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2 PATOLOGIA DO CONCRETO Esta obra foi organizada pelo Instituto IDD, tendo como referência a redação dos sites Redação AECweb e e-Construmarket, e conteúdo do professor Élvio Mosci Piancastelli. Seu objetivo é levar conteúdo especializado e aprofundado para estudantes e profissionais da área da Engenharia Civil. Buscando ofertar o aperfeiçoamento técnico também, através do meio digital, o Instituto IDD continua disponibilizando meios para contribuir com o desenvolvimento educativo, científico e tecnológico não apenas das áreas de sua especialidade, como de toda a sociedade. Élvio Mosci Piancastelli é engenheiro civil graduado pela Universidade Federal de Minas Gerais (1977) tem Especialização em Estruturas (1987) e Mestrado em Engenharia de Estruturas (1997) pela Universidade Federal de Minas Gerais. Atualmente é professor adjunto da Universidade Federal de Minas Gerais e engenheiro consultor da Fundação Christiano Ottoni e FUNDEP, membro correspondente - Conference Internationale Des Grands Reseaux Electriques A Haute Tension. https://www.facebook.com/institutoidd https://www.instagram.com/grupoidd/ https://www.linkedin.com/company/1016763%3Ftrk%3Dtyah%26trkInfo%3DclickedVertical%253Acompany%252CclickedEntityId%253A1016763%252Cidx%253A4-1-4%252CtarId%253A1467235367262%252Ctas%253Ainstituto%2520idd http://www.idd.com.br http://www.idd.com.br 3 PATOLOGIA DO CONCRETO Patologias do Concreto............................................................................................................4 Relação Sintoma X Causa.........................................................................................................5 Sinais de Alerta............................................................................................................................6 Fissuras Ativas ou Inativas.......................................................................................................7 Causas Geradoras de Fissuras.................................................................................................8 Origens............................................................................................................................................9 Reparos para Pequenos Danos..............................................................................................11 Reparos mais Comuns..............................................................................................................12 Fatores que Provocam Corrosão..........................................................................................13 Reparos em Fissuras..................................................................................................................14 Polimento......................................................................................................................................16 Sumário https://www.facebook.com/institutoidd https://www.instagram.com/grupoidd/ https://www.linkedin.com/company/1016763%3Ftrk%3Dtyah%26trkInfo%3DclickedVertical%253Acompany%252CclickedEntityId%253A1016763%252Cidx%253A4-1-4%252CtarId%253A1467235367262%252Ctas%253Ainstituto%2520idd http://www.idd.com.br http://www.idd.com.br 4 PATOLOGIA DO CONCRETO PATOLOGIAS DO CONCRETO Das manifestações às causas, as patologias do concreto exigem análise cuidadosa antes da escolha do tratamento ideal. Material não inerte, o concreto armado está sujeito a alterações ao longo do tempo, em função de interações entre os elementos que o constituem (cimento, areia, brita, água e aço), com os aditivos e com agentes externos, como ácidos, bases, sais, gases, vapores e micro- organismos. “Muitas vezes, dessas interações resultam anomalias que podem comprometer o desempenho da estrutura, provocar efeitos estéticos indesejáveis ou