Deterioração química

De acordo com Mehta e Monteiro (2001), os processos de deterioração desencadeados por reações químicas envolvem geralmente interações químicas entre agentes agressivos presentes no ambiente externo e os constituintes da pasta de cimento. Entretanto, há exceções como quando as reações álcali-agregados que ocorrem entre álcalis da pasta de cimento e certos materiais reativos quando presentes nos agregados; hidratação retardada do CaO e MgO cristalinos, se presentes em quantidades excessivas no cimento Portland, e corrosão eletroquímica da armadura de aço no concreto. Podemos citar três situações em que reações químicas ocorrem em interação com a pasta de cimento endurecida:

a) Hidrólise dos componentes da pasta de cimento: aguas contendo poucos ou nenhum íon de cálcio, quando em contato com a pasta de cimento Portland, causam a lixiviação do hidróxido de cálcio expondo outros componentes cimentícios à decomposição química. Esse processo leva o concreto a uma perda de resistência e afeta também a sua estética, pois o produto lixiviado, interagindo com o CO2 presente no ar, resulta na precipitação de crostas brancas de carbonato de cálcio na superfície;

b) Reações par troca de cátions: podem causar três tipos de reações deletérias. Dentre estas reações são destacadas as que formam sais solúveis, como o cloreto de cálcio, acetato de cálcio, cloreto de alumínio, cloreto de ferro e com maior destaque os ácidos carbônicos e sulfúrico. Ainda podem ser formados sais de cálcio insolúveis e não expansivos (acido oxálico, tartárico e fluorídrico) e o ataque químico contendo sais de magnésio (cloreto, sulfato ou bicarbonato de magnésio) que ao interagirem com o silicato de cálcio hidratado (C- S-H), transformam-se em silicato de magnésio hidratado (Mg-S-H), que não possui característica cimentícia.

c) Reações formando produtos expansivos: levando a tensões internas que se manifestam pelo fechamento de juntas de expansão, deslocamentos seguidos de fissuração, lascamento e pipocamento da estrutura. Podem ser associadas em três fenômenos;

1. Ataque por sulfato: sais sólidos, quando dissolvidos, reagem com a pasta de cimento endurecida, formando a etringita, cuja formação não é associada com expansão deletéria, como o gesso, são solúveis na presença de cloretos e podem ser lixiviados pela água do mar. Alguns tipo de solo, água freática e efluentes industriais podem conter sulfatos de sódio, potássio, magnésio e cálcio que reagem com os produtos de hidratação do cimento.

2. Reação álcali-agregado: ocorre quando constituintes mineralógicos dos agregados reagem com os hidróxidos alcalinos (provenientes do cimento, água de amassamento, agregados, adições minerais, agentes internos) dissolvidos na solução dos poros do concreto. O produto dessas reações é um gel higroscópico com característica expansiva, que responsável por movimentações diferenciais nas estruturas, podem gerar fissuras, pipocamento, redução significativa das resistências à tração e compressão do concreto.

3. Corrosão da armadura do concreto: sendo a patologia mais comum, trata-se de um fenômeno de natureza eletroquímica, que pode ser acelerado pela presença de agentes externos, ou incorporados ao concreto. Para que a corrosão se manifeste é necessário que, em contato com a armadura, haja oxigênio, umidade e o estabelecimento de uma célula de corrosão eletroquímica, que só ocorre após a despassivação da estrutura. HELENE e PEREIRA (2003 apud GALLETTO, 2005, p.22)

2.2 CONCRETO APARENTE

2.2.1 Histórico

Foi no período pós segunda guerra mundial, em que o crescimento do uso do concreto armado fez com que ele fosse o material referencia em construção em que ele é hoje. Devido a urgência na reconstrução de cidades neste período, prazos e custos foram potencializados e aperfeiçoados, fazendo com que desta maneira o aspecto original do concreto passara a ser explorado pela rapidez, facilidade e solução de acabamento. Embora em 1914, na Polônia, o aspecto visual do concreto já havia sido aproveitado pelo arquiteto Max Berg ao contribuir com a disseminação do concreto armado no mundo através da sua obra Palácio do Centenário.

