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DETERIORAÇÃO DAS ESTRUTURAS DE

CONCRETO ARMADO

Profa. Eliana Barreto Monteiro

(CAUSAS QUÍMICAS – ATAQUE ÁLCALI/AGREGADO)

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REAÇÕES ENVOLVENDO A FORMAÇÃO DE PRODUTOS EXPANSIVOS

DETERIORAÇÃO DAS ESTRUTURAS DE CONCRETOCAUSAS QUÍMICAS – ATAQUE ÁLCALI-AGREGADO

�Ataque por sulfatos

�Ataque álcali-agregado

�Corrosão da armadura do concreto

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Conceito:


São reações químicas que ocorrem entre os íons alcalinos do Cimento Portland ou de outras

fontes (álcalis), íons hidroxila e certos constituintes silicosos que podem

estar presentes no agregado na presença de umidade.

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Conceito:


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Manifestação Patológica:

EXPANSÃO

FISSURAÇÃO

PERDA DE ADERÊNCIA

PERDA DEELASTICIDADE

PERDA DEDURABILIDADE

Causa de deteriorações de estruturas localizadas em ambientes úmidos, tais como barragens, estacas de

pontes e estruturas marinhas


FISSURAÇÃO SUPERFICIAIS PROFUNDASOU=

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Álcalis do Cimento:

Na2OpH

Cimento com baixa alcalinidade Na2O

Cimento com alta alcalinidade Na2O

A forma de ataque no concreto envolve a quebra da estruturada sílica por íons hidroxila e adsorção de íons metálicos-alcalinos

na superfície recém criada dos produtos da reação


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Condições Ambientais Favoráveis a Reação Álcali-Agregado


> UMIDADE> TEMPERATURA

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Fatores que Influenciam o Fenômeno:

�Conteúdo de álcalis do cimento e consumo de cimento do concreto

�Contribuição de íons alcalinos de outras fontes (aditivos e penetração da água do mar)

�Quantidade, tamanho e reatividade aos álcalis presentes no cimento

�Disponibilidade de umidade junto a estrutura do concreto

� Temperatura ambiental


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� Reação Álcali-Sílica

� Reação Álcali-Silicato

� Reação Álcali-Carbonato

Tipos de Reações:

É a reação química que envolveíons alcalinos e hidroxilas,originários na hidratação docimento e o agregado, cuja fasemineralógica contenha sílica naforma amorfa.

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Tipos de Reações: Este tipo de reação ocorre entre os álcalis do cimento e os silicatos existentes nos feldspatos, e certas rochas sedimentares, metamórficas e magmáticas.

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Tipos de Reações:

É a reação que ocorre entre osálcalis do cimento e calcário,havendo formação de brucitaMg(OH)2 e regeneração dehidróxidos alcalinos, nãohavendo formação de gelexpansivo como na reação álcali-sílica.

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O que Podemos Fazer para Controlar a Expansão?

Substituir parte do cimento de alta alcalinidade

por adições cimentíceas ou pozolânicas

Em relação ao cimento:

Em relação ao agregado:

“Adoçar” o agregado reativo com 25 a 30 % de calcário

ou qualquer outro agregado não reativo


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Alternativas para Inibir a Reação Álcali-Agregado


� Relação Água/Cimento baixa;� Material Cimentício baixo teor de álcalis;� Adição de Pozolanas;� Adição de Escória de Alto-Forno;� Adição de Cinza de Casca de Arroz.

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Fonte: PAZINI, 2003

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(SILVA, 2013)

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HISTÓRICO NO MUNDO

� THOMAS EDISON STANTON (1940)� REAÇÃO QUÍMICA ORIGINADA

PELOS HIDRÓXIDOS ALCALINOS

LIBERADOS PELO CIMENTO E

PELA SÍLICA CONTIDA EM

CERTOS AGREGADOS.

� HANSEN (1944) � MECANISMOS DE EXPANSÃO DO GEL:

� PRESSÃO OSMÓTICA

� DÉCADAS DE 50 E 60 � NENHUM ESTUDO SIGNIFICATIVO.

� DÉCADAS DE 70, 80, 90� BARRAGENS E PONTES INTENSAMENTE AFETADAS.

