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FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

2018

Professor Adriano de Paula e SilvaProfessora Cristiane Machado Parisi Jonov

CURSO DE MESTRADO EM CONSTRUÇÃO CIVIL

PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

1. PATOLOGIA NAS EDIFICAÇÕES – HISTÓRICO

Tema recente – anos 60 e 70

Pavilhão de Exposições da Gameleira / Belo Horizonte – 04/02/71

Elevado Paulo de Frontin / Rio de Janeiro – 20/11/71

Introdução nos currículos das Escolas de Engenharia

2. PATOLOGIA E TERAPIA

Patologia das construções é o ramo da engenharia que estuda os sintomas, osmecanismos, as causas, as origens e as conseqüências das deficiências dasconstruções

Patologia significa não atendimento ao desempenho desejado

Terapia das construções é o ramo da engenharia que trata da correção dosproblemas patológicos apresentados pelas construções

É a parte da engenharia que estuda ossintomas, os mecanismos, as causas eas origens dos defeitos das edificações,ou seja, é o estudo das partes quecompõem o diagnóstico do problema.

Patologia das Edificações


3. DIAGNÓSTICO DO PROBLEMA

Para que se tenha êxito nas medidas terapêuticas, é necessário que o estudoprecedente, o diagnóstico do problema tenha sido bem conduzidoO diagnóstico completo envolve vários aspectos:

Sintomas: também chamados de lesões ou defeitos

Mecanismo: os problemas patológicos são decorrentes dos chamados víciosconstrutivos. O conhecimento do processo é fundamental para a definição daterapiaexemplo: uma fissura em viga decorrente de flexão não pode sersimplesmente obturada, sob o risco de que ela volte a se manifestar em outrolocal

Origem: definição da fase do processo construtivo em que teve origem ofenômeno

Causas: Deve ser identificado o agente causador do problema

Consequências: O problema compromete a segurança da estrutura ou suascondições de higiene e funcionamento?


4. SINTOMAS

Os problemas patológicos, salvo raras exceções , apresentam manifestações externas características que permitem um início do estudo do problema. Os sintomas mais comuns nas estruturas de concreto são:

as fissuras;

as eflorescências;

as flechas excessivas;

as manchas;

corrosão das armaduras;

ninhos de concretagem (segregação)


5. ORIGEM

Definição da etapa do processo construtivoexemplo: fissura de momento fletor em viga – projeto inadequado ou qualidade inferior do aço?

A identificação da origem do problema permite definir, para fins judiciais, quem cometeu a falhaexemplo:


Para o concreto armado, as origens das patologias podem ser classificadasem:

Deficiências de projeto;

Deficiências de execução;

Má qualidade dos materiais, ou emprego inadequado dos mesmos;

Sinistros ou causas fortuitas (incêndios, inundações, acidentes, etc);

Uso inadequado da estrutura;

Manutenção imprópria


O nível de incidência de cada origem varia de país para país, conformemostrado à seguir:


Através do estudo de HELENE & FIGUEIREDO (2003) tem-se que as manifestações patológicas possuem origem na maior parte das vezes nas fases de projeto e do planejamento, conforme apresentado na figura a seguir.

Figura – Origem dos problemas patológicos com relação às etapas de produção e uso das obras civis.Fonte: Adaptado de HELENE & FIGUEIREDO, (2003).


Conforme citado anteriormente a durabilidade das edificações está ligada à qualidade e durabilidade apresentada nas mesmas, mas mesmo com todo avanço tecnológico dos últimos anos não tem havido uma redução dos problemas patológicos.

FIGUEIREDO & O’REILLY (2003) citam que ”o ambiente hoje em dia é mais agressivo que o de décadas atrás, além disso o aperfeiçoamento de técnicas de dimensionamento mais avançadas e portanto mais econômicas, também interferem negativamente na durabilidade das edificações”.

Assim, FIGUEIREDO E O’REILLY (2003) concluem ainda que as estruturas de concreto armado contemporâneas estão cada vez mais vulneráveis ao aparecimento precoce de manifestações patológicas.

Erros de concepção da estrutura da edificação

• Má definição das cargas atuantes ou combinação delas;

• Deficiência no cálculo da estrutura;

• Detalhamento insuficiente ou errado;

• Erros de dimensionamento;

• Ausência de vergas e contra-vergas nas aberturas;

• Ausência de “sentimento estrutural”.


Erros na execução da estrutura

• Não capacitação profissional da mão de obra;

• Falta de prumo, esquadro e alinhamento de estruturas/alvenarias;

• Flechas excessivas em lajes (desforma precoce, por exemplo).

Erros na utilização da estrutura

• Demolição e abertura de vãos em alvenarias estruturais;

• Ultrapassagem da carga em pontes;

• Mudanças de uso da estrutura.



6. CAUSAS

Os agentes causadores dos problemas patológicos podem ser vários :

(a) Cargas;

(b) Variação de umidade;

(c) Variações térmicas intrínsecas e extrínsecas no concreto;

(d) Agentes biológicos, físicos e químicos;

(e) Incompatibilidade de materiais;

(f) Agentes atmosféricos;

A cada causa corresponderá uma terapia mais adequada e mais duradoura


7. PATOLOGIAS COMUNS E SUAS CAUSAS

Fissuras e trincas:

Por movimentações térmicas;

Por movimentações higroscópicas;

Por atuação de sobrecargas;

Deformações excessivas da estrutura;

Recalques de fundação;

Retração de produtos à base de cimento;

Alterações químicas dos materiais de construção;

Hidratação retardada de cales;


Ataque por sulfatos;

Corrosão de armaduras;

Patologias decorrentes da umidade

8. CONSEQUÊNCIAS

Os problemas patológicos são evolutivos e tendem a se agravar com o passar do tempo, além de acarretarem outros problemas associados ao inicialexemplo: uma fissura de momento fletor pode dar origem à corrosão de armadura

Flechas excessivas em vigas e lajes podem ocasionar fissuras em paredes

As correções serão mais duráveis, mais fáceis e muito mais baratas quanto mais cedo forem executadas


9. DIAGNÓSTICO E TERAPIA

Para dar início a uma terapia adequada, segundo CÁNOVAS (1988), é precisoseguir os seguintes procedimentos:

Inspeção para mapeamento dos sintomas;

O procedimento começa com a inspeção, onde se busca identificar ossintomas das patologias existentes na estrutura; através de um mapeamentodos sintomas realizado por um exame visual da estrutura.

Recolhimento de dados e informações;

Este procedimento em geral vem complementar os dados obtidos na inspeçãoe auxiliam na quantificação dos danos (medidas geométricas, evolução notempo, bem como no conhecimento das condições prévias aos danos daedificação, avaliação da resistência do concreto).


Conhecer o histórico da estrutura;

Este histórico é parte fundamental na escolha da terapia e sua análise develevar em consideração a data da construção, o responsável pela construção, oprojeto executivo para revisão e análise, o conhecimento dos materiaisutilizados (cimento, areia, aço, aditivo, relação água/cimento) e detalhessobre o uso da estrutura (sobrecargas, ações acidentais).

Realização de análises e ensaios;

Em muitos casos o levantamento histórico e a inspeção não são suficientes,sendo necessário realizar análises e ensaios que permitam clarificar ossintomas, mecanismos e causas das patologias da estrutura.

CÁNOVAS (1988) sugere ainda o organograma, mostrado na figura a seguir,de atividades a serem realizadas na solução de um processo patológico.


10. MATERIAIS UTILIZADOS NA RECUPERÇÃOExemplo:


Portanto, relativamente às condições da construção, pode-se ter duas situações distintas:

A construção será reabilitada, recompondo-se as condições para as quais tinha sido desenvolvida;

A construção será reforçada, tendo sua condição de suporte aumentada em relação à desenvolvida anteriormente

11. CUSTOS DE RECUPERAÇÃO

Os custos de recuperação variam em função do tempo de manifestação e detecção da patologia:

Ainda na fase de projeto Durante a execução da construção Fase de utilização da construção – se houver manutenção preventiva Fase de utilização da construção – se necessária manutenção corretiva


A relação dos altos custos associado às intervenções corretivas foi apresentado por SITTER, na década de 80, através da figura a seguir da evolução de custos.

