MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

(1)

1

MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM

ESTRUTURAS DE CONCRETO

Profa. Eliana Barreto Monteiro

2 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

A resposta ou as respostas não são assim tão

simples, mas vale lembrar que a estrutura,

tende a avisar que esta “doente”, isso

mesmo, como qualquer ser vivo.

PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS

“ Ciência que estuda a origem,

os sintomas e o mecanismo de ação

das doenças’’

(2)

MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS

Carvalho, 2017

5

IMPORTÂNCIA DO ESTUDO

• Conhecer da evolução dos problemas

• Estudar as suas causas

• Fornecer informações para os trabalhos de reparo e

manutenção

• Contribuir para o entendimento do processo de

produção minimizando a incidência total de problemas

Patologia é parte da Engenharia que estuda os sintomas,

os mecanismos, as causas e as origens dos defeitos das

construções civis, ou seja, é o estudo das partes que

compõem o diagnóstico do problema

(Helene, 1992)

(3)

Projeto

Execução

Adquiridas

Acidentais

ORIGEM DAS MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS

CONGÊNITAS FASE DE PROJETO

Fonte:ROSAS, 2013

CONSTRUTIVAS FASE DE EXECUÇÃO

(4)

10

ADQUIRIDAS

AGRESSIVIDADE DO MEIO

FENÔMENOS ATÍPICOS

ACIDENTAIS

12

Justificativa

Recentemente o assunto passou a ser

tratado de forma mais objetiva,

com a publicação do novo texto

da norma brasileira para projetos de

edifícios de concreto armado e

protendido A NBR 6118 (2014),

ganhando inclusive

um capítulo a parte.

(5)

13

Histórico

As lesões ou enfermidades nas

estruturas são fenômenos tão

velhos como os próprios edifícios.

Na Mesopotâmia, há quatro mil

anos, o

Código de Hamurabi

já assinalava regras para prevenir

defeitos nos edifícios, sendo

então o primeiro tratado conhecido

sobre patologia na Construção

14

Código de Leis de

Hammurabi (1780 a.C.)

Rei da Babilonia

O Código de

Hammurabi é

considerado o primeiro

código civil da história

da humanidade.

Uma cópia foi gravada

num bloco de rocha

diorito negro com 2,4m

de altura contendo 282

artigos.

HELENE,2006

15

Código de Leis de Hammurabi

artigos 229 a 233



obras

229. Se uma casa ou parte dela colapsar e matar o proprietário, o

construtor deve ser morto;

230. Se uma casa ou parte dela colapsar e matar o filho do

proprietário, o filho do construtor deve ser morto;

231.…

232…..

233….

(6)

Panorama Estatístico

(HELENE; PEREIRA, 2007).

INCIDÊNCIA EM PERNAMBUCO

Incidência de Manifestações Patológicas em Estruturas

de Concreto Armado em Pernambuco (Andrade, 1997)

Corrosão

(RIBEIRO, 2015).

Alvenarias

7% Estruturas de _Concreto 6% Revestimentos de paredes 19% Revestimentos de piso 18% Esquadrias 6% Inst. Sanitárias 4% Inst. Elétricas 9% Impermeabilização 9% Outros 22%

(7)

19

ETAPA

MEDICINA

ESTRUTURA

Anamnese

Idade, sexo, etc.

Alergias

Histórico de doenças

Remédios, vacinas

Tipo de estrutura e fundação

Materiais usados e sua vida útil

Carregamento

Tempo de construção

Diagnóstico

Sintomas fisiológicos e psíquicos

Ocorrência

Definição das causas

Levantamento de danos e sua tipologia

Ocorrência / histórico

Causas dos danos

Tratamento

Nenhum (defesa natural)

Tópico (remédios, tratamentos, etc.)

Generalizado (operação, transplante, etc.)

