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1 MANIFESTAÇÕES PATOLOGICAS PONTE RONDON - ROOSEVELT (BR-319) Porto Velho – RO 2020.2 2 ALINE FERNANDA SPINOLA DA SILVA MANIFESTAÇÕES PATOLOGICAS PONTE RONDON - ROOSEVELT (BR-319) Trabalho avaliativo apresentado como requisito parcial para a obtenção da nota N2, da Turma ENG CIVIL 10 NA para a disciplina de Pontes, na UNESC (Faculdade de Educação e Cultura de Porto Velho), para o curso de Engenharia Civil. Docente: Prof. Jully Kelma Brunes Porto Velho – RO 2020.2 3 1. Introdução As pontes e viadutos, são conhecidos como obras-de-arte especiais (OEA), são construções destinada a estabelecer a continuidade de uma via de qualquer natureza. Nos casos mais comuns, a via é uma rodovia, uma ferrovia, ou, uma passagem para pedestres quando o obstáculo a ser ultrapassado é um curso d’água, um rio, ou outra superfície líquida, como por exemplo, um lago. São partes importantes de muitos sistemas viários, podendo ser executadas de vários materiais, como madeira, concreto armado, concreto protendido e aço. A patologia das estruturas surgiu da necessidade do estudo para conhecimento dos principais agentes de deterioração das estruturas. Este relatório técnico vem expor um estudo de caso da Ponte Rondon-Roosevelt (mais conhecida como a Ponte sobre o Rio Madeira), e apresentar os problemas patológicos existentes, suas causas e solução para os problemas encontrados. 2. Metodologia Este relatório técnico foi desenvolvido embasando-se, nas teorias de artigos científicos, livros técnicos e manuais que tratem do tema de deterioração de estruturas em concreto armado. Para se adquirir os objetivos relacionado ao tema, foi realizado uma visita técnica a Ponte Rondon-Roosevelt a ponte sobre o rio Madeira, no município de Porto Velho - RO, com o propósito de prospectar e examinar a superestrutura da ponte escolhida. A obra iniciada em maio de 2010, é a primeira obra sobre o rio Madeira com 975 metros de extensão por 12 metros de largura, sendo 9,40m de pista, faixa de rolamento e parte da passagem de pedestres e teve um investimento de quase R$ 200 milhões de reais. As fundações da ponte têm cerca de 35 metros de profundidade. A construção durou mais de quatro anos e envolveu cerca de 1,2 mil trabalhadores. 4 Foto 01: Ponte Rondon-Roosevelt - BR 319 Fonte: Google imagens 3. Patologias em Pontes de Concreto Armado As “pontes e viadutos são obras-de-arte especiais que estão sujeitas à ação de diversas patologias da construção, em função do seu uso contínuo e da falta de programas preventivos de manutenção em grande parte dos casos.” (LOURENÇO et al., 2009, p. 5). Entende-se por manutenção, todos os procedimentos necessários para garantir o desempenho satisfatório da estrutura ao longo do tempo, ou seja, são rotinas que possuem o objetivo de proporcionar, à estrutura, um maior tempo de vida útil. (SARTORTI, 2008). Com o passar dos anos, percebeu-se que esses concretos, feitos a partir dos novos procedimentos, tornaram-se verdadeiras “bombas relógios”. Ao se reduzir a quantidade 2 do material alcalino, oriundo do cimento, e o consecutivo aumento da quantidade de água, obteve-se um concreto poroso, mais permeável e cuja proteção química, oferecida pelos álcalis do cimento ao aço, mostrou-se insuficiente. Isso levou, de modo geral, a um elevado número de ocorrências de patologias em estruturas de concreto, principalmente com grande incidência de casos de corrosão das armações. (ANA MARGARIDA, 2004). De acordo com a norma brasileira atual, NBR 6118:2003, se todas as suas prescrições, deveres e condições relativas à durabilidade, ao Estado Limite Último e ao Estado Limite de Serviço forem atendidas, se houver as manutenções preventivas como definidas em projeto e contando que não haja alteração das condições ambientais para as 5 quais a estrutura de concreto foi projetada, essas estruturas terão sua durabilidade garantida, observadas também as manutenções essenciais definidas durante o projeto. Na maior parte dos casos, a manutenção de pontes e viadutos é desprezada, sob a apresentação dos elevados custos. Sendo assim, com a tendência natural de deterioração das estruturas, a falta de manutenção antecipa o aparecimento de patologias. 