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Patologia das edificaçõesTRANSCRIPT
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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕESBelo Horizonte – 22 a 24 de maio de 2003
UBIRAJARA ALVIM CAMARGOS
Engenheiro civil
Especialista em Estruturas
Área de atuação : Recuperação de estruturas
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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕESBelo Horizonte – 22 a 24 de maio de 2003
PROGRAMA DO CURSO
• DEFINIÇÕES/CONCEITOS• INSPEÇÃO, AVALIAÇÃO E DIAGNÓSTICO
• PATOLOGIAS DO CONCRETO• TRINCAS E FISSURAS
• PATOLGIAS DAS ESTRUTURAS• CASOS REAIS
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DEFINIÇÕES/CONCEITOS
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DEFINIÇÕES/CONCEITOS
As estruturas se comportam como elas mesmas e cabe ao engenheiro entender seu
comportamento real e não esperar que a estrutura explique ou justifique a teoria ou
modelo matemático adotado na sua concepção.
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DEFINIÇÕES/CONCEITOS
Patologia = estudo das doenças, suas origens, sintomas e natureza. No caso de estruturas, patologia significa o estudo das anomalias
relacionadas à sua deterioração.
Terapia = método de curar, de tratar.
Diagnóstico = entendimento do problema (sintoma, mecanismo, causa e origem)
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DEFINIÇÕES/CONCEITOS
DURABILIDADE DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO
“As estruturas de concreto devem ser projetadas e construidas de modo que, sob as condições ambientais previstas na época do projeto e quando utilizadas conforme preconizado em projeto, conservam sua segurança, estabilidade e aptidão em serviço
durante toda a sua vida útil.”
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DEFINIÇÕES/CONCEITOS
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DEFINIÇÕES/CONCEITOS
VIDA ÚTIL DAS ESTRUTURAS
“Por vida útil de projeto entende-se o período de tempo durante o qual se mantêm as características das estruturas de concreto,
sem exigir medidas extras de manutenção e reparo; e após esse período que começa a efetiva deterioração da estrutura,
com o aparecimento de sinais visíveis como corrosão da armadura, desagregação do concreto, fissuras, etc.”
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DEFINIÇÕES/CONCEITOS
Estruturas = conjunto de elementos de uma construção que se destina a resistir às cargas à ela imposta, com segurança e
durabilidade.
Pilares = normalmente verticais, predominantemente solicitados com cargas axiais de compressão, que transmitem as cargas às
fundações.
Vigas = elementos horizontais ou inclinados, que recebem cargas de lajes e/ou de outras vigas e as transmitem aos pilares.
Lajes = estruturas planas (2D), que forram espaços vazios e transmitem as cargas às vigas.
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INSPEÇÃO, AVALIAÇÃO E DIAGNÓSTICO
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INSPEÇÃO, AVALIAÇÃO E DIAGNÓSTICO
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INSPEÇÃO, AVALIAÇÃO E DIAGNÓSTICO
INSPEÇÃO PRELIMINAR
• Exame visual (vistoria),
• Levantamento de antecedentes,
• Ensaios expeditos,
• Seleção das informações necessárias a serem levantadas por ensaios,
• Seleção das áreas de estudo,
• Registro fotográfico.
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INSPEÇÃO, AVALIAÇÃO E DIAGNÓSTICO
INSPEÇÃO DETALHADA
• Realização de ensaios “in loco”,
• Retirada de amostras,
• Realização de ensaios em laboratório.
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INSPEÇÃO, AVALIAÇÃO E DIAGNÓSTICO
DIAGNÓSTICO
• Análise dos resultados dos ensaios,
• Avaliação conjunta das informações disponíveis,
• Identificação do mecanismo, da causa (agentes causadores e agravantes), origem, gravidade e extensão do problema.
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PATOLOGIAS DO CONCRETO
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PATOLOGIAS DO CONCRETO
PRINCIPAIS CAUSAS DE DETERIORAÇÃO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
• ERRO DE PROJETO
• ERRO DE EXECUÇÃO
• MEIO AMBIENTE
• UTILIZAÇÃO
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PATOLOGIAS DO CONCRETO
Causas dos problemas patológicos em estruturas
de concreto Fonte de pesquisa Data Concepção
de projeto Materiais Execução Utilização
e outras Edgard Grunau 1992 44 18 28 10 D.E. Allen 1979 55 49 C.S.T.C.(Bélgica) 1991 46 15 22 17 C.E.B. Boletim 157 1982 50 40 10 Fac. Eng. Fund. Álvares Penteado (BR) 1992 18 6 52 24 B.R.E.A S. (Reino Unido) 1972 58 12 35 11 Bureau Securitas 1972 88 12 E.N.R. (USA) 1978 9 6 75 10 S.I.A.(Suiça) 1979 46 44 10 Cov Kaminetzkw 1991 51 40 16 Jean Blevot (França) 1974 35 65 L.E.M.I.T.(Venezuela) 1975 19 5 57 19
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PATOLOGIAS DO CONCRETO
ERRO DE PROJETO• Utilização/manuseio incorreto de software,
• Avaliação incorreta dos carregamentos,• Condições de apoio inadequados,
• Falta de avaliação de efeitos externos,• Fluência do concreto (deformação lenta),
• Detalhamento inadequado,• etc.