Convivência com os danos (estabilização natural)

Reforço localizado

Reforço generalizado

ANALOGIA

RIBEIRO ET AL, 2012

•

20

RIBEIRO ET AL, 2012

•

DANOS

CARACTERÍSTICAS INCONVENIENTES

Estéticos



São subjetivos e de efeito

_psicológico



Do simples mau estar ao

_{alarme com pânico}

Funcionais



Comprometem o uso e

_{destinação da obra}



Mau funcionamento de

_equipamentos

Estruturais



Afetam os elementos

_estruturais



Podem comprometer a

estabilidade da obra



Podem exigir reforços

TIPOS DE DANOS

(8)

22

CORRROSÃO DE ARMADURAS

22

Dano estrutural

Perda da aderência

entre o aço e o

concreto

Diminuição da área

seção transversal

da armadura

Manchas Superficiais

Expansão

Fissuração

Destacamento do Cobrimento

Perda de Aderência da Armadura

Redução da Seção da Armadura

MANIFESTAÇÕES DA CORROSÃO

Colapso

IMPORTÂNCIA TÉCNICA, ECONÔMICA E SOCIAL DO ESTUDO DA DETERIORAÇÃO DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO

(9)

Expansão

Fissuração

(10)

Redução da Seção da Armadura

Perda de Aderência da Armadura

Colapso

(11)

31

REAÇÃO ÁLCALIS-AGREGADO

Ocorre entre o

álcalis

do

cimento

(ou de outras fontes) e a

sílica

ativa do

agregado

. Essa reação forma um gel de álcali-silicato

que preenche os poros do agregado, diminuindo sua aderência

com a pasta de cimento e

expandindo

quando em contato com a

água

32

REAÇÃO ÁLCALIS-AGREGADO



Reação álcali-agregado ocorre entre os álcalis do cimento com a

sílica reativa presente em determinados agregados na presença de

umidade



Geram expansão, fissuração e desagregação da pasta de cimento

33

REAÇÃO ÁLCALIS-AGREGADO

(12)

34

REAÇÃO ÁLCALIS-AGREGADO

Fonte:ANDRADE, 2016

35

REAÇÃO ÁLCALIS-AGREGADO

Fonte:ANDRADE, 2016

36

REAÇÃO ÁLCALIS-AGREGADO

(13)

37

REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO

Fonte:ANDRADE, 2016

38

REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO

Fonte:ANDRADE, 2016

39

• Dissolução e remoção dos compostos hidratados da

pasta de cimento.

• Causada pela incidência de águas ácidas, puras,

com presença de cloretos ou sulfatos.

(14)

40

LIXIVIAÇÃO

41

LIXIVIAÇÃO

42

LIXIVIAÇÃO

(15)

43

LIXIVIAÇÃO

Fonte:FRANCO, 2003

44

LIXIVIAÇÃO

Fonte: BERNHOEFT, 2006

45

Consequências...

(16)

46



Ocorrem devido à solubilidade do hidróxido de cálcio

(Ca(OH)

2 ) na presença de umidade.



Manchas ocasionadas pela precipitação de carbonato de

cálcio (CaCO

3 ) na superfície do concreto, devido à

evaporação da água que contém o hidróxido dissolvido.



Ocorrem em concreto com alta permeabilidade ou

fissurados.



Encontrada frequentemente em lajes e vigas.

Eflorescência

47

EFLORESCÊNCIA

Eflorescência causada pelo

acúmulo de água da chuva na

cobertura.

Fonte:PAZINI, 2003

(17)

49

EFLORESCÊNCIA

50

EFLORESCÊNCIA

51

(18)

52

BOLOR E VEGETAÇÃO



_{Bolor ou mofo}

a colonização por diversas populações de

fungos



Os fungos se “alimentam” do material que compõem a estrutura



surgem as manchas;



e num estado mais evoluído, o comprometimento da estrutura.



Há outros microorganismos que causam o mesmo efeito dos

fungos:



bactérias e algas microscópicas.

