Aula 1 Manifestações Patológicas

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MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM
ESTRUTURAS DE CONCRETO
Profa. Eliana Barreto Monteiro
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MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
A resposta ou as respostas não são assim tão
simples, mas vale lembrar que a estrutura,
tende a avisar que esta “doente”, isso
mesmo, como qualquer ser vivo.
3
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS
“ Ciência que estuda a origem, 
os sintomas e o mecanismo de ação
das doenças’’
Patologia pathos (doença) logos (ciência, estudo)+
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3
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MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS
Carvalho, 2017
5
IMPORTÂNCIA DO ESTUDO
• Conhecer da evolução dos problemas
• Estudar as suas causas
• Fornecer informações para os trabalhos de reparo e
manutenção
• Contribuir para o entendimento do processo de
produção minimizando a incidência total de problemas
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
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MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
Patologia é parte da Engenharia que estuda os sintomas, 
os mecanismos, as causas e as origens dos defeitos das 
construções civis, ou seja, é o estudo das partes que
compõem o diagnóstico do problema
(Helene, 1992)
PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS
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6
3
7
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
Projeto Execução Adquiridas Acidentais
ORIGEM DAS MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS
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MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
CONGÊNITAS FASE DE PROJETO
Fonte: ROSAS, 2013
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MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
CONSTRUTIVAS FASE DE EXECUÇÃO
Fonte: BERNHOEFT, 1998
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ADQUIRIDAS
AGRESSIVIDADE DO MEIO
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
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MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
FENÔMENOS ATÍPICOSACIDENTAIS
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Justificativa
Recentemente o assunto passou a ser 
tratado de forma mais objetiva,
com a publicação do novo texto
da norma brasileira para projetos de 
edifícios de concreto armado e 
protendido A NBR 6118 (2014), 
ganhando inclusive 
um capítulo a parte.
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
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Histórico
As lesões ou enfermidades nas 
estruturas são fenômenos tão 
velhos como os próprios edifícios. 
Na Mesopotâmia, há quatro mil 
anos, o Código de Hamurabi
já assinalava regras para prevenir 
defeitos nos edifícios, sendo 
então o primeiro tratado conhecido
sobre patologia na Construção
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
14
Código de Leis de 
Hammurabi (1780 a.C.)
Rei da Babilonia
O Código de 
Hammurabi é 
considerado o primeiro 
código civil da história 
da humanidade. 
Uma cópia foi gravada 
num bloco de rocha 
diorito negro com 2,4m 
de altura contendo 282 
artigos. HELENE,2006
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Código de Leis de Hammurabi
artigos 229 a 233  obras
229. Se uma casa ou parte dela colapsar e matar o proprietário, o 
construtor deve ser morto;
230. Se uma casa ou parte dela colapsar e matar o filho do 
proprietário, o filho do construtor deve ser morto;
231.…
232…..
233….
HELENE,2006
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MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
Panorama Estatístico
(HELENE; PEREIRA, 2007). 
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MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
INCIDÊNCIA EM PERNAMBUCO
Incidência de Manifestações Patológicas em Estruturas
de Concreto Armado em Pernambuco (Andrade, 1997)
Corrosão
18
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
(RIBEIRO, 2015). 
Alvenarias
7%
Estruturas de 
Concreto
6%
Revestimentos 
de paredes
19%
Revestimentos de 
piso
18%
Esquadrias
6%
Inst. Sanitárias
4%
Inst. Elétricas
9%
Impermeabilização
9%
Outros
22%
ORIGEM DOS PROBLEMAS PATOLÓGICOS: NÃO CONFORMIDADES 
E DEFEITOS CONSTRUTIVOS EM EDIFICAÇÕES DE PERNAMBUCO
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ETAPA MEDICINA ESTRUTURA
Anamnese
 Idade, sexo, etc.