Figura – Lei da evolução de custos, lei de SITTER (SITTER, 1984 CEB-RILEM)


Fazendo a análise da figura anterior para as etapas de projeto, execução, manutenção preventiva e manutenção corretiva tem-se que:

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, etc., corresponde ao número 1 do eixo Custo Relativo da Figura;

Execução:

Toda medida extra projeto, tomada durante a execução da obra, implica num custo cinco vezes maior ao custo que teria sido acarretado se esta medida tivesse sido tomada em nível de projeto, para obter o mesmo grau de proteção e durabilidade;


Manutenção preventiva:

Toda medida tomada com antecedência e previsão, durante o período de uso e manutenção da estrutura, pode ser associado a um custo vinte e cinco vezes maior que aquele necessário se a decisão de obter certo grau de proteção e durabilidade tivesse sido tomada no projeto.

Manutenção corretiva:

Correspondem aos trabalhos de diagnóstico, prognóstico, reparo e proteção das estruturas que já apresentam manifestações patológicas. A esta atividade pode associar um custo de cento e vinte e cinco vezes superior ao custo das medidas que poderiam ter sido tomadas em nível de projeto.


QUALIDADE NA CONSTRUÇÃO CIVIL

A ORIGEM DOS PROBLEMAS

Com a evolução tecnológica dos materiais de construção, dastécnicas de projeto e execução, os edifícios se tornaram mais leves,com componentes estruturais mais esbeltos e mais solicitados.

As conjunturas econômicas fizeram com que as obras fossemconduzidas com grande velocidade e poucos rigores no controle demateriais e serviços.

Os trabalhadores mais qualificados se incorporaram aos setoresindustriais que melhor remuneram a mão de obra, em detrimento daconstrução civil.


Esses fatos em conjunto, têm provocado a queda gradativa da qualidade das nossas construções, até o ponto de encontrarem-se edifícios que, nem tendo sido ocupados, já estão virtualmente condenados.

A experiência revela que as obras de restauração ou reforço são em geral muito dispendiosas e nem sempre solucionam o problema de forma definitiva.


TRINCAS EM EDIFÍCIOS

1. GENERALIDADES

Entre os problemas patológicos que afetam os edifícios, as trincassão particularmente importantes porque:

São o aviso de um eventual estado perigoso para a estrutura;

Podem levar ao comprometimento do desempenho da obra emserviço (estanqueidade à água , durabilidade, isolação acústica, etc.);

Constrangimento psicológico que a fissuração dos edifício exercesobre seus usuários


2. SURGIMENTO PRECOCE

As trincas podem começar a surgir, de forma congênita, logo noprojeto arquitetônico da construção;

Isso muitas vezes está relacionado ao desconhecimento do projetistasobre as propriedades tecnológicas dos materiais de construçãoempregados;

Incompatibilidade entre os projetos de arquitetura, estrutura efundações normalmente conduzem a tensões que excedem aresistência dos materiais de construção, originando o problema dasfissuras.


3. DURABILIDADE

A presença de fissuras é prejudicial à durabilidade da estrutura;

No caso das estruturas de concreto armado, a durabilidade fica comprometida por facilitar a penetração de agentes agressivos às armaduras e à própria massa de concreto;

Deve-se analisar fissuras maiores que 0,3 mm, fissuras menores que 0,5 mm são consideradas microfissuras.


DURABILIDADECapacidade de um produto manter seudesempenho acima dos níveis aceitáveis pré-estabelecidos, sob condições previstas de uso ecom manutenção, durante um período de tempoque é a sua vida útil.


DURABILIDADEA durabilidade está associada:À durabilidade dos materiais e componentes;Ao uso;Ao entorno;Às ações de manutenção.


MANUTENÇÃO DE EDIFÍCIOS“Manutenção: conjunto de atividades a seremrealizadas para conservar ou recuperar acapacidade funcional da edificação e de suas partesconstituintes de atender as necessidades esegurança dos seus usuários.”

ABNT – NBR 5674 – Manutenção de edifícios


MANUTENÇÃO DE EDIFÍCIOSCompreende todas as atividades que se realizamnos componentes, elementos e equipamentos deum edifício, com o objetivo de manter o seudesempenho funcional ou suas partes, dentro deníveis aceitáveis, a um custo compensador.


CONSERVAÇÃOA conservação está relacionada com aquelasatividades rotineiras realizadas diariamente ouentão, com pequenos intervalos de tempo entreintervenções, diretamente relacionada à operação eà limpeza do edifício, criando condições adequadaspara seu uso. Por exemplo: lubrificação deengrenagens e polias de elevadores.


REPARAÇÃOA reparação está relacionada com atividadespreventivas ou corretivas realizadas antes que oedifício ou algum de seus elementos constituintesatinja o nível de desempenho mínimo aceitável semque a recuperação de desempenho ultrapasse onível inicialmente construído. Por exemplo:substituição de uma botoeira de elevador onde oled não acende.


RESTAURAÇÃOA restauração está relacionada com atividadescorretivas realizadas após o edifício ou algum deseus elementos constituintes atingir níveisinferiores ao nível de desempenho mínimoaceitável, sem que a recuperação de desempenhoultrapasse o nível inicialmente construído. Porexemplo: troca de um cabo de elevador que seapresentava rompido, impedindo a utilização domesmo.


MODERNIZAÇÃOA modernização está relacionada com atividadespreventivas e corretivas visando que a recuperaçãode desempenho ultrapasse o nível inicialmenteconstruído, fixando um novo patamar de qualidadepara a edificação. Por exemplo: instalação dosistema Daffee nos elevadores, permitindo que osmesmos, em caso de falta de energia, sejam aindaassim conduzidos ao térreo e tenha suas portasabertas automaticamente, sistema este antesinexistente.


ABERTURAS COMUNS EM PATOLOGIAS


4. PROPRIEDADES TÉRMICAS DOSMATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

Todos os materiais empregados nasconstruções estão sujeitos àdilatações com o aumento de tempera-tura e à contrações com sua diminuição;

Para uma dada variação de temperatura,a intensidade da variação dimensionalé diferente para os diversos materiaisde construção;


Para se avaliar a movimentação térmica sofrida por um componentedeve-se conhecer o ciclo de temperaturas à que esteve sujeito;

Segundo o BUILDING RESEARCH ESTABLISHMENT, as amplitudes de variação das temperaturas dos componentes das edificações podem ser bastante acentuadas.


No caso mais comum das edificações, a principal fonte de calor que atua sobre seus componentes é o sol.

Segundo LATTA, a temperatura superficial da face externa de lajes e paredes pode ser estimada em função da temperatura do ar (Ta) e do coeficiente de absorção solar a.

Tabela – Estimativa da temperatura superficial de lajes e paredes.


Valores sugeridos para o coeficiente de absorção solar a.


EXEMPLO

EXERCÍCIO LAJE

DETERMINAR A TEMPERATURA SUPERFICIAL DE UMA LAJE DECONCRETO, SEM ISOLAÇÃO TÉRMICA, EXPOSTA AO SOL, EM UMLOCAL ONDE TEMPERATURA AMBIENTE É 35ºC.

Tc = 5 (Tf – 32) / 9

Tf = 9 Tc / 5 + 32 = 9 x 35 / 5 + 32 = 95ºF

Tmax = 95 + 75 X 0,65 = 144ºF 62ºC

Tmin = 95 - 10 = 85ºF 30ºC


FISSURAS CAUSADAS POR MOVIMENTAÇÕES TÉRMICAS

1. MECANISMOS DE FORMAÇÃO

Restrições

Os elementos e componentes de uma construção estão sujeitos àvariações de temperatura, que repercutem numa variaçãodimensional dos materiais de construção (dilatação ou contração).

Os movimentos de dilatação e contração são restringidos pelosdiversos vínculos que envolvem os elementos e componentes,desenvolvendo-se nos materiais tensões que poderão provocar oaparecimento de fissuras.


2. MOVIMENTAÇÕES DIFERENCIADAS

As principais movimentações diferenciadas ocorrem em função de:

Junção de materiais com diferentes coeficientes de dilatação térmica,sujeitos à mesma variação de temperatura (por exemplo,movimentações diferenciadas entre argamassa de assentamento ecomponentes de alvenaria).

