
dentro de um sólido poroso
Mecanismos de Transporte de Fluidos
na matriz do concreto – Difusão
Transferência de íons na
umidade encontrada nos
poros
Vai das regiões mais
umidas para as mais
secas. 
A difusão é interrompida
em partes secas.
Mecanismos de Transporte de Fluidos
na matriz do concreto – Absorção
Capilar
Transporte de liquidos nos
poros devido a tensão
superficial
Quanto mais denso, mais
dificil se penetrar nos
poros
Maior a tensão, maior
a ascenção capilar
Mecanismos de Transporte de Fluidos
na matriz do concreto – Absorção
Capilar
Transporte de ions devido a ação
do campo elétrico gerado por
células de corrosão.
Fluxo de íons para as 
regiões anódicas onde
ocorre a corrosão.
A temperatura facilita o 
fenômeno
Mecanismos de deterioração do 
concreto
 Divididos em:
◦ Deterioração de origem física:
 Desgaste superficial
 Cristalização de sais nos poros
 Congelamento
 Ação do fogo
◦ Deterioração de origem quimica
 Ação de sais
 Eflorescências
 Ataque de sulfato
 Reação Álcali-Agregado
◦ Ação da corrosão na armadura
Deterioração de origem física
 Desgaste superficial – Abrasão
Atrito seco devido o tráfego de 
pessoas, veiculo e o vento.
Perda gradual da
argamassa
superficial
Deve-se aumentar a 
resistência da superficie, 
através de pasta de cimento, 
agregados, 
aditivos/impermeabilizantes e 
endurecedores
Quanto maior a dureza e 
menor a porosidade da
passta, maior resistência a 
abrasão
Deterioração de origem física
 Desgaste superficial - Erosão
Fluido em movimento, 
transportando particulas, colidindo
ou escorregando na superficie do 
concreto
Quanto mais poroso, e 
quanto mais, maiores, mais
rapidas e duras forem as 
particulas, maior a erosão
Utilizar agregados duros, bom concreto, 
menos poroso e com uma cura adequada.
Deterioração de origem física
 Desgaste superficial - Cavitação
Geralmente em locais de agua corrente. 
Formação de bolhas, com reduzida
pressão de vapor que estouram em
contato com pressao mais elevada e 
causam erosões. Ocorre em lugares de agua
corrente, como vertedouros
e condutos.
Fornece uma superficie
irregular e corroida
É mais barato o reparo, 
e evitar altas
velocidades na
superficie bem como se 
utilizar de concretos de 
alta resistência
Deterioração de origem física
 Cristalização de sais nos poros
Os sais induzem tensões internas
e fissuras
Liquido evapora e deixa os
sais, posteriormente é 
umidecido novamente e 
ocupa um volume maior, 
deteriorando
progressivamente o 
concreto
Os concretos sujeitos a 
cristalização são aqueles
porosos e em contato
com soluções salinas
Deterioração de origem física
 Congelamento
Nas baixas temperaturas, 
a agua presente no 
concreto congela e 
posteriormente
descongela.
O concreto apresenta
fissuras e 
destacamentos na
superficie.
Ocorre na agua presente
nos grandes poros, e 
devido ao alto grau de 
hidratação
A presença de ar nos
poros diminui os danos
ja que fornece
caminhos menores para
a agua. Os sais de 
degelo ajudam a 
dissolver o gelo criado.
Deterioração de origem física
 Ação do fogo
Provoca danos ao material, 
como fissuras, lascamento na
estrutura e exposição da
armadura.
Alta temperatura
(350 graus) retira
toda a hidratação
Concretos de alta resistencia, 
possuem baixa permeabilidade
e consequente dificuldade na
evaporação
O jato dagua usado para apagar o 
fogo, provoca um choque térmico, e a 
rehidratação se dá com inchamento e 
fissuramento
Deterioração de origem
química
 Ataque ácido
Atacados por ácido
sulfurico, nitrico, 
cloridrico, acético, etc.
Depende da
concentração do ácido
e o tempo de 
exposição
O carater basico do 
composto de cimento, em
conjunto com o ácido
acelera a deterioração
Os poros são destruidos, 
compostos são lixiviados e 
aligação entre componentes fica
prejudicada.
Deterioração de origem
química
 Ataque de sulfatos
Sulfatos encontrados em
aguase solos poluidos.
Reação entre o ion sulfato e 
os compostos hidratados do 
cimento
Componentes do cimento vão sendo
decompostos e a superficie começa a 
apresentar fissuração devido a 
expansão do material
Escolher cimentos
como o alumioso ou
o pozolânico.
Deterioração de origem
química
 Lixiviação
Ação de aguas puras, 
carbônicas e ácidas que
dissolvem e carreiam os
compostos hidratados da
pasta
A liviação aconteçe
entre os poros por
difusão ou dissolução
Estruturas em contato com aguas
puras ou ácidas como barragens
e redes de abastecimento de 
agua.
