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1. Importância do estudo de patologias das estruturas de concreto

1.1. Introdução

O crescimento populacional do planeta e o aumento gradual da concentração

demográfica em centros urbanos vêm exigindo investimentos elevados em obras de

infraestrutura e habitacionais, tanto nos países desenvolvidos quanto nos países em

desenvolvimento.

Esse cenário de desenvolvimento exige consideráveis investimentos em obras

de infraestrutura e habitacionais, cada vez maiores e mais sofisticadas. As obras de

sistema viário, particularmente pontes e viadutos, tornam-se mais complexas em razão

da necessidade de superar vãos cada vez maiores em regiões densamente povoadas,

bem assim, as de sistemas de água e esgotamento sanitário, cujas unidades de

preservação e tratamento são de maiores capacidades. As obras habitacionais urbanas

verticalizam-se progressivamente devido, entre outras razões, à necessidade de

viabilização comercial dos empreendimentos frente aos elevados preços de terrenos

em áreas mais centrais das cidades e a procura maior das pessoas por unidades

habitacionais próximas dos centros para evitar perder tempo com deslocamento em

transporte, que tem se tornado mais lento e difícil.

A exploração de recursos naturais, como petróleo, minérios, carvão, vem sendo

ampliada para atender à crescente demanda, exigindo complexas estruturas industriais

e de grande porte. Acrescente-se, ainda, a expansão dos horizontes agrícolas para

terras mais distantes dos centros de consumo, impulsionando os investimentos em

rodovias, portos e aeroportos.

O período de tempo compreendido entre o final do século XIX e os dias atuais foi

marcado por um avanço considerável no segmento da construção civil, especialmente

pela introdução e consolidação do cimento Portland como aglomerante básico para a

fabricação dos concretos e argamassas, permitindo a moldagem de estruturas de

diversas formas e tamanhos.

O cimento Portland resulta, basicamente, da transformação de materiais naturais

como calcário e argila em elevada temperatura, obtendo-se compostos que, depois de

hidratados, adquirem resistência mecânica e boa estabilidade frente à ação da água.

Por essa razão, os concretos fabricados com esse aglomerante, quando devidamente

especificados e bem compactos, apresentam grande durabilidade.

2

A introdução do aço na produção do concreto armado permitiu a construção de

obras estruturais de grande porte, fazendo com que o concreto, em massa seja o

material de construção mais utilizado no mundo.

Não se pode negar que o desenvolvimento da ciência e da tecnologia tem sido

fundamental para permitir aos arquitetos e engenheiros desenvolver projetos de

estruturas de concreto que possam atender a essas necessidades, utilizando

ferramentas computacionais que indicam com razoável precisão e em tempo de

processamento bastante reduzido, o comportamento das estruturas, simulando as

diversas condições de solicitação. A indústria de produção de insumos, por seu turno,

buscou desenvolver, e disponibilizar para o mercado, produtos e equipamentos com

propriedades e características mais adequadas a essa nova realidade, como foi o caso

da indústria do cimento, do aço, de aditivos para concreto, de equipamentos para

transporte, mistura e lançamento do concreto, de produção de agregados, dentre

outras.

Apesar de todo esse desenvolvimento, danos relacionados com o

comportamento estrutural e sua interação com os demais sistemas componentes de

uma edificação, reatividade entre componentes do concreto e a ação de agentes

externos, como veremos adiante, têm sido constatados com relevante frequência e

grande magnitude. Em geral, os danos que se manifestam nas estruturas de concreto

constituem indícios de comportamento irregular de componentes do sistema, devendo

ser devidamente avaliados e adequadamente corrigidos para que não venha a

comprometer as condições de estabilidade e segurança do elemento danificado ou até

da edificação. Esse tipo de dano ou defeito caracteriza o que chamamos de

manifestação patológica e é objeto da ciência identificada como Patologia.

O estudo das patologias de estruturas de concreto assume relevante importância

na medida em que não apenas avalia os danos manifestados pelas estruturas, quais

são as suas prováveis causas e as formas mais adequadas de tratamento corretivo,

como também constitui fonte de dados importantes para o estabelecimento de

procedimentos de projeto e de construção, com o objetivo de minimizar os riscos de

ocorrência de danos em aplicações similares e, com isso, estabelecer parâmetros para

o aumento da vida útil das estruturas.

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1.2. Conceitos fundamentais

A patologia é uma ciência tradicionalmente empregada na medicina que pode

ser interpretada como o “estudo das doenças, suas origens, seus sintomas, quais

agentes causadores e qual mecanismo ou processo de ocorrência”. Para as estruturas,

as doenças correspondem a danos ou defeitos que determinam desempenho

inadequado de um elemento estrutural ou da estrutura como um todo.

A aplicação do termo patologia na engenharia, particularmente no caso das

estruturas de concreto, tem origem no tratamento dos problemas com o sentido de

reabilitar as estruturas, o que corresponde a um processo terapêutico na medicina. O

grande número de problemas e a crescente complexidade de avaliação com

comprometimento do desempenho esperado por parte dos responsáveis e usuários,

compõe um rol extenso de reclamações e, em muitos casos, de ações judiciais. Nesse

rol enquadram-se problemas patológicos que prejudicam aspectos meramente

estéticos e também aquelas patologias que podem comprometer as condições de

estabilidade e segurança das edificações se não corrigidas a tempo.

A patologia envolve a análise dos sintomas evidenciados pelos defeitos que se

manifestam na estrutura, pesquisa a sua origem e as prováveis causas e mecanismos

de ação dos agentes envolvidos na questão, definindo o que se chama de diagnóstico

da patologia. A partir desse diagnóstico e levando em conta uma série de

condicionantes técnicos e econômicos, escolhe-se a ação corretiva considerada mais

adequada para sanar o problema, etapa denominada de terapia.

A grande maioria das manifestações patológicas apresenta sintomas

característicos que permitem ao especialista determinar a sua origem, as causas que

conduziram ao seu aparecimento e as consequências que poderão advir caso não seja

devidamente corrigida. Tomem-se, como exemplo, as fissuras que se manifestam

numa edificação, seja em elementos estruturais ou em paredes, a análise da sua

distribuição e configuração permite, em muitos casos, estabelecer o diagnóstico,

identificando, com maior ou menor precisão, as causas e os mecanismos envolvidos no

processo. Há casos, porém, em que o diagnóstico não é tão fácil, especialmente

quando concorrem mais de uma causa para geração da patologia.

Nas últimas décadas, a maioria das construtoras vem desenvolvendo programas

de qualidade para as obras e serviços com o objetivo, dentre outros, de reduzir a

ocorrência de falhas nas diversas etapas de um processo construtivo. Por outro lado, a

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adoção dos requisitos de durabilidade impostos pela norma ABNT NBR 6118:2014

para os projetos estruturais, já a partir de 2003, promove um reconhecido aumento da

vida útil das estruturas, retardando o surgimento de patologias decorrentes,

principalmente, da ação do meio ambiente.

Observa-se, portanto, a profunda relação que tem a patologia com a qualidade

da execução e a durabilidade das estruturas.

1.3. Durabilidade e Vida útil das estruturas

Em função dos crescentes problemas de degradação precoce observados nas

estruturas, das novas necessidades competitivas e das exigências de sustentabilidade

no setor da Construção Civil, observa-se, nas últimas duas décadas, uma tendência

mundial no sentido de privilegiar os aspectos de projeto voltados à durabilidade e à

extensão da vida útil das estruturas de concreto armado e protendido (CLIFTON,

1993).

Segundo o fib Model Code for Service Life Design (2006), a questão da vida útil

deve ser tratada sob, pelo menos, três aspectos:

Métodos de Introdução ou Verificação da Vida Útil no Projeto;

Procedimentos de Execução e Controle de Qualidade;

Procedimentos de Uso, Operação e Manutenção.

O estudo da durabilidade das estruturas de concreto armado e protendido tem

evoluído graças ao maior conhecimento dos mecanismos de transporte de líquidos e

de gases agressivos nos meios porosos, como o concreto, que possibilitaram associar

o tempo aos modelos matemáticos que expressam quantitativamente esses

mecanismos.

Consequentemente, passou a ser viável a avaliação da vida útil expressa em

número de anos e não mais em critérios apenas qualitativos de adequação da estrutura

a certo grau de exposição.

O princípio básico, no entanto, não se alterou. Há necessidade, por um lado, de

conhecer, avaliar e classificar o grau de agressividade do ambiente e, por outro, de

conhecer o concreto e a geometria da estrutura, estabelecendo então a

correspondência entre ambos, ou seja, entre a agressividade do meio versus a

durabilidade da estrutura de concreto (HELENE, 1983).

A resistência da estrutura de concreto à ação do meio ambiente e ao uso

dependerá, no entanto, da resistência do concreto, da resistência da armadura, e da

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resistência da própria estrutura. Qualquer um que se deteriore, comprometerá a

estrutura como um todo.

Portanto, hoje é conveniente e indispensável uma separação nítida entre os

ambientes preponderantemente agressivos à armadura dos ambientes

preponderantemente agressivos ao concreto, assim como identificar projetos de

arquitetura e detalhes estruturais que aumentem a “resistência” da estrutura ao meio

ambiente.

Pode-se afirmar que o conhecimento da durabilidade e dos métodos de previsão

da vida útil das estruturas de concreto são fundamentais para:

Auxiliar na previsão do comportamento do concreto em longo prazo - o conceito

de vida útil é introduzido no projeto estrutural de forma análoga ao de introdução

da segurança;

Prevenir manifestações patológicas precoces nas estruturas- esse conhecimento

é fundamental para reduzir riscos de fissuras, corrosão, expansões e outros

problemas nas estruturas;

Contribuir para a economia, sustentabilidade e durabilidade das estruturas

sempre lembrando que fazer uma boa engenharia significa manejar bem custos,

técnica, recursos humanos e respeito ao meio ambiente.

1.3.1. Definições e Terminologia

Durabilidade é o resultado da interação entre a estrutura de concreto, o

ambiente e as condições de uso, de operação e de manutenção. Portanto não é uma

propriedade inerente ou intrínseca à estrutura, à armadura ou ao concreto. Uma

mesma estrutura pode ter diferentes comportamentos, ou seja, diferentes funções de

durabilidade no tempo, segundo suas diversas partes, até dependente da forma de

utilizá-la.

Para a ABNT NBR 6118:2014, item 5.1.2.3, Durabilidade “consiste na

capacidade da estrutura resistir às influências ambientais previstas e definidas em

conjunto pelo autor do projeto estrutural e o contratante, no início dos trabalhos de

elaboração do projeto”. No item 6.1 prescreve que “as estruturas de concreto devem

ser projetadas e construídas de modo que sob as condições ambientais previstas na

época do projeto e quando utilizadas conforme preconizado em projeto, conservem sua

segurança, estabilidade e aptidão em serviço durante o período correspondente à sua

vida útil”.

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Segundo a ISO 13823:2008 entende-se por vida útil “o período efetivo de tempo

durante o qual uma estrutura ou qualquer de seus componentes satisfazem os

requisitos de desempenho do projeto, sem ações imprevistas de manutenção ou

reparo”. Observe-se que essa definição engloba o conceito de desempenho formulado

na década de 80 pela ISO 6241 já citada e que só recentemente, em 2010, foi

introduzido na normalização brasileira através da ABNT NBR 15575:2013.

Para a ABNT NBR 6118:2014 item 6.2, vida útil de projeto é o “período de tempo

durante o qual se mantêm as características das estruturas de concreto, desde que

atendidos os requisitos de uso e manutenção prescritos pelo projetista e pelo

construtor, conforme itens 7.8 e 25.4, bem como de execução dos reparos necessários

decorrentes de danos acidentais”.

O item 7.8 da ABNT NBR 6118:2014 entende que o conjunto de projetos

relativos a uma obra deve orientar-se sob uma estratégia explícita que facilite

procedimentos de inspeção e manutenção preventiva da obra e que deve ser produzido

um Manual de Manutenção da estrutura conforme item 25.4: dependendo do porte da

construção e da agressividade do meio e de posse das informações dos projetos, dos

materiais e produtos utilizados e da execução da obra, esse Manual deve ser produzido

por profissional habilitado, devidamente contratado pelo Proprietário da obra. Esse

Manual deve explicitar de forma clara e sucinta, os requisitos básicos para a utilização

e a manutenção preventiva, necessárias para garantir a vida útil prevista para a

estrutura conforme indicado na ABNT NBR 5674:1999.

O item 3.4 da ABNT NBR 5674 define Manual de Operação, Uso e Manutenção

como o documento que reúne apropriadamente todas as informações necessárias para

orientar essas atividades. Deve ser elaborado em conformidade com a ABNT NBR

14037:1998 Manual de operação, uso e manutenção das edificações. Conteúdo e

recomendações para elaboração e apresentação.

Resumindo pode-se afirmar que vida útil deve sempre ser analisada de um

ponto de vista amplo que envolve o projeto, a execução, os materiais, o uso, operação

e a manutenção sob um enfoque de desempenho, qualidade e sustentabilidade.

Por outro lado, apesar das várias definições de vida útil, sua aplicação prática

ainda esbarra em deficiências graves da normalização nacional atualmente em vigor.

Como definido anteriormente, vida útil é um conceito quantitativo associado a um

período de tempo, não definido nas normas brasileiras, salvo recentemente na ABNT

NBR 15575:2013 que para edificações de até 5 andares, especifica 50 anos.

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A definição de vida útil também depende da explicitação dos requisitos de

desempenho ou estados limites de utilização ou de serviço (ELS no Brasil e SLS no

exterior) que não estão na ABNT NBR 6118:2014, pois esta se refere quantitativamente

apenas a fissuras de flexão indicadas por wk e flechas máximas em vãos de vigas e

lajes. Não há limites explícitos para fissuras de corrosão, expansões por reações álcali-

agregados, lixiviação tipo eflorescências, fungos, manchas, despassivação,

carbonatação, perfil de cloretos e outras formas de deterioração das estruturas de

concreto.

A questão da vida útil das estruturas de concreto deve ser enfocada de forma

holística, sistêmica e abrangente, envolvendo equipes multidisciplinares. Deve também

ser considerada como resultante de ações coordenadas e realizadas em todas as

etapas do processo construtivo: concepção; planejamento; projeto; materiais e

componentes; execução propriamente dita e principalmente durante a etapa de uso da

estrutura.

