Mestrado em Engenharia Civil
2011 / 2012
Eduardo S. Júlio
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Aula 4: Patologia das construções.
1. Degradação da pedra
2. Degradação da madeira
3. Deterioração do betão
1/112
1. Degradação da pedra (parte I)
2. Degradação da madeira
3. Deterioração do betão
Sumário
Nota
Imagens e texto retirados da apresentação do Dr. Delgado Rodrigues (LNEC), FCTUC, 23 de Março de 2006.
• Para conservar é preciso conhecer …
– A pedra,
– As rochas de onde derivam,
– A sua história passada,
• Mas também:
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2011/2012
• Mas também:
– O enquadramento ambiental,
– Os processos que as afectam,
– As causam que os originam,
• E ainda:
– As soluções e os métodos para resolver os problemas,
•
Durante a sua história geológica, os materiais rochosos sofrem
transformações de natureza:
• Física,
• Química,
• Mineralógica,
1. Degradação da pedra
Em ambientes profundos :
À superfície ou na sua vizinhança :
• Diagénese,
• Metamorfismo,
• Alteração deutérica.
Uma areia que se transforma em arenito…
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1. Degradação da pedra
Mas também: uma argila em xisto…
7/112
1. Degradação da pedra
•
A pedra utilizada nas construções é arrancada ao seu meio
e exposta em novas condições de ambiente,
•
É natural que a sua evolução sofra descontinuidade,
•
Os ambientes exteriores são agressivos e, em geral, a
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2011/2012
•
Os ambientes exteriores são agressivos e, em geral, a
evolução é acelerada,
Quando aplicada numa construção,
•
A pedra integra-se num ambiente artificial, onde fica sujeita a
novas forças e exposta a novas acções,
Mas…
1. Degradação da pedra
•
Transporta consigo todas as marcas gravadas pela sua história
passada,
•
Cujas consequências variam de caso para caso, mas que nunca
devem ser menosprezadas.
directa dessa história passada.
11/112
O tipo de alteração e a taxa de evolução dependem
de factores :
• Intrínsecos:
• Composição mineralógica,
• Tamanho e forma dos componentes,
• Tipo, forma e dimensão dos seus espaços vazios,
1. Degradação da pedra
• Tipo, forma e dimensão dos seus espaços vazios,
• Etc.,
• Extrínsecos:
• Ambiente, no sentido lato,
• Quantidade e composição das soluções em contacto,
• Temperatura,
• Humidade relativa,
• Etc.
Breve referência aos mecanismos de degradação
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1. Degradação da pedra
Breve referência aos mecanismos de degradação
–
A origem, os percursos,
–
Papel da porosidade e do tipo de sais na degradação
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2011/2012
Movimento dos sais e zonamento
•
Nos caso reais ou como ensaio de envelhecimento artificial, a
cristalização de sais é um processo importante
• Eflorescências salinas
• Pulverização
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• Sais solúveis – eflorescências
O estudo abordado através
das formas de degradação:
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•
Escamas, pulverização
•
Importância da
1. Degradação da pedra
• A importância nas pedras carbonatadas
• Os ambientes urbanos e industriais
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•
Taxa de fixação dos poluentes; influência das condições locais,
•
As sinergias com a biocolonização.
1. Degradação da pedra
•
Acessórios como as argilas
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• forte anisotropia,
Factores construtivos
25/112
• Juntas de materiais muito duros
• Fracturas, movimentos diferenciais
• Problemas de fundações
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• Continuidade estrutural
• As juntas e seus problemas
Intervenções anteriores
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1. Degradação da pedra
Colonização biológica
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• Colonização biológica • Espécies endolíticas
As formas de degradação:
Casmo
Casmo
--endolíticos
endolíticos
Epilíticos
Epilíticos
Cripto
Cripto
--endolíticos
endolíticos
Euendolíticos
Euendolíticos
Endolíticos
Endolíticos
Microorganismos Litobiónticos
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…que mostra a existência de microorganismos instalados
bem dentro da pedra.
colonização biológica
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• colonização biológica em
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2011/2012
39/112
1. Degradação da pedra
Para entender o objecto e a importância da conservação da pedra, é
preciso compreender, primeiro:
– O que é uma superfície,
– Qual o valor que contém.
41/112
•
A superfície é o depósito do
conteúdo estético do objecto …
•
E, por isso,
•
E, por isso,
•
A perda da superfície significa
perder toda a ligação com o
processo criativo.
Uma escultura que perdeu a
totalidade da sua superfície
original:
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2011/2012
É apenas o “fantasma” da obra
inicial,
É uma aproximação mais ou
menos grosseira do que foi a
obra de arte.
Conceptualmente, uma superfície arquitectónica não é diferente,
Nesta perspectiva, e exceptuando as acções de incidência
estrutural:
•
A conservação da pedra tem como objectivo último:
– A preservação das superfícies.
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1. Degradação da pedra (parte II)
2. Degradação biológica da madeira
3. Deterioração do betão
Sumário
Nota
Imagens e texto retirados da apresentação da Prof. A. Elena Charola, FCTUC, 26 de Janeiro de 2006.
EDIFICIOS HISTORICOS Y
MONUMENTOS
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2011/2012
Terminología:
Deterioro
Intemperismo
Alteración
1. Degradação da pedra
Alteración
Degradación
Definiciones:
Deterioro: proceso que desmejora un material
Intemperismo: proceso natural de deterioro
Alteración: cambios en la composición mineralógica
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2011/2012
Alteración: cambios en la composición mineralógica
O: modificación que no implica necesariamente un desmejoramiento
de las características desde el punto de vista de la conservación
Degrado: proceso que reduce el valor o descompone el
Resistencia al Deterioro:
Piedras Naturales
Composición química-mineralógica
1. Degradação da pedra
Porosidad
Tamaño de partícula
Resistencia al Deterioro:
Piedras Naturales
51/112 2011/2012Adhesión entre partículas/granos
Resistencia al Deterioro:
Materiales manufacturados: Ladrillos, morteros, hormigón,..