Produz superficies sem a pasta 
superficial, com eflorescências
(manchas brancas), retenção de 
fuligem com muitos fungos
Materiais próprios e 
cura adequada
diminuem a 
permeabilidade
Deterioração de origem
química
 Carbonatação
Etapa molhada é dada pelo
ácido carbônico e a etapa seca
é o transporte da agua saturada
com hidróxido de cálcio.
Com uma nova 
alcalinidade, é destruida a 
proteção da armadura e 
com umidade e oxigênio, 
dá-se inicio à corrosão.
Com mais presença de agua, 
ocorre lixiviação, aumento da
porosidade e permeabilidade e 
decréscimo na resistência a 
compressão
Deterioração de origem
química
 Reação Álcali-Agregado
Reação quimica envolvendo
ions alcalinos do cimento e 
constituintes mineralógicos
dos agregados como sílica e 
carbonatos.
Expansão e fissuração do 
concreto.
Deterioração das armaduras
Reação entre metal e 
ambiente. Devido também a má
qualidade do recobrimento ou
contato com íons cloreto.
Diminui a seção da armadura, 
forma produto expansivo
fissurando o concreto, pode levar
ao lascamento da superficie e 
perda de aderencia concreto-
metal
O cimento hidratado protégé o 
aço da corrosão, mas se este
entrar em contato com o CO2 na
atmosfera, inicia-se a corrosão, e 
isto pode ser evitado com um 
maior recobrimento.
Os ions cloreto são altamente agressivos e estao
presentes na agua de amassamento, as vezes no 
agregado e em regiões próximas ao mar ou
industriais.
Não há corrosão se o 
concreto estiver seco
ou totalmente
saturado
Durabilidade das estruturas de 
concretos especiais
 O concreto hoje deve atender critérios
específicos de cada obra, sendo assim houve-se 
a necessidade de pesquisar e criar os concretos
especiais
 Concreto = cimento + areia + brita + H2O
 O concreto especial é a otimização desta
mistura, para melhorar características
específicas.
 Se torna um concreto especial pela aplicação de 
aditivos, dosagem modificada ou são realmente
criados para atender um apelo estético.
Concreto colorido
 Agrega maior valor estético com a adição de alguns
pigmentos.
 Dispensa a aplicação de revestimentos, reduzindo custos, 
tempo e manutenção da obra.
 São utilizados pigmentos, preferencialmente inorgânicos por
serem mais duráveis.
 Deve-se tomar cuidado na fabricação das peças, para que
não existam tons diferentes. Ou seja, utilizar a mesma marca
de cimento e adensar bem para que não seja feita nenhuma
correção.
 O maior problema apresentado a este concreto é o 
surgimento de elforescências, fenômeno que compromete a 
estética da peça.
 Aplicações: rejuntes, pavers, telhas de concreto, etc
Aplicação concreto colorido
 Hotel Unique - SP
Concreto Branco
 Assim como o colorido, o cimento branco vem tirar a monotonia da
cor concreto padrão.
 Utilizado por motivos estéticos. Seus cuidados adicionais geram
custos, mas a qualidade da peça final é muito boa, reduzindo o 
retrabalho.
 Neste concreto, deve-se ser feita uma seleção minunciosa da
matéria prima, pois é mais dificil atingir o branco desejável. Sendo
assim o agregado deve ser claro.
 Existe o cimento branco estrutural (25 a 40MPa) utilizado em
estruturas aparentes de concreto e o não estrutural utilizado para
rejuntes e argamassas
 É um dos concretos mais caros já que deve ser feita uma seleção
do material, mas como dispensa acabamento e possui pouca
manutenção o custo pode equivaler ao comum.
Aplicação do concreto branco
 Museu Iberê Camargo
Concreto com utilização de 
resíduos
 Como a construção civil é uma grande geradora de 
entulhos, viu-se a necessidade de que ela própria
utiliza-se esses residuos para que diminuisse sua
deposição em aterros.
 O entulho processado em usinas de reciclagem pode
ser usado como agregado não estrutural, substituindo a 
brita e a areia em concretos e argamassas.
 Este reuso, permite a utilização de todo entulho sem ter
de separá-lo.
 Se usado como agregado graudo no concreto, torna-se 
mais barato do que se usado como miudo na
argamassa.
Concreto com utilização de 
resíduos
 Mesmo com todos os beneficios e normas de 
reutilização, sua utilização esbarra em
algumas dificuldades como a Triagem que
solicita o entulho como agregado somente o 
referente a concreto, e hoje não há uma
separação deste nas caçambas, a 
variabilidade dos agregados e a insuficiência
nos métodos de controle de qualidade ja que
a separação é feita por catação manual e 
inspeçao visual .
 O material vem mostrando bom desempenho
quando utilizado em obras urbanas, como
base de pavimento e em artefatos de 
concreto.
Concreto com fibras
 Como forma de melhorar a resistência a tração
do concreto, sem empregar o aço é a adição de 
fibras na mistura.
