Angélica Ayala
Universidad Católica “Nuestra Señora de la Asunción” Facultad de Ciencias y Tecnología Asunción – Paraguay Eliana Monteiro
Universidad de Pernambuco,
5Universidad Católica de Pernambuco
Prevenção de Problemas
Patológicos em
Estruturas de Concreto
Prevenção de problemasPatológicos em Construções Elementares Existentes e novas
Colaboración Interamericana en Materiales (CIAM) Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología
Proyecto CIAM/ 54826: Prevención de problemas patológicos en estructuras de concreto.
Coordenadora: Angélica Ayala
Capítulo 14
Co-Autores Angélica Ayala1
José Arnella1
Paulo Helene2
Ruth Martinesi1
Marcelo Medeiros3
Eliana B. Monteiro4y5
Paulo Yugovich1
1Universidad Católica “Nuestra Señora de la Asunción”
2PhD Engenharia
3Universidad Federal de Paraná
4Universidad de Pernambuco,
5Universidad Católica de Pernambuco
14. PREVENÇÃO DE PROBLEMAS PATOLÓGICOS EM
CONSTRUÇÕES ELEMENTARES EXISTENTES E NOVAS
• INTRODUÇÃO
• PREVENÇÃO DE PROBLEMAS PATOLÓGICOS EM CONSTRUÇÕES NOVAS
• Formas em construções de pequeno porte
• As armaduras
• O concreto nas obras de pequeño porte
• Problemas patológicos associados com a falta de seguimento das
recomendações
• PREVENÇÃO DE PROBLEMAS PATOLÓGICOS EM CONSTRUÇÕES EXISTENTES
• A detecção precoce dos sintomas em estruturas de pequeno porte
• A manutenção preventiva. Um conceito difícil de impor
• REFERÊNCIAS
INTRODUÇÃO
Este capítulo aborda a questão da prevenção de problemas patológicos em“Construções Elementares”ou de“Pequeno Porte”:
• Definidas pelo comitê Técnico CT-301, de Concreto Estrutural, o
IBRACON, os edificios denominados de NÍVEL 1, estruturas normais de edifícios residenciais em geral, escolas ou escritórios);
• Estruturas simples, até 4 andares, sem concreto pré ou pós
tensionado, com sobrecargas menores a 3 kN/m2, altura de pilares de
até 4 m e se estende até 6 m;
• Dimensão máxima das lajes de até 4 m de tamanho, inferior a 2 m ou
se for em balanço. Sem impulsos horizontais, desequilibrados, em lados opostos da estrutura;
• A estruturas construídas com médios “artesanais”, que são prenchidas
com massa de concreto feita no local, com misturadores, de 10 a 20kg de cimento por vez e dosagem em volume;
• Baixo controle da relação agua-cimento sem a asistencia de um
profesional da engenharia, “Construtores”, que se formaram na escola da experiencia, sem fundametos teóricos.
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INTRODUCCIÓN
Este capítulo aborda a questão da prevenção de problemas patológicos em“Construções Elementares”ou de“Pequeno Porte”
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INTRODUCCIÓN
Este capítulo aborda a questão da prevenção de problemas patológicos em“Construções Elementares”ou de“Pequeno Porte”
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Simples, até 4 níveis
Cesar e Cabral, 2016
PREVENÇÃO DE PROBLEMAS PATOLÓGICOS EM CONSTRUÇÕES NOVAS
As formas em construções de pequeno porte
• Falta de dimensionamento. Formas de elementos altos. Projeto e dimensionamentos empíricos
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• Madeiras utilizadas na região.
• Inadequados ou nenhum processo de verificação da geometria das formas. • Verificações das uniões e
PREVENÇÃO DE PROBLEMAS PATOLÓGICOS EM CONSTRUÇÕES NOVAS
As formas em construções de pequeno porte
• Recomendações de contraflechas.
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• Verificações das uniões e dos ajustes. • Limpeza e molhagem
com água antes do lançamento do concreto.
a) Formas. Falta de dimensionamento. Formas de
elementos altos. Desenhos e
dimensionamentos empíricos.
É de extrema necessidade que as autoridades
façam cumprir as normas, pois a falta de
profissionais nas construções e o fato dos mestres
estarem responsáveis faz com que apareçam
frequentemente muitos danos em obras novas.
