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1 1 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO Profa. Eliana Barreto Monteiro 2 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)+ 2 4 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 5 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 6 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO PROCESSO DE DEGRADAÇÃO É aquele que ocorre quando há uma transformação dos materiais ao interagirem com o meio ambiente (John, 1987) Afeta a durabilidade Reduz a vida útil da estrutura 3 7 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO CONGÊNITAS CONSTRUTIVAS ADQUIRIDAS FASE DE PROJETO FASE DE EXECUÇÃO AGRESSIVIDADE DO MEIO FENÔMENOS ATÍPICOS ORIGEM DAS PATOLOGIAS ACIDENTAIS 8 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO CONGÊNITAS FASE DE PROJETO Fonte: ROSAS, 2013 9 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO CONSTRUTIVAS FASE DE EXECUÇÃO Fonte: BERNHOEFT, 1998 4 10 ADQUIRIDAS AGRESSIVIDADE DO MEIO MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO 11 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO FENÔMENOS ATÍPICOSACIDENTAIS 12 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 5 13 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 15 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 6 16 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO Panorama Estatístico (HELENE; PEREIRA, 2007). 17 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% Revestimento s de paredes 19% Revestimento s 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 7 19 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 20 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 21 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO 8 22 CORRROSÃO DE ARMADURAS MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO 22 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 IMPORTÂNCIA TÉCNICA, ECONÔMICA E SOCIAL DO ESTUDO DA DETERIORAÇÃO DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO Manchas Superficiais 9 Expansão Fissuração Destacamento do Cobrimento 10 Redução da Seção da Armadura Perda de Aderência da Armadura ColapsoFonte: PAZINI, 2003 11 31 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 32 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 33 REAÇÃO ÁLCALIS-AGREGADO MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO Fonte: PAZINI, 2003 12 34 REAÇÃO ÁLCALIS-AGREGADO MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO 35 REAÇÃO ÁLCALIS-AGREGADO MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO 36 REAÇÃO ÁLCALIS-AGREGADO MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO 13 37 REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO 38 REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO 39 • 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 14 40 LIXIVIAÇÃO MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO 41 LIXIVIAÇÃO MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO 42 LIXIVIAÇÃO Fonte: FRANCO, 2003 15 43 LIXIVIAÇÃO Fonte: FRANCO, 2003 44 LIXIVIAÇÃO Fonte: Bernhoeft, 2006 45Consequências... Fonte: Bernhoeft, 2006 16 46 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 47 EFLORESCÊNCIA Eflorescência causada pelo acúmulo de água da chuva na cobertura. MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO Fonte: PAZINI, 2003 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURASDE CONCRETO Centro de Convenções do Recife 17 49EFLORESCÊNCIA 50EFLORESCÊNCIA 51LINDO NUMA CAVERNA... 18 52 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 54 BOLOR EM MARQUISE VEGETAÇÃO 19 55BOLOR EM PERGOLADOS 56 BOLOR EM VIGA 57 (FERREIRA,2013) 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 21 61 VEGETAÇÃO EM EDIFICAÇÃO 62 VEGETAÇÃO EM EDIFICAÇÃO 63VEGETAÇÃO EM CASARÃO ABANDONADO 22 64ou será casarão em vegetação abandonada? 65BOLOR EM CASARÃO ABANDONADO 66 VEGETAÇÃO EM CASARÃO ABANDONADO 23 67 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 24 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 25 73 Fonte: BARRETO, 2013 ÁCIDOS – ATAQUE QUÍMICO 74 Fonte: PAZINI, 2003 ÁCIDOS – Ataque Ácido Sulfúrico 75 Águas e gases residuais de indústrias; Atmosfera urbana; Águas subterrâneas; Água do mar. MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO SULFATOS - ATAQUE QUÍMICO 26 76 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) 27 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) 28 82 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 83 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 84 ÓLEOS MINERAIS E PRODUTOS DE PETRÓLEO E CARVÃO MINERAL Benzina Naftaleno Xileno Tolueno Gasolina Óleo diesel Parafina Fenóis MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO 29 85 AÇÃO DOS ÓLEOS MINERAIS SOBRE O CONCRETO Fonte: FRANCO, 2003 86 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 87 MECANISMO FÍSICO Penetração nos poros do concreto Expulsão da água Redução da resistência mecânica Processo Lento MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO 30 88 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 89 Defeitos de Construção NINHOS DE CONCRETAGEM MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO 90 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO Defeitos de Concretagem 31 91 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO Defeitos de Concretagem 92 NINHOS DE CONCRETAGEM MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO 93 Fonte: FOSROC, 2002 32 94 Fonte: FEITOSA, 2011 95 FALHA DE CONCRETAGEM MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO Fonte: BERNHOEFT, 2008 96 FALHA DE CONCRETAGEM Fonte: SOBRINHO, 2012 33 97 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO Fonte: BERNHOEFT, 2008 DESLOCAMENTO ARMADURA 98 FALTA DE COBRIMENTO 99 FALTA DE COBRIMENTO Fonte: BERNHOEFT, 2008 34 100 EXCESSO DE ARMADURA 101 EXCESSO DE ARMADURA 102 Ferragem flambando Fonte: BERNHOEFT, 2008 35 103 Ferragem flambando Fonte: BERNHOEFT, 2008 104 Ferragem flambando Fonte: Silva, 2013 105 Ferragem flambando VEGETAÇÃO Fonte: Silva, 2012 36 106 107 Ferragem flambando 108 Ferragem flambando 37 109 Ferragem flambando 110 Ferragem flambando 111 38 112 113 114 39 115 Localização: Fortaleza - Ceará “Será que o RT ficou com medo da ferragem negativa da primeira laje em balanço?” 117 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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