1.3.2. Classificação da agressividade do ambiente

A agressividade do meio ambiente está relacionada às ações físicas e químicas

que atuam sobre as estruturas de concreto, independentemente das ações mecânicas,

das variações volumétricas de origem térmica, da retração hidráulica e de outras

previstas no dimensionamento das estruturas de concreto.

A classificação da agressividade do ambiente, com base nas condições de

exposição da estrutura ou suas partes, deve levar em conta o micro e macroclima

atuantes sobre a obra e suas partes críticas.

A partir de uma síntese das publicações disponíveis, a agressividade ambiental

pode ser avaliada segundo o ponto de vista da durabilidade da armadura e da

durabilidade do próprio concreto. No caso dos projetos das estruturas correntes, é

possível considerar as classes adotadas pela ABNT NBR 6118:2014 e ABNT NBR

12655:2015, apresentadas na Tabela 1.

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Tabela 1 – Classes de agressividade (NBR 12655:2015)

Classe de agressividade

ambiental

Agressividade

Classificação geral do tipo de ambiente para

efeito de projeto

Risco de deterioração da

estrutura

I Fraca Rural

Insignificante Submersa

II Moderada Urbana Pequeno

III Forte Marinha

Grande Industrial

IV Muito Forte Industrial

Elevado Respingos de maré

A classificação da agressividade do meio ambiente às estruturas de concreto

armado e protendido pode ser avaliada, simplificadamente para fins dos projetos

correntes, segundo as condições de exposição da estrutura ou de suas partes,

conforme apresentado no texto das normas ABNT NBR 6118:2014 e ABNT NBR

12655:2015.

1.3.3. Classificação dos concretos

A resistência do concreto aos diferentes meios agressivos depende, entre outros

fatores, da natureza e tipo dos seus materiais constituintes assim como da composição

ou dosagem do concreto, ou seja, depende de:

Tipo e consumo de cimento;

Tipo e consumo de adições e de água;

Relação água / cimento;

Natureza e Dmax do agregado.

Na realidade o mais importante é a resistência da estrutura ao meio ambiente e

esta depende não só da qualidade do concreto, mas também da execução, do uso

correto e de critérios adequados de projeto, conforme tabela 2.

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Tabela 2 – Correspondência entre classe de agressividade e qualidade do concreto (NBR 12655:2015)

Concreto Tipo Classe de agressividade

I II III IV

Relação água/cimento em

massa

CA ≤ 0,65 ≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,45

CP ≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,50 ≤ 0,45

Classe de concreto

(NBR 8953)

CA ≥ C20 ≥ C25 ≥ C30 ≥ C40

CP ≥ C25 ≥ C30 ≥ C35 ≥ C40

Consumo de cimento Portland

por m3 de concreto kg/m3

CA e CP ≥ 260 ≥ 280 ≥ 320 ≥ 360

CA – componentes e elementos estruturais de concreto armado. CP – Componentes e elementos estruturais de concreto protendido.

Na realidade o mais importante é a resistência da estrutura ao meio ambiente e

esta depende não só da qualidade do concreto, mas também da execução, do uso

correto e de critérios adequados de projeto.

É conhecido que para evitar envelhecimento precoce e satisfazer às exigências

de durabilidade devem ser observados os seguintes critérios de projeto:

Prever drenagem eficiente;

Evitar formas arquitetônicas e estruturais inadequadas;

Garantir concreto de qualidade apropriada, particularmente nas regiões

superficiais dos elementos estruturais;

Garantir cobrimentos de concreto apropriados para proteção às armaduras;

Detalhar adequadamente as armaduras;

Controlar a fissuração das peças;

Prever espessuras de sacrifício ou revestimentos protetores em regiões sob

condições de exposição ambiental muito agressivas;

Definir um plano de inspeção e manutenção preventiva.

Deve-se dar preferência a certos tipos de cimento Portland, a adições minerais e

a aditivos mais adequados para resistir à agressividade ambiental, em função da

natureza dessa agressividade. Do ponto de vista da maior resistência à lixiviação, são

preferíveis os cimentos com adições tipo CP III e CP IV. Para minimizar o risco de

reações álcali-agregado2 são preferíveis os cimentos pozolânicos tipo CP IV. Para

reduzir a profundidade de carbonatação são preferíveis os cimentos tipo CP I e CP V

sem adições. Para reduzir a penetração de cloretos são preferíveis os cimentos com

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adições tipo CP III e CP IV com adição extra de sílica ativa, metacaulim e cinza de

casca de arroz.

A qualidade efetiva do concreto superficial de cobrimento e de proteção à

armadura depende da adequabilidade da fôrma, 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.

Uma diretriz geral, encontrada na literatura técnica, ressalta que a durabilidade

da estrutura de concreto é determinada por quatro fatores identificados como regra dos

4C:

Composição ou traço do concreto;

Compactação ou adensamento efetivo do concreto na estrutura;

Cura efetiva do concreto na estrutura;

Cobrimento das armaduras.

Na ausência de valores de ensaios experimentais nos concretos que realmente

serão utilizados na estrutura, pode ser adotada a classificação orientativa, apresentada

na Tabela 3, referente à corrosão de armaduras e na Tabela 4, referente à deterioração

do concreto.

Tabela 3 – Classificação da resistência dos concretos frente ao risco de corrosão de armaduras

Classe de concreto

Classe de resistência

(NBR 8953:2009)

Máxima relação a/c

Deterioração por carbonatação

Deterioração por cloretos

Teor de adições Teor de adições

Durável ≥ C50 ≤ 0,38 ≤ 10% de pozolana,

metacaulim ou escória de alto forno

≥ 20% de pozolana ou metacaulim

≥ 65% de escória de alto forno aço galvanizado ou

inox

Resistente C35 C40 C45

≤ 0,50

≤ 10% de pozolana ou metacaulim

≤ 15% de escória de alto forno

≥ 10% de pozolana ou metacaulim

≥ 35% de escória de alto forno aço galvanizado ou

inox

Normal C25 C30

≤ 0,62 Qualquer Qualquer

Efêmero C10 C15 C20

Qualquer Qualquer Qualquer

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Tabela 4 – Classificação da resistência dos concretos frente ao risco de deterioração por lixiviação ou por formação de compostos expansivos

Classe de concreto

Classe de resistência

(NBR 8953:2009)

Deterioração por expansão Deterioração por lixiviação

Teor de C3A no cimento anidro

Teor de adições Teor de adições

Durável ≥ C50 ≤ 5%

≥ 20% de pozolana ou metacaulim

≥ 65% de escória de alto forno

≥ 20% de pozolana ou metacaulim

≥ 65% de escória de alto forno

Resistente C35 C40 C45

≤ 5%

≥ 10% de pozolana ou metacaulim

≥ 35% de escória de alto forno

≥ 10% de pozolana ou metacaulim

≥ 35% de escória de alto forno

Normal C25 C30

≤ 8% Qualquer Qualquer

Efêmero C10 C15 C20

Qualquer Qualquer Qualquer

1.3.4. Agressividade do Meio x Durabilidade do Concreto

Uma vez que sejam mantidas constantes as demais variáveis que entram em

jogo na problemática da durabilidade das estruturas de concreto, a correspondência

básica entre agressividade do meio ambiente e durabilidade do concreto pode ser a

considerada, simplificadamente, na Tabela 5.

Tabela 5 – Correspondência entre agressividade do ambiente e durabilidade do concreto Classe de agressividade Concreto recomendável

I ou fraca Efêmero, normal, resistente ou durável

II ou média Normal, resistente ou durável

III ou forte Resistente ou durável

IV ou muito forte Durável

Uma correspondência direta como a indicada na Tabela 5 só tem sentido como

primeira aproximação, pois é possível utilizar com segurança e sem comprometimento

da durabilidade, um concreto não recomendável desde que esse fato seja compensado

com outras medidas protetoras e preventivas.

Esse é o caso da grande maioria das obras já construídas e em operação no

Brasil. Nessas obras dificilmente foi empregado o concreto recomendável, porém

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medidas posteriores de manutenção e proteção podem assegurar uma vida útil

compatível com as expectativas dos usuários e com a necessidade da sociedade.

Cabe ressaltar, no entanto, que do ponto de vista econômico todas as medidas

visando durabilidade, tomadas em nível de projeto e de dosagem do concreto são

sempre muitas vezes mais convenientes, mais seguras e mais econômicas que

medidas protetoras tomadas a posteriori.

Os custos de intervenção na estrutura para atingir certo nível de durabilidade e

proteção crescem progressivamente quanto mais tarde for essa intervenção. A

evolução desse custo de intervenção pode ser representada por uma progressão

geométrica de razão 5, conhecida por lei dos 5 ou regra de Sitter (1984).

1.3.5. Lei de Sitter

Do ponto de vista econômico, Helene (1997) ressalta que os custos de

intervenção na estrutura, para atingir um certo nível de durabilidade e proteção,

crescem exponencialmente quanto mais tarde for essa intervenção e que a evolução

desse custo pode ser assimilada ao de uma progressão geométrica de razão 5,

conhecida por “Lei dos 5” ou regra de Sitter, representada na figura 1.1, que mostra a

evolução dos custos em função da fase da vida da estrutura em que a intervenção seja

feita.

Figura 1.1 – Evolução dos custos pela fase de intervenção (Regra de Sitter)

Fonte: SITTER, 1984 apud HELENE, 1997

Ainda, segundo Helene (1997), o significado da “Lei dos 5”, ou regra de Sitter,

pode ser assim exposto, conforme a intervenção ocorra na:

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a) Fase de projeto: toda medida tomada em nível de projeto com o objetivo de

aumentar a proteção e a durabilidade da estrutura, como, por exemplo,

aumentar o cobrimento da armadura, reduzir a relação água / cimento do

concreto ou aumentar o fck, especificar certas adições, ou tratamentos protetores

de superfície, e outras tantas implica um custo que pode ser associado ao

número 1(um);

b) Fase de execução: toda medida extra projeto, tomada durante a fase de

execução propriamente dita, implica um custo cinco vezes superior ao custo que

acarretaria tomar uma medida equivalente na fase de projeto, para obter-se o

mesmo nível final de durabilidade ou vida útil da estrutura. Um exemplo típico é

a decisão em obra de reduzir a relação água / cimento para aumentar a

durabilidade. A mesma medida tomada na fase de projeto permitiria o

redimensionamento automático da estrutura considerando um novo concreto de

resistência à compressão mais elevada, de maior módulo de deformação e de

menor fluência. Esses predicados permitiriam reduzir as dimensões dos

componentes estruturais, reduzir as formas e o volume de concreto, reduzir o

peso próprio e reduzir as taxas de armadura. Essas medidas tomadas em nível

de obra, apesar de eficazes e oportunas do ponto de vista da vida útil, não mais

podem propiciar economia e otimização da estrutura;

c) Fase de manutenção preventiva: as operações isoladas de manutenção do

tipo; pinturas frequentes, limpezas de fachada sem beirais e sem proteções,

impermeabilizações de coberturas e reservatórios mal projetados, e outras,

necessárias a assegurar as boas condições da estrutura durante o período da

sua vida útil, podem custar até 25 vezes mais que medidas corretas tomadas na

fase de projeto estrutural ou arquitetônico. Por outro lado, podem ser cinco

vezes mais econômicas que aguardar a estrutura apresentar problemas

patológicos evidentes que requeiram uma manutenção corretiva;

d) Fase de manutenção corretiva: corresponde aos trabalhos de diagnóstico,

reparo, reforço e proteção das estruturas que já perderam sua vida útil de

projeto e apresentam manifestações patológicas evidentes. A estas atividades

pode-se associar um custo 125 vezes superior ao custo das medidas que

poderiam e deveriam ter sido tomadas na fase de projeto e que implicariam um

mesmo nível de durabilidade que se estime dessa obra após essa intervenção

corretiva.”

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. AZEVEDO, M. T. Patologia das estruturas de concreto. Concreto: Ciência e

tecnologia, vol2, capítulo 31. IBRACON, São Paulo, 2011.

2. MEDEIROS, M. H. F.; ANDRADE, J. J. O.; HELENE, P. Durabilidade e vida útil

das estruturas de concreto. Concreto: Ciência e tecnologia, vol1, capítulo 22.

IBRACON, São Paulo, 2011.

3. ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6118: Projeto de

estruturas de concreto - Procedimento. Rio de Janeiro, 2014.

4. ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 12655: Concreto de

cimento Portland – preparo, controle, recebimento e aceitação - Procedimento.

Rio de Janeiro, 2015.

5. ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 15575: Desempenho

de edificações habitacionais. Rio de Janeiro, 2013.

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2. Origem das manifestações patológicas nas estruturas

As patologias podem ocorrer numa estrutura tanto na fase de construção como

durante o período pós entrega e uso. No primeiro caso, ao construtor cabe diagnosticar

as causas do problema e os fatores que podem ter contribuído para seu surgimento,

promovendo as correções tecnicamente adequadas para a eliminação do referido

dano. No segundo caso, as patologias constatadas pelos usuários das edificações são

motivos de reclamações que, em muitos casos, transformam-se em demandas

judiciais, para as quais é indispensável a identificação de um responsável pela

ocorrência do problema.

Para ilustrar esse fato, vale analisar o caso de uma patologia caracterizada por

corrosão de armaduras de uma estrutura de concreto armado. As condições que a

estrutura apresenta para possibilitar o desenvolvimento desta ação deletéria podem

decorre de inadequações do projeto, com responsabilidade do projetista; falhas

construtivas relacionadas com a escolha dos materiais e sua aplicação, com

responsabilidade do construtor; falta de manutenção da estrutura ou utilização

inadequada durante o uso da edificação, com responsabilidade do usuário; ou, ainda, a

ocorrência de fenômenos naturais imprevisíveis, normalmente cobertos por apólices de

seguro quando a edificação está segurada.

Aos especialistas, encarregados pelas análises dos problemas patológicos, em

muitos casos, cabe identificar não só a causa do problema, como também sua origem,

ou seja, em que fase do processo construtivo foram criadas as condições favoráveis

para seu aparecimento e desenvolvimento. É importante destacar, mais uma vez, que

essa identificação nem sempre é simples em razão da interveniência de fatores

diversos associados ao surgimento e desenvolvimento do problema, o que torna o

assunto por vezes, fascinantes.