Formas
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CONSTRUÇÕES NOVAS
b) Madeiras utilizadas na região.
baixo peso específico;
boa resistência aos esforços;
facilidade de trabalho com ferramentas simples.
Amplamente utilizada no preparo de formas já que se utiliza de formas artesanais
Formas
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b) Madeiras utilizadas na região.
Em muitos países da América Latina se usa tábua
para confecção de forma e pontaletes para o
suporte.
Devido ao desmatamento e elevado custo das
madeiras nobres, surgiu os aglomerados que
ajudou na eficiência dos moldes, diminuindo as
juntas e aumentando a reutilização com ajuda de
desmoldantes.
Formas
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CONSTRUÇÕES NOVAS
c) Inadequado ou nenhum
processo de verificação
geométrica das formas.
Recomenda-se que as
dimensões das formas sejam
inspecionadas e verificadas
antes do assentamento das
para asegurar a
correspondência com o
projeto (se houver).
Projeto de forma para fundação de um edificio residencial
Formas
Cesar e Cabral, 2016
PREVENÇÃO DE PROBLEMAS PATOLÓGICOS EM CONSTRUÇÕES NOVAS
d) Recomendações de contraflexas.
Deve-se tomar especial cuidado com
as contraflexas nos extremos em
balanço ou centro de vigas e estas não
deverão ser superiores a 2 por mil da
longitude do elemento (L/500).
Ex.: viga com 5,00 m de comprimento. Tome L=5.5:500 = 1:100 = 1 cm
Formas
Cesar e Cabral, 2016
e) Verificação das uniões e dos ajustes.
Como a preparação é feita de forma artesanal,
deve-se verificar as uniões e ajustes para evitar
derrames, garantindo a estanqueidade das formas,
verificando os ajustes necessários antes de derramar
o concreto na forma.
Formas
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CONSTRUÇÕES NOVAS
f) Limpeza e molhagem antes da colocação do
concreto.
Antes de derramar o concreto deve controlar a
limpeza dos moldes. Quando a parte inferior for
inacessivel, abre-se janelas para retirar todo material
estranho e depois fechar.
Formas
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As armaduras
• Comparação das armaduras do projeto com a executada.
• Tipo de aço que se pede e o que se usa na obra.
• Armaduras especiais: saliências, mísula,
tensores.
• Quantidades mínimas: r = Smín/Aconcreto.
• Recobrimento mínimo.
a) Comparação das armaduras do projeto com a executada.
Verificar, meticulosamente se as armaduras
preparadas antecipadamente correspondem com as
secções, quantidade e posicionamento;
Deveram estar limpas, livres de graxa , pinturas ou
lâminas de óxido descascando, assim como qualquer
substância que prejudique a aderencia do concreto;
As armaduras
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a) Comparação das armaduras do projeto com a executada.
Dispostas na forma de forma que não alterem a
posição prevista no projeto durante a concretagem;
O mais importante, porém é que, por menor que
seja a estrutura debe sempre ser projetada por um
calculista. Além disso devem estar aprovados nos
orgãos competentes do municipio onde se
constroem as mesmas.
As armaduras
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CONSTRUÇÕES NOVAS
b) Tipo de aço que se pede e que se leva pra obra.
É de fundamental importância que as características do aço comprado sejam iguais as da solicitada pelo projetista. Admite-se, porém o emprego de aço com diferentes limites elásticos: um para as armaduras longitudinais e outro para os estribos.
As armaduras
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CONSTRUÇÕES NOVAS
c) Armaduras especiais: balanços, mísulas e tensores.
Especial atenção deve dar a elementos, vigas ou lajes, em balanço, onde a armadura principal é na parte superior. É normalmente danificada pelo trânsito dos operários sobre as mesmas. Deve verificar a fixação dos varões principais com os de distribuição. Para isto deve dispor cavaletes para não diminuir o braço resistente da armadura e da peça fazendo assim mais frágil, com o que fissuraria o recobrimento, formando uma via direta de oxidação.
As armaduras
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c) Armaduras especiais: balanços, mísulas e tensores.
As mísulas tem comportamento de escora e tirantes com o qual deve determinar armadura principal, evitar barras dobradas a 45º e sem barreira vertical. No caso de esforço que é resistido integralmente pela armadura, deve ter especial cuidado, sem sobreposições e corretamente ancorada.