 As fibras reduzem a velocidade de propagação
de fissuras e melhora a capacidade resistente da
estrutura.
◦ Fibras naturais: Atingem grandes resistências mas
por serem naturais se deterioram rapido
(bambu,sisal, etc)
◦ Fibras poliméricas: Grande flexibilidade e tenacidade, 
controla o fissuramento em pisos industriais, possui
alta resistência aos álcalis (poliéster, nylon,etc)
◦ Fibras minerais: São utilizadas para aumentar a 
resistência a tração (carbono,vidro,amianto)
◦ Fibras metálicas: Aumenta a aderência da pasta de 
cimento, absorve muita energia na ruptura e controla
fissuras (aço)
Concreto com fibras - Aplicações
 Destaca-se no uso como reforço de 
base de fundações superficiais, reforço
de pavimentos industriais e concreto
projetado para revestimento de tuneis e 
taludes.
◦ Pavimentos: elimina as telas metálicas, 
economiza espaço na obra por não ter as 
barras de ferro, facilita a execução de juntas.
◦ Concreto projetado para túneis: velocidade
de execução e possibilidade de aplicá-lo 
imediatamente à escavação
Concreto Projetado
 Concreto transportado por tubulações e projetado em
altas velocidades.
 Apresenta grande versatilidade e é aplicado quando
não se pode usar fôrma e quando se tem pouco tempo 
para execução como em contenção de taludes, 
reforços estruturais,túneis, etc.
 Possui alta resistência, melhor aderência ao substrato, 
baixa permeabilidade, elima custo de formas, etc.
 Pode apresentar alguns defeitos como laminação
(camadas pouco duraveis), oclusão de material 
(formação de poros com baixa resistência e alta
permeabilidade) e alterações na superficie.
Concreto compactado a rolo
 Concreto de consistência seca, 
aplicado por espalhamento manual ou
mecânico, compactado com rolo
vibratório liso.
 Construção rápida e econômica, 
utilizada em pavimentação e 
barragens.
 Possui baixo consumo de cimento, 
redução de fôrmas, custo baixo com 
transporte e baixa temperatura.
Concreto massa
 Grande volume de concreto com dimensões
largas.
 Utilizado em vigas, pilar, estacas, comporta
ou barragem.
 Tem a temperatura muito elevada na
hidratação, o que pode ocasionar fissuras.
 Para este concreto, afim de evitar aumento
de temperatura, deve-se usar cimento
pozolânico (CP IV) e escória de alto forno
(CP III).Concreto estrutural leve
 É conseguido através do uso de agregados leves
(pedra pome, escória, argilas, ardósia,etc).
 Tem-se uma redução significativa na massa específica, 
já que existe mais ar do que agregados, redução nos
esforços, economia nas fôrmas e cimbramentos e 
redução nas dimensões dos elementos estruturais.
 Utilizado nos pré-fabricados, plataformas marítimas, 
pontes e edificações de muitos andares.
 Os agregados possuem uma melhor ligação entre a 
superficie e a matriz da pasta, possibilitando seu uso
como material estrutural.
Concreto pesado
 Uso de agregados pesados (barita, magnetita e 
hematita).
 Usado para blindagem em usinas nucleares, unidades
médicas e instalações de pesquisa atômica, pois blinda
raio X e gama.
 Possui baixo custo de manutenção.
 É necessario que ambos agregados sejam pesados
para não segregar o concreto.
 É um concreto mais áspero, e para corrigir isso é usada
maior concentração de areia fina e cimento.
Concreto auto adensável
 Devido ao seu peso próprio, ele possui maior facilidade
de ser aplicado na fôrma e não necessita ser 
adensado, garantindo preeenchimento de todos os
espaços.
 Obtido com introdução de aditivos quimicos
superplastificantes, facilitando o bombeamento e a 
homogeneidade.
 Utilizado em locais com grande densidade de armadura
e o vibrador nao entra, fundações por hélice continua, 
lajes de pequena espessura e elementos pré
fabricados
 Elevada fluidez devido ao aditivo
 Acelera o cronograma e possui facil logistica
Concreto de auto 
desempenho
 Apresenta maior resistência mecânica, é mais durável a 
ataques de agentes agressivos, e apresenta maior
trabalhabilidade. Possui menores despesas com manutençao
e reparos.
 Alto consumo de cimento, utiliza aditivos quimicos redutores
de agua e adições de minerais.
 Utilizado em pilares de edificações com redução de seçao, 
estética, agilidade na construção em altura, maior
reaproveitamento de fôrmas, redução de armação e 
concreto.
 Reduz tempo de execução, aumenta a área util com 
diminuição das peças estruturais, aumento da vida util, 
resistente a abrasao, permeabilidade próxima de zero, 
grande aderência a superficies de concreto, elimina reflexão
no concreto projetado.
Conclusão
 Para cada tipo de obra, é possivel ter
um concreto que atenda às
especificidades desta.