causar desconforto psicológico nos usuários” -- Élvio Piancastelli, professor da Universidade Federal de Minas Gerais. De acordo com o especialista, só quando o desempenho da estrutura está ameaçado ou comprometido é que ficam caracterizadas as ‘enfermidades’ do concreto ou da estrutura, que podem ser congênitas – nascem com a estrutura – ou são adquiridas ao longo de sua vida, devido à ação direta de inúmeros agentes externos, incluindo usuários, ou ainda fenômenos físicos como choques, terremotos, incêndios, enchentes, explosões, recalques e variações de temperatura. https://www.facebook.com/institutoidd https://www.instagram.com/grupoidd/ https://www.linkedin.com/company/1016763%3Ftrk%3Dtyah%26trkInfo%3DclickedVertical%253Acompany%252CclickedEntityId%253A1016763%252Cidx%253A4-1-4%252CtarId%253A1467235367262%252Ctas%253Ainstituto%2520idd http://www.idd.com.br http://www.idd.com.br 5 PATOLOGIA DO CONCRETO RELAÇÃO SINTOMA X CAUSA Piancastelli ensina que é a partir dos sintomas que se inicia todo o processo de averiguação das causas e origem do fenômeno patológico, fundamental para o correto diagnóstico. O ideal, diz, é que as patologias do concreto armado sejam evitadas ou, então, tratadas para que não ocorra perda da estrutura ou de peças estruturais. “Nos últimos anos as normas vêm incorporando essas medidas mais intensamente – critérios de durabilidade – que se fundamentam predominantemente nos mecanismos de deterioração do concreto - expansão e corrosão - e do aço - corrosão. Lembrando que tais critérios, somados às demais recomendações para o projeto e execução das estruturas, constituem as principais medidas da profilaxia”. A fase mais importante desse processo é a do diagnóstico que, se for equivocado, implicará intervenções inócuas, dificultando estudos futuros, além do gasto de dinheiro. Nas fases iniciais do estudo é preciso trabalhar com hipóteses, verificando sua veracidade. “Na realidade, nunca há certeza, mas sim redução no número de dúvidas. A eficácia do tratamento ou da solução só poderá ser confirmada pela resposta satisfatória da estrutura ao tratamento” https://www.facebook.com/institutoidd https://www.instagram.com/grupoidd/ https://www.linkedin.com/company/1016763%3Ftrk%3Dtyah%26trkInfo%3DclickedVertical%253Acompany%252CclickedEntityId%253A1016763%252Cidx%253A4-1-4%252CtarId%253A1467235367262%252Ctas%253Ainstituto%2520idd http://www.idd.com.br http://www.idd.com.br http://www.idd.com.br/blog/idd-news/norma-de-desempenho-de-edificacoes-voce-esta-preparado-para-ela http://www.idd.com.br/blog/idd-news/norma-de-desempenho-de-edificacoes-voce-esta-preparado-para-ela http://www.idd.com.br/blog/idd-news/norma-de-desempenho-de-edificacoes-voce-esta-preparado-para-ela http://www.idd.com.br/blog/idd-news/norma-de-desempenho-de-edificacoes-voce-esta-preparado-para-ela http://www.idd.com.br/blog/idd-news/norma-de-desempenho-de-edificacoes-voce-esta-preparado-para-ela 6 PATOLOGIA DO CONCRETO SINAIS DE ALERTA Para identificar as causas das patologias do concreto é preciso observar as manifestações que ocorrem normalmente nas partes externas das estruturas. No entanto, existem partes externas que não são normalmente visualizadas, como as total ou parcialmente enterradas (fundações, arrimos e piscinas); as faces internas das juntas de dilatação; e as do interior de galerias e reservatórios. “Nesses locais, os chamados danos ocultos só são detectados se forem programadas e executadas inspeções específicas” -- Piancastelli Segundo o professor, vale ressaltar que algumas enfermidades são erroneamente consideradas sintomas, como o caso clássico da corrosão das armaduras, que caracteriza a enfermidade ‘falta de homogeneidade’, e cujos sintomas são fissuras e disgregação do concreto. As fissuras e trincas são os sintomas mais frequentes de problemas nas estruturas e