A realização de um empreendimento, qualquer que seja, envolve as fases de

planejamento, projeto, fabricação e seleção de materiais e execução, seguindo-se a

fase de utilização após a entrega. Na fase de construção, podem ser destacadas as

atividades de execução das fundações e a escolha e utilização de materiais como

fatores intervenientes que podem influenciar, de forma significativa, no desempenho da

estrutura, proporcionando danos patológicos indesejáveis.

A estrutura de concreto armado, nas edificações habitacionais e comerciais,

desempenha o papel de suporte de todos os demais sistemas que sobre ela repousam,

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além de estar sujeita a esforços oriundos da ação do vento e das variações térmicas,

higrométricas e sísmicas, ações que devem ser previstas conforme estabelecem as

normas técnicas brasileiras sobre o tema. Assim sendo, a depender do desempenho da

estrutura como um todo ou dos elementos que a compõem, podem ocorrer patologias

importantes nos demais sistemas, como é o caso de fissuras em alvenarias de

vedação, infiltrações de água, desplacamento de revestimentos, danos em

impermeabilizações, etc.

Algumas pesquisas sobre a incidência de problemas patológicos nas obras de

construção civil consideram a distribuição segundo as fases de projeto, escolha e

emprego de materiais, produção e uso ou manutenção, como é o caso da publicada

por Pröpster (1981). Na figura 2.1, destaca-se que a origem da maior incidência de

problemas está na fase de projeto.

Figura 2.1 – Incidência de problemas segmentada conforme a origem principal, em pesquisa desenvolvida em países europeus (PROPSTER, 1981)

Os resultados constantes na figura 2.1 correspondem a pesquisas realizadas em

países europeus, cuja realidade da qualificação da mão-de-obra e a aplicação de

metodologias construtivas pré-fabricadas diferem da realidade vivida, ainda, nos países

em desenvolvimento. É de se esperar que a incidência de danos relacionados com a

fase de execução no Brasil seja maior que a indicada na figura 2.1, entretanto, esses

dados devem servir de alerta para que as empresas dediquem maior atenção à etapa

de projeto, como meio eficiente para mitigar futuros problemas patológicos. A “Lei de

Sitter” demonstra que os investimentos realizados na fase de projeto e planejamento

17

prévio à construção traduzem-se em custos significativamente menores para obter o

mesmo padrão de durabilidade esperada para a estrutura.

2.2.1. Fase de projeto

A ABNT NBR 6118:2014, com muita propriedade, define os critérios gerais que

devem ser seguidos no desenvolvimento de projetos de estruturas de concreto armado

e protendido, incluindo os requisitos relacionados com a qualidade da estrutura, os

quais estão classificados em três grupos distintos: capacidade resistente, desempenho

em serviço e durabilidade.

A capacidade resistente está relacionada com a segurança à ruptura, ou seja, o

projeto estrutural deve contemplar todas as ações que possam atuar sobre a estrutura,

tanto na fase de construção como durante o uso, com nível de segurança aceitável. Ao

projetista cabe, portanto, analisar o projeto arquitetônico e as condições de contorno da

estrutura e fixar os carregamentos impostos segundo as prescrições da ABNT NBR

8681:2013. Nos casos especiais, como depósitos, os carregamentos podem ser

discutidos com o contratante em função da destinação pretendida para a estrutura. Os

projetos devem indicar os valores de carregamentos considerados no

dimensionamento da estrutura.

O desempenho em serviço diz respeito às deformações que a estrutura poderá

apresentar quando na fase de utilização, sem promover danos que comprometem o

seu desempenho e dos demais sistemas inter-relacionados. Ao projetista, portanto,

cabe estabelecer os níveis de rigidez da estrutura para assegurar o atendimento a este

requisito. As ferramentas computacionais atualmente disponíveis utilizam os elementos

finitos como método confiável para a avaliação do comportamento da estrutura e

possibilitam respostas rápidas quando se pretende alterar os dados inicialmente

informados. Com isso, os projetos podem ser racionalizados sob o ponto de vista do

comportamento em serviço compatível com os demais sistemas.

A durabilidade refere-se à capacidade da estrutura de conservar suas

características definidas nos itens acima ao longo da sua vida útil, resistindo à ação

das intempéries. O projetista deve avaliar as condições ambientais às quais a estrutura

estará sujeita e considerá-las na elaboração do projeto. Para tanto, a própria NBR

6118:2014, em sua seção 6, classifica o meio ambiente em quatro classes de

agressividade, conforme sua localização e características, limitando fatores

água/cimento e indicando valores de resistência característica à compressão a ser

18

adotados no projeto, além de prescrever cobrimentos mais espessos para as

armaduras internas, à medida que aumenta o grau de agressividade ambiental.

No projeto estrutural deve estar indicada a especificação clara dos materiais e

suas características que possam interferir no comportamento dos elementos

estruturais, como a resistência característica do concreto, seja na idade padrão (28

dias) ou em outras idades (operações de protensão, de retirada de escoramento),

módulo de deformação longitudinal, coeficiente de Poisson. Esses parâmetros devem

ser aferidos durante a execução da obra através de ensaios com amostras dos

materiais empregados.

No projeto estrutural, também deve estar o procedimento de manutenção, de

acordo com o item 7.8 Inspeção e Manutenção Preventiva da NBR 6118:2014 e item

25.4 Manual de Uso da referida norma.

Por outro lado, a NBR 15575-I:2010, anexo C, exige que quem define vida útil

deve também estabelecer as ações de manutenção preventiva e corretiva ao longo

dessa vida útil.

Os projetos estruturais, na grande maioria dos casos, são dimensionados sem

levar em conta o tipo de fundação a ser empregada. É prática corrente a definição das

fundações numa etapa posterior à conclusão do projeto de estrutura. O desejável é que

o projeto estrutural leve em conta o comportamento da fundação quanto à previsão da

estimativa de recalques durante a construção e após a conclusão, minimizando o

aparecimento de problemas patológicos associados a essas deformações,

especialmente aquelas fissuras denominadas de “efeito de acomodação das

fundações”.

Os projetos, tanto arquitetônicos como estruturais, não devem permitir o

acúmulo de água sobre a estrutura, evitando superfícies expostas planas e contendo

dispositivos de drenagem (calhas, rampas, descidas d’água) que assegurem seu

escoamento para fora da estrutura. A presença da água em contato com as estruturas

de concreto pode gerar infiltrações e promover o aparecimento de patologias como

manchas de umidade, depósitos de carbonato de cálcio, além de contribuir para o

desenvolvimento de processo de corrosão de armadura. Tais problemas são

perceptíveis em vigas de bordo de estruturas expostas, em juntas de dilatação de

prédios e pontes, onde há maior probabilidade de ocorrerem infiltrações de água por

perda de eficiência do sistema de impermeabilização, em trechos inferiores dos pilares

de áreas de garagens, onde o umedecimento é constante, em face da lavagem de

19

automóveis, em segmentos inferiores de pilares de ponte, onde a umidade do solo está

sempre presente, dentre outras situações semelhantes. A figura 2.2 ilustra essa

situação.

Figura 2.2 – Corrosão intensa da armadura em zona de pé de pilar na proximidade com o solo

As pingadeiras (figura 2.3) são dispositivos indispensáveis que deverão estar

instalados nas extremidades dos bordos inferiores de vigas extremas e de balanços,

especialmente em pontes, viadutos e marquises, para evitar o escorrimento da água

para a face inferior da peça elevando o grau de umidade nesta região pouco

ensolarada, contribuindo para a antecipação de processos corrosivos da armadura e o

aparecimento de manchas por formação de colônias de fungo.

Figura 2.3 – Pingadeira protegendo a janela

Os projetos de arquitetura devem prever processos de manutenção preventiva e

corretiva, especialmente quando do emprego de dispositivos de fachada em concreto

aparente como quebra-sol, placas de composição de fachada, balcões e peitoris, cujas

reduzidas espessuras, dimensões e formas diversas, de maneira que mantenham seu

20

desempenho e funcionalidade com o passar do tempo e não prejudiquem e estética da

edificação.

A tendência atual para as obras de edificação residencial e comercial, já

praticada para edifícios de porte médio, é o desenvolvimento de projetos onde, ainda

na fase de concepção, é discutida e avaliada a interação de todos os sistemas inter-

relacionados no processo de construção, quais sejam: arquitetura, estrutura,

fundações, instalações elétricas, hidrossanitárias, de ar-condicionado,

impermeabilizações, vedações, revestimentos de pisos e paredes internas e de

fachada, de forma compatibilizada, com vistas a buscar a racionalização da construção

sob o ponto de vista da redução de custos, diminuição considerável de desperdício de

materiais e de mão-de-obra, evitar retrabalhos, minimizando, assim, os riscos de

ocorrência de problemas patológicos na estrutura e nos demais sistemas componentes

da edificação. Essas ações, associadas a outras que serão abordadas mais adiante,

visam atender, também aos princípios da sustentabilidade da construção civil.

2.3. Escolha e utilização de materiais

Os materiais empregados na execução da estrutura de concreto devem atender

às especificações de projeto e aos requisitos de qualidade prescritos nas Normas

Brasileiras. Esses requisitos devem ser verificados antes do início da obra e

controlados durante o processo de construção. Considerando que o concreto resulta da

mistura de insumos diversos e sua qualidade depende, fundamentalmente, da

dosagem adequada desses insumos para alcançar as características especificadas,

torna-se indispensável o controle das propriedades do concreto, além do controle da

qualidade dos insumos, minimizando o risco de aparecimento de patologias futuras.

O cimento Portland é um produto fabricado em instalações industriais de grande

porte, com elevado custo de processamento, acondicionamento e distribuição, onde as

perdas decorrentes de desvios na qualidade de fabricação geram grandes prejuízos e

devem ser evitadas. O controle de qualidade do cimento no recebimento engloba os

seguintes ensaios: finura, tempo de pega, expansibilidade e resistência mecânica, além

de algumas determinações químicas, como óxido de magnésio, óxido de cálcio livre e

perda ao fogo, ou outras, em função do tipo específico de cimento. Desses, o de

resistência é o que desperta maior interesse, para o qual se necessita de tempo para

obtenção dos resultados, desestimulando o interesse pela sua realização em face do

uso imediato das remessas chegadas ao canteiro.

21

As propriedades dos concretos sob o ponto de vista da resistência mecânica, de

conhecimento mais imediato durante a fase de construção, e da durabilidade, para a

qual se necessita de tempo, dependem, diretamente, das características do

aglomerante. O que significa afirmar que havendo variações nas características do

cimento devem ser esperadas alterações nas propriedades do concreto.

Os agregados que entram na composição do concreto, na sua grande maioria

são obtidos pela exploração direta de fontes naturais, caso de areias e seixos, ou

decorrentes de processos de fragmentação e classificação, caso de areias artificiais e

pedras britadas, apenas para citar os mais utilizados. As análises petrográficas dos

agregados permitem identificar a presença de constituintes na composição da rocha

matriz que podem apresentar reatividade com os álcalis do concreto, gerando graves

patologias na estrutura caracterizadas por rachaduras oriundas da expansibilidade do

gel da reação ao longo do tempo. Nesses casos, a realização de ensaios para

verificação da reatividade potencial dos agregados e outras ações para evitar o

fenômeno devem ter como base o que prevê a NBR 15577:2018.

As variações das características físicas dos agregados, especialmente aquelas

relacionadas com sua composição granulométrica, presença de materiais pulverulentos

e formato do grão, interferem diretamente nas propriedades dos concretos, mais

especificamente na sua trabalhabilidade, o que pode trazer dificuldades de aplicação

do material nas formas, resultando em deficiências na compacidade pela presença de

vazios no concreto, denominados de ninhos de pedra, bexigas, bicheiras, a depender

da região. Tais manifestações patológicas prejudicam a capacidade resistente do

material e a durabilidade da estrutura.

A água a ser empregada na produção do concreto não deve conter substâncias

que possam prejudicar o desempenho do material ao longo do tempo. Nas cidades, a

água geralmente utilizada provém da rede de abastecimento de água potável, onde,

salvo raras exceções, são aceitáveis os teores de cloretos, sulfatos, matéria orgânica,

álcalis, além do pH. As águas não tratadas, obtidas de rios, lagoas, cisternas, poços

artesianos, etc., devem ser analisadas quimicamente antes do uso e durante a

produção do concreto para assegurar a sua qualidade. A NBR 15900:2009 preconiza

sobre a qualidade da água utilizada para amassamento do concreto.

Outro elemento constituinte da grande maioria dos concretos fabricados nas

obras é o aditivo, cuja composição não deve trazer substâncias que possam gerar

efeitos colaterais indesejáveis, como é o caso do cloreto presente em família de

22

aditivos aceleradores, onde um teor mais elevado pode induzir condições favoráveis à

deflagração da corrosão das armaduras do concreto armado. A NBR 11768:2011

estabelece os limites aceitáveis para que um aditivo não seja considerado à base

cloretos e possa ser usado em concreto armado ou protendido.

Com o advento dos concretos bombeados e de alta fluidez empregados na

grande maioria das obras de edificação, principalmente aqueles produzidos em usinas

de concreto premisturado de centros urbanos, o emprego de aditivos plastificantes e

superplastificantes, associados a outros com efeito retardador de pega, são largamente

empregados. A verificação da ação efetiva das partidas recebidas de aditivos e da

compatibilidade entre diversos tipos empregados, bem como o rigoroso controle da

dosagem destes produtos nas misturas do concreto deve ser rotina frequente nos

canteiros e usinas de produção, evitando surpresas nas propriedades do concreto que

conduzam a dificuldades de aplicação e retardamento excessivo do endurecimento do

material. Tais condições podem contribuir para o aparecimento de patologias

relacionadas à perda de compacidade e fissuração.

As adições recentemente empregadas com vistas a incrementar determinadas

propriedades como resistência e durabilidade, tais com sílica ativa, metacaulim e

materiais pozolânicos devem ser objeto de análise prévia e estudos rigorosos de

dosagem, atentando para os requisitos das Normas Brasileiras para essas adições. As

armaduras de aço empregadas na produção do concreto armado devem também ter

suas propriedades controladas durante a obra, especialmente quanto a sua resistência

mecânica (tração), ductilidade (dobramento), tolerâncias de variação de bitola (massa

linear), conforme especificação do produto estabelecida na NBR 7480:2007

Aço estrutural

Existem mais de 3500 tipos diferentes de aços, produzidos em uma grande

variedade de tipos e formas, cada qual atendendo eficientemente a uma ou mais

aplicações (chapas, perfis, tubos, barras, etc.).