Recomenda a concretagem a penas para efeito de proteção da armadura.
Fonte:http://equipedeobra.pini.com.br/construcaor eforma/50/artigo262990-1.aspx
As armaduras
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CONSTRUÇÕES NOVAS
d) Quantias mínimas: r=Smin/Aconcreto.
Mesmo quando a peça se encontra cometida a esforços que o concreto suporta é necessário dispor de armaduras que garantam a quebra com aviso, quer por deformação ou fissuração excessiva antes do colapso.
Para resistências convencionais do concreto, as quantias mínimas segundo a forma das peças, devem seguir os seguintes critérios:
As armaduras
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CONSTRUÇÕES NOVAS
d) Quantias mínimas: r=Smin/Aconcreto.
Distribuição mínima da armadura nas lajes
Para placas em que a dimensão em um sentido é o dobro do outro, a armadura do lado mais comprido deve ser ao menos 25% da principal. Para otimizar os cortes podem intercalara as barras que chegam aos apoios, limitando a distancia entre barras a 32 cm².
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d) Quantias mínimas: r=Smin/Aconcreto.
Nas bordas livres é necessário dispor armaduras de reforço tanto negativa como positiva como uma viga de bordo e envolvê-la com armadura de borda.
Distribuição mínima da armadura nas vigas.
As armaduras
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CONSTRUÇÕES NOVAS
d) Quantias mínimas: r=Smin/Aconcreto.
Para vigas:
Os apoios devem estar com, no mínimo, 1/3 da seção
máxima e deverá estar ancorada por uma extensão em
linha reta (minimo 10 ɸ) ou não inferior a 10 cm
respeitando o ângulo da dobra conforme o diâmetro;
Nas face superior dispor a armadura de modo que
passe o vibrador;
As armaduras
PREVENÇÃO DE PROBLEMAS PATOLÓGICOS EM CONSTRUÇÕES NOVAS
d) Quantias mínimas: r=Smin/Aconcreto.
Para vigas:
Estribos ancorados por ganchos com diâmetro máximo
de 8mm e espaçamento min. de 10 cm e max. de 0,6 h,
sem superar 30 cm;
Cuidado com o local de fazer as emendas (Sempre em
lugares com momentos menores, para os negativos no
centro da iluminação e para os positivos, perto dos
apoios). Mesmo assim cuidar para as sobreposições não
serem nunca menores a 15 ɸ ou 20 cm.
As armaduras
d) Quantias mínimas: r=Smin/Aconcreto.
Para Pilares:
O diâmetro das barras longitudinais nunca devem ser inferiores a 10 mm.
Para peças poligonais uma barra em cada vértice e para as circulares, seis distribuídas em seu perímetro
As armações longitudinais Amin serão de 0,8 a 0,6 % da área da seção do concreto e deverão atravessar o comprimento da viga.
As armaduras
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PREVENÇÃO DE PROBLEMAS PATOLÓGICOS EM CONSTRUÇÕES NOVAS
Para Pilares:
As separações mínimas entre armaduras, inclusive na zona de emendas, será de 2 cm ou 1.2 vezes o tamanho do agregado graúdo;
O diâmetro dos estribos não deverá ser inferior ao diâmetro da barra longitudinal ou 4,2 mm. A distancia entre eles será 12 vezes o diâmertro da barra longitudinal ou a menor dimensão da seção, mas nunca inferior a 30 cm;
As armações longitudinais Aminserão de 0,8 a 0,6 % da área da seção do concreto e deverão atravessar o comprimento da viga.
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d) Quantias mínimas: r=Smin/Aconcreto.
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PREVENÇÃO DE PROBLEMAS PATOLÓGICOS EM CONSTRUÇÕES NOVAS
e
)
Recobrimentos mínimos.A espessura do revestimento e a qualidade do concreto estão diretamente relacionadas a vida útil da estrutura
Condições normais ambientais recobrimento = 1,2 vezes o tamanho máximo
do agregado graúdo usado ou o diâmetro da maior barra da armadura.