com causas muito variadas, sendo elas, a posição em relação à peça estrutural, a abertura, a direção e a forma de evolução - com relação à direção e à abertura. Fissuras são também ocorrências inerentes ao concreto armado, • Fissuras e Trincas; • Desagregação; • Erosão e Desgaste; • Disgregação (Desplacamento ou Esfoliação); • Segregação;• Manchas; • Eflorescência; • Calcinação; • Flechas Exageradas; • Perda de Aderência entre Concretos (nas juntas de concretagem); • Porosidade; • Permeabilidade. visto que as seções são dimensionadas nos Estágios II (seção fissurada) ou III (ruptura), não sendo, portanto, sempre uma manifestação patológica. Sob esse aspecto, a diferenciação entre manifestação patológica, ou não, é feita em função das aberturas e das causas. Manifestações que podem indicar a existência de patologias do concreto: https://www.facebook.com/institutoidd https://www.instagram.com/grupoidd/ https://www.linkedin.com/company/1016763%3Ftrk%3Dtyah%26trkInfo%3DclickedVertical%253Acompany%252CclickedEntityId%253A1016763%252Cidx%253A4-1-4%252CtarId%253A1467235367262%252Ctas%253Ainstituto%2520idd http://www.idd.com.br http://www.idd.com.br 7 PATOLOGIA DO CONCRETO FISSURAS ATIVAS OU INATIVAS De acordo com Piancastelli, para a especificação do tratamento ideal é essencial verificar se a fissura analisada é ativa (viva ou instável) – fissuras que apresentam variação de abertura – ou inativa (morta ou estável) – aquelas que não apresentam variação de abertura. A checagem pode ser feita com a utilização de ‘selos’ rígidos (gesso ou plaquetas de vidro coladas) que se rompem caso a fissura apresente variação de abertura, ou por meio da medição direta (fissurômetro) dessa variação. Para dar tratamento correto à fissura também é importante identificar o agente causador. AGENTE CAUSADOR NÃO ATUANTE – A FISSURA PODE SER CONSIDERADA ESTÁVEL. AGENTE CAUSADOR ATUANTE – A FISSURA PODE SER CONSIDERADA INSTÁVEL. https://www.facebook.com/institutoidd https://www.instagram.com/grupoidd/ https://www.linkedin.com/company/1016763%3Ftrk%3Dtyah%26trkInfo%3DclickedVertical%253Acompany%252CclickedEntityId%253A1016763%252Cidx%253A4-1-4%252CtarId%253A1467235367262%252Ctas%253Ainstituto%2520idd http://www.idd.com.br http://www.idd.com.br 8 PATOLOGIA DO CONCRETO CAUSAS GERADORAS DE FISSURAS MATERIAL CAUSA SINTOMA CONCRETO FRESCO Assentamento plástico FISSURA Movimentação das formas Dessecação superficial Vibrações CONCRETO ENDURECIDO Retração hidráulica FISSURA Variações térmicas Esforços solicitantes excessivos - principalmente flexão e cisalhamento Concentração de tensões Recalques de fundação Corrosão de armaduras Retração hidráulica https://www.facebook.com/institutoidd https://www.instagram.com/grupoidd/ https://www.linkedin.com/company/1016763%3Ftrk%3Dtyah%26trkInfo%3DclickedVertical%253Acompany%252CclickedEntityId%253A1016763%252Cidx%253A4-1-4%252CtarId%253A1467235367262%252Ctas%253Ainstituto%2520idd http://www.idd.com.br http://www.idd.com.br 9 PATOLOGIA DO CONCRETO ORIGENS A origem de uma patologia está relacionada com a etapa da vida da estrutura em que foi criada a predisposição para que agentes desencadeassem seu processo de formação. Conheça as origens das enfermidades do concreto: • Defeitos de projeto • Defeitos de execução • Erosão e Desgaste • Má qualidade dos materiais ou uso inadequado • Sinistros ou causas fortuitas (incêndios, inundações, acidentes etc.) • Uso inadequado da estrutura • Manutenção imprópria • Outras, incluindo origens desconhecidas No Brasil, as principais causas das patologias estão relacionadas à execução. A segunda maior causa são os projetos que pecam por má avaliação de cargas; erros no modelo estrutural; erros na definição da rigidez dos elementos estruturais; falta de drenagem; ausência de impermeabilização; e deficiências no detalhamento das