 Alergias
 Histórico de doenças
 Remédios, vacinas
 Tipo de estrutura e fundação
 Materiais usados e sua vida útil
 Carregamento
 Tempo de construção
Diagnóstico
 Sintomas fisiológicos e psíquicos
 Ocorrência
 Definição das causas
 Levantamento de danos e sua 
tipologia
 Ocorrência / histórico
 Causas dos danos
Tratamento
 Nenhum (defesa natural)
 Tópico (remédios, tratamentos, 
etc.)
 Generalizado (operação, 
transplante, etc.)
 Convivência com os danos 
(estabilização natural)
 Reforço localizado
 Reforço generalizado
ANALOGIA
RIBEIRO ET AL, 2012
•
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RIBEIRO ET AL, 2012
•
DANOS CARACTERÍSTICAS INCONVENIENTES
Estéticos  São subjetivos e de efeito psicológico
 Do simples mau estar ao 
alarme com pânico
Funcionais
 Comprometem o uso e 
destinação da obra
 Mau funcionamento de 
equipamentos
Estruturais  Afetam os elementos estruturais
 Podem comprometer a 
estabilidade da obra
 Podem exigir reforços
TIPOS DE DANOS
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MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
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CORRROSÃO DE ARMADURAS
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
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Dano estrutural
Perda da aderência
entre o aço e o 
concreto
Diminuição da área 
seção transversal
da armadura
Manchas Superficiais
Expansão
Fissuração
Destacamento do Cobrimento
Perda de Aderência da Armadura
Redução da Seção da Armadura
MANIFESTAÇÕES DA CORROSÃO
Colapso
Manchas Superficiais
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Expansão
Fissuração
Destacamento do Cobrimento
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Redução da Seção da Armadura
Perda de Aderência da Armadura
ColapsoFonte: PAZINI, 2003
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REAÇÃO ÁLCALIS-AGREGADO
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
Ocorre entre o álcalis do cimento (ou de outras fontes) e a sílica
ativa do agregado. Essa reação forma um gel de álcali-silicato 
que preenche os poros do agregado, diminuindo sua aderência 
com a pasta de cimento e expandindo quando em contato com a água
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REAÇÃO ÁLCALIS-AGREGADO
Reação álcali-agregado ocorre entre os álcalis do cimento com a 
sílica reativa presente em determinados agregados na presença de 
umidade
Geram expansão, fissuração e desagregação da pasta de cimento
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
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REAÇÃO ÁLCALIS-AGREGADO
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
Fonte: ANDRADE, 2016
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REAÇÃO ÁLCALIS-AGREGADO
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
Fonte: ANDRADE, 2016
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REAÇÃO ÁLCALIS-AGREGADO
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
Fonte: ANDRADE, 2016
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REAÇÃO ÁLCALIS-AGREGADO
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
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REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
Fonte: ANDRADE, 2016
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REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
Fonte: ANDRADE, 2016
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• Dissolução e remoção dos compostos hidratados da 
pasta de cimento.
• Causada pela incidência de águas ácidas, puras, 
com presença de cloretos ou sulfatos.
Lixiviação
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
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LIXIVIAÇÃO
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
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LIXIVIAÇÃO
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
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LIXIVIAÇÃO
Fonte: FRANCO, 2003
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LIXIVIAÇÃO
Fonte: FRANCO, 2003
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LIXIVIAÇÃO
Fonte: BERNHOEFT, 2006 
45Consequências...
Fonte: BERNHOEFT, 2006 
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Ocorrem devido à solubilidade do hidróxido de cálcio 
(Ca(OH)2) na presença de umidade. 
Manchas ocasionadas pela precipitação de carbonato de 
cálcio (CaCO3) na superfície do concreto, devido à 
evaporação da água que contém o hidróxido dissolvido.
Ocorrem em concreto com alta permeabilidade ou 
fissurados.
Encontrada frequentemente em lajes e vigas.
Eflorescência
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
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EFLORESCÊNCIA
Eflorescência causada pelo 
acúmulo de água da chuva na 
cobertura.