Condições ambientais severas estudar cada caso
Valores usuais recomendados: Lajes: 2,0 a 2,5 cm Vigas ou pilares: 2,5 a 3,0 cm
As armaduras não devem ser colocadas diretamente sobre as formas nem puxadas durante a concretagem
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e) Recobrimentos mínimos.
de 50 a 100 cm de distância;
Não menos de três por vão;
Cuidado ao confeccionar para não tornar um ponto fraco na estrutura.
Fonte:http://www.panoramio.com/photo/63639178
As armaduras
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CONSTRUÇÕES NOVAS
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As armaduras
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PREVENÇÃO DE PROBLEMAS PATOLÓGICOS EM CONSTRUÇÕES NOVAS
O concreto em obras de pequeno porte
• Verificação dos materiais a serem utilizados.
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• Cuidado com os aditivos.
• Os traços ou dosagens. Os paradigmas locais.
PREVENÇÃO DE PROBLEMAS PATOLÓGICOS EM CONSTRUÇÕES NOVAS
O concreto em obras de pequeno porte
• Correções durante a dosagem, a mistura, e os equipamentos utilizados na mistura.
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• Mistura à mão: • Mistura por máquina: •Equipamentos para
transporte e compactação do concreto.
•Cura: Como fazê-la e por quanto tempo?
•Tempo para a desforma. Precauções.
a) Controle superficial dos materiais a utilizar.
Cuidado no armazenamento;
Areias e britas: colocadas em locais limpos e peneirar.
Cimento: empilhados até 12 sacos, em depósito coberto, sobre madeira. Não devem apresentar, quando abertos, zonas endurecidas. Caso fiquem mais de 3 meses, levar pra laboratório para que sejam comprovadas suas características originais.
Água potável.
Concreto
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CONSTRUÇÕES NOVAS
b) Cuidado com os aditivos.
Obedecer as proporções indicadas pelo fabricante tanto para preparo manual quanto na betoneira;
Obrigação do encarregado de fazer os cálculos de consumo.
Concreto
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c) Traços ou dosificadores. Paradigmas locais.
Traço comum: 1:2:4 (cimento-areia lavada-brita);
Para caso de concreto ciclópico, traço usado: 1:3:6 (cimento-areia lavada-brita), sendo uns 80% de concreto e uns 20% pedra rachão (h=20cm).
Concreto
Cesar e Cabral, 2016 PREVENÇÃO DE PROBLEMAS PATOLÓGICOS EM
CONSTRUÇÕES NOVAS
Muito importante a relação água cimento, para que o concreto tenha
fluidez na concretagem, mas não colocar muita água pois
Água = Resistência
Concreto
d) Assentamentos usados normalmente.
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CONSTRUÇÕES NOVAS
e) As correções durante a dosagem e mistura e equipamentos usados para a mistura.
Mistura na mão: sobre local não absorvente depositam a areia e sobre ela pulveriza o cimento, misturando com pá até uniformizar . Depois a brita e por cima a água. Mistura até formar uma pasta homogênea, sem que
escorra. Fonte: http://www.meiacolher.com/2014/09/aprenda-como-fazer-concreto-sem-usar.html
Concreto
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e) As correções durante a dosagem e mistura e equipamentos usados para a mistura.
Mistura na betoneira: Colocar em local e altura adequados.
Com a betoneira girando, coloca-se 80% da água da pasta, a brita pra tirar os restos co concreto anterior, depois o cimento e areia alternados c o resto d água. Caso a relação a/c fique excessiva, acrescenta-se uma mistura de cimento e areia no traço 1:3.
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=FVmocvrJaCY
Concreto
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CONSTRUÇÕES NOVAS
f) Equipamentos usados para o transporte e compactação do concreto.
Da betoneira até o o local de colocação: Transporte em girica ou carro-de-mão
Vigas e pilares: baldes e pás;
Compactação: varões de ferro ou vibrador de imersão;
Concreto
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CONSTRUÇÕES NOVAS
g) Cura: como fazer e por quanto tempo.
Deve se manter úmida a superfície durante os 15 primeiros dias
Observar a existência de bolhas, caso haja, preencher com pasta de cimento.
Concreto
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h) Tempo para desenformar. Precauções.
Durante o endurecimento o concreto sofre retração desprendendo das formas em vigas e pilares.
Depois do terceiro dia, caso tenha feito tudo certo, pode retirar as formas das faces externas das vigas que não estão travadas com o resto e pilares cilíndricos com moldes metálicos.