Figura 12 – Interior do Palácio do Centenário em Wroclaw, na Polônia

Fonte: Stanislaw Klimek, 2005.

O período chamado de Brutalismo, que marcou a arquitetura entre os anos de 50 e 80, foi o movimento realizado por arquitetos com tendências modernistas que idealizavam e defendiam as características originais das peças estruturais das edificações. Na década de 1960 este conceito já havia sido disseminado, fazendo com o que o concreto aparente fosse amplamente escolhido em obras no mundo todo, sendo escolhido pelos principais arquitetos da época como Le Corbusier.

Figura 13 - Convento La Tourette de Le Corbusier, 1960

Fonte: Autor Desconhecido

2.2.1.1 No Brasil

No Brasil, a tendência Brutalista se destacou na construção de Brasília, com a escola carioca, e a escola paulista. Essa última, segundo Ribeiro (2010), foi desenvolvida uma arquitetura que valorizava a técnica construtiva, a estrutura e adotava o concreto armado aparente, defendendo a praticidade, a otimização dos processos técnicos da construção civil através do emprego do concreto armado, da racionalização, da pré-fabricação e mecanização do canteiro de obras. Fizeram parte dessa escola grandes arquitetos, dentre eles; João Batista Vilanova Artigas, Carlos Millan, Lina Bo Bardi, Telésforo Cristófani, Israel Sancovski, Paulo Mendes da Rocha, Joaquim Guedes, Pedro Paulo de Mello Saraiva, Paulo Bastos, Ruy Othake, entre outros.

Figura 14 - FAU USP, 1961 por Vilanova Artigas e Carlos Cascaldi

Fonte: Sin Salud (2011)

Figura 15 - Clube Atlético Paulistano, 1958 por Paulo Medes da Rocha

Fonte: José Moscardi

Já a escola carioca, com Lúcio Costa, Oscar Niemeyer, e outros, utilizava a linguagem moderna, racionalista e, ao mesmo tempo, pretendiam criar uma arquitetura representativa da identidade nacional.

Figura 16 - Palácio Itamaraty, em Brasília, por Oscar Niemeyer

Fonte: Elroi Sanchez

Segundo Silva (1995) no início da década de 80, no Brasil, o concreto aparente começou a sofrer muitas críticas, devido à frequente necessidade de recuperação das obras feitas nas décadas de 50 e 60, por problemas de detalhamento e execução. Com o avanço da tecnologia do concreto, e descobertas, ao decorrer do tempo, das diferentes soluções para patologias comumente encontradas, o concreto aparente vem sendo empregado novamente de diversas maneiras e acabamentos em obras no mundo todo, sendo elas na maior parte residenciais.

Figura 17 - Concreto aparente ripado

Figura 18 - Concreto aparente como estrutura e vedação

Fonte: Gustavo Sosa Pinilla

2.2.2 Técnicas Construtivas

O concreto quando aparente, segundo Helene (2005 apud Ribeiro, R., 2010, p. 30), deve ter resistência à compressão superior à 40MPa, fator água/cimento inferior a 0,45 e cimentos com baixo teor de silicato tri-cálcico, para reduzir ocorrência de eflorescências. O traço deve ter um teor mais alto de argamassa, para acabamento superficial adequado e sua desfôrma ser efetuada em mesmo tempo, para obter coloração homogênea. Além do tempo na fôrma, também influem na cor/tonalidade final do concreto aparente, dentre outros, o cimento, o tipo e o teor de adições (escória, pozolanas, metacaulin, sílica ativa, etc.) e os agregados miúdos e graúdos. Definido o padrão a ser utilizado na obra é importante que as características dos materiais do concreto aparente sejam mantidas até sua finalização para que se obtenha resultado homogêneo.