(FREIRE, 2013)

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HISTÓRICO NO BRASIL� 1960 – BARRAGEM DE JUPIÁ - PR

� USO DE POZOLANA

� 1988 – USINA APOLÔNIO SALES DE OLIVEIRA - BA� 1º CASO CONFIRMADO NO BRASIL

� 1988 – BARRAGEM DE JOANES II - BA

(FREIRE, 2013)

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Barragem de Moxotó

Barragem de Tapacurá

Fundação recuperada de forma parcial para não interromper o funcionamento da barragem

Muitos vazamentos causados pela patologia. Foi recuperada

HISTÓRICO EM PERNAMBUCO

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NORMATIZAÇÃO DA RAA

NORMAS DE PREVENÇÃO DA REAÇÃO

ÁLCALI-AGREGADONO BRASIL

ABNT NBR 15.577/2008

(FREIRE, 2013)

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PREVENÇÃO DA RAA� ABECE - PLANO DE VISTORIA DE EDIFICAÇÕES (2005)

1. PARA EDIFÍCIOS COM MAIS DE 10 ANOS� INSPEÇÃO NOS ELEMENTOS DE FUNDAÇÃO (SAPATAS OU

BLOCOS)

� AMOSTRAGEM NO MÍNIMO DE 30%.

2. A FUNDAÇÃO DEVERÁ SER INVESTIGADA� SEMPRE QUE HOUVER INDICADORES

� TRINCAS E MANIFESTAÇÕES TÍPICAS DE RECALQUES;

3. É OBRIGATÓRIA A INSPEÇÃO DE PILARES QUE TENHAM TUBULAÇÕES ANEXADAS E JUNTOS ÀS CAIXAS DE PASSAGEM;

4. VERIFICAÇÃO DAS LOCALIZAÇÕES DO SISTEMA DE FOSSA, FILTRO E RESERVATÓRIO INFERIOR E O NÍVEL DO LENÇOL FREÁTICO.

(FREIRE, 2013)

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�Movimentação do gel de silício do agregado para as regiões microfissuradas

�Aumento das microfissuras pelo acúmulo do gel

�Aparecimento de fissuras na superfície do concreto em forma de rede

�Aumento do volume dos elementos do concreto

�Perda de resistência devido a desagregação do concreto

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DETECÇÃO DA RAA EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

Detecção no campo� Fissuração

� Expansão

� Desplacamentos

� Avaliação através da impregnação de produtos

Detecção no laboratório� Análise visual

� Análise por microscopia

Fonte: Kuperman, 2005

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Métodos de Investigação

Análise Petrográfica;

Método das Barras;

Método dos Prismas de Concreto;

Método dos Prismas de Concreto Acelerado

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Análise Petrográfica

• Realizada de acordo com NBR 15577-3 (2008)

• Realizado ao microscópio estereoscópico, complementado ao óptico

• Analisada a granulação, textura, estrutura, estado de alteração, mineralogia, deformação, tipo, classificação petrográfica, reatividade potencial das rochas

Fonte: Cavalcante, 2009


Figura 1- Microscópio óptico.

INFORMAÇÕES QUALITATIVAS DOS MINERAIS E DA NATUREZA

DOS AGREGADOS.

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Microscópio eletrónico de varredura MEV


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Método das barras

Método das Barras

Aparelho usado naverificação da variaçãoda dimensão da barra.

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Método das Barras

Fonte: Cavalcante, 2009

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Método dos Prismas de Concreto

ASTM C 1293 e CSA A23.2-14A

(Método das barras de concreto) � Prismas concreto 75 x 75 x 285

mm sobre água 38oC

� Expansão após 1 ano ≥≥≥≥ 0,04% = reativo

1. Mais realista.

2. Ensaio lento (1 ano).

3. Depende muito das condições de armazenamento.

Kuperman, 2005

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Método dos Prismas do Concreto

FONTE: REVISTA IBRACON, No. 46 - 2007

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Método dos Prismas de Concreto

Não é ainda normalizado

(ABCPT) � Prismas concreto 75 x 75 x 285

mm sobre água 38oC

� Expansão após 28 dias ≥≥≥≥ 0,04% = reativo

1. Mais realista.

2. Ensaio rápido (1 mês).

3. Depende muito das condições de armazenamento.

Sanchez, 2010

(ACELERADO)

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AÇÕES RETARDADORAS

� Impedimento de entrada de umidade com tratamentos

superficiais: membranas, selantes, impregnantes, penetrantes

� Reforços e intervenções estruturais: restrições à expansão (protensão, confinamento), liberação das deformações (cortes de

juntas e de seções)

� Demolição e reconstrução total ou parcial


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Dúvidas� Grau de comprometimento da estabilidade da

edificação?

� Velocidade de expansão?

� As pressões nos blocos chegam realmente a 8 MPa?

� Eficácia e durabilidade das recuperações?

� Há algum registro de estacas de fundação atacadas pela RAA?


Importante

� Não se tem registro de colapso repentino em estruturas de concreto armado devido exclusivamente à RAA.

� O trabalho de recuperação de peças afetadas por esta manifestação patológica ainda demanda muitos custos.

� A RAA ainda não é completamente entendida no meio científico.

� Só existe formas de prevenção por algum tempo, mitigando seus efeitos e não eliminando completamente a possibilidade da sua ocorrência.

(FREIRE, 2013)

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