10 dias para pilares quadrangulares e retangulares;
15 dias para lajes que não tenham carga sobre elas;
Mais conveniente aos 21 dias, mantendo os apoios das vigas e dos balanços ate os 28 dias.
Concreto
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CONSTRUÇÕES NOVAS
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a) Problemas com a forma. Deformação e colapso.
Falta de conhecimento dos encarregados – principal problema;
Escoramento de vigas e lajes, por serem menores que o pé direito, usam torres com travamento por tábuas – muitos problemas;
Não seguir recomendações de espaçamento máximo entre os pontaletes (0,70m lajes e vigas e 1,5m para laje pre-fabricada) deformando as peças, sendo responsável por muitos colapsos.
Pilares: escoramento em varias direções. Com mais de 3,00m em dois ou mais pontos. Não deixar janelas nas bases dos pilares.
a) Problemas com a forma. Deformação e colapso.
Pilares: escoramento em varias direções. Com mais de 3,00m em dois ou mais pontos. Não deixar janelas nas bases dos pilares (geralmente e seção mais comprometida).
Restos de madeira da forma do concreto
Problemas patológicos associados a falta de seguimento das recomendações
b) Vazios, falta de espaço entre barras de ferro. Assentamento e / ou compactação inadequada. Recomendado em relação a argamassa, cimento – areia 1:3.
Geralmente vem da hora que se determina a ferragem sem considerar as dificuldades construtivas em relação as seções e separações. Somado a escolha do agregado inadequado, o que ocasiona os vazios e falta de recobrimento. Como conseqüência a má aderência e durabilidade.
Problemas patológicos associados a falta de seguimento das recomendações
c) Problemas de recobrimento dos varões . Assentamentos plásticos do recobrimento em elementos verticais. Assentamento plástico em lajes e vigas.
Tamanho máximo do agregado em relação ao recobrimento ocasionando fissuras nas linhas dos estribos, nos pilares e seguindo a linha dos varões de ferro em vigas e lajes.
Uso inadequado de espaçadores. Quando de má qualidade, apresentam manchas de corrosão na superficie.
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d) Deformações e colapso por erros na armação.Casos especiais: balanço, pavimentos, lajes pré-febricadas.
Erro comum é a colocação da ferragem negativa nos balanços ou armação de controle de fissuras.
Destacar as lajes pre-fabricadas. Um erro comum é assentar a armação com posição invertida. Ocorreu num estádio em Assunção, Paraguai, na qual uma laje caiu, com uma vitima fatal.
Problemas patológicos associados a falta de seguimento das recomendações
e) Problemas com a mistura, transporte em obra e compactação do concreto.
Não seguir as recomendações pois nessas obras não tem controle de qualidade
Utilização da relação a/c muito elevada
Transporte em carrinhos de pouca profundidade e movimentos bruscos, produzindo a segregação do material;
Compactação deficiente por falta de equipamento;
Forma de contratação de pessoal (por produção – qtd de sacos de cimento);
Problemas patológicos associados a falta de seguimento das recomendações
f) Problemas com a falta de cura.
Com os critérios de cura sem compreensão, se contrata um funcionário pra molhar a estrutura, porem dias que não há trabalho, não faz a cura como domingos e feriados. Resultado: concreto com baixa resistência superficial e muito permeável, com numerosas fissuras de retração, provavelmente.