Na construção civil, o interesse maior recai sobre os chamados aços estruturais

de média e alta resistência mecânica, termo designativo de todos os aços que, devido

à sua resistência, ductilidade e outras propriedades, são adequados para a utilização

em elementos da construção sujeitos a carregamento.

Dentre os aços estruturais existentes atualmente, o mais utilizado e conhecido é

o ASTM A36, que é classificado como um aço carbono de média resistência mecânica.

23

Entretanto, a tendência moderna, no sentido de se utilizar estruturas cada vez

maiores, tem levado os engenheiros, projetistas e construtores a utilizarem aços de

maior resistência. Estes são chamados de aços de alta resistência e baixa liga,

permitindo obter soluções de estruturas mais leves. Dentre os aços pertencentes a esta

categoria, merecem destaque os que são resistentes à corrosão atmosférica

conhecidos por aços estruturais patináveis.

Os aços estruturais patináveis são enquadrados em diversas normas, tais

como as normas brasileiras NBR 5008, 5920, 5921 e 7007 e as norte-americanas

ASTM A242, A588 e A709, que especificam limites de composição química e

propriedades mecânicas. Estes aços têm sido utilizados no mundo inteiro na

construção de pontes, viadutos, silos, torres de transmissão de energia, etc.

Sua grande vantagem, além de dispensarem a pintura em certos ambientes, é

possuírem uma resistência mecânica maior que a dos aços carbono. Em ambientes

extremamente agressivos, como regiões que apresentam grande poluição por dióxido

de enxofre ou aquelas próximas da orla marítima, a pintura lhes confere um

desempenho superior àquele conferido aos aços carbono. O que distingue os

chamados aços estruturais patináveis dos aços carbono, no que diz respeito à

resistência à corrosão, é o fato de que, sob certas condições ambientais de exposição,

ele pode desenvolver em sua superfície uma película de óxidos aderente e protetora,

chamada de pátina, que atua reduzindo a velocidade do ataque dos agentes corrosivos

presentes no meio ambiente.

A formação da pátina (cor alaranjada nos perfis da figura acima) é função de três

tipos de fatores. O primeiro a ser destacado, está ligado à composição química do

próprio aço. Os principais elementos de liga que contribuem para aumentar-lhe a

resistência frente à corrosão atmosférica, favorecendo a formação da pátina, são o

cobre e o fósforo. O cromo, o níquel, e o silício também exercem efeitos secundários.

Em segundo lugar, estão os fatores ambientais, entre os quais sobressaem a

presença de dióxido de enxofre e de cloreto de sódio na atmosfera, a temperatura, a

força (direção, velocidade e frequência) dos ventos, os ciclos de umedecimento e

secagem etc. Assim, enquanto a presença de dióxido de enxofre, até certos limites,

favorece o desenvolvimento da pátina, o cloreto de sódio em suspensão nas

atmosferas marítimas prejudica suas propriedades protetoras.

A formação da pátina (cor alaranjada nos perfis da figura 2.4) é função de três

tipos de fatores. O primeiro a ser destacado, está ligado à composição química do

24

próprio aço. Os principais elementos de liga que contribuem para aumentar-lhe a

resistência frente à corrosão atmosférica, favorecendo a formação da pátina, são o

cobre e o fósforo. O cromo, o níquel, e o silício também exercem efeitos secundários.

Não se recomenda a utilização de aços patináveis não protegidos, em

ambientes industriais onde a concentração de dióxido de enxofre atmosférico

seja superior a 168mgSO2/m2.dia (Estados Unidos e Reino Unido) e em

atmosferas marinhas onde a taxa de deposição de cloretos exceda 50mg/m2.dia

(Estados Unidos) ou 10 mg/m2.dia (Reino Unido).

Finalmente, há fatores ligados à geometria da peça, que explicam por que

diferentes estruturas do mesmo aço dispostas lado a lado, podem ser atacadas de

maneira distinta. Esse fenômeno é atribuído à influência de seções abertas/fechadas,

drenagem correta das águas de chuva e outros fatores que atuam diretamente sobre

os ciclos de umedecimento e secagem. Neste caso, a velocidade de corrosão do aço

patinável é semelhante àquela encontrada para os aços carbono. Exemplos incluem

aços patináveis imersos em água, enterrados no solo ou recobertos por vegetação.

Figura 2.4 – Aço patinável

2.4. Fase de execução da estrutura

A execução da estrutura de concreto envolve atividades distintas que podem

contribuir para o surgimento de patologias futuras. Por essa razão, o construtor não

pode descuidar quanto à escolha de soluções tecnicamente mais adequadas e o

controle contínuo das diversas operações envolvidas no processo de construção, em

especial aquelas estabelecidas na NBR 14931:2004.

25

Dessas atividades destacam-se, em primeiro lugar, as fundações, responsáveis

pela sustentação da estrutura, que podem ser responsáveis por problemas

relacionados a recalques, geralmente diferenciais, que dão lugar ao aparecimento de

fissuras nas peças componentes da estrutura e, de forma mais evidente, nas paredes e

revestimentos.

Em seguida, destaca-se a montagem de formas e escoramentos para confecção

dos elementos estruturais, onde a qualidade do material e o seu nível de desgaste

decorrente do número de reutilizações podem contribuir para ao aparecimento de

patologias caracterizadas por deficiência de compacidade do concreto, deslizamentos,

desnivelamentos, etc. os escoramentos de forma, se mal dimensionados ou removidos

em idades prematuras, podem gerar deformações não previstas em projeto. É

importante frisar que a remoção antecipada dos escoramentos pode comprometer o

desempenho da estrutura quanto às deformações em serviço em idades futuras em

prazo superior ao da execução da obra.

A montagem das armaduras requer especial atenção quanto à disposição das

barras de aço de acordo com os detalhes de projeto, devendo ser assegurado o seu

afastamento das formas para garantir o cobrimento especificado e a distância entre

elas para possibilitar o preenchimento dos espaços internos pelo concreto.

Considerando a grande responsabilidade que é atribuída à armação de peças de

concreto armado ou protendido para a resistência da peça, as obras só devem fazer o

lançamento do concreto após minuciosa inspeção para sua liberação, através de

técnico competente. A distribuição irregular das armaduras pode proporcionar a

alteração na capacidade resistente das peças, possibilitando o aparecimento de

deformações indesejáveis e fissuras, comprometendo seu desempenho.

Para a aplicação do concreto na etapa seguinte, é necessária a realização de

atividades que, se não forem adequadamente desenvolvidas, podem promover danos

às estruturas. Dentre essas atividades, destacam-se descritas a seguir:

a) Dosagem do concreto

O proporcionamento dos materiais, denominado usualmente de traço, constitui-

se numa etapa fundamental para que se tenha sucesso na operação de aplicação do

material. Os estudos de dosagem devem levar em conta as características dos

insumos empregados (cimento, agregados, água e, quando for o caso, aditivos e

adições), as propriedades do concreto, como resistência mecânica, módulo de

26

elasticidade requisitos de durabilidade exigidos no projeto e as condições de

trabalhabilidade requeridas para assegurar sua aplicabilidade na estrutura.

b) Transporte

O transporte do concreto até o local de sua aplicação deve ser empreendido no

menor prazo possível para que não ocorram alterações nas características de sua

trabalhabilidade do concreto, dificultando a sua aplicação. Outro aspecto relevante é o

sistema de transporte adotado, seja por carrinhos de mão, jericas, baldes carregado

por operários ou gruas, caçambas, dumpers, onde as vibrações impostas no transporte

podem promover um adensamento prévio à aplicação do produto, com consequente

segregação dos constituintes, influindo negativamente nas propriedades do material.

Nos grandes centros urbanos, o transporte do concreto até o canteiro de obra é

feito através de caminhões betoneiras que mantêm a massa em agitação, permitindo o

uso num prazo mais longo do que o aceitável para misturas em repouso. O tráfego

urbano, geralmente lento, e os acessos difíceis nos canteiros e obra em razão do

reduzido espaço disponível para manobras dos caminhões exigem a utilização de

aditivos retardadores de pega.

c) Lançamento

A etapa de lançamento do concreto nas formas deve ser empreendida numa

obra de forma adequada para que não altere as características do concreto obtidas na

descarga da betoneira. Essa etapa deve ser objeto de um planejamento prévio da

engenharia da obra para elaborar o Plano de Concretagem, no qual são determinados:

pontos de início e continuidade da aplicação do material, definição do tipo e quantidade

de equipamentos de vibração e sua distribuição ao longo da operação, definição da

altura de lançamento e espessura de camadas, instrução aos colaboradores

encarregados da operação para atender aos requisitos adequados durante a aplicação

e adensamento do material.

O concreto bombeado vem sendo empregado na grande maioria das obras

urbanas, especialmente nas de médio porte e grande porte. O bombeamento exige que

o concreto apresente características de alta fluidez e elevado teor de pasta e

argamassa que naturalmente o adequam às mais rigorosas condições de

trabalhabilidade necessárias para a execução de pilares, vigas altas, paredes e lajes,

reduzindo os riscos de surgimento de ninhos de pedra, vazios, segregações de

componentes, armaduras expostas, patologias estas muito comuns em estruturas de

27

concreto e obras mais antigas quando não se dispunha de material com tais

características.

Figura 2.5 – Falhas de concretagem – broca ou bicheira no concreto

d) Adensamento

As misturas de concreto, quando aplicadas nas formas, necessitam ser

adensadas de modo a remover os vazios de ar retidos no interior da massa durante a

operação de lançamento, conferindo compacidade ao material, condição indispensável

para assegurar as propriedades de resistência mecânica e durabilidade. Essa operação

é dispensada apenas nos concretos denominados “autoadensáveis”. Alguns cuidados

devem ser observados quando da aplicação da vibração, para que não ocorram

segregações dos agregados em relação à pasta de cimento, prejudicando a

compacidade do concreto. Tais cuidados dizem respeito à definição do tempo de

vibração e distribuição dos pontos de aplicação da agulha em função do raio de

vibração, dependendo do equipamento e das propriedades do concreto.

e) Cura

A cura do concreto é uma operação indispensável e deve ser iniciada tão logo se

verifique a pega do concreto e sempre antes da secagem da água de exsudação sobre

sua superfície, pois a partir desse instante, o ambiente promoverá a evaporação da

água do interior da massa, gerando retração volumétrica do concreto aplicado. Se essa

retração é restringida, podem ocorrer fissuras no concreto, que são evitadas com a

cura.

Além dos problemas de fissuração decorrentes da retração hidráulica, a

evaporação da água de amassamento do concreto eleva, consideravelmente, a

porosidade superficial do material, reduzindo a sua capacidade de proteger a armadura

28

contra a penetração dos agentes agressivos do meio ambiente (gás carbônico,

umidade, cloretos), comprometendo, assim, a durabilidade da estrutura, bem como

remove parte da água necessária para o desenvolvimento das reações de hidratação

do cimento no futuro, comprometendo, também, a resistência do concreto.

Para evitar que a água de amassamento evapore do concreto, o procedimento

mais usual e de melhor eficiência é a manutenção da umidade superficial do concreto,

o que pode ser conseguido com a aspersão constante de água, submersão de painéis

de lajes ou de peças pré-moldadas, cobertura com mantas conservadas úmidas ao

longo do prazo estipulado para a cura. É corrente o emprego de películas

impermeáveis de produtos denominados de “agentes de cura”, principalmente em

pavimentos de concreto, paredes e estruturas verticais que empregam formas

deslizantes. Nesse caso, é indispensável a análise do teor de sólidos presentes nas

formulações dos produtos para garantir a formação de uma película eficaz contra a

evaporação da água.

Em que situações a cura química é mais recomendada do que a cura úmida?

Para produtos à base de cimento, a cura úmida é sempre a ideal, recomendando- se em

alguns casos até mesmo a cura submersa (tubos de concreto, peças delgadas de fibrocimento

etc.). Para todas as situações em que for impossível ou muito difícil realizar a cura com água,

deve ser adotada a cura química, enquadrando-se nessa condição paredes de contenção com

altura elevada, barragens, superestruturas de obras de arte, canais com paredes verticais ou

inclinadas, argamassas de revestimento de fachadas e outros. No caso de emboços que

receberão subsequente revestimento cerâmico fixado com argamassa colante (base cimento),

a cura química deve ser evitada ou utilizada com muito cuidado. Isto porque os produtos de

cura química, sendo constituídos normalmente por emulsões à base de resina acrílica, estireno

e butadieno, ou ainda dispersões de ceras, formam uma película impermeável que tende a

prejudicar ou mesmo impedir a aderência. No caso de obras cuja cura úmida requeira grande

quantidade de água, a opção por cura química também deve ser avaliada.

Engenheiro Ercio Thomaz

Centro Tecnológico do Ambiente Construído (Cetac)

f) Retirada de formas e escoramentos

A remoção das formas e escoramentos, se não desenvolvida com os devidos

cuidados e nos prazos adequados, podem interferir no desempenho das peças

estruturais, gerando patologias relacionadas com deformações mais acentuadas

nesses elementos, principalmente aquelas desenvolvidas com o tempo (fluência).

29

A retirada de formas laterais, segundo preconizam alguns manuais, pode ser

feita no menor prazo possível para permitir a aplicação do sistema de cura, desde que

o concreto esteja suficientemente resistente para suportar os esforços mecânicos

resultantes do trabalho de remoção dos painéis de forma.

A remoção dos escoramentos exige que o concreto presente propriedades de

resistência e de módulo de deformação compatíveis, geralmente especificados pelo

projetista.

Figura 2.6 – Retirada precoce de escoramento – Shopping Rio Poty (Piauí)

A NBR 14931:2004 determina que o prazo para retirada do escoramento deve

ser função da resistência e do módulo de elasticidade do concreto e a ser informado

pelo projetista da estrutura, alertando para a necessidade de elaboração de um plano

de retirada das formas (sequência de operações).

Lições que a engenharia tirou da tragédia da Gameleira

Figura 2.7 – Retirada precoce de escoramento – Pavilhão da Gameleira (Belo Horizonte)

30

Desabamento ocorrido em 1971 ajudou a melhorar práticas em canteiros de obras e a

aprimorar normas técnicas voltadas à construção civil

Por: Altair Santos

Em 4 de fevereiro de 1971, o Brasil viveu aquela que é considerada a maior

tragédia da construção civil nacional: o desabamento do Palácio das Exposições, no

Parque da Gameleira, em Belo Horizonte-MG. A obra, que pretendia ser um amplo

espaço com 7.820 m², ruiu quando começaram a ser retiradas as escoras que

sustentavam as lajes. Ao todo, 119 operários ficaram soterrados e 69 morreram.