FUNGOS + UMIDADE = BOLOR

53

BOLOR EM MARQUISES

54

BOLOR EM

MARQUISE

(19)

55

BOLOR EM PERGOLADOS

56

BOLOR EM VIGA

(20)

58

BOLOR DEVIDO A FALTA DE

IMPERMEABILIZAÇÃO

BEZERRA et al, 2013

59

BOLOR E MOFO NO FUNDO DO RESERVATÓRIO DE ÁGUA

CHAVES, 2012

60

BOLOR EM CASARÃO

(21)

61

VEGETAÇÃO

EM EDIFICAÇÃO

62

VEGETAÇÃO

EM EDIFICAÇÃO

(22)

64

ou será casarão em vegetação abandonada?

65

BOLOR EM CASARÃO ABANDONADO

66

VEGETAÇÃO EM

(23)

67

O que é isto aqui?

68

ÁCIDOS – ATAQUE QUÍMICO

A penetração dos ácidos causa a decomposição

de produtos de hidratação do cimento formando

outros elementos que, se forem solúveis podem

ser lixiviados e, se insolúveis podem expandir no

próprio local onde se formam.

INORGÂNICOS ORGÂNICOS

Carbônico

Acético

Hidroclórico

Cítrico

Hidrofluórico

Fórmico

Fosfórico

Láctico

Sulfúrico

Tânico

Relação de alguns ácidos que atacam severamente o concreto

(24)



Águas freáticas



Correntes

contendo

CO

2 

Chuvas ácidas

ÁCIDOS – ATAQUE QUÍMICO

Onde são encontrados?

71



Dissolução dos compostos hidratados e

carbonatos



Lixiviação do concreto



Despassivação das armaduras

ÁCIDOS – ATAQUE QUÍMICO

72

Fonte:GENTIL, 2007

(25)

73

Fonte:BARRETO, 2013

ÁCIDOS – ATAQUE QUÍMICO

74

Fonte:PAZINI, 2003

ÁCIDOS – Ataque Ácido Sulfúrico

75



Águas e gases residuais de indústrias;



Atmosfera urbana;



Águas subterrâneas;



Água do mar.

(26)

76

SULFATOS - ATAQUE QUÍMICO



Presença de sulfatos - dissolução de compostos

da pasta hidratada

Sulfato + C

3 A



E

tringita

Expansão

77

SULFATOS - ATAQUE QUÍMICO

Exposição

Solúveis em Concentração de

Sulfatos SO

4

No Solo (%)

Na Água (ppm)

Leve

<0,1

<150

Moderada

0,1 a 0,2

150 a 1500

Severa

0,2 a 2,0

1500 a 10000

Muito

Severa

>2,0

>10000

Classificação da severidade do ambiente de sulfato

78

SULFATOS - ATAQUE QUÍMICO

(27)

79 FOSROC, 2002

80

MEDIDAS PARA COMBATER O

ATAQUE POR SULFATOS



Uso de cimentos mais resistentes

(baixo teor de C

3 A)



Redução da porosidade do concreto

(



_{relação a/c)}



Uso de películas de pintura impermeabilizantes

81

DEF

(FORMAÇÃO TARDIA DE ETRINGITA)



Os sintomas de DEF são em geral semelhantes a os de RAA e ataque

por sulfatos



Quando baixa o pH propicia a formação de etringita



Muitos casos de RAA e DEF em Barragens e blocos de edificação

(

HASPARYK ET AL, 2014

)

A Etringita não é Estável a 60°c e pode ser

decompor e formar monossulfatos. Posteriormente,

os íons sulfato são dissolvidos, propiciando a

formação de uma nova etringita, deteriorando o

(28)

DEF

(FORMAÇÃO TARDIA DE ETRINGITA)



1º caso de DEF foi na Finlândia – 1987;



Há poucos casos registrados no Brasil;



Não há normatização e guias nacionais de

prevenção relacionados à DEF;



Mecanismo de formação complexo e pouco

entendido;



Torna-se essencial a prevenção e controle dos

fatores que desencadeiam essa patologia;

Históricos da DEF

DEF

(FORMAÇÃO TARDIA DE ETRINGITA)



Temperaturas elevadas em elementos massivos de

concreto, por causa do

calor de hidratação do

cimento Portland

, Ex.: “Blocos de Fundação”;



Composição química dos Cimentos usualmente

utilizados na confecção do concreto;



A fonte de Íons Sulfatos é interna em vez de

externa, oriunda da utilização de

agregado

contaminado por gipsita ou de cimento com

teor de sulfato elevado



Umidade elevada.