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PATOLOGIAS DO CONCRETO
ERROS DE EXECUÇÃO
• Formas (calafetação, prumo, alinhamento, deslocamentos, etc.),
• Escoramentos,• Posicionamento inadequado de armaduras,
• Falta de cobrimento das armaduras,• Desforma precoce,
• Segregação do concreto,• Retração do concreto (hidráulica, plástica, etc.),
• Vibração inadequada do concreto.
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PATOLOGIAS DO CONCRETO
RETRAÇÃO PLÁSTICA
• Observado imediatamente após o adensamento e acabamento da superfície do concreto (entre 30 minutos e 2 horas)
• Causa = perda rápida da água de amassamento (absorção pelas formas ou dos agregados, evaporação)
• Agentes principais = grande velocidade do ar, baixa umidade relativa do ar, temperatura do concreto muito acima do meio
ambiente
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PATOLOGIAS DO CONCRETO
INFLUÊNCIA DA VENTILAÇÃO NA RETRAÇÃO PLÁSTICA
• ambiente sem ventilação → 1,7 mm/metro
• velocidade do ar de 0,6 m/s → 6 mm/metro
• velocidade do ar de 1 m/s → 7,3 mm/metro
• velocidade do ar de 8 m/s → 14 mm/metro
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PATOLOGIAS DO CONCRETO
RETRAÇÃO HIDRÁULICA
• Observado após a pega do concreto,
• Causa = perda de parte da água de amassamento para o meio ambiente por evaporação,
• Principais agentes = retração da pasta (finura do cimento) e quantidade de água utilizada no concreto (fator A/C),
• Cuidados com restrições estruturais.
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PATOLOGIAS DO CONCRETO
INFLUÊNCIA DA FINURA DO CIMENTO NA RETRAÇÃO HIDRÁULICA
• alto forno → 4 mm/metro
• portland comum → 7,3 mm/metro
• ARI → 10 mm/metro
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PATOLOGIAS DO CONCRETO
INFLUÊNCIA DO FATOR A/C NA RETRAÇÃO HIDRÁULICA
• A/C = 0,45 → 1 mm/metro
• A/C = 0,50 → 1,5 mm/metro
• A/C = 0,55 → 2,2 mm/metro
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PATOLOGIAS DO CONCRETO
RETRAÇÃO TÉRMICA
O cimento ao se hidratar (reação exotérmica) gera grande quantidade de calor alongando-se. Após seu resfriamento
tenderá a contrair, gerando altas tensões no elemento estrutural.
• Cuidados → utilizar cimentos de baixo calor de hidratação.
→ Adotar/projetar juntas de dilatação nas estruturas.
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PATOLOGIAS DO CONCRETO
EXEMPLO NUMÉRICO
(cimento portland comum = 100 cal/g e calor específico = 0,2)
• 350 kg de cimento
• 200 litros de água (calor específico = 1)
• 1.700 kg de agregados (calor específico = 0,2)
t(°C) = 350.000 g x 100 cal/g / 350 x 0,2 + 200 x 1 + 1.700 x 0,2
t(°C) = 350.000 / 610 = 57,4 °C
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PATOLOGIAS DO CONCRETO
cimento de baixo calor de hidratação = 80 cal/g)
• 250 kg de cimento
• 120 litros de água
• 1.950 kg de agregados
t(°C) = 350.000 g x 80 cal/g / 250 x 0,2 + 120 x 1 + 1.950 x 0,2
t(°C) = 20.000 / 560 = 35,7 °C
∆t = 57,4 – 35,7 = 21,7 °C → redução de 0,21 mm/metro
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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕESBelo Horizonte – 22 a 24 de maio de 2003
PATOLOGIAS DO CONCRETO
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PATOLOGIAS DO CONCRETO
CURA DO CONCRETO
• Impedir a perda de água de hidratação precocemente,
• Evitar a perda da água de amassamento,
• Controlar a temperatura do concreto → retração.
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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕESBelo Horizonte – 22 a 24 de maio de 2003
PATOLOGIAS DO CONCRETO
CURA DO CONCRETO
• ÚMIDA,
• QUÍMICA,
• TÉRMICA.
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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕESBelo Horizonte – 22 a 24 de maio de 2003
PATOLOGIAS DO CONCRETO
POROSIDADE
Porosidade são os espaços vazios da massa do concreto.
