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Deterioração das Estruturas de concreto: Corrosão por correntes de fuga Abrasão e Erosão ANA CLAUDIA NUNES DE SANTANA ANA PAULA DA SILVA REIS BRUNO DA SILVA AMPARO DAVI FERNANDES DAMASIO DAVI LEMOS PINHEIRO JOAO MAURICIO PEIXOTO MIRANDA FRAGA MAIA MATHEUS SANTANA DE CASTRO NELSON FERNANDEZ LEIRO FILHO RAFAHEL BRITO GALVAO DA SILVEIRA TAILANE FERREIRA DE MATOS MENENZES TARCILA PEREIRA GUIMARAES Salvador/2021 INTRODUÇÃO Desde os primórdios da civilização que o homem tem se preocupado com a construção de estruturas adaptadas às suas necessidades, sejam elas habitacionais (casas e edifícios), laborais (escritórios, indústrias, silos, galpões, etc.), ou de infraestrutura (pontes, cais, barragens, metrôs, aquedutos, etc.). Com isto, a humanidade acumulou um grande acervo científico ao longo dos séculos, o que permitiu o desenvolvimento da tecnologia da construção, abrangendo a concepção, o cálculo, a análise e o detalhamento das estruturas, a tecnologia de materiais e as respectivas técnicas construtivas. O crescimento sempre acelerado da construção civil, em alguns países e épocas, provocou a necessidade de inovações que trouxeram, em si, a aceitação implícita de maiores riscos. Aceitos estes riscos, ainda que dentro de certos limites, a progressão do desenvolvimento tecnológico aconteceu naturalmente, e, com ela, o aumento do conhecimento sobre estruturas e materiais, em particular através do estudo e análise dos erros acontecidos, que têm resultado em deterioração precoce ou em acidentes. Este complexo conjunto de fatores gera o que é chamado de deterioração estrutural. Objetivamente, as causas da deterioração podem ser as mais diversas, desde o envelhecimento "natural" da estrutura até os acidentes. Designa-se genericamente por “patologia das construções” um novo campo da Engenharia das Construções que se ocupa do estudo das origens, formas de manifestação, consequências e mecanismos de ocorrência das falhas e dos sistemas de degradação das estruturas. Os processos principais que causam a deterioração do concreto podem ser agrupados, de acordo com sua natureza, em mecânicos, físicos, químicos, biológicos e eletromagnéticos. Na realidade, a deterioração do concreto ocorre, muitas vezes, como resultado de uma combinação de diferentes fatores externos e internos. São processos complexos e determinados pelas propriedades físico- químicas do concreto e da forma como esse está exposto. Mediante tudo vamos falar um pouco sobre Deterioração das Estruturas de concreto: Corrosão por correntes de fuga Abrasão e Erosão, que são causas de deterioração físicas que causa o desgaste superficial do concreto. A deterioração das estruturas por correntes de fuga a abrasão, (esforços superficiais de fricção devido ao tráfego de veículos, pessoas, arraste de cargas etc.) e erosão (desgaste pelo escoamento das águas, causado pela passagem abrasiva dos fluidos contendo partículas finas suspensas) são exemplos de deterioração de natureza mecânica. DESENVOLVIMENTO Corrosão a abrasão De acordo com o Departamento Nacional de Infraestrutura de transportes – DNIT (2006), a causa de deterioração do concreto pode ser por desgaste superficial, ou perda da massa do concreto devido á abrasão, a erosão e á cavitação. O desgaste por abrasão de uma superfície de concreto é provocado pelo mecanismo de fricção ou atrito, a seco, que tem como agente qualquer material abrasivo, proveniente do tráfego de pessoas, veículos, ou até mesmo pela ação do vento, provocando a perda do material e geração de pó (ANDRADE, 2005). A resistência superficial e a dureza do concreto influenciam o desgaste por abrasão. A utilização de agregados graúdos mais resistentes e o aumento da resistência à compressão, elevam a sua resistência à abrasão (ALMEIDA,2000). Para ACI 201.2R (2008), o fenômeno do desgaste superficial por abrasão em concretos ocorre de forma progressiva, sendo que inicialmente a resistência á abrasão do material está relacionada com a qualidade da camada superficial. Com esse desgaste os agregados miúdos e graúdos são expostos, e com permanência da solicitação por abrasão, o processo de desgaste continuará ocorrendo. Nesta etapa mais avançada, a resistência a abrasão passa a depender da dureza dos agregados e a aderência com a pasta do cimento. (Andrade 2005) afirma que, quanto maior a dureza e menor a porosidade da pasta de cimento, maior será a resistência do concreto a abrasão. As