armaduras. https://www.facebook.com/institutoidd https://www.instagram.com/grupoidd/ https://www.linkedin.com/company/1016763%3Ftrk%3Dtyah%26trkInfo%3DclickedVertical%253Acompany%252CclickedEntityId%253A1016763%252Cidx%253A4-1-4%252CtarId%253A1467235367262%252Ctas%253Ainstituto%2520idd http://www.idd.com.br http://www.idd.com.br 10 PATOLOGIA DO CONCRETO INCIDÊNCIA NO BRASIL EXECUÇÃO 51% PROJETO 18% UTILIZAÇÃO 13% MATERIAIS 7% FORTUITAS 6% MANUTENÇÃO 3% OUTROS 2% https://www.facebook.com/institutoidd https://www.instagram.com/grupoidd/ https://www.linkedin.com/company/1016763%3Ftrk%3Dtyah%26trkInfo%3DclickedVertical%253Acompany%252CclickedEntityId%253A1016763%252Cidx%253A4-1-4%252CtarId%253A1467235367262%252Ctas%253Ainstituto%2520idd http://www.idd.com.br http://www.idd.com.br http://www.idd.com.br/blog/idd-news/palestra-magna-com-phd-paulo-helene-relembra-grandes-acidentes-nas-estruturas-de-concreto 11 PATOLOGIA DO CONCRETO REPAROS PARA PEQUENOS DANOS Danos que não comprometem o desempenho estrutural do elemento ou o fazem de forma pouco significativa, podem receber reparos. Élvio Piancastelli ensina que para o bom desempenho é fundamental que o substrato (superfícies de concreto e aço) seja convenientemente tratado. “São duas as finalidades básicas do tratamento: retirar todo material deteriorado ou contaminado e propiciar as melhores condições de aderência entre o substrato e o material de reparo”. • Escarificação manual (talhadeira, ponteiro ou marreta) • Escarificação mecânica (martelete, rompedor ou fresa) • Escovamento manual (escova de aço) • Lixamento manual ou elétrico (lixas para concreto e aço ou lixadeira elétrica) • Hidrodemolição (equipamento específico) • Jateamento de areia (equipamento específico) • Jateamento de água e areia (equipamento específico) • Queima controlada com chama (maçarico) • Corte de concreto (disco de corte) • Jateamento de ar comprimido (equipamento específico) • Jateamento de água fria ou quente (equipamento específico) • Jateamento de vapor (equipamento específico) • Lavagem com soluções ácidas • Lavagem com soluções alcalinas (solução de “soda cáustica”) • Aplicação de removedores de óleos e graxas • Aplicação de removedores de gordura e ácido úrico – suor (álcool isopropílico ou acetona) • Umedecimento ou saturação da superfície do concreto com água (aspersão, pano ou areia molhados) “Na retirada do concreto deteriorado ou contaminado, deve-se cuidar para que o contorno das aberturas seja bem definido e suas faces laterais apresentem ângulos que favoreçam a aderência, facilitem a aplicação e garantam a espessura mínima do material de reparo” -- Piancastelli Em qualquer caso, a superfície do concreto velho que entrará em contato com o material de reparo, deverá ser apicoada para a retirada da nata de cimento superficial. Essa superfície deverá estar seca ou úmida (saturada com superfície seca) em função do material a ser utilizado. PROCEDIMENTOS A SE APLICAR: https://www.facebook.com/institutoidd https://www.instagram.com/grupoidd/ https://www.linkedin.com/company/1016763%3Ftrk%3Dtyah%26trkInfo%3DclickedVertical%253Acompany%252CclickedEntityId%253A1016763%252Cidx%253A4-1-4%252CtarId%253A1467235367262%252Ctas%253Ainstituto%2520idd http://www.idd.com.br http://www.idd.com.br 12 PATOLOGIA DO CONCRETO REPAROS MAIS COMUNS REPAROS SUPERFICIAIS Não ultrapassam a espessura da camada de cobrimento das armaduras. “São exigidos em função de disgregações, desagregações, segregações, porosidades ou contaminações que atingem o concreto de cobrimento das armaduras”. REPAROS PROFUNDOS Referem-se àqueles cujas profundidades ultrapassam a camada de cobrimento das armaduras. “Esse tipo de reparo geralmente surge devido à ocorrência de segregações, ninhos, ou presença de corpos estranhos ao concreto”. REPAROS SUPERFICIAIS DE GRANDES ÁREAS Feitos em função