Exposição de elementos a diferentes solicitações térmicas naturais(por exemplo, cobertura com relação às paredes de uma edificação).

Variação de temperatura ao longo de uma mesmo componente (porexemplo entre a face exposta e a face protegida de uma laje decobertura).


PROJETOS INADEQUADOS:

As observações feitas deveriam ser levadas em conta no projeto da edificação.

Infelizmente, as movimentações diferenciadas entre componentes, devidas à variações de temperatura não são levadas em conta pelos projetistas, nem mesmo de forma qualitativa.


3. CONFIGURAÇÕES TÍPICAS

Em geral, as coberturas planas estão mais expostas às mudançastérmicas naturais do que os paramentos verticais das edificações,ocorrendo movimentos diferenciados entre os elementos horizontaise verticais.

Mesmo as lajes sombreadas sofrem o efeito desses fenômenos, poisparte da energia calorífica absorvida pelas telhas é irradiada para alaje.

Nesse caso, as movimentações térmicas ocorrem em função devários fatores: natureza do material das telhas; altura do colchão de ar entre o telhado e a laje; intensidade de ventilação no ático.

TRINCAS EM EDIFÍCIOS

Entre os problemas patológicos que afetam os edifícios, as trincassão particularmente importantes porque:

São o aviso de um eventual estado perigoso para a estrutura;

Podem levar ao comprometimento do desempenho da obra emserviço;

Constrangimento psicológico que a fissuração dos edifícios exercesobre seus usuários.

MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS NAS EDIFICAÇÕES

DURABILIDADE

A durabilidade está associada:

À durabilidade dos materiais e componentes;

Ao uso;

Ao entorno;

Às ações de manutenção.


DURABILIDADE

Capacidade de um produto manter seu desempenho acima dos níveis

aceitáveis pré-estabelecidos, sob condições previstas de uso e com

manutenção, durante um período de tempo que é a sua vida útil.


MANUTENÇÃO DE EDIFÍCIOS

“Manutenção: conjunto de atividades a serem realizadas para

conservar ou recuperar a capacidade funcional da edificação e de

suas partes constituintes de atender as necessidades e segurança

dos seus usuários.”

ABNT – NBR 5674 – Manutenção de edifícios


Vista de junta de dilatação em piso de ladrilhos hidráulicos –

ressecamento e danos ao longo de toda a extensão do material de preenchimento da junta


Vista de infiltrações de água e danos na laje e em viga da garagem


FISSURAS CAUSADAS PELAATUAÇÃO DE SOBRECARGA

1. GENERALIDADES

• A atuação de sobrecargas pode produzir a fissuração de componentes

estruturais, tais como pilares, vigas e paredes.

• A sobrecarga pode se originar na má utilização do edifício, ou por

erros no cálculo estrutural ou execução da peça.


Vista aproximada da frente do imóvel


Vista de cômodo aos fundos do imóvel – esquadrias de porta e janela retiradas


Vista do piso da edificação na região de demolição das alvenarias


2. CARGAS ATUANTES NAS ESTRUTURAS DAS EDIFICAÇÕES

• NBR 6120/80 – Cargas para o cálculo de estruturas de edificações

• Carga permanente: este tipo de carga é constituído pelo peso próprio

da estrutura de todos os elementos construtivos fixos e instalações

permanentes.

• Carga acidental: é toda aquela que pode atuar sobre a estrutura de

edificações em função do seu uso (pessoas, móveis, materiais

diversos, veículos, etc.)


• Valores mínimos de cargas verticais – Exemplos

Local Carga (kN/m²)

1.Bibliotecas Sala de leitura 2,5

Sala com estantes de livros 6,0

2.Edifícios residenciais

Dormitórios, sala, copa, cozinha e banheiro 1,5

3.Escolas Corredor e sala de aula 3,0

4.Casas de máquinas

Incluindo o peso das máquinas 7,5


3. PAREDES DE ALVENARIA

• Sub-sistema do edifício formado por elementos que dividem os

ambientes internos, controlam a ação de agentes indesejáveis

(intrusos, ventos, chuvas, poeiras, ruídos, etc), constituindo ainda

suporte e proteção para as instalações do edifício.

• As alvenarias são componentes construídos em obra pela união entre

componentes (blocos, tijolos) e elemento de ligação (argamassa,

constituindo um conjunto monolítico. Podem ser de vedação ou

estruturais.


Vantagens das alvenarias

• Facilidade, baixo custo dos componentes e disponibilidade de matériasprimas.

• Não são poluentes, sendo 100% recicláveis quando descartadas.

Desvantagens das alvenarias

• Baixa produtividade.• Necessita de revestimentos para obtenção de textura lisa.


Inúmeros fatores intervêm na resistência final de uma alvenaria à

esforços de compressão, tais como:

• Resistência mecânica dos componentes de alvenaria e argamassa de

assentamento.

• Módulos de deformação diferenciados dos componentes de alvenaria.


• Poder de aderência da argamassa utilizada.

• Componentes assentados com juntas de amarração produzem

alvenarias com resistências significativamente superiores àquelas

assentadas com juntas à prumo.


• A resistência da parede de alvenaria não varia linearmente com a

resistência do componente de alvenaria e nem com a resistência da

argamassa de assentamento.

• De forma geral, as fissuras em alvenarias carregadas axialmente

começam à surgir muito antes de serem atingidas as cargas limites de

ruptura.


As fissuras que se manifestam nas alvenarias , decorrentes de

cargas, são geralmente verticais originadas na deformação

transversal da argamassa de assentamento e dos próprios

componentes.

Em casos específicos, podem aparecer fissuras horizontais em

decorrência do esmagamento da argamassa de assentamento ou da

ruptura de componentes de alvenaria de baixa resistência à

compressão.


Um fato primordial na fissuração da alvenaria é a presença de

aberturas de portas e janelas, em cujos vértices ocorre acentuada

concentração de tensões.

As fissuras nas aberturas são combatidas pela construção de vigas

sobre as aberturas (vergas) ou sob as aberturas (contra-vergas).


A aplicação de cargas concentradas nas alvenarias, sem o emprego

de dispositivos adequados para redistribuição de tensões, pode gerar

o aparecimento de trincas inclinadas à partir do ponto de aplicação

da carga.

Exemplo de tesouras ou vigas apoiadas diretamente sobre as

alvenarias.


4. COMPONENTES DO CONCRETO ARMADO

• A atuação de carregamento, previsto ou não em projeto, pode produzir

a fissuração de componentes de concreto armado, sem que isso

signifique necessariamente ruptura ou instabilidade dos componentes.

• A ocorrência de fissuras num componente de concreto armado provoca

uma redistribuição de tensões ao longo do componente fissurado e nos

componentes vizinhos, de modo que a solicitação acaba sendo

absorvida de forma globalizada pela estrutura ou parte dela.


Vista de trinca diagonal em laje de teto de quarto originada emsubdimensionamento da armadura


FISSURAS CAUSADAS POR DEFORMAÇÃO EXCESSIVA DA ESTRUTURA

• O desenvolvimento de métodos mais refinados de cálculo, fabricação

de aços e cimentos de melhor qualidade, tem tornado as estruturas

cada vez mais flexíveis.

• Isso torna imprescindível a análise mais cuidadosa das deformações

das estruturas e suas conseqüências.


• Vigas e lajes deformam-se naturalmente sob a ação do peso próprio,

das demais cargas permanentes e acidentais e mesmo sob o efeito da

retração e da deformação lenta do concreto.

• As flechas originadas podem ser incompatíveis com a capacidade de

deformação de paredes e outros componentes que integram os

edifícios.


• NBR 6118:As flechas medidas à partir do plano que contém os apoios, quandoatuarem todas as ações, não ultrapassarão 1/300 do vão teórico,exceto para o caso de balanços, para os quais não ultrapassarão1/250 do comprimento teórico dos balanços.

• Na prática, essa recomendação não tem recebido a devida atenção por

parte dos calculistas brasileiros, presenciando-se, frequentemente,

casos de fissuras em alvenarias provocadas pelas flechas dos

componentes estruturais.