Segundo Ribeiro (2010), fatores como a qualidade dos processos que envolvem execução, homogeneidade e acabamento (cor, formato, granulometria) da estrutura em concreto aparente interferem diretamente na uniformidade do aspecto final da mesma. As propriedades do concreto estão relacionadas com a dosagem e qualidade dos seus componentes, razão da necessidade de maior controle da origem de materiais, onde a escolha é feita a partir da classificação da agressividade do ambiente e da aparência final desejada, não prejudicando os requisitos de resistência que a peça estrutural deve ter, assim como à trabalhabilidade e durabilidade.

O cimento, como já citado anteriormente, é o material que fornece a cor característica do concreto de cinza, podendo ter suas variações dependendo do tipo e fabricantes de cimento. Cimentos elaborados com argilas calcinadas podem resultar em concretos com tons de vermelho, assim como com a presença de escória de alto forno, podem apresentar tonalidade cinza ou azul esverdeada. Já o cimento branco, onde há redução de óxido de ferro na mistura, resultando em um concreto mais claro, há predominância de aluminato tricálcico, formando assim um concreto mais reagente à sulfatos e consequentemente não sendo indicado em áreas propícias ao ataque de sulfatos, como áreas com incidência de brisa marinha por exemplo, evitando a formação de reações expansivas e deletérias.

Além do cimento, os agregados também devem ser cuidadosamente escolhidos por diversos fatores, um deles é à fim de que seus constituintes mineralógicos sejam conhecidos, visto que certas características podem provocar manchas na superfície do concreto, como compostos ferrosos e a pirita. A homogeneidade do concreto também está diretamente ligada aos agregados, devendo sempre manter o padrão e controle nos procedimentos de recebimento, estocagem e transporte do material. A cor, textura e superfície do concreto também são influenciados pelos agregados; quando agregados são irregulares evidenciam mais a matriz de cimento, os cúbicos ou redondos formam área de cobertura mais densa e os alongados e planos devem ser evitados. Quanto menor a área da matriz exposta entre agregados, melhor a conservação estética. Os agregados finos do concreto, como a areia, que influenciam em maior parte na cor do concreto (além do cimento), conforme sua natureza mineralógica (mármore, quartzo, etc.) e origem (rio, jazida, etc.). (RIBEIRO, R., 2010)

Ainda segundo Ribeiro (2010), materiais finos como aditivos minerais, que representam 5% da massa de cimento, podem ser adicionados ao concreto, melhorando características como porosidade, aumentando compacidade, resistência, durabilidade e o aspecto do concreto aparente. Atuando na microestrutura do concreto, preenchem vazios causados pela falta de finos. Adições como as de cinza volante e sílica diminuem o risco de eflorescência e reação a álcali, e são bastante utilizados no concreto cinza. Entretanto, como influem na cor final devem ser de uso controlado.

Para Silva (1995), o aditivo plastificante aplicado em mistura com areia grossa, minimiza as diferenças de tonalidade e reduz exsudação1 e afirma que a melhor forma de

1 _{Exsudação é definida como a tendência de a água de amassamento vir à superfície do concreto recém lançado,}

impermeabilizar o concreto é uma dosagem bem controlada, com baixa relação A/C, uso de superplastificante e uma compactação bem controlada.

A qualidade efetiva do concreto superficial de cobrimento e de proteção à armadura também deve-se levar em consideração a adequabilidade da forma, estanqueidade da mesma, do aditivo desmoldante e, preponderantemente da cura dessas superfícies. Em especial devem ser curadas as superfícies expostas precocemente, devido à desmoldagem, tais como fundo de lajes, laterais e fundos de vigas e faces de pilares e paredes.