As conclusões técnicas sobre o colapso da estrutura é que o concreto não

atingiu o tempo de cura necessário para que o escoramento pudesse ser retirado e que

a resistência não seguiu os parâmetros definidos pelo engenheiro-calculista. Também

aconteceram falhas no processo de destacamento das escoras. É o que consta nos

laudos periciais usados pela Justiça de Minas Gerais para emitir a sentença em 2006 –

35 anos depois do acidente.

Dizem os documentos sobre a retirada do escoramento: “O método utilizado,

embora não tenha causado a ruptura, impediu que se avaliasse previamente o

desempenho da estrutura, permitindo que o desabamento ocorresse de maneira

imprevista”.

Outra falha é que a obra, que começou em 15 de junho de 1969, até o dia da

tragédia não tinha um engenheiro responsável. “A suntuosidade do empreendimento

exigia que as decisões fossem concentradas em um profissional ou um grupo de

profissionais dotados de grande capacitação técnica. Contudo, não havia um norte a

seguir, desempenhando cada um dos réus suas atribuições como se fossem partes

isoladas do conjunto da obra”, denuncia o laudo.

Tragédia influencia normas e Código Penal

Os projetos arquitetônicos e estruturais eram de Oscar Niemeyer, que na época

encontrava-se exilado e não podia acompanhar a obra, e do engenheiro Joaquim

Cardozo, que se retirou da profissão após a tragédia. Ambos não foram arrolados no

processo, pois a perícia detectou que os projetos estavam corretos. O que houve foi

erro na execução. Por isso, a Justiça condenou o Estado de Minas Gerais, a

construtora Serviços Gerais de Engenharia S.A. (Sergen) e o Departamento de Obras

Públicas (Deop) – organismo responsável pela fiscalização.

Mesmo com os problemas detectados, a tragédia poderia ter sido evitada.

Quinze dias antes do desabamento, relatos afirmam que as estruturas estalavam e que

31

houve um afundamento de até 50 centímetros em algumas áreas do piso. Os

depoimentos estão no livro do jornalista Roberto Amaral, que em 2014 lançou o ”À

Sombra da Gameleira”. “Era possível ter evitado a tragédia, porque vários sinais foram

dados”, diz pesquisador.

A partir do acidente que trouxe abaixo 10 mil toneladas de concreto, a

engenharia nacional decidiu rever conceitos e tirou lições importantes da tragédia,

como uma normalização mais rigorosa quanto aos procedimentos envolvendo o

concreto para grandes estruturas. A norma para lajes nervuradas foi uma delas. A NB-

01, conhecida como a norma-mãe do concreto e hoje identificada como ABNT NBR

6118 – Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento. A tragédia influenciou

também para mudanças nos artigos 250 a 284, do Código Penal, e que tratam das

responsabilidades sobre desabamento e desmoronamento.

Entrevistado: Tribunal de Justiça de Minas Gerais (consulta aos autos do processo, via assessoria de imprensa)

Fonte: http://www.cimentoitambe.com.br/engenharia-tragedia-da-gameleira/

g) Junta de concretagem e de dilatação

As juntas de concretagem são assim denominadas porque se constituem em

superfície de ligação de concretos aplicados em etapas diferentes. Tais juntas podem

ser programadas, quando por razões relacionadas à extensão da estrutura, volume de

concreto e capacidade de produção no canteiro de obra, conveniências construtivas,

etc., o plano de concretagem estabelece os locais de interrupção. Por razões diversas,

as concretagens podem ser interrompidas, provocando uma interrupção não

programada, o que deve ser evitado.

Figura 2.8 – Junta de concretagem ou junta fria

32

O tratamento da superfície do concreto na junta de concretagem compreende a

remoção da pasta superficial de cimento e, se for o caso, de camada superficial de

concreto que não foi convenientemente adensada pelo escorregamento do concreto na

vibração e saturação dos poros horas antes de aplicação do novo concreto. De uma

maneira geral, nas lajes e vigas menos carregadas, onde as tensões de cisalhamento

são reduzidas, esse tipo de ligação é suficiente. Em paredes de reservatórios e vigas

muito carregadas, a aplicação de adesivos epoxídicos é aconselhável.

A junta de dilatação constitui-se numa separação física entre duas partes da

estrutura, tendo espessura determinada em função da extensão das partes adjacentes,

porém, geralmente, com dois centímetros. O espaço da junta de dilatação é preenchido

por mastiques elásticos ou perfis de borracha sintética com a função de impedir a

passagem da água. Os mastiques elásticos apresentam vida útil relativamente curta

quando expostos a intempéries, perdendo suas propriedades elásticas e deixando de

desempenhar a função de vedação. A passagem da água através das juntas, portanto,

pode ser responsável pelo comprometimento estético das vigas e pilares adjacentes,

devido à formação de manchas na superfície, bem como da deflagração prematura de

processos corrosivos das armaduras do concreto armado (figura 2.9).

Figura 2.9 – Junta de concretagem ou junta fria

Junta Fria

Interrupções planejadas ou imprevistas em concretagem promovem o aparecimento da

junta fria

Por: Engª. Giovana Medeiros – Assessora Técnico Comercial Itambé

33

A junta fria é formada pela interrupção do lançamento do concreto, além do

tempo de início de pega. Requer precauções especiais para garantir, ao reiniciar-se o

lançamento, a suficiente ligação do concreto pré-endurecido com o da nova

concretagem.

A NBR 6118:2014, em seu Item 21.6 – Juntas de concretagem, estabelece:

“O projeto de execução de uma junta de concretagem deve indicar de forma

precisa o local e a configuração de sua superfície”.

“Sempre que não for assegurada a aderência e a rugosidade entre o concreto

novo e o existente, devem ser previstas armaduras de costura, devidamente ancoradas

em regiões capazes de resistir a esforços de tração”.

As suspensões que ocorrem do lançamento do concreto podem ser

programadas conforme o projeto, mas também podem ocorrer por uma situação

imprevista mediante fatores como: quebra de equipamentos, acidentes, falta de

energia, entre outros. As juntas podem ser feitas na vertical ou inclinadas,

preferencialmente a 45º.

Junta Vertical

Figura 2.10 – Junta de concretagem vertical

As juntas verticais sempre ocorrem em interrupções planejadas, existindo uma

fôrma no local exato onde deve ocorrer a suspensão da concretagem. As interrupções

planejadas devem ser coincidentes com as juntas de dilatação (NBR 6118:2014). Este

tipo de junta tem a vantagem de facilitar o adensamento do concreto, e por ficar na

posição vertical não há o aparecimento de matérias, como a nata, que possam

prejudicar a aderência do concreto novo.

Os aditivos estabilizadores de hidratação do concreto são, hoje, uma boa ajuda

para se evitar a formação de juntas frias planejadas. A concretagem pode ser

interrompida e retomada no dia seguinte sem a formação da junta.

34

Junta inclinada

Figura 2.11 – Junta de concretagem inclinada

Já as juntas inclinadas podem tanto ser planejadas ou não, sendo que nesta

segunda opção é importante que sua posição e situação sejam analisadas pelo

projetista para indicação do melhor tratamento e prosseguimento dos serviços.

Para uma perfeita aderência entre a superfície do concreto já endurecido e o

concreto novo, faz-se necessário tomar algumas precauções como:

1. As superfícies das juntas devem receber tratamento com escova de aço,

jateamento de areia ou qualquer outro processo que proporcione a formação de

dentes, ranhuras ou saliências;

2. A superfície da junta concretada anteriormente deve passar por uma limpeza

(lavagem com água) dos materiais pulverulentos, nata de cimento, graxa ou

quaisquer outros prejudiciais à aderência, obtida com os mesmos tratamentos

citados no item 1;

3. Especial cuidado deve ser dado ao adensamento junto à interface entre o

concreto já endurecido e o recém lançado, a fim de se garantir a perfeita ligação

das partes;

4. No lançamento de concreto novo sobre superfície antiga pode ser exigido, a

critério da Fiscalização, o emprego de adesivos estruturais.

Fonte: http://www.cimentoitambe.com.br/junta-fria/

2.5. Fase de uso e manutenção

A utilização da edificação é feita pelo usuário, geralmente logo após a entrega,

cabendo a ele cuidar para que as características da estrutura sejam mantidas durante o

prazo previsto de vida útil. Do mesmo modo, as obras públicas devem ser objeto de

planos de inspeção e manutenção periódicas para que sejam programadas

35

intervenções para correção de danos provenientes do uso, da ação dos agentes

agressivos do meio ambiente e de eventuais impactos acidentais.

O atendimento a solicitações formuladas por síndicos ou proprietários de imóveis

residenciais ou comerciais para vistoriar as estruturas de concreto armado dessas

edificações evidencia, em muitos casos, a convocação tardia dessa vistoria em razão

do adiantado estado de degradação das peças afetadas. Na grande maioria dos casos,

essa convocação é feita em caráter quase emergencial pelo fato de já terem sido

aplicados procedimentos anteriores inadequados de correção das manifestações

patológicas, comprometendo o desempenho do elemento estrutural afetado ou a

própria estrutura como um todo. Além disso, não é raro que proprietários ou

responsáveis resolvam fazer modificações ou utilizar a construção de forma diferente

do que foi projetado, gerando, muitas vezes, consequências graves para a estabilidade

do empreendimento. Em geral os responsáveis por essas alterações desconhecem os

riscos inerentes a sua atitude, e sequer fazem qualquer consulta técnica a respeito.

Ainda existem construtores que promovem a entrega dos imóveis sem quaisquer

recomendações técnicas sobre sua correta utilização. Essa realidade, no entanto, tem

sido alterada nos últimos anos na medida em que as empresas têm promovido a

entrega dos imóveis acompanhada do Manual do Proprietário onde são inseridas

informações sobe as condições de uso das unidades adquiridas, acompanhadas dos

projetos de arquitetura, instalações, fundações, estrutural, dentre outros. Uma das

grandes dificuldades que os especialistas em patologia encontram para proceder à

análise de problemas estruturais de edificações é a falta de dados relativos aos

projetos de estrutura e de fundações.

A NBR 14037:2011 e a NBR 5674:1999 definem as responsabilidades dos

proprietários ou profissionais por esses delegados para a gestão da manutenção dos

imóveis, sua abrangência e periodicidade, dentre outros requisitos.

Desta forma, e de maneira paradoxal, o usuário, maior interessado em que a

estrutura tenha um bom desempenho, poderá vir a ser, por ignorância ou por desleixo,

o agente gerador de deterioração estrutural.

De certa forma, uma estrutura poderá ser vista como equipamento mecânico

que, para ter sempre bom desempenho, deve ter manutenção eficiente, principalmente

em partes onde o desgaste e a deterioração serão potencialmente maiores.

36

Os problemas patológicos ocasionados por uso inadequado podem ser evitados

informando-se ao usuário sobre as possibilidades e as limitações da obra, como, por

exemplo:

i. Edifícios em alvenaria estrutural – o usuário (morador) deve ser informado sobre

quais são as paredes portantes, de forma que não venha a fazer obras de

demolição ou de abertura de vãos – portas ou janelas – nestas paredes, sem a

prévia consulta e a assistência executiva de especialistas, incluindo,

preferencialmente, o projetista da estrutura;

ii. Pontes – a capacidade de carga da ponte deve ser sempre informada, em local

visível e de forma insistente.

Os problemas patológicos ocasionados por manutenção inadequada, ou mesmo

pela ausência total de manutenção, têm sua origem no desconhecimento técnico, na

incompetência, no desleixo e em problemas econômicos. A falta de alocação de verbas

para a manutenção pode vir a tornar-se fator responsável pelo surgimento de

problemas estruturais de maior monta, implicando gastos significativos c, no limite, a

própria demolição da estrutura.

Exemplos típicos, casos em que a manutenção periódica pode evitar problemas

patológicos sérios e, em alguns casos, a própria ruína da obra, são a limpeza e a

impermeabilização das lajes de cobertura, marquises, piscinas elevadas e

"playgrounds", que, se não forem executadas, possibilitarão a infiltração prolongada de

águas de chuva e o entupimento de drenos, fatores que, além de implicarem a

deterioração da estrutura, podem levá-la à ruína por excesso de carga (acumulação de

água).

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. AZEVEDO, M. T. Patologia das estruturas de concreto. Concreto: Ciência e

tecnologia, vol2, capítulo 31. IBRACON, São Paulo, 2011.

2. SOUZA, V. C. M.; RIPPER, T. Patologia, Recuperação e Reforço de Estruturas

de Concreto. Editora Pini, São Paulo, 2009.

37

3. Causas de deterioração das estruturas

Ao se analisar uma estrutura de concreto "doente" é absolutamente necessário

entender-se o porquê do surgimento e do desenvolvimento da doença, buscando

esclarecer as causas, antes da prescrição e consequente aplicação do remédio

necessário. O conhecimento das origens da deterioração é indispensável, não apenas

para que se possa proceder aos reparos exigidos, mas também para se garantir que,

após reparada, a estrutura não volte a se deteriorar.

O estudo das causas responsáveis pela implantação dos diversos processos de

deterioração das estruturas de concreto é complexo, sendo classificadas em:

Figura 3.1 – Classificação das causas dos processos de deterioração das estruturas de concreto

3.1. Causas intrínsecas

Classificam-se como causas intrínsecas aos processos de deterioração das

estruturas de concreto as que são inerentes às próprias estruturas (entendidas estas

como elementos físicos), ou seja, todas as que têm sua origem nos materiais e peças

estruturais durante as fases de execução e/ou de utilização das obras, por falhas

humanas, por questões próprias ao material concreto e por ações externas, acidentes

inclusive.

3.1.1. Falhas humanas durante a construção da estrutura

Os defeitos construtivos são falhas bastante frequentes, tendo origem, na

grande maioria dos casos, na deficiência de qualificação profissional da equipe técnica,

o que pode levar a estrutura a manifestar problemas patológicos significativos.

38

Figura 3.2 – Causas intrínsecas aos processos de deterioração das estruturas de concreto

a) Deficiências de concretagem

Ao método de concretagem estão relacionadas, entre outras, as falhas no

transporte, no lançamento e no adensamento do concreto, que podem provocar, por

exemplo, a segregação entre o agregado graúdo e a argamassa, além da formação de

ninhos de concretagem e de cavidades no concreto.

