Reforço e Reabilitação de Estruturas
Mestrado em Engenharia Civil
2011 / 2012
0/1122011/2012
Eduardo S. Júlio
Reabilitação e Reforço de EstruturasAula 4: Patologia das construções.
Anomalias de estruturas de: betão, madeira e pedra.
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
2. Degradação da madeira
3. Deterioração do betão
Sumário
1/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra (parte I)2. Degradação da madeira
3. Deterioração do betão
Sumário
2/1122011/2012
Nota
Imagens e texto retirados da apresentação do Dr. Delgado Rodrigues (LNEC), FCTUC, 23 de Março de 2006.
Reforço e Reabilitação de Estruturas
• Para conservar é preciso conhecer …
– A pedra,– As rochas de onde derivam,– A sua história passada,
• Mas também:
1. Degradação da pedra
3/1122011/2012
• Mas também:
– O enquadramento ambiental,– Os processos que as afectam,– As causam que os originam,
• E ainda:– As soluções e os métodos para resolver os problemas,– Os campos de aplicação e as limitações de cada um deles.
Reforço e Reabilitação de Estruturas
• Durante a sua história geológica, os materiais rochosos sofremtransformações de natureza:
• Física,• Química, • Mineralógica,
1. Degradação da pedra
4/1122011/2012
Em ambientes profundos : À superfície ou na sua vizinhança :
• Diagénese,• Metamorfismo,• Alteração deutérica.
• Meteorização, intemperismo.
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
Uma areia que se transforma em arenito…
5/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
Uma lava que se transforma em rocha ígnea: plutónica ou vulcânica…
6/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
Mas também: uma argila em xisto…
7/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
Ou: um calcário em mármore…
8/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
• A pedra utilizada nas construções é arrancada ao seu meioe exposta em novas condições de ambiente,
• É natural que a sua evolução sofra descontinuidade,
• Os ambientes exteriores são agressivos e, em geral, a
1. Degradação da pedra
9/1122011/2012
• Os ambientes exteriores são agressivos e, em geral, a evolução é acelerada,
Reforço e Reabilitação de Estruturas
Quando aplicada numa construção,
• A pedra integra-se num ambiente artificial, onde fica sujeita a novas forças e exposta a novas acções,
Mas…
1. Degradação da pedra
10/1122011/2012
• Transporta consigo todas as marcas gravadas pela sua históriapassada,
• Cujas consequências variam de caso para caso, mas que nuncadevem ser menosprezadas.
Reforço e Reabilitação de Estruturas
• A alteração profunda neste bloco de granito é uma consequênciadirecta dessa história passada.
1. Degradação da pedra
11/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
O tipo de alteração e a taxa de evolução dependemde factores :
• Intrínsecos:• Composição mineralógica,• Tamanho e forma dos componentes,• Tipo, forma e dimensão dos seus espaços vazios,
1. Degradação da pedra
12/1122011/2012
• Tipo, forma e dimensão dos seus espaços vazios,• Etc.,
• Extrínsecos:• Ambiente, no sentido lato,• Quantidade e composição das soluções em contacto,• Temperatura,• Humidade relativa,• Etc.
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
Breve referência aos mecanismos de degradação
13/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
Breve referência aos mecanismos de degradação
- Cristalização de sais
14/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
Alguns pontos que importa conhecer: – A origem, os percursos,
– Papel da porosidade e do tipo de sais na degradação
1. Degradação da pedra
15/1122011/2012
Movimento dos sais e zonamento
Segundo A. Arnold and K. Zehnder 1988
Reforço e Reabilitação de Estruturas
• Nos caso reais ou como ensaio de envelhecimento artificial, acristalização de sais é um processo importante
1. Degradação da pedra
16/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
• Eflorescências salinas
• Pulverização
As formas de degradação:
17/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
O estudo abordado através das formas de degradação:
1. Degradação da pedra
19/1122011/2012
• Escamas, pulverização
• Importância da cristalização de sais
Reforço e Reabilitação de Estruturas
• A importância nas pedras carbonatadas
• Os ambientes urbanos e industriais
1. Degradação da pedra
21/1122011/2012
• Taxa de fixação dos poluentes; influência das condições locais,• As sinergias com a biocolonização.