• As deformações da estrutura tendem a introduzir nas alvenarias

esforços de tração e cisalhamento, provocando fissuras com diferentes

configurações.



PATOLOGIAS DEVIDO A PROBLEMAS DE SOLO E DE FUNDAÇÕES

1. FUNDAÇÕES

Resultam da necessidade de transmissão de cargas ao solo pelaconstrução de uma estrutura

Em casos correntes custa de 3,0% a 6,0% do custo da obra,podendo atingir de 10,0% a 15,0% dependendo da estrutura edas condições adversas de subsolo.

Seu comportamento pode ser afetado por diversos motivos: estruturais,solos, procedimentos de execução, materiais utilizados, etc;


2. TIPOS DE FUNDAÇÕES

NBR 6122 – Projeto e execução de fundações.

Fundações superficiais e profundas.

Fundações profundas – a pelo menos 3,0 m de profundidade.

Fundações superficiais: blocos, sapatas, radiers.

Fundações profundas: estacas, tubulões.


3. CONCEITOS IMPORTANTES

― Todas as fundações sob carga apresentam recalques pois os solos são materiais deformáveis, não devendo, porém, ocorrer ruptura do solo

― Existe necessidade de controle do recalque diferencial, algumas normas estipulam um limite de L/1000, onde L é o menor vão considerado


4. RECALQUES NAS FUNDAÇÕES

Recalque é a deformação do solo quando submetido a cargas,provocando movimentação na fundação que, dependendo daintensidade, pode resultar em sérios danos à estrutura.

Quando um elemento de fundação se desloca verticalmente, éconfigurado um recalque absoluto. A diferença entre os recalquesabsolutos de dois elementos da fundação é denominada recalquediferencial.


5. AUSÊNCIA DE INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO

LOGEAIS (1982) sugere que mais de 80% dos casos de maudesempenho de fundações em obras pequenas e médias estãorelacionados à ausência de investigação do subsolo. Exemplos:

Fundações em solos/aterros heterogêneos

Estacas de tipo inadequado ao subsolo

6. INVESTIGAÇÃO INSUFICIENTE DO SUBSOLO


7. PROBLEMAS DE PROJETO DAS FUNDAÇÕES

Projeto de fundações

A concepção de fundações é um misto de ciência e arte.

Para o desenvolvimento de um projeto de fundações devem ser

considerados diversos elementos.


7-1. Topografia da área

Levantamento planialtimétrico;

Dados sobre taludes e encostas;

Dados sobre erosões.

7-2. Dados geológicos

Investigação do subsolo;

Mapas, fotos aéreas;

Estudos sobre experiências anteriores na área.


7-3. Dados da estrutura a construir

Tipo e uso da nova obra;

Sistema estrutural;

Cargas (ações sobre as fundações).

7-4. Dados relativos às construções vizinhas

Tipo de estruturas e fundações;

Número de pavimentos e existência de sub-solos;

Possíveis conseqüências de escavações e vibrações provocadas

pela nova obra.


8. CUIDADOS NA EXECUÇÃO

Escavação da obra abaixo das fundações vizinhas.

Pode haver o desconfinamento das fundações e colapso parcial ou

total da estrutura

Ruptura de tubulações de drenagem e esgoto.

Envio de efluentes ao solo.

Faixas de erosão no terreno.

Recalques ou colapso da construção (COPASA, Quimberlita).


Problemas de correntes do processo executivo


9. EVENTOS PÓS-CONCLUSÃO DAS FUNDAÇÕES

― Alteração no uso das edificações

― Ampliações não previstas no projeto original

― Alteração no uso de terrenos vizinhos

― Execução de grandes escavações próximas a construções


10. TIPOS DE RECALQUES DIFERENCIAIS

10-1. Devido à erros de projeto

Erro na previsão de recalques;

Insuficiência nos levantamentos, sondagens e ensaios;

Não consideração da heterogeneidade do solo;

Não consideração da presença de aterro, entulhos ou fossas;

Ignorar variações no nível do lençol freático.


10-2. Devido à erros de execução

Fundações profundas com terra solta na base;

Desvio da ponta da estaca devido à presença de matacões;

Falta de alargamento na base de tubulões.

10-3. Devido à problemas no solo

Falta de homogeneidade do solo;

Consolidação distinta do aterro;

Fundação entre corte e aterro.


COMO EVITAR O

APARECIMENTO DOS DANOS

● Analisar terreno e

vizinhança.

● Realizar ensaios com bases

em conhecimentos

geotécnicos e normas da

ABNT.

● Considerar situações de

corte e aterro.

Especificar as cargas, os

materiais, locais de

implantação, os recalques

admissíveis.

Executar as fundações

mais adequadas ao

empreendimento com base

nas cargas solicitantes e

capacidade de carga do

terreno.


Rebaixamento do lençol freático;

Adensamento de camadas profundas (solo mais mole);

Carregamento desbalanceado na estrutura;

Influência do bulbo de pressão da obra maior;

Construção de anexo em época diferente da construção do prédio

original.


11. APARECIMENTO DE TRINCAS

Sob o efeito de cargas externas todos os solos, em maior ou menorproporção de deformam.

Se estas deformações forem diferenciadas ao longo do plano dasfundações de uma obra, tensões de grande intensidade serãointroduzidas na estrutura da mesma, podendo gerar o aparecimentode trincas.


12. CONFIGURAÇÕES TÍPICAS

De uma maneira geral, as fissuras provocadas por recalquesdiferenciados são inclinadas, confundindo-se às vezes com as fissurasprovocadas por deflexão de componentes estruturais.

Contudo, em relação às últimas, apresentam aberturas maiores,“deitando-se em direção ao ponto de maior recalque”.

Esmagamentos localizados em forma de escamas e variação nasaberturas das fissuras.

As trincas se estendem até o terreno de apoio das fundações;

As trincas surgem nas duas faces da parede;


Situação corte aterro


EDIFÍCIO ANÊMONA

Localizado na cidade litorânea de Ubatuba/SP.


MÉTODOS DE REPARO

● Métodos para reforço de fundações são, em boa

parte, adaptações dos sistemas já existentes.

● O principal cuidado na especificação e no projeto

é permitir que as fundações originais e o reforço

trabalhem como um sistema único.


ESTACAS MEGA

● Os equipamentos utilizados são de pequeno porte;

● Podem trabalhar em espaços confinados e de alta

dificuldade de acesso;

● A execução desta estaca não faz barulho, não utiliza água e

nem refrigeração;

● São cravadas com o uso de macacos hidráulicos, ligados a

unidades elétricas/hidráulicas de pequeno porte;

● https://www.youtube.com/watch?v=26fYtwQGfE8


ESTACAS MEGA


ESTACAS RAIZ● Utilização de equipamentos de médio porte ou grande porte.

● A estaca raiz é uma estaca concretada “in loco”.

● É executada em direção vertical ou inclinada.

● Trabalham em locais de difícil acesso.

● Perfuração, com circulação de água, capaz de atravessar

matacões, blocos de concreto ou embuti-las em rocha.

● O processo executivo desta estaca não causa vibrações, o que

permite empregá-la em qualquer situação de obra industrial.

● https://www.youtube.com/watch?v=rQcQmq8caG4


ESTACAS RAIZ


ALARGAMENTO DE BASE DE TUBULÃO● Consiste no aumento da área de apoio do tubulão.

● Quando as armaduras existentes não são

dimensionadas para a peça aumentada, pode ser

realizado o chumbamento de ferragens com o

emprego de resinas colantes para a aderência entre

o concreto original e o novo.


ALARGAMENTO DE BASE DE TUBULÃO


REFORÇO DO SOLO

● Os métodos mais comuns são os do tipo JET GROUTING;

● Melhoram características físicas dos solos, como resistência,

deformabilidade e permeabilidade;

● O JET GROUTING é um processo no qual um jato da calda de

cimento é introduzido no terreno a alta pressão de tal modo a

desagregar o solo, misturando-se a este e formando, assim, colunas

de solo-cimento de alta resistência mecânica e baixa

permeabilidade


REFORÇO DO SOLO


SUBSTITUIÇÃO DE FUNDAÇÕES

● Execução de novas fundações, commaior capacidade de carga que aoriginal, sem que haja a necessidadede serem do mesmo tipo.