Em termos de transporte do concreto, desde que a massa sai da betoneira até a

sua aplicação final, os principais cuidados devem centrar-se na rapidez do processo,

que deve ser tal que o concreto não seque nem perca a trabalhabilidade. Além disso, o

tempo de transporte não deverá provocar grandes intervalos entre uma camada de

concreto e a anterior, o que provocaria, de imediato, a criação de juntas de

concretagem não previstas, conduzindo à formação de superfícies sujeitas a

concentração de tensões e perda de aderência. Os meios de transporte não devem

provocar a segregação, não permitindo perda de argamassa ou de pasta de cimento,

nem promovendo a separação entre os componentes do concreto.

Diversas questões estão associadas ao lançamento (colocação) do concreto nas

fôrmas. O lançamento malfeito pode ocasionar o deslocamento das armaduras, bem

como de chumbadores que possam estar embutidos nas peças estruturais. Se uma

39

nova quantidade de massa é lançada sobre uma superfície que já completou o

processo de endurecimento, pode acontecer a segregação dos seus diversos

componentes (efeito de ricochete). O lançamento em plano inclinado pode levar ao

acúmulo de água exsudada, o que ocasionará a segregação entre o agregado graúdo e

a nata de cimento ou a argamassa, fazendo com que surjam pontos frágeis na

estrutura, facilitando, assim, a ocorrência de focos de corrosão.

As juntas de concretagem são inevitáveis, e não há uma regra específica para

cobrir todas as situações. Há que se garantir, sempre que se escolher a localização de

uma dada junta, a observância a três fatores: durabilidade, resistência e estética. Por

isso, juntas nunca deverão ser realizadas em regiões de elevadas tensões tangenciais.

A retomada da concretagem sem eliminação de pó. Resíduos, gorduras e óleos

depositados nas juntas diminui o coeficiente de atrito entre as camadas, reduzindo a

aderência entre elas.

A vibração e o adensamento do concreto são outras tarefas que, se não forem

corretamente realizadas, podem levar à formação de vazios na massa (ninhos e

cavidades) e a irregularidades na superfície (as chamadas bolhas), que comprometem

o aspecto estético (o que será particularmente grave nas peças de concreto aparente)

e facilitam a penetração dos agentes agressores, por aumento da porosidade

superficial.

É obrigatória a referência às questões relativas ao processo de cura do concreto,

que é composto por uma série de medidas que visam impedir a evaporação da água

necessária e inerente ao próprio endurecimento. Depois da pega, o concreto continua a

ganhar resistência, desde que não falte água para garantir a continuidade das reações

de hidratação.

Uma cura inadequada aumenta as deformações específicas devidas à retração.

Como esta deformação é diferenciada entre as diversas camadas constituintes da

peça, principalmente se esta for de grandes dimensões, poderão ser geradas tensões

capazes de provocar acentuada fissuração do concreto. Assim, pode-se dizer que, na

prática, a cura é a última de todas as operações importantes na execução de uma peça

de concreto armado, com reflexos diretos na resistência e durabilidade da estrutura.

É importante que a cura seja iniciada pelo menos logo após a pega (se o

concreto já estiver seco, nenhuma medida de cura dará resultado), e tenha duração

adequada, função da observação de fatores tais como as características do meio

40

ambiente, durante a cura e ao longo da vida da estrutura, e a própria composição do

concreto.

Em qualquer caso, quanto maior for o tempo de cura, ou seja, quanto mais se

impedir a saída de água do concreto, melhores serão as características como a tensão

de ruptura, a impermeabilidade e a resistência ao desgaste e aos ataques químicos.

Para cada situação deve ser pesquisado o método de cura mais apropriado.

Dentre os diversos métodos existentes, podem-se citar:

Manutenção das fôrmas, o que, nos casos de fôrmas de madeira, exige

molhagem com certa frequência, não só para dilatá-las, e impedir evaporação

através de juntas e fendas, como porque a higrometria da madeira é superior à

do concreto;

Revestimento integral das superfícies expostas, com água, areia, serragem, juta,

plástico, etc.;

Aspersão com água a intervalos frequentes, o que deve ser feito sempre com

muito cuidado, para que a frequência de molhagem seja tal que não permita

secagem além da superficial;

Aplicação de membranas de cura, que são películas mais ou menos

impermeáveis ao vapor d'água;

Utilização de cura acelerada, por aumento de temperatura (da massa ou das

fôrmas) e /ou de pressão (cura a vapor).

Figura 3.3 – Tipos de cura do concreto: úmida e com sacos de aniagem

41

b) Inadequação de fôrmas e escoramentos

Sendo esta uma questão ampla que poderá inclusive incluir considerações como

deficiências de contraventamento, será preferível optar, de forma a objetivar o assunto,

pela exemplificação das falhas construtivas mais comuns relacionadas diretamente às

fôrmas e aos escoramentos convencionais:

Falta de limpeza e de aplicação de desmoldantes nas fôrmas antes da

concretagem, o que acaba por ocasionar distorções e "embarrigamentos" natos

nos elementos estruturais (o que leva à necessidade de enchimentos de

argamassa maiores dos que os usuais e, consequentemente, à sobrecarga da

estrutura);

Insuficiência de estanqueidade das fôrmas, o que torna o concreto mais poroso,

por causa da fuga de nata de cimento através das juntas c fendas próprias da

madeira, com a consequente exposição desordenada dos agregados;

Retirada prematura das fôrmas e escoramentos, o que resulta em deformações

indesejáveis na estrutura e, em muitos casos, em acentuada fissuração;

Remoção incorreta dos escoramentos (especialmente em balanços, casos em

que as escoras devem ser sempre retiradas da ponta do balanço para o

engaste), o que provoca o surgimento de trincas nas peças, como conseqüência

da imposição de comportamento estático não previsto em projeto.

Figura 3.4 – Aplicação inadequada de desmoldante

42

c) Deficiências nas armaduras

Os problemas patológicos causados por deficiências ou erros na colocação das

armaduras são das mais diversas ordens e, lamentavelmente, ocorrem com frequência

muito elevada. As deficiências que podem ser apontadas como as mais frequentes são:

Má interpretação dos elementos de projeto, o que, em geral, implica na inversão

do posicionamento de algumas armaduras ou na troca das armaduras de uma

peça com as de outra;

Insuficiência de armaduras, como conseqüência de irresponsabilidade, dolo cu

incompetência, com implicação direta na diminuição da capacidade resistente da

peça estrutural;

Mau posicionamento das armaduras, que se pode traduzir na não observância

do correto espaçamento das barras (em lajes isto é muito comum, como se vê

na Figura 9), ou no deslocamento das barras de suas posições originais, muitas

vezes motivado pelo trânsito de operários e carrinhos de mão, por cima da

malha de aço, durante as operações de concretagem - o que é particularmente

comum nas armaduras negativas das lajes (Figura 9) e poderá ser crítico nos

casos de balanço. O recurso a dispositivos adequados (espaçadores, pastilhas,

caranguejos) é fundamental para garantir o correto posicionamento das barras

da armadura.

Figura 3.5 – Espaçamento irregular em armaduras de laje – armadura negativa da laje fora de posição

43

Figura 3.6 – Espaçadores (pastilhas) para armaduras

Cobrimento de concreto insuficiente, ou de má qualidade, o que facilita a

implantação de processos de deterioração tal como a corrosão das armaduras,

ao propiciar acesso mais direto dos agentes agressivos externos. Também neste

caso torna-se indispensável o recurso aos espaçadores;

Dobramento das barras sem atendimento aos dispositivos regulamentares,

fazendo com que o aço venha a "morder" o concreto, provocando seu

fendilhamento por excesso de tensões trativas no plano ortogonal ao de

dobramento;

Deficiências nos sistemas de ancoragem, com utilização indevida de ganchos

(na compressão, por exemplo), que, muitas vezes, só vêm a introduzir estados

de sobretensão. Outra situação falha é a registrada com a não observância do

correto comprimento de ancoragem, necessário para redução, ao mínimo, dos

esforços transferidos ao concreto. Em ambos os casos, o resultado será o

surgimento de um quadro fissuratório que, algumas vezes, poderá trazer

consequências bastante graves;

Deficiências nos sistemas de emenda, que, para além daquelas já referidas para

as ancoragens, podem surgir também como resultado da excessiva

concentração de barras emendadas em uma mesma seção, e por utilização

incorreta de métodos de emenda, especialmente quando do uso de soldas;

44

Má utilização de anticorrosivos nas barras da armadura, que são pinturas

efetuadas nas barras para diminuir a possibilidade do ataque da corrosão, mas

reduzem a aderência das barras ao concreto.

Figura 3.7 – Cobrimento insuficiente da armadura em concreto armado

Figura 3.8 – Fendilhamento longitudinal do concreto

d) Utilização incorreta de materiais de construção

A seguir alguns dos casos mais comuns de utilização incorreta de materiais de

construção:

Utilização de concreto com fck inferior ao especificado, quer no caso de

encomenda errada ou de erro no fornecimento de concreto pronto, quer por erro

em concreto virado na própria obra;

Utilização de aço com características diferentes das especificadas, querem

termos de categorias, quer de bitolas;

45

Assentamento das fundações em camadas de solo com capacidade resistente -

ou características, de uma maneira geral - inferior à requerida;

Figura 3.9 – Assentamento das fundações em camadas de solo com capacidade resistente inferior a requerida

Utilização de agregados reativos, instaurando, desde o início, a possibilidade de

geração de reações expansivas no concreto, e potencializando os quadros de

desagregação e fissuração do mesmo;

Figura 3.10 – Utilização de agregados reativos – Reação álcali-agregado (RAA)

46

Utilização inadequada de aditivos, alterando as características do concreto, em

particular as relacionadas com resistência e durabilidade;

Dosagem inadequada do concreto, seja por erro no cálculo da mesma, seja pela

utilização incorreta de agregados, do tipo de cimento ou de água.

A utilização de algumas tabelas genéricas de dosagem muitas vezes não é feita

de forma correta, e são comuns os casos de diminuição do consumo de cimento e a

utilização de agregados mais baratos, fora dos padrões normatizados pela ABNT.

Do ponto de vista das falhas técnicas, e a título de melhorar uma pseudo

trabalhabilidade do concreto, é comum adicionar-se água a ele além do especificado,

elevando-se substancialmente o fator água/cimento, o que torna o concreto poroso, de

baixa resistência e com elevada retração. Outro agente de aumento do fator a/c é a

utilização de areia úmida, sem que se faça qualquer redução na quantidade de água

adicionada à mistura.

Figura 3.11 – Dosagem inadequada do concreto

e) Inexistência de controle de qualidade

Esta será, talvez, a maior de todas as causas relacionadas com falhas humanas

na construção, posto que, se existir controle de qualidade adequado, as causas

relacionadas acima, na sua grande maioria, terão substancialmente reduzidas as

possibilidades de virem a ocorrer, ou, pelo menos, terão atenuadas suas

consequências, em termos do quadro patológico resultante.

É assim uma questão fundamental, um ponto de máxima importância, a de que,

de forma a se diminuir a possibilidade de deterioração precoce da estrutura, se tenha,

durante toda a fase de execução da obra, a assistência de um engenheiro tecnologista

e se preste total obediência às Normas, no que diz respeito à composição e confecção

do concreto.

47

3.1.2. Falhas humanas na fase de utilização

Relacionar causas intrínsecas da estrutura com a sua fase de utilização implica

restrição a um único aspecto, a ausência de manutenção, posto que todos os demais

serão fatores extrínsecos. Entenda-se, em particular, que aqui interessará a

manutenção programada, ou seja, o conjunto de medidas que vise manter materiais e

peças estruturais atendendo às condições para as quais foram projetadas e

construídas.

3.1.3. Causas naturais

Entende-se por causas naturais aquelas que são inerentes ao próprio material

concreto e à sua sensibilidade ao ambiente e aos esforços solicitantes, não resultando,

portanto, de falhas humanas ou de equipamento.

Figura 3.12 – Causas intrínsecas aos processos de deterioração das estruturas de concreto

a) Causas próprias à estrutura porosa do concreto

Segundo Mehta (2013) o objetivo principal das construções de hoje deve mudar

da resistência para a durabilidade, e ainda que "a impermeabilidade do concreto deve

ser a primeira linha do sistema de defesa contra qualquer processo físico-químico de

deterioração".

A questão básica colocada por Mehta pode ser traduzida por:

DEDURABILIDALIDADEIMPERMEABIALCONVENCIONCONCRETO

48

O que significa que, para o concreto convencional, a questão da resistência não

é o ponto crucial de preocupação, já que poderá ser obtida de forma trivial, mas sim

que os maiores esforços devem ser dirigidos à obtenção, por meios simples, de

concretos duráveis, ou seja, de concretos com baixos índices de porosidade e

permeabilidade, entendendo-se como porosidade a relação entre o volume de vazios e

volume total de um material. No caso do concreto - um pseudo-sólido - este parâmetro

tem influência direta na sua permeabilidade e, consequentemente, na durabilidade das

construções.

Quanto mais permissivo um concreto for ao transporte interno de água, gases e

de outros agentes agressivos, maior será a probabilidade da sua degradação, bem

como da do aço que deveria proteger. Nestes casos, a degradação dependerá,

diretamente, de dois fatores: porosidade do concreto e condições ambientais da

superfície. Como, em geral, não se poderá lidar com a melhoria das condições

ambientais, a única saída, neste sentido, para se evitar a degradação dos concretos, é

a redução, ao menor nível possível, da sua porosidade.

As intervenções de prevenção deverão concentrar-se na correta dosagem do

concreto, além de atender, com rigor, a todas as exigências para a melhor preparação,

transporte, lançamento, vibração e cura.