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
Factores intrínsecos particulares
22/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
• Acessórios como as argilas
1. Degradação da pedra
23/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
• forte anisotropia,
• com ou sem minerais argilosos.
24/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
• Juntas de materiais muito duros
1. Degradação da pedra
26/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
• Fracturas, movimentos diferenciais
• Problemas de fundações
1. Degradação da pedra
27/1122011/2012
• Problemas de fundações
Reforço e Reabilitação de Estruturas
• Continuidade estrutural• As juntas e seus problemas
28/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
30/1122011/2012
• Crostas devidas a tratamentos antigos
Reforço e Reabilitação de Estruturas
• Colonização biológica• Espécies endolíticas
As formas de degradação:
Casmo Casmo --endolíticosendolíticos
EpilíticosEpilíticos
32/1122011/2012
Cripto Cripto --endolíticosendolíticos
EuendolíticosEuendolíticos
EndolíticosEndolíticos
Microorganismos Litobiónticos
Reforço e Reabilitação de Estruturas
Observação com grande pormenor ilustra bem os efeitos da colonização…
33/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
…que mostra a existência de microorganismos instaladosbem dentro da pedra.
34/1122011/2012
Photo C. Ascaso
Reforço e Reabilitação de Estruturas
colonização biológica
35/1122011/2012
• algas sob escamas em granito
Reforço e Reabilitação de Estruturas
• colonização biológica em substratos de granitos alterados
36/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
Breves notas sobre conservação
40/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
Para entender o objecto e a importância da conservação da pedra, é preciso compreender, primeiro:
– O que é uma superfície,– Qual o valor que contém.
1. Degradação da pedra
41/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
• A superfície é o depósito do conteúdo estético do objecto …
• E, por isso,
42/1122011/2012
• E, por isso,
• A perda da superfície significa perder toda a ligação com o processo criativo.
Reforço e Reabilitação de Estruturas
Uma escultura que perdeu a totalidade da sua superfície original:
43/1122011/2012
É apenas o “fantasma” da obra inicial,
É uma aproximação mais ou menos grosseira do que foi a obra de arte.
Reforço e Reabilitação de Estruturas
Conceptualmente, uma superfície arquitectónica não é diferente,
44/1122011/2012
Naturalmente, relativizando as respectivas valias artísticas.
Reforço e Reabilitação de Estruturas
Nesta perspectiva, e exceptuando as acções de incidência estrutural:
• A conservação da pedra tem como objectivo último:
– A preservação das superfícies.
1. Degradação da pedra
45/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra (parte II)2. Degradação biológica da madeira
3. Deterioração do betão
Sumário
46/1122011/2012
Nota
Imagens e texto retirados da apresentação da Prof. A. Elena Charola, FCTUC, 26 de Janeiro de 2006.
Reforço e Reabilitação de Estruturas
EL DETERIORO DE LA PIEDRA EN EDIFICIOS HISTORICOS Y
MONUMENTOS
47/1122011/2012
A. Elena Charola
Reforço e Reabilitação de Estruturas
Terminología:
� Deterioro� Intemperismo� Alteración
1. Degradação da pedra
48/1122011/2012
� Alteración� Degradación
Reforço e Reabilitação de Estruturas
Definiciones:
� Deterioro: proceso que desmejora un material
� Intemperismo: proceso natural de deterioro
� Alteración: cambios en la composición mineralógica
1. Degradação da pedra
49/1122011/2012
� Alteración: cambios en la composición mineralógica
O: modificación que no implica necesariamente un desmejoramientode las características desde el punto de vista de la conservación
� Degrado: proceso que reduce el valor o descompone el material
Reforço e Reabilitação de Estruturas
Resistencia al Deterioro:Piedras Naturales
� Composición química-mineralógica
1. Degradação da pedra
50/1122011/2012
� Características fisico-mecánicas
Reforço e Reabilitação de Estruturas
� Porosidad� Tamaño de partícula
Resistencia al Deterioro:Piedras Naturales
1. Degradação da pedra
51/1122011/2012
� Adhesión entre partículas/granos� Diferencia de composición entre granos y matriz
Reforço e Reabilitação de Estruturas
Resistencia al Deterioro:Materiales manufacturados: Ladrillos, morteros, hormigón,..