SUBSTITUIÇÃO DE FUNDAÇÕES


A TORRE DE PISA

Edificação inclinada mais famosa do mundo; Causas de sua inclinação: Solos instáveis; Fundação mal planejada; Construída no século XII: estudos de solo eram precários.

Como consequência, não se sabia a profundidade que asfundações deveriam ter para se ancorar a torre em soloestável;

Durante a construção, perceberam a inclinação e passaram aconstruir paredes mais altas no lado baixo para compensarvisualmente, aumentando o carregamento no solo e ainclinação;

Passou por reformas em 1997 para diminuir a inclinação, queaumentava a cada ano.


Para prevenir a ocorrência de manifestações patológicas emsolos e fundações, deve-se:

Analisar não só o terreno, mas também as vizinhanças;

Realizar sondagens adequadas com base em conhecimentos

geotécnicos e nas normas ANBT;

Adequar a fundação ao tipo de terreno;

Considerar as situações corte/aterro;

Especificar cargas, materiais, quantidades, locais de

implantação, recalques admissíveis, etc;

Acompanhar sinais patológicos ao longo da vida útil da

estrutura, como trincas e fissuras.

139

MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS PELA AÇÃO DA ÁGUA

1. GENERALIDADES

• Prejuízos de caráter funcional da edificação;

• Desconforto dos usuários e em casos extremos os mesmos podemafetar a saúde dos moradores;

• Danos em equipamentos e bens presentes nos interiores dasedificações;

• Prejuízos financeiros.


ORIGENS PRESENTES NA:

Umidade proveniente da execução da construção

Confecção do concreto Confecção de argamassas

Execução de pinturas

Umidade oriunda das chuvas Cobertura (telhados)

Paredes Lajes de terraços

Umidade trazida por capilaridade (umidade ascensional)

Terra, através do lençol freático

Umidade resultante de vazamento de redes de água e esgotos

ParedesTelhados

PisosTerraços

Umidade de condensação Paredes, forros e pisos Peças com pouca ventilação

Banheiros, cozinha e garagem

ERROS DE CAUSAS MANIFESTAÇÕES

PROJETO• Falta de impermeabilização

• Pouco caimento para o escoamento das águas • A não consideração do efeito térmico sobre a

laje

• Manchas

• Mofo

• Gotejamento

• Corrosão das armaduras da laje

• Lixiviação do concreto

• Descolamento de cerâmicas do piso

• Desagregação do revestimento do forro

EXECUÇÃO• Má execução de juntas

• Rodapés mal executados – arremate inadequado da impermeabilização na platibanda

ou muro • Ralos quebrados

MATERIAIS • Rachaduras da platibanda provocam a penetração de água por baixo da

impermeabilização • Materiais de baixa qualidade

MANUTENÇÃO• Ruptura de ladrilhos cerâmicos

• Entupimento de ralos• Vazamento de redes pluviais ou hidráulico

sanitários por tubulação furada

144

A umidade em parede e pisos pode se originar conformeesses três meios:

• Por vazamentos ou pela ruptura de canalizações de águafria, quente, esgoto e águas pluviais;

• Pela penetração de água da chuva;

• Pela percolação de água oriunda do solo, por ascensãocapilar;


Provoca alteração na superfície, exigindo a recuperação ou atémesmo a necessidade de se refazer revestimentos, gerando grandesprejuízos financeiros;

O crescimento de bolor está diretamente ligado à existência deumidade. É comum o emboloramento em paredes umidecidas porinfiltração de água ou vazamento de tubulações;


Para se evitar o surgimento do bolor, já na fase de projeto, devemser tomadas medidas como a garantia de ventilação, iluminação einsolação adequada aos ambientes;

Caso não seja possível prevenir, e o dano ocorra, é necessária alimpeza da superfície, com emprego de soluções fungicidas;

Troca de materiais que estavam contaminados por outros queresistam a ação de crescimento do bolor.


O bolor é entendido como a colonização por diversas populaçõesde fungos filamentosos sobre vários tipos de substrato, inclusiveas argamassas inorgânicas (SHIRAKAWA et al., 1995).

O desenvolvimento desses microrganismos em revestimentosinternos ou de fachada causa alterações estéticas de tetos eparedes pela formação de manchas escuras, indesejáveis, pretas,marrons ou verdes, ou ocasionalmente manchas clarasesbranquiçadas ou amareladas;

A multiplicação de fungos pode provocar ao longo do tempo adeterioração da construção e o desencadeamento de alergiasrespiratórias e asmas em pessoas com predisposição.


Figura: Projeto no qual a ventilação dos banheiro está prejudicada.

151

2. UMIDADE NOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

As mudanças higroscópicas provocam variaçõesdimensionais nos materiais de construção; o aumento deumidade provoca expansão do material e a diminuição daumidade contração.

No caso da existência de vínculos, poderão ocorrer fissurasnos elementos e componentes do sistema construtivo.

A quantidade de água absorvida por um material deconstrução depende dos fatores porosidade e capilaridade.

As variações no teor de umidade de um material provocammovimentações irreversíveis e reversíveis.


152

Movimentações irreversíveis e reversíveis:

Movimentações irreversíveis: ocorremgeralmente logo após a fabricação do materiale originam-se pela perda ou ganho de águaaté que se atinja a umidade higroscópica deequilíbrio do material fabricado.

Movimentações reversíveis: ocorrem porvariações do teor de umidade do material,ficando delimitadas a um certo intervalo,mesmo no caso de secar-se ou saturar-secompletamente o material.


153


154

Os problemas de umidade podem manifestar-se nas edificações emtodos os seus componentes construtivos.

Uma classificação, adotada internacionalmente, onde se procuraconciliar a origem do fenômeno e a forma como este se manifesta éassim representada:

umidade de obra;

umidade de absorção e capilaridade;

umidade de infiltração;

umidade de condensação;

umidade acidental.


155

Umidade de obra Originada nos trabalhos de construção dos edifícios, mantendo-se

durante um determinado período após o termino da obra, diminuindodepois gradualmente até desaparecer.

Umidade de absorção e capilaridade Tem origem na absorção da água existente no solo pelas fundações das

paredes e pavimentos, migrando para as fachadas e pisos.

Umidade de infiltração Proveniente da água de chuva que penetra nos edifícios através dos

elementos constituintes de sua envoltória exterior.

156

Umidade de condensação Se origina do vapor de água que se condensa nas superfícies, ou no

interior dos elementos de construção.

Umidade acidental Proveniente de vazamentos do sistema de distribuição e / ou coleta de

águas da edificação.

* A frequência da ocorrência destes tipos de umidade está associada àidade da construção, ao clima, aos materiais e técnicas construtivasaplicadas e ao nível de controle da qualidade realizado nas construções.

157

3. PATOLOGIAS DE UMIDADE

As manifestações patológicas de umidade apresentam diversas formas de manifestação entre as quais pode-se citar:

Manchas, bolhas e eflorescências Formação de bolor Aparecimento de fissuras e trincas

158

Manchas

As manchas podem se manifestar acompanhadas ou não daformação de eflorescências ou vesículas.

Para ocorrer a eflorescência, é determinante haver a presença ea ação dissolvente da água (FIORITO, 1994).

As vesículas podem ser causadas por uma série de fatores taiscomo, a existência de pedras de cal não completamente extintas,matérias orgânicas contidas nos agregados, torrões de argiladispersos na argamassa ou outras impurezas (BAUER, 1994).

159

Manchas

No caso de tintas impermeáveis, a eflorescência deposita-seentre a camada de tinta e a camada de reboco, desta forma,comprometendo a aderência entre ambas. Estas tintas sãotambém responsáveis pela formação de bolhas que resultam dapercolação da água através da alvenaria acumulando entre orevestimento e a tinta.