Em destaque, e em forma de síntese, fica a ideia de que a deterioração do

concreto pela atuação dos agentes agressivos será tão menor quanto menores forem

seus índices de permeabilidade e porosidade. Para tanto, duas condições principais

devem ser satisfeitas:

Reduzido fator água/cimento;

Maior tempo possível de impedimento de evaporação da água de hidratação da

pasta (cura).

b) Causas químicas

Reações internas do concreto

Para que seja estabelecida a desejável aderência entre o cimento e os

agregados, desenvolvem-se combinações químicas entre estes últimos e os

componentes hidratados do cimento. Se por um lado estas interações são positivas,

contribuindo para o aumento da resistência e para maior homogeneidade do concreto,

por outro corre-se o risco de, em alguns casos, desenvolverem-se também reações

49

químicas de origem expansiva, que, inversamente, têm a propriedade de anular a

coesão do material concreto. As reações químicas deste tipo que são hoje conhecidas

estão indicadas a seguir:

i. Reação álcalis-agregados

ii. A reação álcalis-dolomita

iii. A reação entre rochas caulinizadas, ou feldspatos calco-sódicos, que contêm

alumina, em presença do cálcio do cimento, com os íons sul fatos, quer do

próprio concreto, quer vindos do exterior (por exemplo, na água ou em esgotos),

aproveitando-se da estrutura porosa do concreto

Expansibilidade de certos constituintes do cimento

Alguns constituintes do cimento podem ser expansivos, o que pode levar a que o

concreto também o seja, ocasionando a fissuração do mesmo e o desenvolvimento de

problemas patológicos na estrutura.

O óxido de magnésio (MgO), um dos constituintes do cimento, poderá ser

expansivo quando estiver na forma de pericálcio, que irá se hidratar de maneira muito

lenta após o endurecimento do cimento (e do concreto), resultando no aumento do

volume.

A cal livre é um constituinte normalmente presente no cimento Portland. A

hidratação da cal livre é expansiva, podendo dar lugar à fissuração superficial do

concreto e até mesmo provocar sua debilitação e destruição. A cal liberada pela

hidratação dos silicatos - componentes que têm a maior parcela de responsabilidade

nas resistências mecânicas dos cimentos - é, por sua vez, atacável por águas puras,

ácidas ou carbonatadas.

Presença de cloretos no concreto

Os cloretos podem ser adicionados involuntariamente ao concreto a partir da

utilização de aditivos aceleradores do endurecimento, de agregados e de águas

contaminadas, ou a partir de tratamentos de limpeza realizados com ácido muriático.

Por outro lado, podem também penetrar no concreto ao aproveitarem-se de sua

estrutura porosa.

50

Em qualquer caso, a difusão dos íons de cloro é feita, ainda que às vezes só

parcialmente, pela água que enche os poros do concreto, e o grau de propagação

dependerá, basicamente, dos mecanismos de transporte.

Será sempre interessante lembrar que a grande maioria dos aditivos

aceleradores de pega e endurecimento têm, na sua composição química, cloreto de

cálcio (CaCI2), o que requererá, sempre, que sejam utilizados com muito conhecimento

de causa, sem o que poderão ser contraproducentes.

A presença de Cl- é limitada, na maioria dos regulamentos, a 0,4% do peso de

cimento, sendo muito perigosa a utilização de concretos com dosagem de cloretos

acima deste nível, em especial por causa da capacidade que os íons Cl- têm de romper

a camada oxida protetora da armadura e corroê-la, sempre que houver umidade e

oxigênio.

São diversos os inconvenientes da presença de cloretos em altos teores no

concreto, que são a seguir relacionados de forma resumida:

Em dias de temperatura ambiente elevada, os cloretos podem causar, na

concretagem, um endurecimento do concreto tão rápido que poderá impedir o

total enchimento das fôrmas e o acabamento das superfícies;

Em casos de cobrimentos pouco espessos, o cloreto de cálcio presente pode

acelerar o processo de corrosão das armaduras;

A utilização de concreto com cloretos em peças estruturais próximas a correntes

elétricas de alta tensão é especialmente desaconselhada, pois resulta em

corrosão eletrolítica;

A corrosão de chumbadores, conectores e outras peças metálicas embutidas é

agravada, e até fôrmas metálicas galvanizadas têm o processo de corrosão

acelerado, quando não são devidamente protegidas com óleo;

Os cloretos provocam a corrosão do alumínio e aceleram a do aço, quando tais

metais são utilizados conjuntamente no concreto, como ocorre na utilização de

conduítes e de chumbadores de alumínio embutidos;

A retração do concreto cresce praticamente com o quadrado da aceleração do

endurecimento, aumentando enormemente a fissuração interna e superficial.

Presença de anidrido carbônico

A ação do anidrido carbônico (CO2) presente na atmosfera manifesta-se pelo

transporte deste para dentro dos poros do concreto, e com a sua subsequente reação

51

com o hidróxido de cálcio (existente na água do concreto), formando o carbonato de

cálcio (ver equação 1), o que implica carbonatação do concreto (redução do pH para

valores inferiores a 9).

OHCaCOCOOHCa 2322 (1)

Presença da água

O transporte da água pela estrutura porosa do concreto implica na dissolução do

hidróxido de cálcio, com o consequente abaixamento do pH do concreto, fazendo

precipitar gel de sílica (casos em que o pH pode ver-se reduzido a 10.5) ou de alumina

(pH < 7), e desagregando o concreto.

Elevação da temperatura interna do concreto

As reações dos componentes do cimento com a água são exotérmicas. A

quantidade de calor liberada poderá vir a causar problemas quando da concretagem de

peças de grandes dimensões, já que, no início do processo de hidratação, não há troca

positiva de calor com o exterior, o que provoca o aquecimento e a expansão da massa,

sendo que, posteriormente, com a continuidade do processo, dá-se o natural

esfriamento, implicando na geração de um gradiente térmico, situação que pode

ocasionar a fissuração interna do concreto.

c) Causas físicas

As causas físicas intrínsecas ao processo de deterioração da estrutura são as

resultantes da ação da variação da temperatura externa, da insolação, do vento e da

água, esta última sob a forma de chuva, gelo e umidade, podendo-se ainda incluir as

eventuais solicitações mecânicas ou acidentes ocorridos durante a fase de execução

de uma estrutura.

d) Causas biológicas

Os processos biológicos podem resultar do ataque químico de ácidos (produção

de anidrido carbônico) gerados pelo crescimento de raízes de plantas ou de algas que

se instalem em fissuras ou grandes poros do concreto, ou por ação de fungos, ou pela

ação de sulfetos (S=) presentes nos esgotos.

52

Neste último caso, o mais comum e importante em termos de ataque biológico,

dá-se que os sulfetos, inicialmente em forma de gás sulfídrico, H2S, dissolvido na água,

ao entrarem em contato com o cálcio do cimento Portland, e na presença de bactérias

aeróbicas, formam o sulfureto de cálcio, que descalcifica o concreto, amolecendo a

pasta de cimento.

3.2. Causas extrínsecas

As causas extrínsecas de deterioração da estrutura são as que independem do

corpo estrutural em si, assim como da composição interna do concreto, ou de falhas

inerentes ao processo de execução, podendo, de outra forma, ser vistas como os

fatores que atacam a estrutura "de fora para dentro", durante as fases de concepção ou

ao longo da vida útil desta.

Figura 3.13 – Causas extrínsecas aos processos de deterioração das estruturas de concreto

3.2.1. Falhas humanas durante a concepção (projeto) da estrutura

Existem, em projeto estrutural, vários pontos de fundamental importância para o

futuro desempenho de uma estrutura, cuja não observância implicará, certamente,

problemas de relativa gravidade.

53

a) Modelização estrutural inadequada

No seu conceito mais amplo, o modelo a ser adotado para uma determinada

construção – preocupação primeira da etapa de concepção - deve considerar o

conjunto de condicionantes composto pelas ações, os materiais constituintes, o

comportamento da estrutura (em termos de resistência e de serviço) e os critérios de

segurança. Embora este ponto pareça óbvio, não são poucos os problemas patológicos

decorrentes da incorreta observação das condições de equilíbrio e das leis da estática.

Em termos de esquematização estrutural de edifícios, um erro bastante comum

está na consideração das condições de engastamento, total ou parcial, das lajes e

vigas, questões que podem ser agravadas no caso de edifícios altos ou com peças de

inércia muito diferentes entre si. Para o engastamento parcial de vigas, deve-se

considerar o que recomenda o item 3.2.3 da NBR 6118:2014 para apoios extremos.

Para o caso de encontro de vigas com paredes, é frequente o erro apontado na Figura

3.14. Falhas como, por exemplo, a adoção do esquema mostrado na Figura 3.14 a,

podem levar ao surgimento de trincas na face superior da viga.

Figura 3.14 – Esquemas estruturais para cálculo de vigas de edifícios

Da mesma forma, é importante adotar o tipo de análise estrutural mais adequado

a cada situação, peça ou conjunto estrutural, considerando ou não, por exemplo, a

linearidade.

Por outro lado, o perfeito conhecimento das inércias e deformações virá a evitar,

por exemplo, flechas acentuadas em lajes e vigas, que mesmo quando dentro dos

limites estabelecidos pelas Normas podem levar ao surgimento de trincas em

alvenarias e revestimentos. A pouca rigidez de lajes e vigas pode ocasionar níveis de

vibração incômodos para os usuários.

54

Em termos de segurança, e além da estrita obediência às prescrições

regulamentares, é importante que haja a particularização de cada caso, o que implica,

por um lado, correta consideração do envolvimento socioeconômico da obra, fator que

poderá provocar a necessidade de uma opção mais conservadora relativamente aos

coeficientes de majoração, e, por outro, a avaliação sobre eventuais incertezas na

modelização (casos de estruturas ou de peças estruturais mais complexas) ou mesmo

sobre o funcionamento dos materiais. Em muitos casos, a pouca atenção a estes

aspectos trouxe, como conseqüência, a implantação de graves quadros patológicos

que algumas vezes levaram a estrutura à ruína.

b) Má avaliação das cargas

Na maioria das estruturas com finalidade habitacional ou comercial a observação

precisa das Normas que regulam os carregamentos a serem considerados no projeto

estrutural é suficiente para garantir que não haverá cargas que, durante a utilização

(vida útil) da estrutura, ultrapassem as que foram consideradas quando do

desenvolvimento do projeto.

De maneira geral as cargas podem ser consideradas como cargas

gravitacionais, climáticas e acidentais.

Cuidados especiais devem ser tomados pelos projetistas quanto à combinação

das cargas permanentes e variáveis, especialmente nos casos de balanços

importantes (de grandes vãos) e de pisos industriais, de forma a que sejam utilizadas

as envoltórias das solicitações no dimensionamento da estrutura.

c) Detalhamento errado ou insuficiente

Este ponto é normalmente responsável por erros sérios de execução, que

podem levar a estrutura a apresentar problemas patológicos graves, com implicações

diretas no comprometimento da resistência e/ou da durabilidade da construção.

55

Figura 3.15 – Comparação entre diferentes situações de detalhamento de armaduras

As deficiências no detalhamento das armaduras ocorrem, algumas vezes, por

desconhecimento do projetista, que não sabe da inconveniência de determinado

detalhe, outras como conseqüência da utilização de desenhos elaborados em escalas

inadequadas (pequenas demais), não permitindo ao armador ou ao mestre-de-obras

uma correta interpretação do projeto, ou ainda, e na maioria dos casos, por

negligência, por se considerar que o desenhista é que deve resolver as questões de

detalhamento, ou, pior ainda, que tal tarefa será incumbência do construtor. É com

pesar que se constata, e com freqüência considerável, a repetição de erros que vão

desde barras que não cabem nas fôrmas à ausência de armaduras, sempre com sérios

prejuízos para o construtor ou para o proprietário.

Observando a figura 3.15, identificam-se vários exemplos confrontando

situações de detalhamento de armaduras corretos e incorretos, comuns na prática das

construções civis, sobre os quais cabe comentar:

Em (a) representa-se a ligação entre duas placas, como a de parede e laje de

fundo de uma caixa-d'água, por exemplo, caso em que é fundamental evitar o

empuxo no vazio e recomendável dispor de armaduras para a proteção dos

cantos;

56

Em (b) analisa-se o caso de desnível em lajes, muito comum em varandas de

edifícios, em que a ancoragem e a continuidade das barras deve ser garantida,

em ambos os lados do desnível;

Em (c) e (d) aborda-se o empuxo no vazio, quanto à necessidade de proteção

do canto, de garantir ancoragem à armadura principal, e de estribos.

Outro caso típico é o de detalhamento das armaduras para consolos curtos,

mostrado na Figura 3.16.

Figura 3.16 – Detalhamento das armaduras em consolos curtos

d) Inadequação ao ambiente

Como já referido, começa a ser questão assente a necessidade de se priorizar o

aspecto da durabilidade na concepção e execução das estruturas de concreto armado.

Não será difícil concluir que, se assim é, a razão estará na quantidade de

estruturas que, apesar de bem calculadas, e de terem sido objeto de construção

exemplar, acabam por se degradar pelo fato de não possuírem defesas suficientes

para fazer frente à agressividade do meio ambiente.

O exemplo mais comum de deficiências derivadas deste pecado original é a

utilização de cobrimentos insuficientes para estruturas em contato com a terra ou com

a água, por exemplo, agentes sabidamente agressivos. Veja-se também o caso

representado na Figura 3.17, inconveniente muito comum nas construções, e que seria

superado com a simples previsão de uma pingadeira, que faria, com toda a certeza,

que a vida útil da peça em questão não fosse drasticamente reduzida pela direta e

contínua ação da água. No entanto, não é apenas na questão dos detalhes que a inter-

relação de uma estrutura ou obra, de maneira geral, com o meio ambiente deve ser

analisada, mas, ao contrário, já na etapa de concepção, e mesmo em nível de projeto

arquitetônico, tais considerações devem ser feitas.

57

Figura 3.17 – Detalhamento das barras na seção transversal de vigas. Utilização de pingadeiras

É interessante referir que, em vários casos, será possível identificar o partido

arquitetônico adotado como o responsável pela consequente execução de uma

estrutura potencialmente degradável. É o que se pode chamar de arquitetura

patológica, resultante, por exemplo, de uma opção que não tenha considerado

condicionantes geográficos como áreas de temperatura máxima e de insolação, ou os

ventos e chuvas dominantes, todos estes fatores de agressão ao concreto armado.

Da mesma forma, a correta previsão dos sistemas de drenagem e escoamento

das águas, as juntas de dilatação, as pinturas c acabamentos exteriores, etc., são

questões que devem ser objeto de análise e decisão conjunta, partilhada por arquitetos

e engenheiros, com um objetivo principal: a durabilidade das construções.

e) Incorreção na interação solo-estrutura

O terreno de fundação, em termos de sua capacidade de resistir aos esforços

que lhe são transmitidos pela estrutura, deformando-se, em consequência e na medida

de suas características próprias, será sempre elemento integrante do conjunto

responsável pela estabilidade cia obra. Assim, em qualquer construção será

fundamental conhecer-se, a priori, as características do solo, o que, nas situações mais

freqüentes, pode-se conseguir através da conveniente execução de furos de

sondagem.