estruturas mais suscetíveis ao desgaste por abrasão podem ser: pavimentos rodoviários, pontes, pisos indústrias, (figura 1), etc. Figura 1: processo de perda de material por abrasão em superfícies de concreto. Fonte: adaptado de OLIVEIRA; TULA, 2006. Alguns Fatores que influenciam no desenvolvimento da resistência à abrasão em concretos são: Influência da relação água/cimento: a redução da relação a/c implica no aumento da resistência do concreto, isto é, para uma melhora da resistência à abrasão deste material é necessário um aumento da resistência característica; Baixa qualidade do material empregado; Exsudação: é um fenômeno cuja manifestação externa é o aparecimento de água superficial logo após o lançamento e adensamento do concreto, porém antes de ocorrer a sua pega; Acabamento inadequado; Cura de má qualidade; Excesso de carregamento; Influência dos agregados; Influência das adições. Vamos observar algumas estruturas sujeitas ao desgaste da abrasão, como por exemplo pisos industrias, calçadas, pavimentos rodoviários, estacionamentos, entre outros. Figura 2: piso de estacionamento desgastado pela ação da abrasiva, desgaste superficial. Fonte: Google fotos Figura 3: Piso desgastado por abrasão. Fonte: LATORRE, 2002. Figura 4: ilustra o defeito causado pela abrasão do tráfego (exsudação). Para melhorar a resistência à abrasão das superfícies de concreto, aconselha- se evitar, ao máximo, a segregação e a exsudação do concreto, através das seguintes medidas: Cuidado no lançamento do concreto, para evitar segregação; Garantir a qualidade, coesão e maior envolvimento dos agregados pela pasta de cimento; Empregar dosagem bem proporcionada e utilizando o abatimento o mais baixo possível (desde que não prejudique o lançamento e acabamento do concreto); Evitar excesso de vibração, que também resulta em segregação e exsudação; Respeitar o tempo de cura do concreto para garantir a máxima hidratação do cimento na superfície, potencializando a dureza e a resistência superficial do concreto. E se chegar ao fim de vida útil do pavimento, o que fazer? De uma forma mais econômica podemos: Remover o piso executar um novo pavimento de concreto; Adicionar um sobrepiso de concreto ou microconcreto; Aplicação de endurecedores de superfícies, como silicatos, flúor-silicatos e lítio. Figura 5: superfícies tratadas com endurecedores de superfícies. Endurecedor a base de silicatos Figura 6: superfícies tratadas com endurecedores de superfícies. Endurecedor a base de flúor- silicatos Figura 7: superfícies tratadas com endurecedores de superfícies. Endurecedores a base de lítio. Na recuperação desta patologia, duas situações podem se apresentar: ou as áreas a recuperar são percentualmente pequenas, da ordem de 20% a 30% da área total, ou percentualmente consideráveis; no primeiro caso, a recuperação é localizada e artesanal e, no segundo caso, é geral e mecanizada. Em virtude das pequenas espessuras das camadas desgastadas, a preparação superficial do concreto deve aumentar um pouco esta espessura, com auxílio de escarificadores e alargar a área afetada; o material de reposição, deve ser, no mínimo, uma argamassa de cimento Portland enriquecida por microsílica, acrílico, látex ou epóxi.Corrosão por erosão A corrosão do concreto por erosão está ligada às estruturas sujeitas ao desgaste pelo escoamento das águas (ambiente molhado). É necessário a separação do desgaste provado pelo carreamento de partículas finas pela água e causado pela cavitação. Erosão é o desgaste causado pela passagem abrasiva de fluidos contendo partículas finas suspensas, a cavitação é a degradação da superfície do concreto causada pela implosão de bolhas de vapor de água quando a velocidade ou direção do escoamento sofre uma mudança brusca (ANDRADE,1992). Santos (2012), afirma que o desgaste por erosão é causado pela passagem abrasiva dos fluidos contendo partículas finas suspensas conforme a figura 9, sendo influenciado pela velocidade da água, quantidade do concreto e ás características da partícula transportada, como: massa específica, quantidade, forma, dureza, etc. Figura 9: Evolução do desgaste superficial do concreto por erosão, devido ao movimento do liquido e/ou atrito de partículas suspensas neste. Fonte: SANTOS, 2012. Quando um fluido em movimento, ar ou água, esta principalmente em pontes, contendo partículas em suspensão, atua sobre superfícies de concreto, as ações de colisão, escorregamento ou rolagem das partículas podem