161

Aparecimento de fissuras e trincas

As trincas provocadas por variação de umidade dos materiais deconstrução, entre um caso e outro, podem apresentar variação deabertura em função das propriedades higrotérmicas dos materiaise das amplitudes de variação da temperatura ou da umidade(THOMAZ, 1989);

Um tipo de fissura bastante característico ocorre verticalmente noterço médio da parede, podendo ser causada tanto pela contraçãode secagem do componente de alvenaria quanto por suasmovimentações reversíveis;

162

Em estudo realizado pelo IPT com blocos vazados desolo-cimento, pode-se constatar o aparecimento demicrofissuras verticais nas paredes de blocos, após aocorrência de chuvas que provocaram o umedecimentodas paredes;

Como os blocos haviam sido empregados na obra comidade superior a 90 dias, deduziu-se que as fissuraseram ocasionadas por movimentações reversíveisoriginadas pela brusca variação de umidade;

163

Movimentações reversíveis ou irreversíveis podem originartambém destacamentos entre componentes de alvenaria eargamassa de assentamento em função de inúmerosfatores tais como, aderência entre a argamassa ecomponentes de alvenaria, tipo de junta adotada, módulode deformação dos materiais em contato, propriedadeshigroscópicas desses materiais e intensidade da variaçãode umidade (THOMAZ, 1989);

164

Trincas horizontais também podem aparecer na base dasparedes, onde os componentes de alvenaria em contato diretocom o solo absorvem sua umidade, apresentandomovimentações diferenciadas em relação às fiadas superioresque estão sujeitas à insolação direta e à perda de água porevaporação. Essas trincas quase sempre estão acompanhadaspor eflorescências o que facilita seu diagnóstico;

Outro tipo bastante característico de fissura causada porumidade é aquele presente no topo de muros pela absorção deágua (de chuva ou mesmo de orvalho), uma vez que aargamassa do topo da parede movimenta-se diferencialmenteem relação ao corpo do muro e acaba destacando-se do mesmo.

• Quando se trata de umidade, os problemas podem estarpresentes em todas as fases de uma edificação, desde oprojeto até a manutenção;

• É essencial que sejam corrigidos os defeitos na fase deprojeto, a prevenção é a melhor solução;

• A escolha dos materiais usados e tipos de sistemasconstrutivos ajudarão a prevenir o surgimento de danospor umidade, assim como uma impermeabilização dequalidade.

• Deve-se ter atenção na escolha da impermeabilização, jáque reparos e uma nova aplicação são dispendiosos;

• É frequente a falha de não se dar atenção ao sistema deimpermeabilização, gerando gastos superiores a primeiraimpermeabilização;

• Também deve ser levado em conta o microclima em que seinsere a edificação, o qual é de suma importância para seevitar a ação de água como a agente de patologias;

• A incidência de chuva e vento pode variar de uma fachadapara outra, exigindo características especiais e cuidados.


FISSURAS CAUSADAS POR ALTERAÇÕES QUÍMICAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

1. GENERALIDADES

Os materiais de construção são susceptíveis de deterioração pelaação de substâncias químicas, principalmente as soluções ácidas.

Edifícios que abrigam fábricas de laticínios, cervejas, álcool, açúcar,sal, celulose e produtos químicos em geral podem ter seus materiaise componentes seriamente avariados por essas substâncias.

Nesses casos, as patologias manifestam-se frequentemente na formade lixiviação.


2. CARBONATAÇÃO

Quando o concreto é exposto ao gás carbônico (CO2), a soluçãoalcalina existente em seus poros pode ter seu pH reduzido;

A alta alcalinidade (pH › 12,0) devida, principalmente, à presença dehidróxido de cálcio – Ca (OH)2 – proveniente das reações químicas dehidratação do cimento, pode ser reduzida;

Ca (OH)2 + CO2 Ca CO3 (pH < 9,4);


A carbonatação neutraliza a natureza alcalina da pasta de cimentohidratada, prejudicando a proteção do aço contra a corrosão;

Quando a frente com pH baixo atinge a superfície da armadura, apelícula passivadora é rompida, podendo haver corrosão;

A extensão da carbonatação pode ser determinada com facilidadepelo tratamento de uma superfície recentemente exposta com umasolução de fenolftaleína – o Ca (OH)2 se torna rosa e a partecarbonatada incolor ;


3. AÇÃO DE CLORETOS

A presença de íons cloreto em estruturas de concreto armado é umadas principais causas da corrosão de suas armaduras;

Além da água do mar e atmosferas marinhas, os cloretos podemestar presentes em águas industriais, aditivos aceleradores de pegaque contenham Ca Cl2 , limpeza de pisos e fachadas cerâmicas comácido muriático, etc;

O íons cloreto agem tanto na fase inicial, com o rompimento pontualdo filme passivador, como na aceleração da propagação do processocorrosivo;

NBR 6118/2014 - Durabilidade.

Classes de agressividade ambiental (CAA)

Qualidade do concreto

Cobrimento nominal do concreto

Base de pilar de ponte próximo ao solo úmido


O ingresso e a progressão dos cloretos no concreto podem serexplicados por um mecanismo duplo, de sucção e difusão;

A difusão é o transporte da matéria através da matéria, como porexemplo a difusão de gases na atmosfera, em determinadoambiente;

A difusão pode também ocorrer entre dois sólidos ou por um gáspartículas através de um corpo sólido;

O fenômeno pode ser estudado através das Leis de FICK, paramodelagem da difusão com a distância e o tempo;


Deterioração das armaduras

Causada pela corrosão

Decorrente de processos eletroquímicos;

Intensifica-se com a presença de elementos agressivos;

As edificações encontram-se inseridas em meios cada

vez mais agressivos

Ambientes industriais;

Poluição das grandes cidades.

177


Deterioração das armaduras

As armaduras do concreto são invariavelmente instaladas nas

proximidades da superfície;

Indispensável para proteger as barras de aço do contato com o

ambiente externo:

Adensamento bem feito;

Cobrimento adequado das armaduras.

Esses cuidados são muitas vezes negligenciados.

178


Ocorrência de fissuração pelas razões já expostas

Porta de entrada para a água e o ar/poluentes;

Podem iniciar ou acelerar os processos de corrosão.

As reações de corrosão produzem óxido de ferro

Volume muito superior ao do aço;

Ocorre perda de seção e de capacidade resistente do aço;

O óxido de ferro expande e agrava as fissuras existentes no concreto;

As fissuras podem evoluir para um quadro de lascamento.

179

Deterioração da armadura

180


4. ALTERAÇÕES ENVOLVENDO A FORMAÇÃO DE PRODUTOSEXPANSIVOS

Hidratação retardada das cales.

Ataque por sulfatos.

Reação álcali-agregado.

Corrosão das armaduras de concreto.


5. HIDRATAÇÃO RETARDADA DAS CALES

Uma cal bem hidratada não apresenta óxidos livres de cal emagnésio, as cales mal hidratadas podem apresentar teores bastanteelevados desses óxidos, que são ávidos por água.

Se houver umidificação do componente ao longo de sua vida útil, osóxidos livres tendem a hidratar-se, ocorrendo um aumento devolume em torno de 100%.


Em argamassas de assentamento a expansão pode provocar fissurashorizontais no revestimento, acompanhando as juntas deassentamento.

Entretanto, o efeito mais nocivo está nos revestimentos emargamassa, cuja expansão tende a produzir danos generalizados norevestimento (fissuras, descolamento, desagregações epulverulências).


6. ATAQUE POR SULFATOS

É o nome genérico de uma série de processos inter-relacionados e àsvezes sequenciais que levam à decomposição da matriz cimentícia doconcreto, ocasionando queda em suas propriedades mecânica,estabilidade dimensional e durabilidade.

O aluminato tricálcico (C3A) , constituinte do cimento, pode reagircom sulfatos em solução formando um composto denominadoetringita. Essa reação (C3A › 5%) é acompanhada de grandeexpansão.

Para que a reação ocorra é necessária a presença de cimento, deágua e de sulfatos solúveis (por isso a utilização conjunta de cimentoe gesso é perigosa).


Os sulfatos podem provir do solo, águas contaminadas, cerâmicasfabricadas com argilas com alto teor de sais solúveis, etc.

A água pode provir da chuva em superfícies mal impermeabilizadas,umidade da edificação (lavagem de pisos, por exemplo), etc.

As patologias são em forma de trincas horizontais e verticais, quasesempre em conjunto com eflorecências.