Algumas vezes, a execução de sondagens é relegada a segundo plano, ou, por

outro lado, os seus resultados não são corretamente interpretados, levando o tipo de

fundação adotado a não ser o mais conveniente, ou que as fundações sejam assentes

em terrenos de capacidade resistente inferior à necessária, ou com deformabilidade

incompatível com a rigidez da superestrutura, gerando, em consequência, recalques de

apoio, e, a partir desses quadros fissuratórios e patologias diversas.

Deficiências decorrentes de incorreções na interação solo-estrutura são,

também, a adoção de comprimentos insuficientes para estacas e tubulões, a não

58

previsão de muros de arrimo, ou o mau dimensionamento dos mesmos, o

assentamento de um mesmo prédio sobre dois tipos de terreno com características

diversas entre si, o dimensionamento de fundações superficiais sem a consideração da

taxa de compressibilidade do solo, etc.

Figura 3.18 – Exemplo de recalque de sapata por incorreção na definição de sua cota de assentamento

f) Incorreção na consideração de juntas de dilatação

A ausência ou a má utilização de juntas de dilatação nas estruturas (querem

peças de concreto armado, quer nas de alvenaria estrutural) é um dos fatores que

invariavelmente lhes trazem problemas, em particular como resultado do

comportamento reológico do concreto.

A falta de detalhamento adequado para a vedação das juntas de dilatação em

pontes, por exemplo, permite a passagem de água pelo topo do estrado, atacando as

armaduras e danificando os aparelhos de apoio. No caso específico de obras de

concreto protendido, a água pode, eventualmente, penetrar por cabos com falhas na

injeção, causando a corrosão e a ruptura dos cabos.

59

Figura 3.19 – Mau funcionamento de junta de dilatação

3.2.2. Falhas humanas durante a etapa de utilização (vida útil) da estrutura

As causas que serão citadas a seguir são resultado direto da atuação do homem

e, em particular, dos proprietários e utilizadores, que, na grande maioria dos casos, não

têm a menor consciência dos danos que estão causando às construções e, por

considerarem que as intervenções a fazer são banais, dispensam, quase sempre, a

consulta a técnicos especializados.

a) Alterações estruturais

Neste item serão tratados os casos em que, sem qualquer estudo apropriado,

submete-se a estrutura a alterações no seu comportamento estático e/ou resistente,

como, por exemplo:

Por supressão de paredes portantes (muitas vezes em alvenaria) ou de outras

peças estruturais (vigas ou pilares);

Por aumento do número de andares em edifícios sem a devida análise dos

pilares e das fundações, e mesmo da estrutura como um todo, diante das novas

condições da construção, no que se refere a cargas verticais, efeitos de 2a

ordem e a forças horizontais;

Por transformação de apoios de terceiro e segundo grau em apoios de segundo

e primeiro grau, respectivamente (caso de demolições, por exemplo);

Pela abertura de furos em vigas ou lajes sem a avaliação da implicação dos

mesmos, em termos de posição e dimensões, no conjunto estrutural, ou da

60

compatibilidade das armaduras existentes com a nova distribuição de esforços

ou ainda do processo de microfissuração porventura introduzido.

b) Sobrecargas exageradas

Consideram-se, nesta abordagem, estruturas em que os projetos tenham sido

desenvolvidos com as mais corretas considerações de carga, de acordo com os dados

do projeto arquitetônico e com os fornecidos pelo usuário (equipamentos, depósitos de

materiais, jardins, etc.) e ainda com os prescritos pelas Normas em vigor, mas que,

durante a sua vida útil, acabam por apresentar problemas patológicos de diversas

ordens, em virtude de serem submetidas a sobrecargas superiores às de projeto. Tais

situações, características de má utilização da estrutura, são particularmente comuns

em depósitos c instalações de novos equipamentos para ampliação da indústria ou

substituição de máquinas obsoletas, ou nos casos de mudança de propósito funcional

de edifícios.

c) Alteração das condições do terreno de fundação

Trata-se aqui dos casos de interação não cuidada entre construções existentes e

novas, e, particularmente, das alterações das condições de estabilidade e

compressibilidade do terreno de fundação, como resultado das novas escavações, ou

da alteração do nível do lençol freático, sendo comum a consequente redução da

capacidade de coesão do solo e a fuga de finos, por exemplo, questões que

frequentemente resultam em recalque das fundações.

3.2.3. Ações mecânicas

a) Choques de veículos

O choque de veículos automotores contra pilares e guarda-rodas de viadutos e o

contínuo roçar, ou mesmo o choque, de embarcações contra as faces expostas de

pilares de pontes e estacas de cais são típicos exemplos de ações mecânicas, com

conseqüências que vão desde o desgaste da camada mais superficial de concreto à

destruição de algumas peças estruturais, sempre que não exista proteção adequada.

Como são ações quantificáveis - se bem que com alguma incerteza - pela maioria dos

regulamentos, não devem ser incluídas no item acidentes, considerando-se como tais

apenas as que provoquem a ruína parcial ou total das estruturas.

61

b) Recalque de fundações

Toda edificação, durante a obra ou mesmo após a sua conclusão, por um

determinado período de tempo, está sujeita a deslocamentos verticais, lentos, até que

o equilíbrio entre o carregamento aplicado e o solo seja atingido. Em projetos mal

concebidos, com erros de cálculo nas fundações (como, por exemplo, nas fundações

superficiais com diferenças acentuadas na relação carga/área de fundação), ocorrem

recalques diferenciais entre os vários apoios, causando a abertura de trincas nas

alvenarias e na estrutura.

Também nas obras de ampliação, quando não são tomadas as devidas

precauções, verifica-se, com o tempo, o surgimento de trincas entre a construção nova

e a antiga, já que as fundações desta última não estão mais sujeitas a recalques,

enquanto as da primeira ainda vão recalcar por certo período de tempo.

Figura 3.20 – Situação de recalque de fundação

c) Acidentes (ações imprevisíveis)

Este item visa considerar ações mecânicas, ou físicas, a que uma estrutura pode

estar submetida e cuja ocorrência é imprevisível, ou de previsão muito difícil, quer em

termos de época de ocorrência, quer em termos de intensidade. Resultam, de maneira

geral, em solicitações bruscas, como os incêndios, os sismos, as inundações, os

choques de veículos (que não os previsíveis) e os esforços devidos ao vento.

Analise-se um pouco mais o problema dos incêndios. Embora a ação do fogo

não se propague facilmente para o interior da massa do concreto, quando a estrutura é

submetida a altas temperaturas, por um certo período de tempo, há uma perda

62

significativa de resistência do concreto. Durante o incêndio, a estrutura (e os outros

elementos da construção) absorve calor, absorção que se traduz em expansão térmica.

Ocorre então uma expansão diferenciada entre a massa de concreto e o aço,

prejudicando a aderência e originando tensões internas que levam o concreto a se

desagregar, expondo as armaduras diretamente à ação do fogo.

De forma a diminuir a possibilidade de ocorrerem sérios prejuízos humanos e

materiais, embora não se possa contar com uma segurança absoluta contra incêndios,

devem ser tomadas medidas preventivas que possam conduzir a um bom nível de

segurança, medidas estas que podem ser do tipo passivo ou ativo.

Dentre estas medidas, em geral reguladas por normas em vários países, a mais

eficiente é construir os edifícios com materiais resistentes ao fogo. já que, mesmo que

se consiga extinguir rapidamente um incêndio mediante a atuação de "sprinklers" e

outros equipamentos, é impossível se impedir que haja grande elevação de

temperatura em um dado elemento estrutural que, se for crítico, pode levar o edifício ao

colapso.

3.2.4. Ações físicas

As principais ações físicas a serem consideradas como agentes agressores às

estruturas de concreto são:

As variações de temperatura, não só as ambientais, ou seja, as que solicitam

igualmente as várias peças de uma estrutura, mas também, e principalmente, as

que geram gradientes térmicos, ao solicitarem peças que são protegidas apenas

em uma das faces, como reservatórios e lajes de cobertura, por exemplo. Em

qualquer caso, se a correspondente armadura resistente não tiver sido

convenientemente dimensionada e detalhada, é certa a instalação de um quadro

fissuratório;

Os movimentos que ocorrem na interface entre materiais com diferentes

coeficientes de dilatação térmica, mas submetidos à mesma variação de

temperatura, com a consequente geração de diferentes deformações, como é

caso do assentamento de paredes de alvenaria em peças de concreto;

A insolação, ou incidência direta do sol, para o caso de gradiente térmico,

agravada pelas questões relacionadas com as radiações solares, que atuam

sobre a camada epidérmica do concreto, alterando a textura e a cor da mesma;

63

A ação da água, nas suas diversas formas, desde a umidade - geradora das

mais diferentes patologias, explicadas na descrição dos processos químicos - à

chuva e ao gelo.

3.2.5. Ações químicas

a) Ar e gases

A poluição atmosférica nos grandes centros urbanos ocasiona o apodrecimento

e a descoloração do concreto. As substâncias poluidoras transportadas pelo ar são, em

sua grande maioria, provenientes de gases e fuligens liberados pelos escapamentos

dos veículos automotores, e dos gases ácidos provenientes das chaminés de algumas

indústrias. O dióxido de enxofre, SO2, e o trióxido de enxofre, SO3, em forma de

fuligem, são provenientes da queima de óleos combustíveis, gases residuais e

hidrocarbonetos. Quando chove, a água precipitada forma, junto com a fuligem

existente no ar, a chamada chuva ácida (H2SO3 e H2SO4), fortemente agressiva para o

concreto e que, após um certo tempo, ataca também o aço.

b) Águas agressivas

Todas as águas são, em maior ou menor grau, agressivas ao concreto, mas a

agressividade aumenta quando a água está em movimento, há variação freqüente do

nível da água, a temperatura da água é superior a 45°C, a água está poluída com

produtos químicos ou por esgotos residenciais e as peças de concreto são delgadas.

c) Águas puras

As águas quimicamente puras, tais como a água da chuva (exceto a chuva

ácida) e a água de poços em regiões silicosas, não contêm sais dissolvidos e, por isto,

tendem a agredir o concreto, tornando-o mais poroso e diminuindo, conseqüentemente,

a sua resistência.

A agressividade das águas puras é função direta da sua velocidade, da

quantidade de água que atua sobre o concreto e do seu tempo de permanência (águas

empoçadas). A evidência mais comum desta ação é a dissolução do hidróxido de

cálcio, seguida de precipitação de géis, com a conseqüente formação de estalactites e

estalagmites.

64

d) Reações com ácidos e sais

São as ocasionadas pelo contato da estrutura de concreto com a água do mar

ou com as águas contaminadas por dejetos industriais. No caso da água do mar, os

movimentos e os choques das ondas, bem como os ciclos alternados de molhagem e

secagem, por causa do fenômeno das marés, tendem a provocar danos consideráveis

às estruturas de concreto, por conter cloretos e sul fatos de sódio e magnésio,

altamente agressivos.

As águas oriundas de dejetos industriais, ou por eles contaminadas, mesmo

quando se trata de cursos d'água de maior porte, podem provocar severos danos às

estruturas de concreto, principalmente quando contiverem ácidos em suas

composições.

Em soluções concentradas, os cloretos de amônio, de magnésio e de cálcio

agridem fortemente o concreto e as armaduras, e o ácido sulfúrico destrói o cimento,

mesmo quando em concentrações fracas. A agressividade desses cloretos explica o

porque do alto grau de deterioração da base de alguns pilares de viaduto nos centros

urbanos, resultante da atuação da urina. Para evitar este ataque, deve-se proteger as

bases dos pilares com películas de tinta que não sejam atacáveis por cloretos.

e) Reações com sulfatos

Os sulfatos são elementos extremamente agressivos, e a ação de águas

sulfatadas pode ser responsável, ao fim de algum tempo, pela total desagregação do

concreto. Os principais sulfatos, tais como os de magnésio, cálcio, potássio, sódio e o

de amônio, são encontrados na água do mar, em águas subterrâneas e, em alguns

casos, em águas poluídas com dejetos industriais. Ao serem transportados pelo meio

do concreto, dão origem à formação de um sal. chamado de sal de Candlot, e à

consequente desagregação do concreto.

3.2.6. Ações biológicas

As ações biológicas, embora possam desempenhar papel particularmente

importante como agentes de deterioração em pontes e em construções rurais, também

atuam de maneira grave em edifícios localizados nos grandes centros urbanos. Alguns

desses agentes causadores da deterioração e da desagregação do concreto são o

crescimento de vegetação nas estruturas - cujas raízes penetram principalmente

65

através de pequenas falhas de concretagem, ou pelas fissuras e juntas de dilatação -, e

o desenvolvimento de organismos (como conchas, por exemplo) e micro-organismos

em certas partes da estrutura.

O caso das conchas pode ser particularmente danoso em estruturas cujas

características dinâmicas sejam importantes para o seu desempenho, já que estes

crustáceos se solidarizam à estrutura e, como acumulam água em seu interior, acabam

por modificar, substancialmente, a massa da estrutura, sem, contudo alterar a rigidez

da mesma, o que resulta em modificação significativa das frequências naturais da

estrutura e, por conseguinte, do seu comportamento dinâmico.

Além desses, dois agentes bastante poderosos são os cupins e as formigas. Os

primeiros, além dos danos que causam a portas, janelas e esquadrias, ao se instalarem

em paredes e lajes (inicialmente através dos conduítes de eletricidade), destroem os

tijolos, para construir os cupinzeiros, o que, no caso de edifícios em alvenaria estrutural

ou dotado de lajes pré-fabricadas, provoca a diminuição da capacidade resistente da

estrutura, ocasionando o surgimento de trincas.

Já quanto às formigas, elas têm o costume de afofar a terra sob fundações

superficiais, especialmente em edificações de pequeno porte, provocando, com isto,

recalques diferenciais, que podem danificar seriamente a estrutura e resultam em

trabalho de recuperação bastante oneroso.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. SOUZA, V. C. M.; RIPPER, T. Patologia, Recuperação e Reforço de Estruturas

de Concreto. Editora Pini. São Paulo, 2009.