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
Fonte: PAZINI, 2003
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
Centro de Convenções do Recife
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1749EFLORESCÊNCIA
50EFLORESCÊNCIA
51LINDO NUMA CAVERNA...
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BOLOR E VEGETAÇÃO 
 Bolor ou mofo a colonização por diversas populações de 
fungos 
 Os fungos se “alimentam” do material que compõem a estrutura 
 surgem as manchas;
 e num estado mais evoluído, o comprometimento da estrutura.
 Há outros microorganismos que causam o mesmo efeito dos 
fungos:
 bactérias e algas microscópicas.
FUNGOS + UMIDADE = BOLOR
53BOLOR EM MARQUISES
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BOLOR EM 
MARQUISE
VEGETAÇÃO
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55BOLOR EM PERGOLADOS
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BOLOR EM VIGA
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(FERREIRA,2013)
55
56
57
20
58
BOLOR DEVIDO A FALTA DE 
IMPERMEABILIZAÇÃO
BEZERRA et al, 2013
59BOLOR E MOFO NO FUNDO DO RESERVATÓRIO DE ÁGUA
CHAVES, 2012
60
BOLOR EM CASARÃO 
ABANDONADO
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VEGETAÇÃO 
EM EDIFICAÇÃO
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VEGETAÇÃO 
EM EDIFICAÇÃO
63VEGETAÇÃO EM CASARÃO ABANDONADO
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64ou será casarão em vegetação abandonada?
65BOLOR EM CASARÃO ABANDONADO
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VEGETAÇÃO EM 
CASARÃO 
ABANDONADO
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O que é isto aqui?
68
ÁCIDOS – ATAQUE QUÍMICO
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
A penetração dos ácidos causa a decomposição
de produtos de hidratação do cimento formando
outros elementos que, se forem solúveis podem
ser lixiviados e, se insolúveis podem expandir no
próprio local onde se formam.
69
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
INORGÂNICOS ORGÂNICOS
Carbônico Acético
Hidroclórico Cítrico
Hidrofluórico Fórmico
Fosfórico Láctico
Sulfúrico Tânico
Relação de alguns ácidos que atacam severamente o concreto
ÁCIDOS – ATAQUE QUÍMICO
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70
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
Águas freáticas
Correntes contendo CO2
Chuvas ácidas
ÁCIDOS – ATAQUE QUÍMICO
Onde são encontrados?
71
 Dissolução dos compostos hidratados e 
carbonatos
 Lixiviação do concreto
 Despassivação das armaduras
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
ÁCIDOS – ATAQUE QUÍMICO
72
Fonte: GENTIL, 2007
ÁCIDOS – ATAQUE QUÍMICO
70
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Fonte: BARRETO, 2013
ÁCIDOS – ATAQUE QUÍMICO
74
Fonte: PAZINI, 2003
ÁCIDOS – Ataque Ácido Sulfúrico
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 Águas e gases residuais de indústrias;
 Atmosfera urbana;
 Águas subterrâneas;
 Água do mar.