� Selección de la materia prima
1. Degradação da pedra
52/1122011/2012
� Control de calidad en la manufactura
� Tratamientos de protección y manutención
Reforço e Reabilitação de Estruturas
Factores de Deterioro
1. Degradação da pedra
� Stress mecánico
53/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
� Ciclos térmicos (hielo-deshielo y frío-calor)
1. Degradação da pedra
Factores de Deterioro
54/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
� Humedad y ciclos húmedo-seco (ciclos hídricos e hígricos)
1. Degradação da pedra
Factores de Deterioro
55/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
� Polución aérea
Factores de Deterioro
56/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
� Sales solubles
Factores de Deterioro
57/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
� Sales solubles
Factores de Deterioro
58/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
� Colonización biológica
Factores de Deterioro
59/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
� Intervenciones de restauroLoggia del Capitanato, Vicenza
Factores de Deterioro
60/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
� Intervenciones de conservación mal aplicadasTumba del Gral Grant, New York City
Factores de Deterioro
61/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
� Compilación de datos
� Clasificación de datos
1. Degradação da pedra
Metodología Científica
62/1122011/2012
� Interpretación de datos
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
Factores de Deterioro� Interacción entre factores
• Agua y temperatura: – ciclos hielo-deshielo– ciclos húmedo-seco
63/1122011/2012
– ciclos húmedo-seco• Agua y polución aérea:
– corrosión– sales solubles
• Biocolonización– corrosión– efectos mecánicos
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
Deterioración: qué es lo importante?
� Deterioración del material
� Deterioración del edificio
64/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
Durabilidad del edificio/monumento
� Diseño
� Tecnología de construcción
65/1122011/2012
� Calidad de los materiales
� Compatibilidad de materiales
� Manutención
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
Durabilidad del edificio/monumento
� DiseñoReales Alcázares, Sevilla
66/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
Durabilidad del edificio/monumento
� Tecnología de construcciónOpera Bastille, Paris
67/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
Durabilidad del edificio/monumento
� Calidad de los materialesFate pur Sikri, India
68/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
Durabilidad del edificio/monumento
� Compatibilidad de materialesTaj Mahal, India
69/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
Durabilidad del edificio/monumento
� ManutenciónIglesia de San Martín,Almonaster la Real
70/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
Sabemos que cada patrimónioé uma história de inteligência
aplicada à vida
1. Degradação da pedra
71/1122011/2012
aplicada à vida
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
2. Degradação da madeira (parte I)3. Deterioração do betão
Sumário
72/1122011/2012
Nota
Imagens e texto retirados da apresentação da Eng.ª Helena Cruz (LNEC), FCTUC, 18 de Maio de 2006.
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
2. Degradação da madeira (parte II)3. Deterioração do betão
Sumário
88/1122011/2012
Nota
Imagens e texto retirados da apresentação do Prof. Júlio Appleton.
Reforço e Reabilitação de Estruturas
PRINCIPAIS ANOMALIAS EM ESTRUTURAS DE MADEIRA
− Humidade (favorece o ataque de fungos, carunchos, ...)