de disgregações, desagregações, segregações, erosões, desgastes, contaminações ou calcinações que atingem grandes áreas do concreto de cobrimento das armaduras. REPAROS DEVIDOS À CORROSÃO DE ARMADURAS Exigem análise do funcionamento do sistema de proteção do aço dentro da massa de concreto. “Para tanto, é necessário verificar as relações existentes entreo pH do concreto e o potencial de corrosão (potencial eletroquímico) do aço. Essas relações foram estudadas por Pourbaix e são mostradas no diagrama que leva o seu nome”. DIAGRAMA DE POURBAIX https://www.facebook.com/institutoidd https://www.instagram.com/grupoidd/ https://www.linkedin.com/company/1016763%3Ftrk%3Dtyah%26trkInfo%3DclickedVertical%253Acompany%252CclickedEntityId%253A1016763%252Cidx%253A4-1-4%252CtarId%253A1467235367262%252Ctas%253Ainstituto%2520idd http://www.idd.com.br http://www.idd.com.br 13 PATOLOGIA DO CONCRETO FATORES QUE PROVOCAM CORROSÃO “A corrosão pode ocorrer por despassivação da armadura em função da diminuição do pH do concreto, devido à reação entre o hidróxido de cálcio a ele inerente e o CO2 que nele penetra, no fenômeno denominado carbonatação, detectado pelo teste de fenolftaleina. Acontece, também, pela presença de cloretos”, -- Piancastelli As intervenções indicadas por Piancastelli são muito eficazes, entretanto, por serem bastante invasivas, exigem cuidadosa avaliação do seu impacto sobre o comportamento estrutural do elemento tratado. O escoramento da estrutura é, praticamente, inevitável. “A filosofia do tratamento, no caso de ataque de cloretos, consiste no isolamento das barras da armadura, impedindo seu contato com o concreto contaminado”, diz, acrescentando que isso pode ser feito com a aplicação de polímeros inibidores de corrosão ou com inibidores de corrosão adicionados ao concreto ou argamassa. O professor lembra que a proteção catódica é teoricamente a maneira mais eficiente que se tem para prevenir ou interromper um processo corrosivo. “O método consiste em abaixar o potencial de corrosão das armaduras (zona de imunidade do Diagrama de Pourbaix) introduzindo-se corrente elétrica no circuito formado por todas as barras da armadura, além do metal instalado na superfície do concreto. Dessa forma, as armaduras passam a fazer parte da região de cátodo (região não sujeita à corrosão). A proteção catódica pode ser feita por ânodos de sacrifício ou por corrente impressa, e qualquer uma das duas técnicas exige manutenção constante por profissionais especializados” https://www.facebook.com/institutoidd https://www.instagram.com/grupoidd/ https://www.linkedin.com/company/1016763%3Ftrk%3Dtyah%26trkInfo%3DclickedVertical%253Acompany%252CclickedEntityId%253A1016763%252Cidx%253A4-1-4%252CtarId%253A1467235367262%252Ctas%253Ainstituto%2520idd http://www.idd.com.br http://www.idd.com.br 14 PATOLOGIA DO CONCRETO REPAROS EM FISSURAS Nos reparos de fissuras, deve ser determinado se elas são ativas ou inativas. As fissuras causadas por retração hidráulica, recalques estabilizados e juntas de concretagem mal executadas podem ser tratadas como inativas. “Em muitos casos, devido a esforços excessivos, principalmente se forem efetuadas intervenções de reforço, podem ser entendidas como inativas. Já as fissuras ativas funcionam como ‘juntas naturais’ da estrutura, devendo, portanto, ser tratadas como tal. As causadas por variação de temperatura são o exemplo típico”, diz Élvio Piancastelli, acrescentando uma regra geral: “Se o agente causador da fissura não mais atua, ela pode ser tratada como inativa, caso contrário, como ativa”. Por outro lado, considerado apenas o aspecto de comportamento do reparo, qualquer fissura pode ser tratada como ativa. REPAROS NAS INATIVAS | implicam na restauração da monoliticidade do concreto. Consistem, portanto, na aplicação de produtos (adesivos) capazes de