3.1 Patologias causadas por agentes mecânicos As principais patologias causadas por agentes mecânicos nas estruturas de concreto armado são fissurações por esforços de flexão, esmagamento, flexo-compressão, cisalhamento, torção e tração, bem como degradações por choques de veículos e por incêndios. Estruturas de Concreto Armado, como lajes e vigas, apresentam fissuras com aberturas maiores do que aquelas oriundas dos outros esforços. Foto 02: Algumas configurações em função do tipo de solicitação predominante Fonte: Souza e Ripper, 2009 3.2 Patologias causadas por agentes químicos Os principais fenômenos químicos que ocorrem em estruturas de Concreto Armado são reações, ataques de sulfatos e cloretos, carbonatação, corrosão e lixiviação. Os ataques de sulfatos deterioram o concreto devido as suas ações expansivas. De acordo com Duran citado por Sahuinco (2011), os sulfatos são danosos ao concreto e reagem 6 com a pasta de cimento hidratada. A pasta de cimento sofre uma desintegração causada pela expansão da etringita e o gesso que se formam por meio da reação dos sulfatos com o hidróxido de cálcio [CA(OH)2] e o aluminato tricálcico [C3A]. Foto 03: Ataque de concreto por sulfatos Fonte: SA Soluções A carbonatação não é causada por falha humana ou por falta de inspeções periódicas e nem ao menos falhas de manutenção. Ela é causada por um processo de diminuição da alcalinidade do cimento, função da reação do hidróxido de cálcio com os compostos do meio, é uma reação química que reduz a durabilidade da estrutura feita de concreto. Quando atinge a profundidade das armaduras, acontece a desestabilização (despassivação) da camada passiva protetora. Após a despassivação, o processo corrosivo terá início ao mesmo tempo em que houver umidade (eletrólito), diferença de potencial (diferença de aeração ou tensões entre ambos os pontos da barra ou do concreto), agentes agressivos (gás carbônico e fuligem) e oxigênio ao redor da armadura. Os danos são variados, podem aparecer fissurações, destacamento do cobrimento do aço, redução da seção da armadura e perda de aderência com o concreto. 7 Foto 04: Carbonatação em concreto Fonte: Total Construção A corrosão é a deterioração espontânea de um material, por vezes metálico, por ação química ou físico-química do meio, podendo está associado a esforços mecânicos. O design da obra-de-arte e os materiais empregados em sua construção estão diretamente relacionados com a capacidade de resistência à corrosão. Foto 05: Corrosão em concreto Fonte: A Gazeta A lixiviação é quando a infiltração da água dissolve e transporta os cristais de hidróxidos de cálcio, são formados depósitos de sais que surgem como manchas brancas na 8 superfície de concreto. “O material branco é o carbonato de cálcio resultante da reação entre o hidróxido de cálcio lixiviado e o CO2 da atmosfera. Foto 06: Lixiviação em concreto Fonte: Mapa da Obra 3.3. Patologias causadas por agentes biológicos Os agentes biológicos consistem em microorganismos encontrados no material, bem como raízes de vegetações e briófitas. A principal patologia encontrada em estruturas de Concreto Armado é a biodeterioração do concreto. De acordo com Aguiar (2006), a biodeterioraçãoé a mudança nas propriedades do material, devido à ação de microorganismos. Aguiar (2006) afirma que uma forma comum de ataque biológico é o crescimento de raízes de vegetações em fendas ou em locais porosos do concreto, causando forças expansivas responsáveis por degradar mecanicamente o concreto, contribuindo para a entrada de agentes agressivos em seu interior. 9 Foto 07: Patologia biológica Fonte: ENGEVISTA 4. Ponte Rondon Roosevelt A ponte Rondon Roosevelt foi inaugurada 2014, no município de Porto Velho, Rondônia. A ponte sobre o Rio Madeira, construída em concreto armado é uma obra nova com apenas 6 anos, um dos fatores de ter sido encontrada poucas manifestações patológicas. com o propósito de prospectar e examinar a superestrutura da ponte escolhida. As fotos 08 e 09 mostram as vistas laterais da Ponte Rondon Roosevelt. 10 Foto 08: Esquema ilustrativo da composição das pontes. Fonte: do autor Foto 09: Manchas de infiltraçoes Fonte: do autor FUNDAÇÃO ENCONTRO SUPERESTRUTURA PILAR APARELHO DE APOIO 11 O comprimento total da ponte é de 975 m de extensão com 12 metros de largura, sendo 9,40 de pista, com duas faixas de trafego e área de passeio de pedestres. A possível falta de manutenção pode ter contribuído para o aparecimento das patologias a seguir apresentadas. 