7. FORMAS DE DEGRADAÇÃO DO CONCRETO DEVIDO AO ATAQUEPOR SULFATOS

Segundo METHA (2008), o ataque por sulfatos pode manifestar-se deduas formas:

Expansão e fissuração do concreto;

Diminuição progressiva de resistência e perda de massa.


8. PREVENÇÃO CONTRA O ATAQUE POR SULFATOS

Minimizar o acesso da água contendo sulfatos à estrutura (projetoestrutural, drenagem, barreiras, revestimentos);

Produzir concreto de baixa permeabilidade (dosagem);

Seleção de materiais cimentícios adequados (por exemplo, utilizaçãode cimento resistente a sulfatos – RS, com baixo % de C3A);

Produzir concretos com baixa relação água cimento.


9. REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO (RAA)

Não é um processo de deterioração pela ação direta do meioambiente;

A RAA é proveniente de reações químicas envolvendo os álcalis docimento Portland (K2O e Na2O) e certos minerais silicosos reativospresentes no agregado;

Provoca expansão e fissuração do concreto, levando à perda deresistência e módulo de elasticidade, podendo favorecer oaparecimento de outros processos de deterioração do concreto, comoa carbonatação e corrosão das armaduras;


Pipocamento e exsudação de um líquido viscoso (STANTON, 1940) nadescrição de investigações de estruturas fissuradas de concreto naCalifórnia;

Manifestações patológicas percebidas em estruturas localizadas emambientes úmidos, a presença de umidade é condição necessária aoaparecimento dessas manifestações;

Alguns exemplos são barragens, pilares de pontes, quebra mares,galerias de águas pluviais, etc;


10. PREVENÇÃO CONTRA A REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO (RAA)

Uso de agregados não reativos.

Uso de materiais (cimentos, principalmente) com baixo teor deálcalis.


11. CHUVAS ÁCIDAS

Os ambientes urbanos e industriais lançam na atmosfera umasérie de compostos que podem precipitar de forma seca ou úmidana superfície das construções;

As chuvas ácidas são resultantes da combinação de gasespresentes na poluição atmosférica com hidrogênio presente naatmosfera sob a forma de vapor d’água;

Os óxidos de enxofre produzem ácido sulfúrico (H2SO4) com pHentre 2,2 e 4,5 (a chuva normal tem pH aproximado de 5,0);

As chuvas ácidas, ao atingirem as estruturas de concreto, podemprovocar sua degradação, principalmente por dissolução da matrizcimentícia .


12. ZONA DE ATMOSFERA MARINHA

Apesar dessa região não estar em contato direto com o mar, nela as estruturas de concreto armado recebem uma quantidade razoável de sais, capazes de cria depósitos salinos na superfície, onde ocorrem ciclos de molhagem e secagem;

Os ventos podem carregar os sais na forma de partículas sólidas ou como gotas de solução salina

A quantidade de sais diminui em função da distância ao mar, reduzindo significativamente a partir de 700m (MEIRA, 2004);

A forma mais frequente de degradação nesta zona é a corrosão das armaduras do concreto pela ação dos íons cloreto.


13. RESUMO MECANISMOS DE DETERIORAÇÃO DO CONCRETO

SKALNY (2007)

Deterioração da superfície •Abrasão: movimento de objetos ou materiais (equipamentos pesados, grãos no silo)•Erosão: contato com partículas sólidas em suspensão em líquidos (linhas de esgoto)•Cavitação: formação e colapso subseqüente de bolhas de vapor (mudanças súbitas de direção do fluxo)

Deterioração das armaduras •Corrosão do aço

Deterioração dos agregados •Reação álcali-agregado

Deterioração da matriz cimentícia

•Ataque por sulfatos•Ataque pela água do mar•Ataque por ácidos•Carbonatação•Cristalização de sais


FISSURAS CAUSADAS PELARETRAÇÃO DE PRODUTOS À BASE DE CIMENTO

1. O FENÔMENO DA RETRAÇÃO

A retração está associada à deformação em pastas de cimento,argamassas e concretos sem que haja qualquer tipo decarregamento;

De uma forma geral, a principal causa da retração é a perda de águada pasta de cimento;


2. FORMAS DE RETRAÇÃOTrês formas de retração são as mais importantes em produtos à

base de cimento:

Retração química: a reação química entre o cimento e a água se dácom redução de volume ;

- A hidratação do cimento resulta em produtos que possuemcaracterísticas de pega e endurecimento;

- Os aluminatos (C3A) se hidratam a uma velocidade maior queos silicatos, sua rápida hidratação deve ser desacelerada dealguma forma (em geral, através do uso de gipsita);

- Os silicatos (C3S e C2S) compõem cerca de 75% do cimentoPortland, tendo papel dominante na taxa de desenvolvimento daresistência mecânica do concreto


Retração de secagem: a quantidade excedente de água, empregadano preparo do concreto ou argamassa para a obtenção datrabalhabilidade necessária, permanece livre no interior da massa.Em sua evaporação ocorre retração de volume;

- A retração é tanto maior quanto maior for a velocidade deevaporação da água, que depende da temperatura do ar,temperatura do concreto, umidade relativa do ar e velocidade dovento;

- A saída da água do concreto endurecido, mantido em ambientenão saturado é a causa da retração por secagem;

- Uma parte desse movimento é irreversível


Retração por carbonatação:

Ca (OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O

- A reação é acompanhada de redução de volume;

- Um processo consequente da carbonatação, além da redução de alcalinidade, é a retração do concreto;

- A retração proveniente da carbonatação é menos importante que a neutralização da natureza alcalina da pasta de cimento;

- A carbonatação aumenta a retração em umidades intermediárias mas não a 25% e a 100%;


3. RESTRIÇÃO E FISSURAÇÃO

A restrição dos componentes de concreto pode induzir à compressãoou a tração, sendo a última a mais importante;

Existem duas formas de restrição externas e internas;

A restrição externa ocorre quando o movimento da seção de umelemento de concreto é total ou parcialmente impedido porelementos adjacentes rígidos;

A restrição interna existe por gradiente de temperatura e umidade nointerior da seção;


Um exemplo de restrição interna é o de uma massa de concreto naqual se desenvolve o calor devido à hidratação do cimento;

O calor é dissipado da superfície do concreto, ocorrendo umgradiente de temperatura na seção e uma retração diferencial entre asuperfície e o interior do concreto;

O fenômeno pode ocorrer quando grandes volumes de concretosimples (não armado) são lançados em barragens de gravidade(concreto massa), onde existe risco de fissuração térmica;


4. CONCRETAGEM DE GRANDES MASSAS (BARRAGENS)

A reação de hidratação do cimento, sendo exotérmica, provoca aelevação de temperatura em quantidades consideráveis;

A quantidade de calor gerada é função do teor de cimento;

O aumento de temperatura será tanto maior, quanto pior forem ascondições de dissipação de energia térmica;

A baixa dissipação gera tensões que podem levar à dissipação doconcreto;

As fissuras ocorrerão quando as tensões de tração desenvolvidasforem superiores à resistência à tração do concreto.


O controle da temperatura de lançamento é uma das melhoresformas de evitar fissuras térmicas nas estruturas de concreto;

Uma técnica usual é adicionar gelo ou água gelada na betoneira,durante o preparo do concreto;

O aumento de temperatura será tanto maior, quanto pior forem ascondições de dissipação de energia térmica;

O intervalo de lançamento entre camadas também é utilizado para ocontrole da temperatura máxima do concreto;

As fissuras ocorrerão quando as tensões de tração desenvolvidasforem superiores à resistência à tração do concreto.


GAMBALE, 1998


5. FATORES QUE INTERVÊM NA RETRAÇÃO

Composição química e finura do cimento:a retração aumenta com a finura do cimento , seu teor de cloretos(CaCl2 , normalmente empregado como aditivo acelerador de pega) ealcalis (K2O e Na2O).

Quantidade de cimento adicionada à mistura:quanto maior o consumo de cimento, maior é a retração.

Natureza dos agregados:maior retração para os agregados com maior poder de absorção deágua (basalto e agregados leves, por exemplo).