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
SULFATOS - ATAQUE QUÍMICO
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SULFATOS - ATAQUE QUÍMICO
 Presença de sulfatos - dissolução de compostos 
da pasta hidratada
Sulfato + C3A Etringita
Expansão
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
77
SULFATOS - ATAQUE QUÍMICO
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
Exposição
Solúveis em Concentração de 
Sulfatos SO4
No Solo (%) Na Água (ppm)
Leve <0,1 <150
Moderada 0,1 a 0,2 150 a 1500
Severa 0,2 a 2,0 1500 a 10000
Muito 
Severa
>2,0 >10000
Classificação da severidade do ambiente de sulfato
78
SULFATOS - ATAQUE QUÍMICO
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
78Fissuras numa ETA (ROSAS, 2013)
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79
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
79
FOSROC, 2002
80
MEDIDAS PARA COMBATER O
ATAQUE POR SULFATOS
 Uso de cimentos mais resistentes
(baixo teor de C3A)
 Redução da porosidade do concreto
( relação a/c)
 Uso de películas de pintura impermeabilizantes
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
81
DEF (FORMAÇÃO TARDIA DE ETRINGITA)
 Os sintomas de DEF são em geral semelhantes a os de RAA e ataque 
por sulfatos
 Quando baixa o pH propicia a formação de etringita
 Muitos casos de RAA e DEF em Barragens e blocos de edificação 
(HASPARYK ET AL, 2014)
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
A Etringita não é Estável a 60°c e pode ser 
decompor e formar monossulfatos. Posteriormente, 
os íons sulfato são dissolvidos, propiciando a 
formação de uma nova etringita, deteriorando o 
concreto por DEF (Mehta, Monteiro, 2008) 
79
80
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28
DEF (FORMAÇÃO TARDIA DE ETRINGITA)
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
 1º caso de DEF foi na Finlândia – 1987;
 Há poucos casos registrados no Brasil;
 Não há normatização e guias nacionais de
prevenção relacionados à DEF;
 Mecanismo de formação complexo e pouco
entendido;
 Torna-se essencial a prevenção e controle dos
fatores que desencadeiam essa patologia;
Históricos da DEF
DEF (FORMAÇÃO TARDIA DE ETRINGITA)
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
 Temperaturas elevadas em elementos massivos de
concreto, por causa do calor de hidratação do
cimento Portland, Ex.: “Blocos de Fundação”;
 Composição química dos Cimentos usualmente
utilizados na confecção do concreto;
 A fonte de Íons Sulfatos é interna em vez de
externa, oriunda da utilização de agregado
contaminado por gipsita ou de cimento com
teor de sulfato elevado
 Umidade elevada.
Fatores Desencadeadores
84
DEF (FORMAÇÃO TARDIA DE ETRINGITA)
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
Ataque interno por sulfatos
A melhor maneira de barra a ocorrência 
de DEF é evitar que a temperatura do 
concreto atinja valores superiores a 60°
em suas idades iniciais.
Hasparyk et al,2014
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DEF (FORMAÇÃO TARDIA DE ETRINGITA)
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
SANTANA; GOIS 2017
86
MONITORAMENTO
Fonte: SANTANA; GOIS (2017)
AÇÕES QUE ESTÃO PROPOSTAS NO ÂMBITO 
ESTRUTURAL E TECNOLÓGICO NA REGIÃO PARA 
EXECUÇÃO DE ELEMENTOS MASSIVOS DE FUNDAÇÃO
Redução dos fck´s de projeto para os elementos massivos de 
fundações 
Controle 
da temperatura
Limitar o consumo de cimento máximo com o auxílio de adições 
minerais e o emprego da combinação de aditivos polifuncionais e 
superplastificantes
Resfriamento do concreto com o emprego de gelo e/ou 
concretagem em camadas
Monitoramento da temperatura
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MONITORAMENTO
Fonte: SANTANA; GOIS (2017)
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7.