provocar um desgaste superficial do concreto. A intensidade da erosão que, em ambiente aquífero, que é também conhecida como lixiviação, depende da porosidade e resistência do concreto e da quantidade, tamanho, forma, massa específica, dureza e velocidade das partículas em movimento. Para obtenção de uma boa resistência à erosão em superfícies de concreto, deve ser usado agregado com alta dureza e concreto com resistência à compressão, aos vinte e oito dias, de 40MPa, curado adequadamente antes da exposição ao ambiente agressivo. Exemplos de estruturas com desgastes pelo efeito da erosão Figura 10: Pilar em Estado de Pré-Ruína: Erosão, Desplacamento de concreto, Trincas e Armaduras aparentes corroídas. Fonte: Manual de Recuperação de Pontes e Viadutos Rodoviários Figura 11: Erosão na base do pilar. Fonte: Manual de Recuperação de Pontes e Viadutos Rodoviários Figura 12: Base do pilar e blocos atacados pela erosão. Ponte sobre o rio extrema-Grande, BR- 040/MG, 68,00 x 10,10m. Fonte: Manual de Recuperação de Pontes e Viadutos Rodoviários Figura 13: Erosão em parede frontal. Fonte: Manual de Recuperação de Pontes e Viadutos Rodoviários Alguns Fatores que influenciam no desenvolvimento da resistência a erosão são: O comitê ACI 210R recomenda que, para se obter um concreto resistente à erosão, deve-se empregar agregados de diâmetros máximos maiores e de elevada dureza, além de utilizar pasta de cimento de baixo fator a/c; Recomenda-se utilizar o concreto de alto desempenho; O acabamento superficial e o regime de cura afetam muito mais a resistência à abrasão do que a resistência à compressão dos concretos; As ligações da pasta de cimento à areia e ao agregado graúdo são fundamentais para conferir ao concreto boa resistência à erosão por abrasão; A resistência à abrasão do concreto é relacionada com a dureza do agregado graúdo, logo, depende do tipo de agregado utilizado na sua composição. CONCLUSÃO O concreto armado está sujeito a alterações ao longo do tempo em função das interações dos seus elementos construtivos (cimento, areia, brita, água e aço) e agentes externos. Muitas dessas interações resultam em anomalias que podem comprometer diretamente o desempenho da estrutura, resultando em efeitos estéticos indesejáveis. Portanto, a saúde da estrutura é entendida como a capacidade de desempenho das funções para as quais foram idealizadas. Através do diagnóstico são identificadas as origens do problema, suas causas, os fenômenos que interviram e seus mecanismos de ocorrência. Quando a patologia é identificada, procura-se alternativas para solucionar o problema, podendo estas se originar nas fases de projeto, execução e utilização de um elemento qualquer. Conclui-se que há uma grande necessidade pela busca de qualidade na construção civil, assim como em qualquer outra área da engenharia civil. É preciso entender que para uma estrutura de concreto alcançar um bom nível, com a ausência de manifestações patológicas, todas as áreas envolvidas, desde a mão de obra de execução e os projetistas, os materiais utilizados, o conhecimento sobre o solo e o ambiente no qual se deseja construir, devem estar em harmonia de excelência. Pois de nada adianta haver um bom quadro humano na área da execução, se os materiais utilizados são de baixa qualidade e procedência desconhecida. Para evitar a ocorrência de problemas patológicos, todos os aspectos devem andar juntos e possuírem um padrão mínimo de aceitação. REFERÊNCIAS BAUER, R. J. F. et al Influência dos endurecedores de superfícies sobre a resistência ao desgaste por abrasão In: Congresso Brasileiro do Concreto– REIBRAC, 44, 2002, Belo Horizonte - MG. Anais. São Paulo: IBRACON, 2002 (CD Rom) HELENE, Paulo R.L. Manual prático para reparo e reforço de estruturas de concreto. São Paulo: Pini, 1992. 119 p https://www.baserevest.com.br/novo/artigos/desgaste-por-abrasao-em-piso-de- concreto/ LAPA, J. S. Patologia, Recuperação e Reparo das Estruturas de Concreto. Monografia (Especialização em Construção Civil). Escola de Engenharia Departamento de Engenharia de Materiais e Construção. Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais. 2008. 56p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: projeto de estruturas de concreto: procedimento. Rio de Janeiro, 2007. https://www.gov.br/dnit/pt-br/assuntos/planejamento-e-pesquisa/ipr/coletanea- de-manuais/vigentes/709_manual_de_inspecao_de_pontes_rodoviarias.pdf
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