Granulometria dos agregados:quanto maior a finura dos agregados, maior será a quantidadenecessária de pasta de cimento para recobri-los, e maior será ,portanto, a retração.

Quantidade de água na mistura:quanto maior for a relação água / cimento maior será a retração desecagem.

Condições de cura:Se a evaporação da água iniciar-se antes do término da pega doaglomerante, a retração sofrerá grande aumento.

Umidade relativa do ar:Nos ambientes mais úmidos a retração é menor.


RECUPERAÇÃO E REFORÇO ESTRUTURAL

I- CONCEITOS FUNDAMENTAIS

A necessidade de reparar ou reforçar uma estrutura restaurando sua

segurança e aumentando sua durabilidade tem sido cada vez mais

comum porque:

Estruturas mais esbeltas;

Solicitações mais intensas;


Ambientes mais agressivos;

Consciência e maior conhecimento na manutenção;

Recuperação ou aumento do valor imóvel;

Inviabilidade de demolição e reconstrução;

Mudanças de uso da construção.


II- MATERIAIS

1. CONCRETO

Requer um traço que altere para melhor algumas de suas

características naturais.

Podem ser necessárias:

- altas resistências iniciais;

- ausência de retração de secagem;

- elevada aderência ao substrato;

- baixa permeabilidade.


A obtenção destas características pode se dar através de:

- aditivos plastificantes, redutores de água, impermeabilizantes, etc;

- adições minerais como escória de alto forno, cinzas volantes,

microssílica,etc;

- via de regra, baixa relação água/cimento.

As exigências mencionadas reduzem a viabilidade de emprego de

concreto dosado em canteiro para uso em reparos e reforços.


A seleção do material depende do problema patológico em questão,

características da região a ser reparada (horizontal, vertical, “sobre

cabeça”), agressividade do ambiente, etc.

2. GRAUTES BASE CIMENTO

Material fluido e auto adensável no estado recém misturado,

formulado para preencher cavidades e subsequentemente tornar-se

aderente, resistente e sem retração no estado endurecido.


Conveniente para reparo em locais de acesso difícil ou em casos de

seções densamente armadas.

3. ARGAMASSAS POLIMÉRICAS

Argamassas de cimento Portland modificadas com polímeros.

Podem ser formuladas com resinas acrílicas tipo metacrilato ou com

resinas à base de PVA.


4. ARGAMASSAS BASE EPOXI

Toleram pH na faixa de 2,0 a 10,0.

O epóxi tem boas propriedades físicas e mecânicas, além de ótima

aderência a vários tipos de superfícies.

III-PREPARO E LIMPEZA DO SUBSTRATO

1. PREPARO

São tratamentos prévios das superfícies dos componentes

estruturais.


Exemplos:

- Escarificação manual (talhadeira, marreta);

- Disco de desbaste (lixadeiras rotativas);

- Escarificação mecânica (martelete pneumático);

- Lixamento manual (lixas comuns);

- Lixamento elétrico (discos de lixa);

- Escovamento manual;

- Apicoamento com martelo.


2. LIMPEZA DAS SUPERFÍCIES

Conjunto de procedimentos aplicados sobre os elementos estruturaisantes da aplicação dos materiais de reparo.

Exemplos:

- Jato de água fria sob alta pressão;- Jato de água quente sob alta pressão;- Jato de água sob baixa pressão;- Lavagem com soluções ácidas;- Lavagem com soluções alcalinas;- Remoção de óleos e graxas superficiais;- Jato de ar comprimido sob pressão;- Aspiração à vácuo.


IV- TÉCNICAS DE APLICAÇÃO DO MATERIAL DE REPARO

- Montagem de forma e preenchimento convencional;

- Montagem de forma e bombeamento;

- Encunhamento de argamassa seca (DRY PACK);

- Agregado pré-colocado e grauteamento;

- Concreto projetado via seca;

- Concreto projetado via úmida;

- Injeção de fissuras e/ou trincas;

- Aplicação de sobrecapas (overlays).


V- TRATAMENTO DE FISSURAS

1. TÉCNICAS A ADOTAR

Tratamento depende da causa.

Fissuras ativas (variação de espessura).

Fissuras passivas.

Necessidade ou não de reforços estruturais.

Superficiais (tratamentos mais simples).

Nata de cimento com aditivo expansor.

Profundas (resinas epoxídicas).


2. OBJETIVO GERAL

Criação de barreira (fissuras ativas e passivas).

Impedir o transporte nocivo de líquidos e gases.

Evitar o ataque às armaduras.

3. FISSURAS ATIVAS

Eliminação da causa geradora (torná-la passiva)

Não restabelecer o monolitismo.

Fissuração em outro local.


Vedação / cobrimento dos bordos externos.

Preenchimento com material elástico e não resistente.

Convivência com a patologia instaurada.

Impedimento da degradação do concreto.

4. FISSURAS PASSIVAS

Fechamento da fissura com material resistente / aderente.

Injeção de resina epoxídica.

Peça volta a ser monolítica.


5. INJEÇÃO DE FISSURAS

Exígiveis para aberturas maiores que 0,1 mm.

Prenchimento do espaço formado entre as bordas da fenda.

Fissuras passivas – materiais rígidos (epóxi ou grautes).

Fissuras ativas – materiais elásticos (resinas acrílicas ou

poliuretânicas).


6. RESINAS EPOXÍDICAS

Fissuras inativas – Produtos não retráteis.

Alta capacidade resistente e aderente.

Bom comportamento frente aos agentes agressivos.

Endurecimento rápido.

Bicomponentes líquidos – melhor qualidade.


7. PROCEDIMENTO DE INJEÇÃO

Abertura de furos ao longo do desenvolvimento da fissura.

D = 10 mm e 50 mm ≤ l ≤ 300 mm.

Limpeza da fenda (ar comprimido).

Fixação de tubinhos plásticos nos furos.

Selagem com cola epoxídica (espátula).

Injeção tubo a tubo.


8. COSTURA DE FISSURAS (GRAMPEAMENTO)

Fissuras ativas (isoladas).

Disposição de armaduras adicionais (grampos).

Discutível (pode gerar fissuras em regiões adjacentes).


CONFLITOS E SOLUÇÕES PARA PROBLEMAS DE FALHAS E

MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM EDIFICAÇÕES

1. INTRODUÇÃO

• Em nossa disciplina foram já estudadas as principais

manifestações patológicas nas edificações e suas causas;

Foram também expostas noções de reconstituição, reparo e

reforço estrutural;

• Como lidar com os conflitos gerados pelas manifestações

patológicas?


2. COMPLEXIDADE DA CONSTRUÇÃO CIVIL

A construção civil tem diversas particularidades com relação aos

outros setores da indústria tradicional:

• Quantidade de sistemas ou subsistemas;

• Quantidade de intervenientes;

• Interações com o meio vizinho;

• Serviços artesanais;

• Relevância patrimonial.

3. INTERVENIENTES NA CONSTRUÇÃO CIVIL


4. DEFICIÊNCIA DE REGISTROS CONFIÁVEIS

• Devido ao grande número de intervenientes há alto potencial de

surgimento de disputas na construção civil;

• Observa-se grande deficiência de registros confiáveis de fatos

controvertidos ao longo do ciclo de vida do empreendimento;

• Muitos eventos podem dar origem a litígios;

• Estabelecer referências fidedignas e crucial para subsidiar a justa

solução dos conflitos;

• As controvérsias em geral ocorrem em momento posterior ao fato

que lhe deu causa.


5. FORMAS USUAIS DE SOLUÇÃO DAS CONTROVÉRSIAS

• Vistoria: Constatação in loco de um fato, mediante observações

criteriosas (NBR 13.752, NBR 14.653, Lei 5.194/66 – regula a

profissão do engenheiro);

• Perícia em geral: Investigação das causas que motivaram

determinado evento;

• Perícia judicial: prevista no Art. 156 do Código de Processo Civil:

“O Juiz será assistido por perito quando a prova do fato depender de conhecimento técnico ou científico”

• Arbitragem: solução extrajudicial, onde os conflitos são julgados

por árbitros especializados em questões técnicas de engenharia

(Lei de Arbitragem – 13.129 de 2015).

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