60
T
em
pe
ra
tu
ra
(o
C
)
Tempo(h)
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DEF (FORMAÇÃO TARDIA DE ETRINGITA)
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
Santana; Gois (2017)
89
AÇÃO DOS ÓLEOS MINERAIS
SOBRE O CONCRETO
 Efeito predominantemente físico
 Ataque químico apenas quando há ácidos ou 
produtos que se acidificam (cresol, fenol, cadeias 
insaturadas)
 Isopropil benzeno, parafina, tolueno e xilol são 
inofensivos
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
90
ÓLEOS MINERAIS E PRODUTOS DE 
PETRÓLEO E CARVÃO MINERAL
Benzina
Naftaleno
Xileno
Tolueno
Gasolina
Óleo diesel
Parafina
Fenóis
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
88
89
90
31
91
MECANISMO FÍSICO
Penetração nos 
poros do concreto
Expulsão da água
Redução da 
resistência 
mecânica
Processo 
Lento
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
92
AÇÃO DOS ÓLEOS MINERAIS
SOBRE O CONCRETO
Fonte: FRANCO, 2003
93
CAPACIDADE DE PENETRAÇÃO DOS ÓLEOS 
MINERAIS NO CONCRETO
 Alta densidade e viscosidade - penetram lentamente 
no concreto
 Baixa densidade e viscosidade - penetram 
rapidamente no concreto (benzol, petróleo, nafta)
 Necessidade de proteção com camada 
impermeabilizante
91
92
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32
94
PROTEÇÃO DO CONCRETO DE 
RESERVATÓRIOS DE COMBUSTÍVEIS
 Evitar materiais sintéticos usuais de 
impermeabilização
Podem ser dissolvidos
 Proteger juntas de concretagem
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
95
Defeitos de Construção
NINHOS DE CONCRETAGEM
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
96
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
Defeitos
de 
Concretagem
94
95
96
33
97MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
Defeitos
de 
Concretagem
98
Defeitos de Cobrimento
Fonte: LIMA, 2018
99
NINHOS DE CONCRETAGEM
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
97
98
99
34
100Fonte: FOSROC, 2002
101
Fonte: FEITOSA, 2011
102
FALHA DE CONCRETAGEM
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
Fonte: BERNHOEFT, 2008
100
101
102
35
103
FALHA 
DE 
CONCRETAGEM
Fonte: SOBRINHO, 2012
104
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
Fonte: BERNHOEFT, 2008
DESLOCAMENTO ARMADURA
105
FALTA 
DE 
COBRIMENTO
103
104
105
36
106
FALTA DE COBRIMENTO
Fonte: BERNHOEFT, 2008
107
EXCESSO 
DE 
ARMADURA
108
EXCESSO DE ARMADURA
106
107
108
37
109
Ferragem flambando
Fonte: BERNHOEFT, 2008
110
Ferragem flambando
Fonte: BERNHOEFT, 2008
111
Ferragem flambando
Fonte: SILVA, 2013
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110
111
38
112
Ferragem flambando
(Fonte: https://www.construliga.com.br/blog/qualidade-estrutura-de-concreto-armado/)
113
Ferragem flambando
VEGETAÇÃO
Fonte: SILVA, 2012
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112
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39
115
Ferragem flambando
116
Ferragem flambando
117
Ferragem flambando
115
116
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40
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Ferragem flambando
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119
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121
122
123
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Localização: Fortaleza - Ceará 
“Será que o 
RT ficou
com medo da 
ferragem 
negativa 
da primeira 
laje em 
balanço?” 
Tira as 
crianças da 
sala
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133
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46
"A estrutura está doente, então a 
gente faz um diagnóstico a cada 
momento que ela apresenta algum 
sintoma. Então, a gente vai 
pensando numa solução. Uma delas 
que a gente entende que vai ser 
necessária seria o macaqueamento. 
Nós já estamos abreviando já essa 
decisão porque nós precisamos 
aliviar a tensão no pilar rompido 
para preservar a integridade da 
estrutura", disse Aly.
Noite foi fria e dia, quente. 'A 
estrutura está doente, então a gente 
faz um diagnóstico a cada momento 
que ela apresenta algum sintoma', diz 
secretário de Obras de SP.
Por G1 SP, TV Globo e Globo News
136
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Por G1 SP, TV Globo e Globo News
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A analogia é com os médicos, pois se um erro 
médico
pode ser escondido “sete palmos” abaixo da 
superfície, um erro de engenharia fica 
acumulado alguns metros acima dela...
Um erro médico, normalmente, gera uma vítima 
direta; já um erro de engenharia pode vitimar 
várias pessoas, destruir patrimônios, 
convulsionar cidades! E qual é o valor que a 
sociedade dá aos engenheiros?
O fato é que, quando um 
engenheiro tem condições 
adequadas para desenvolver seu 
trabalho, tudo funciona bem... 
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