PREVENÇÃO DE PROBLEMAS PATOLÓGICOS EM CONSTRUÇÕES EXISTENTES
A detecção precoce dos sintomas em estruturas de pequeno porte
• Recomendações de inspeções visuais periódicas, não esperar o surgimento de sintomas e o que fazer nesses casos. Pre ve nçã o de Pr ob lem as P ato lóg ico s e m co nst ru çõ es Ele m en tar es E xis ten te
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Registro de Inspeções realizadas Datas
Local Elemento Registro fotográfico
Estado do elemento (excelente, bom, regular, ruim) Danos detectados
Avanço do dano detectado Observações
Recomendações de ação
PREVENÇÃO DE PROBLEMAS PATOLÓGICOS EM CONSTRUÇÕES EXISTENTES
Manutenção preventiva. Um conceito difícil de impor(1)
• Assegurar o adequado desempenho ao longo dos anos. • Cultura de manutenção
• Edificações são tratadas como eternas
• Edificações são tratadas como eternas. Lei de Sitter • A figura 8 representa um diagrama que ilustra o
desempenho de uma edificação ao longo do seu tempo de serviço. Pre ve nçã o de Pr ob lem as P ato lóg ico s e m co nst ru çõ es Ele m en tar es E xis ten te
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PREVENÇÃO DE PROBLEMAS PATOLÓGICOS EM CONSTRUÇÕES EXISTENTES
Manutenção preventiva. Um conceito difícil de impor(2)
• Manutenção em estruturas danificadas pela corrosão das armaduras do concreto. Meio ambiente e sua ação sobre a estrutura
Mecanismos de transporte de massa por meio poroso
•
Absorção por sucção capilar, (geralmente
dominante, Kropp)
•
Permeabilidade
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PREVENÇÃO DE PROBLEMAS PATOLÓGICOS EMCONSTRUÇÕES EXISTENTES
•
Difusão
Penetração de água contaminada e difusão de íons
Cloretos dissolvidos em um meio líquido
Cristal sólido (chuvas)
Chuva dirigida (forma do edifício, sua altura e as
condições do entorno)
Carbonatação
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Desempenho da estrutura de concreto ao longo do tempo de serviço.
PREVENÇÃO DE PROBLEMAS PATOLÓGICOS EM CONSTRUÇÕES NOVAS
Manutenção preventiva. Um conceito difícil de impor(4)
• Macro clima • Costas marítimas • Zonas montanhosas, • Zonas desérticas, etc • Micro clima
• Umidos como
• Porões, Banheiros, áreas de serviço, calçadas, varandas, etc
•Secos, como
• Salas de estar, dormitórios, etc. •Base de pilares
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PREVENÇÃO DE PROBLEMAS PATOLÓGICOS EM CONSTRUÇÕES NOVAS
Manutenção preventiva. Um conceito difícil de impor(4)
• Utilização e Manutenção
• Limpeza de Fachadas com ácido cloridrico diluido • Uso e manutenção adequada
Técnicas para prevenção da corrosão
• Prevenção Catódica por corrente impresa
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OBJETIVO PRINCIPAL = “PREVENÇÃO OU PREVENIR”
Ausência das recomendações das construtoras;
Realização das inspeções a cada ano;
Necessidade da redução dos prazos de inspeção em razão dos problemas encontrados;
“INSPEÇÕES PERIÓDICAS = DURABILIDADE”
RECOMENDAÇÕES DE PREVENÇÕES
PREVENÇÕES:
Alto investimento dos imóveis, usuários não querem investir em manutenção;
As soluções de manutenção estão relacionadas diretamente aos materiais empregados e soluções de desing (arquitetura);
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PREVENÇÕES:
Anseio dos autores é que as construções seja semelhante aos automóveis (manutenções);
Fator determinante para perda das garantias;
Manutenção apenas nas áreas privativas;
As ausências de manutenções em edifícios são demonstradas a longo prazo;
RECOMENDAÇÕES DE PREVENÇÕES
PREVENÇÕES:
Prevenção x Correção os usuários não sabem os custos;
Redução dos gastos nas inspeções e manutenções preventivas ou preditivas;
Falta de cultura e conhecimento técnico dos usuários;
Ausência de profissionais qualificados no mercado;
RECOMENDAÇÕES DE PREVENÇÕES
Segundo Helene (2012) o cloretos podem penetrar a estrutura através dos mecanismos tradicionais de penetração e difusão de íons de água
contaminados (chuvas); Este índice é usado para classificar a agressividade:
PREVENÇÕES:
Brasil classificado em alta agressão de chuvas; (principal fator = costa brasileira)
O método de Lacy, não considera forma do edifício, altura, condições ambientais;
-CLORETOS
Cimento = Alcalino;
Redução do pH ;
Abertura dos poros e penetração do CO2;
Ensaio para determinação da profundidade de carbonatação;
Determinação dos recobrimentos segundo a NBR 6118/2014;
CARBONATAÇÃO
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Esquema do avanço da frente de carbonatação
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Não utilização de acido clorídrico diluído em fachadas (PRÁTICA DEVE SER ABOLIDA);
Concreto tem baixa resistência a substâncias ácidas devido sua elevada alcalinidade;