promover a aderência entre os concretos de suas duas faces. Isto pode ser feito por gravidade ou por injeção sob pressão (ar comprimido), de acordo com cada caso. REPAROS NAS ATIVAS (ou inativas com monoliticidade não exigida) | feitos por juntas de dilatação. “Para impedir a penetração de materiais que impeçam sua livre movimentação (pó, areia, brita etc.) ou que sejam deletérios ao concreto (água, óleos, fuligens etc.) as ‘novas juntas’ devem ser vedadas com mastiques ou outros materiais elásticos”, sugere Piancastelli REPAROS ESPECIAIS | são aqueles nos quais é inviável a execução de técnicas padronizadas. Nesses casos, são empregadas combinações de técnicas, algumas delas com adaptações, e mesmo procedimentos alternativos. https://www.facebook.com/institutoidd https://www.instagram.com/grupoidd/ https://www.linkedin.com/company/1016763%3Ftrk%3Dtyah%26trkInfo%3DclickedVertical%253Acompany%252CclickedEntityId%253A1016763%252Cidx%253A4-1-4%252CtarId%253A1467235367262%252Ctas%253Ainstituto%2520idd http://www.idd.com.br http://www.idd.com.br 15 PATOLOGIA DO CONCRETO PINTURA “Com o objetivo de uniformizar a cor da estrutura, após o reparo, pode ser feita a pintura estética à base de tinta pva, acrílica, epoxídica ou cimentícia, utilizando ou não argamassa de estucamento. No caso de intervenções devidas à corrosão de armaduras, é recomendável a aplicação de pinturas que visem proteger o concreto contra penetração de água e gases. É importante salientar que elementos estruturais, que possam receber umidade por uma ou mais de suas faces, só devem receber pinturas ou revestimentos nas demais faces, se forem permeáveis ao vapor d’água. Caso tal regra não seja observada, estará criada situação favorável para acelerado processo de oxidação de armaduras”. -- Piancastelli https://www.facebook.com/institutoidd https://www.instagram.com/grupoidd/ https://www.linkedin.com/company/1016763%3Ftrk%3Dtyah%26trkInfo%3DclickedVertical%253Acompany%252CclickedEntityId%253A1016763%252Cidx%253A4-1-4%252CtarId%253A1467235367262%252Ctas%253Ainstituto%2520idd http://www.idd.com.br http://www.idd.com.br 16 PATOLOGIA DO CONCRETO POLIMENTO O polimento do concreto, recurso protetor e estético, raramente é adotado por engenheiros e arquitetos. No entanto, é um bom mecanismo de proteção, pois reduz a área de absorção pela diminuição da área desenvolvida da superfície exposta do concreto, além de reduzir o tempo de absorção, pelo aumento da velocidade de escorrimento da água. O tratamento é extremamente otimizado, quando, antes do polimento do concreto, são aplicados em sua superfície produtos impermeabilizantes que atuam obturando os capilares do concreto, através de formações cristalinas insolúveis. “Com um simples, mas adequado tratamento, o concreto convencional pode se tornar um ‘granito raro e impermeável’”. -- Piancastelli https://www.facebook.com/institutoidd https://www.instagram.com/grupoidd/ https://www.linkedin.com/company/1016763%3Ftrk%3Dtyah%26trkInfo%3DclickedVertical%253Acompany%252CclickedEntityId%253A1016763%252Cidx%253A4-1-4%252CtarId%253A1467235367262%252Ctas%253Ainstituto%2520idd http://www.idd.com.br http://www.idd.com.br CONTATOS www.idd.com.br https://www.facebook.com/institutoidd/ https://www.facebook.com/institutoidd/ https://www.instagram.com/grupoidd/ https://www.linkedin.com/company/1016763%3Ftrk%3Dtyah%26trkInfo%3DclickedVertical%253Acompany%252CclickedEntityId%253A1016763%252Cidx%253A4-1-4%252CtarId%253A1467235367262%252Ctas%253Ainstituto%2520idd https://www.facebook.com/institutoidd/ PATOLOGIAS DO CONCRETO RELAÇÃO SINTOMA X CAUSA SINAIS DE ALERTA FISSURAS ATIVAS OU INATIVAS CAUSAS GERADORAS DE FISSURAS ORIGENS REPAROS PARA PEQUENOS DANOS REPAROS MAIS COMUNS FATORES QUE PROVOCAM CORROSÃO REPAROS EM FISSURAS POLIMENTO
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