Poros capilares são geralmente interconectados e são a principalcausa da permeabilidade do concreto.
CAUSA = evaporação da água e do ar retidos no concreto.
IMPOTÂNCIA = uma das principais características determinantes da durabilidade das estruturas de concreto armado.
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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕESBelo Horizonte – 22 a 24 de maio de 2003
PATOLOGIAS DO CONCRETO
INDICES (REFERRÊNCIAS) DE POROSIDADE DO CONCRETO
• < 10% = concreto de boa qualidade e compacidade
• de 10% a 15% = concreto de moderada qualidade
• > 15% = concreto de durabilidade inadequada
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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕESBelo Horizonte – 22 a 24 de maio de 2003
PATOLOGIAS DO CONCRETO
MEIO AMBIENTE
• Reações químicas internas (reação álcali-agregados,excesso de aditivos, etc),
• Corrosão química ou eletrolítica,
• Erosão por abrasão ou cavitação,
• Ondas de choque.
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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕESBelo Horizonte – 22 a 24 de maio de 2003
PATOLOGIAS DO CONCRETO
CARBONATAÇÃO/OXIDAÇÃO DAS ARMADURAS
A integridade das armaduras depende da alcalinidade do concreto que a envolve.
O hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) confere ao concreto um ph da ordem de 12.5, que garante a passivação das armaduras.
Com a impregnação do concreto com monóxido e/ou dióxido de carbono (CO e CO2), ocorre a formação de carbonato de cálcio (CaCO3), reduzindo o ph do concreto, tornando-o vulnerável à
corrosão das armaduras.
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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕESBelo Horizonte – 22 a 24 de maio de 2003
PATOLOGIAS DO CONCRETO
Para a determinação da profundidade de carbonatação do concreto, aplica-se solução de fnolftaleina (1%) com 50% de
água e 50% de álcool sobre a superfície imediatamente lascada (procedimento expedito).
A região em que não houve redução do ph, fica com cor alterada, sendo que a região carbonatada, fica sem alteração de cor.
Esta profundidade sem alteração de cor, contada a partir da superfície externa, é a profundidade de carbonatação.
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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕESBelo Horizonte – 22 a 24 de maio de 2003
PATOLOGIAS DO CONCRETO
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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕESBelo Horizonte – 22 a 24 de maio de 2003
PATOLOGIAS DO CONCRETO
UTILIZAÇÃO INADEQUADA
• Cargas excessivas,
• Reformas sem controle,
• Alterações na estrutura sem avaliação adequada,
• etc.
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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕESBelo Horizonte – 22 a 24 de maio de 2003
TRINCAS E FISSURAS
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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕESBelo Horizonte – 22 a 24 de maio de 2003
TRINCAS E FISSURAS
CLASSIFICAÇÃO DE TRINCAS E FISSURAS POR DIMENSÃO
• Fissuras : aberturas de até 0,5 milímetros de espessura.
• Fissuras capilares : aberturas de ± 0,1 milímetro.
• Trincas : aberturas acima de 0,5 milímetros.
• Rachaduras : aberturas com largura suficiente para introduzir a mão.
OBS.: Fissura com largura acima de 0,1 milímetro já se torna visível e a partir de 0,3 milímetros, pode ser bem evidenciada a
olho nu.
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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕESBelo Horizonte – 22 a 24 de maio de 2003
TRINCAS E FISSURAS
Espessura de fio de cabelo (<0,1 mm) ⇔ Fissuras capilares
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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕESBelo Horizonte – 22 a 24 de maio de 2003
TRINCAS E FISSURAS
TIPOS DE FISSURAS
• Fissuras ativas : mais perigosas, tendendo a aumentar com o passar do tempo, até a condenação da peça ou elemento estrutural.
Também são consideradas como ativas as fissuras que se movimentam sazonalmente, tais como as devidas à variação
térmica, que se dilatam e contraem.
• Fissuras passivas : surgem devido a algum fenômeno,
mantendo-se estável, causando normalmente, somente desconforto estético.
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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕESBelo Horizonte – 22 a 24 de maio de 2003
TRINCAS E FISSURAS
CLASSIFICAÇÃO DE TRINCAS E FISSURAS EM CONCRETO
CONCRETO EM ESTADO PLÁSTICO (retração plástica, retração hidráulica e retração térmica)
CONCRETO ENDURECIDO (deficiências executivas, deficiências de projeto, ações mecânicas, carbonatação, corrosão de armaduras,
fluência do concreto, etc.)
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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕESBelo Horizonte – 22 a 24 de maio de 2003
PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS
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PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS
FISSURAS EM ESTRUTURAS → ALVENARIAS
• Recalques diferenciais
• Variação de temperatura
• Atuação de esforços concentrados
• Estabilidade higroscópica
• Deformação excessiva das estruturas
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