Selección de la materia prima
1. Degradação da pedra
Control de calidad en la manufactura
Factores de Deterioro
Stress mecánico
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Ciclos térmicos
(hielo-deshielo y frío-calor)
1. Degradação da pedra
Humedad y ciclos húmedo-seco
(ciclos hídricos e hígricos)
Factores de Deterioro
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1. Degradação da pedra
Polución aérea
Sales solubles
Factores de Deterioro
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1. Degradação da pedra
Sales solubles
Colonización biológica
Factores de Deterioro
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1. Degradação da pedra
Intervenciones de restauro
Loggia del Capitanato, Vicenza
Intervenciones de conservación mal aplicadas
Tumba del Gral Grant, New York City
Factores de Deterioro
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Compilación de datos
Clasificación de datos
1. Degradação da pedra
Metodología Científica
Factores de Deterioro
Interacción entre factores
• Agua y temperatura:
– ciclos hielo-deshielo
– ciclos húmedo-seco
63/112 2011/2012– ciclos húmedo-seco
• Agua y polución aérea:
– corrosión
– sales solubles
• Biocolonización
– corrosión
1. Degradação da pedra
Deterioración: qué es lo importante?
Deterioración del material
Durabilidad del edificio/monumento
Diseño
Tecnología de construcción
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2011/2012
Calidad de los materiales
Compatibilidad de materiales
1. Degradação da pedra
Durabilidad del edificio/monumento
Diseño
Durabilidad del edificio/monumento
Tecnología de construcción
Opera Bastille, Paris
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1. Degradação da pedra
Durabilidad del edificio/monumento
Calidad de los materiales
Durabilidad del edificio/monumento
Compatibilidad de materiales
Taj Mahal, India
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1. Degradação da pedra
Durabilidad del edificio/monumento
Manutención
Iglesia de San Martín,
Almonaster la Real
Sabemos que cada património
é uma história de inteligência
aplicada à vida
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2011/2012
1. Degradação da pedra
2. Degradação da madeira (parte I)
3. Deterioração do betão
Sumário
Nota
Imagens e texto retirados da apresentação da Eng.ª Helena Cruz (LNEC), FCTUC, 18 de Maio de 2006.
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77/112
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81/112
83/112
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1. Degradação da pedra
2. Degradação da madeira (parte II)
3. Deterioração do betão
Sumário
Nota
PRINCIPAIS ANOMALIAS EM ESTRUTURAS DE MADEIRA
−
Humidade (favorece o ataque de fungos, carunchos, ...)
−
Deformação excessiva
−
Falta de travamentos
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2011/2012
−
Combustão (acção do fogo)
A água é o principal inimigo da construção e, em particular, da madeira, já que a sua presença em contacto com este material não só lhe pode provocar
2. Degradação da madeira
Humidade
este material não só lhe pode provocar alterações físicas, químicas e mecânicas, como potencia a acção dos xilófagos mais destruidores (insectos e fungos). De uma forma quase sistemática verifica-se nos edifícios antigos que associada a sinais de ataques de fungos de podridão e de insectos xilófagos (carunchos de diversas espécies e térmitas) está sempre ou quase sempre a presença de água ou, pelo menos, vestígios dessa presença.
Humidade
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Agentes de deterioração
Fungos da podridão
Térmitas
Carunchos
Identificação do tipo de ataque – peritos, testes laboratoriais
2. Degradação da madeira
93/112 2011/2012 Tratamento em fábrica: • choque térmico • tratamento com gás Tratamento em obra:
• tratamento com injectores
• desinfestantes naturais
Protecção dos elementos de madeira contra insectos e fungos
2. Degradação da madeira
Apodrecimento do troço superior devido à alternância da
humidificação e secagem da madeira, especialmente grave
se o elemento de madeira funciona como estaca. Então pode
produzir-se assentamento, …
Fundações
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– ataques de fungos e insectos xilófagos
– deformações, vibração excessiva
– rotura, …
2. Degradação da madeira
– Ataque de fungos de podridão
– Efeito de humidificação (paredes exteriores, zonas de instalações
sanitárias, cozinhas, …)
Paredes
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2. Degradação da madeira
– Deformações excessivas
– Degradação dos apoios
– Efeito de humidificação (clarabóias, …)
– Deformações excessivas
Escadas
99/112
1. Degradação da pedra
2. Degradação da madeira
3. Deterioração do betão
Sumário
Nota
- Comportamento estrutural
●
deficiente capacidade resistente
●
funcionamento inadequado
●
deformações elevadas
⇒
Reforço
Principais Anomalias das Estruturas de Betão Armado
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2011/2012
●
deformações elevadas
●
fendilhação excessiva
-
Deterioração dos materiais
●
betão
●
aço
…a acções verticais
…a acções horizontais
3. Deterioração do betão
Funcionamento inadequado
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Deformações elevadas
Fendilhação excessiva
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Deterioração dos materiais
Ataque químico do betão
- Reacções expansivas
álcalis-agregados reactivos
3. Deterioração do betão
sulfatos
- Acção da água do mar
Corrosão das armaduras
-Carbonatação
-Cloretos
Ataque químico do betão
Reacções álcalis-sílica
Viaduto Duarte Pacheco
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3. Deterioração do betão
Ataque químico do betão
Acção da água do mar
Corrosão das armaduras
… devido à carbonatação do betão
(processo lento – dezenas de anos)
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3. Deterioração do betão
Corrosão das armaduras
Corrosão das armaduras
… devido à carbonatação do betão
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