4.1 Patologias encontradas Na figura 10, foi observado alguns pontos aparentemente o início de uma patologia química, a Lixiviação do hidróxido de cálcio que é indicativa de que o concreto é permeável ou que apresenta fissuras ou microfissuras, permitindo a entrada da água de chuva carreando o hidróxido de cálcio dissolvido até a superfície do concreto, assim formando manchas brancas denominadas Eflorescências. Em princípio, essa manifestação patológica sozinha não causa maiores problemas para a peça de concreto, sendo que a maior preocupação é com a estética da estrutura. Porém, quando o fenômeno atinge estágios avançados, acaba criando problemas mais sérios para a peça. A remoção de elevadas quantidades de sólidos da estrutura abre caminhos para a entrada de substâncias nocivas às armaduras e ao próprio concreto. A penetração de CO2, por exemplo, tem o potencial de causar a corrosão das armaduras de concreto armado ou protendido. (ENGEVISTA, 2019) Nas fotos 11 e 12, foram observadas manchas de infiltrações mais para a tonalidade laranja, possivelmente uma Lixiviação avançada, ocasionando a Corrosão. 12 Foto 10: Manchas brancas na estrutura da Ponte Fonte: do autor Foto 11: Manchas de infiltraçoes Fonte: do autor MANCHAS BRANCAS MANCHAS BRANCAS MANCHAS BRANCAS 13 Foto 12: Manhas de infiltrações Fonte: do autor 5. Considerações Finais As avaliações realizadas, foram por meio de inspeções visuais, visto que permite a observação da sintomalogia apresentada pela construção, orientando a realização de testes, ensaios e verificações especificas em partes da estrutura. O procedimento de inspeção é essencial para a detecção precisa e o controle das patologias que afetam as estruturas das obras-de-arte especiais. (LOURENÇO et al., 2009). No caso do ataque por Lixiviação é recomendado de quando a manifestação patológica começar a aparecer, o tratamento da superfície se resume a uma limpeza para MANCHA DE INFILTRAÇOES 14 retirada do carbonato de cálcio. Essa atividade é realizada simplesmente utilizando um jato d’água sob pressão. Somente em situações mais graves, é recomendada a presença de profissional capacitado para avaliar se há algum tipo de comprometimento da estrutura. Existem diferentes maneiras de evitar a lixiviação, sendo que as principais acontecem no momento de preparação do concreto. Uma das alternativas é a utilização de cimentos compostos, já que o uso de adições auxilia na redução da perda de hidróxido de cálcio. Outra opção é a diminuição da quantidade de água colocada na mistura do concreto, pois isso leva à produção de um concreto mais impermeável, evitando a entrada de água e reduzindo a ocorrência da lixiviação. Portanto, é essencial a existência de um programa de manutenções eficiente que englobe todos os procedimentos necessários para a boa conservação de uma estrutura de concreto. Visto que o surgimento de uma manifestação patológica e a falta do tratamento, pode levar ao agravamento da estrutura no aparecimento de outras patologias. 6. Referencias ANA MARGARIDA VIEIRA ANGELO, Dissertação -"Análise das patologias das estruturas em concreto armado do Estádio Magalhães Pinto - Mineirão"- Belo Horizonte, 2004. ENGEVISTA, V. 21, n.2, p.288-302, Maio 2019. https://www.totalconstrucao.com.br/carbonatacao-do-concreto/ https://www.agazeta.com.br/es/gv/fotos-e-videos-da-estrutura-da-terceira-ponte-chamam- atencao-0818 https://www.mapadaobra.com.br/capacitacao/os-problemas-causados-pela-lixiviacao-do- concreto/#:~:text=Quando%20a%20infiltra%C3%A7%C3%A3o%20da%20%C3%A1gua, o%20CO2%20da%20atmosfera. https://maisengenharia.files.wordpress.com/2018/01/02-patologia-manifestac3a7c3b5es- ou-sintomas.pdf https://www.totalconstrucao.com.br/carbonatacao-do-concreto/ https://www.agazeta.com.br/es/gv/fotos-e-videos-da-estrutura-da-terceira-ponte-chamam-atencao-0818 https://www.agazeta.com.br/es/gv/fotos-e-videos-da-estrutura-da-terceira-ponte-chamam-atencao-0818 https://www.mapadaobra.com.br/capacitacao/os-problemas-causados-pela-lixiviacao-do-concreto/#:~:text=Quando%20a%20infiltra%C3%A7%C3%A3o%20da%20%C3%A1gua,o%20CO2%20da%20atmosfera https://www.mapadaobra.com.br/capacitacao/os-problemas-causados-pela-lixiviacao-do-concreto/#:~:text=Quando%20a%20infiltra%C3%A7%C3%A3o%20da%20%C3%A1gua,o%20CO2%20da%20atmosfera https://www.mapadaobra.com.br/capacitacao/os-problemas-causados-pela-lixiviacao-do-concreto/#:~:text=Quando%20a%20infiltra%C3%A7%C3%A3o%20da%20%C3%A1gua,o%20CO2%20da%20atmosfera
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