Fatores Desencadeadores

84

DEF

(FORMAÇÃO TARDIA DE ETRINGITA)

Ataque interno por sulfatos

A melhor maneira de barra a ocorrência

de DEF é evitar que a temperatura do

concreto atinja valores superiores a 60°

em suas idades iniciais.

(29)

85

DEF

(FORMAÇÃO TARDIA DE ETRINGITA)

SANTANA; GOIS 2017

86

MONITORAMENTO

Fonte:SANTANA; GOIS (2017)

AÇÕES QUE ESTÃO PROPOSTAS NO ÂMBITO

ESTRUTURAL E TECNOLÓGICO NA REGIÃO PARA

EXECUÇÃO DE ELEMENTOS MASSIVOS DE FUNDAÇÃO

Redução dos f

ck

´s de projeto para os elementos massivos de

fundações

Controle

da temperatura

Limitar o consumo de cimento máximo com o auxílio de adições

minerais e o emprego da combinação de aditivos polifuncionais e

superplastificantes

Resfriamento do concreto com o emprego de gelo e/ou

concretagem em camadas

Monitoramento da temperatura

87

MONITORAMENTO

(30)

88

DEF

(FORMAÇÃO TARDIA DE ETRINGITA)

Santana; Gois (2017)

89

AÇÃO DOS ÓLEOS MINERAIS

SOBRE O CONCRETO



Efeito predominantemente físico



Ataque químico apenas quando há ácidos ou

produtos que se acidificam (cresol, fenol, cadeias

insaturadas)



Isopropil benzeno, parafina, tolueno e xilol são

inofensivos

90

ÓLEOS MINERAIS E PRODUTOS DE

PETRÓLEO E CARVÃO MINERAL



Benzina



Naftaleno



Xileno



Tolueno



Gasolina



Óleo diesel



Parafina

(31)

91

MECANISMO FÍSICO

Penetração nos

poros do concreto

Expulsão da água

Redução da

resistência

mecânica

Processo

Lento

92

AÇÃO DOS ÓLEOS MINERAIS

SOBRE O CONCRETO

Fonte:FRANCO, 2003

93

CAPACIDADE DE PENETRAÇÃO DOS ÓLEOS

MINERAIS NO CONCRETO



Alta densidade e viscosidade - penetram lentamente

no concreto



Baixa densidade e viscosidade - penetram

rapidamente no concreto (benzol, petróleo, nafta)



Necessidade de proteção com camada

(32)

94

PROTEÇÃO DO CONCRETO DE

RESERVATÓRIOS DE COMBUSTÍVEIS



Evitar materiais sintéticos usuais de

impermeabilização

Podem ser dissolvidos



Proteger juntas de concretagem

95

Defeitos de Construção

NINHOS DE CONCRETAGEM

(33)

Defeitos

de

Concretagem

98

Defeitos de Cobrimento

Fonte:LIMA, 2018

99

NINHOS DE CONCRETAGEM

(34)

100

Fonte:FOSROC, 2002

101

Fonte:FEITOSA, 2011

102

FALHA DE CONCRETAGEM

(35)

103

FALHA

DE

CONCRETAGEM

Fonte:SOBRINHO, 2012

Fonte:BERNHOEFT, 2008

DESLOCAMENTO ARMADURA

105

(36)

106

FALTA DE COBRIMENTO

107

EXCESSO

DE

ARMADURA

108

(37)

109

Ferragem flambando

110

Ferragem flambando

111

Ferragem flambando

(38)

112

Ferragem flambando

(Fonte: https://www.construliga.com.br/blog/qualidade-estrutura-de-concreto-armado/)