A cura do concreto podemos ver na tabela 8 abaixo que para uma relação A/C inferior a 0,55 - onde segundo Silva (1995) a relação indicada para o concreto aparente é inferior a 0,45 - independente do tipo de cimento, o tempo mínimo de 2 dias, que deve ser respeitado e controlado para que se tenha uma superfície resistente e com menor risco de apresentar fissuras.

Tabela 8 - Tempo mínimo de cura de concreto conforme a relação A/C

Fonte: Téchne, 2013

Em relação ao acabamento da estrutura em concreto aparente, podemos ver na tabela 9 a seguir, o modo, o processo e procedimento para obtenção do acabamento desejado em função das fôrmas utilizadas, equipamentos e materiais.

Tabela 9 - Processos de obtenção de textura no concreto aparente

Fonte: Benini/Rivera apud Ribeiro, 2010 p.42

Reiterando que o uso de formas de madeira crua cria variações de cor devido as variações naturais na absorção do material, como mostra a figura 19, não sendo aconselhado o uso quando se requer um acabamento liso e homogêneo. as melhores opções são as que proporcionam maior estanqueidade ao lançamento da solução porque evitam a fuga da mistura.

Figura 19 - Concreto aparente manchado pela absorção natural da madeira

Fonte: Autor Desconhecido

De acordo com Scheifer (2017) a forma de concretagem varia de acordo com o tipo, esbeltez e altura da peça. No caso de peças muito altas, a concretagem deve ser feita de uma só vez – deixando o mangote da bomba ‘afogado’ no concreto, a fim de melhorar a saída das bolhas de ar, principalmente com concreto auto-adensável, já no concreto sem a adição de superplastificante a vibração deve ser por imersão, combinando com vibração externa à fôrma, suficiente para o bom acabamento da peça.

Scheifer (2017) reitera que em relação aos desmoldantes, as melhores opções são os menos viscosos. Antes da aplicação é importante estudar a interação dele junto ao concreto para evitar problemas na superfície.

Visando a durabilidade da estrutura, a melhor maneira de proteger o concreto aparente é revesti-lo com materiais que visem aumentar a sua vida útil, inclusive em ambientes agressivos, evitando a penetração de água, gás carbônico, oxigênio e cloretos.

Para que haja ponte de aderência entre o concreto e os revestimentos protetores, o material deve ser preparado com uma limpeza da sua superfície, que pode ser feita por hidrojateamento, lixamento grosso com lixadeira elétrica e lixamento fino manual com lixa d`água. A superfície também deverá estar seca e isenta de poeira, óleo, gordura e produtos

desmoldantes (quanto menor a viscosidade deste, melhor). Quando o acabamento for liso, analisar necessidade de aplicar materiais que criem a ponte de aderência necessária para fixação dos materiais, ou criar rugosidades na peça através do uso de ferramentas.

Para Silva (1995), para a utilização do concreto aparente exige-se um conhecimento aprofundado de sua composição e um domínio perfeito das técnicas de fabricação e de seu emprego. O esforço realizado para torna-lo homogêneo e bem executado contribui também para sua resistência e durabilidade.

2.2.3 Técnicas de reparo

Silva (1995) explica que se observou no início da década de 80, no Brasil, que o concreto aparente começou a sofrer muitas críticas, devido à frequente necessidade de recuperação das obras feitas nas décadas de 50 e 60, por problemas de detalhamento e execução. Observou-se que as principais patologias existentes eram:

 Carbonatação;

 Corrosão da armadura;

 Envelhecimento das superfícies;  Bolhas;

 Diferenças de tonalidades;

 Ninhos de concretagem (bicheiras).

Todas elas podem ser evitadas com uma técnica construtiva apropriada, eficaz técnica de reparo, adequada escolha de revestimentos protetores e um controle ideal do cronograma de manutenção. O presente trabalho tem como objetivo reparar falhas provenientes da execução da estrutura, que muitas vezes não podem ser evitadas, dessa forma será tratado técnicas de reparo e acabamento que visem proteger o material de futuras patologias.