− Deformação excessiva
− Falta de travamentos
2. Degradação da madeira
89/1122011/2012
− Combustão (acção do fogo)
− Ataques fungos, caruncho
Reforço e Reabilitação de Estruturas
A água é o principal inimigo daconstrução e, em particular, da madeira,já que a sua presença em contacto comeste material não só lhe pode provocar
2. Degradação da madeira
Humidade
90/1122011/2012
este material não só lhe pode provocaralterações físicas, químicas emecânicas, como potencia a acção dosxilófagos mais destruidores (insectos efungos). De uma forma quasesistemática verifica-se nos edifíciosantigos que associada a sinais deataques de fungos de podridão e deinsectos xilófagos (carunchos dediversas espécies e térmitas) estásempre ou quase sempre a presença deágua ou, pelo menos, vestígios dessapresença.
Reforço e Reabilitação de Estruturas
Agentes de deterioraçãoFungos da podridãoTérmitasCarunchos
Identificação do tipo de ataque – peritos, testes laboratoriais
2. Degradação da madeira
92/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
2. Degradação da madeira
93/1122011/2012
Tratamento em fábrica:
• choque térmico
• tratamento com gás
Tratamento em obra:
• tratamento com injectores
• desinfestantes naturais
• tratamento de termonebulização
Reforço e Reabilitação de Estruturas
Protecção dos elementos de madeira contra insectos e fungos
2. Degradação da madeira
94/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
Apodrecimento do troço superior devido à alternância dahumidificação e secagem da madeira, especialmente gravese o elemento de madeira funciona como estaca. Então podeproduzir-se assentamento, …
Fundações
2. Degradação da madeira
95/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
– ataques de fungos e insectos xilófagos– deformações, vibração excessiva– rotura, …
2. Degradação da madeira
Pavimentos
96/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
2. Degradação da madeira
– Ataque de fungos de podridão– Efeito de humidificação (paredes exteriores, zonas de instalações
sanitárias, cozinhas, …)
Paredes
97/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
2. Degradação da madeira
– Deformações excessivas– Degradação dos apoios
Coberturas
98/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
2. Degradação da madeira
– Efeito de humidificação (clarabóias, …)– Deformações excessivas
Escadas
99/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
1. Degradação da pedra
2. Degradação da madeira
3. Deterioração do betão
Sumário
100/1122011/2012
Nota
Imagens e texto retirados da apresentação do Prof. Júlio Appleton e do Prof. António Costa.
Reforço e Reabilitação de Estruturas
- Comportamento estrutural
● deficiente capacidade resistente
● funcionamento inadequado
● deformações elevadas
⇒ Reforço
Principais Anomalias das Estruturas de Betão Armado
3. Deterioração do betão
101/1122011/2012
● deformações elevadas
● fendilhação excessiva
- Deterioração dos materiais
● betão
● aço
⇒ Reparação
Reforço e Reabilitação de Estruturas
…a acções verticais …a acções horizontais
3. Deterioração do betão
Deficiente capacidade resistente…
102/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
Funcionamento inadequado
3. Deterioração do betão
103/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
Fendilhação excessiva
3. Deterioração do betão
105/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
Deterioração dos materiais
Ataque químico do betão
- Reacções expansivas
álcalis-agregados reactivos
3. Deterioração do betão
106/1122011/2012
sulfatos
- Acção da água do mar
Corrosão das armaduras
-Carbonatação
-Cloretos
Reforço e Reabilitação de Estruturas
Ataque químico do betão
Reacções álcalis-sílica
Viaduto Duarte Pacheco
3. Deterioração do betão
107/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
3. Deterioração do betão
Ataque químico do betão
Acção da água do mar
Pontes cais
108/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
3. Deterioração do betão
Corrosão das armaduras
… devido à carbonatação do betão
(processo lento – dezenas de anos)
109/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
3. Deterioração do betão
Corrosão das armaduras
… devido à carbonatação do betão
110/1122011/2012
Reforço e Reabilitação de Estruturas
3. Deterioração do betão
Corrosão das armaduras
… devido à carbonatação do betão
111/1122011/2012
Top Related