MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO by carlosrsr

MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

Edificação • • • • •

Possui um ciclo de vida útil Apelo visual (estética); Funcionalidade; Estabilidade; Durabilidade;

GERAL

DESTAQUE • Não existe projeto menos ou mais importante. O que existem são estruturas grandes e pequenas. Todos devem ser tratados com os mesmos requisitos de segurança, qualidade e utilização.

• Projeto de engenharia envolve não só as disciplinas tradicionais, mas também fatores como meio ambiente, estética, custos, impacto social, evolução tecnológica e otimização devem ser considerados.

Edificação • Fatores que prolongam a vida útil: – Um bom desenvolvimento do projeto; – Correto planejamento da execução; – Qualidade dos materiais e da mão de obra; – Manutenção periódica; – Adaptações planejadas;

Significado de Patologia • Dicionário MICHAELIS: – Med.: Ciência que estuda a origem, os sintomas e a natureza das doenças. – Geral: A que define os termos, fixa-lhes as significações, determina as leis dos fenômenos mórbidos, investiga e classifica as causas, os processos, os sintomas, etc.

Significado de Patologia • Ocorrências durante a vida útil da edificação que prejudicam o desempenho esperado; • Estudo: – Manifestação; – Mecanismo de ocorrência; – Causa; – Natureza; – Origens; – Consequências;

Patologias • Podem se apresentar em qualquer elemento: fundação, estrutura, vedação, instalações, etc.;

Patologias As manifestações patológicas são evidenciadas por alguns sinais que, embora muitas vezes apareçam em alguns componentes, podem ter origem em outros componentes.

De acordo com Pedro (2002), a origem das patologias pode ser classificada em: Congênitas - São aquelas originárias da fase de projeto, em função da não observância das Normas Técnicas, ou de erros e omissões dos profissionais, que resultam em falhas no detalhamento e concepção inadequada.

Patologias Construtivas - Sua origem está relacionada à fase de execução da obra, resultante do emprego de mão-de-obra despreparada, produtos não certificados e ausência de metodologia adequadas.

Patologias Adquiridas - Ocorrem durante a vida útil, sendo resultado da exposição ao meio em que se inserem, podendo ser naturais, decorrentes da agressividade do meio ou decorrentes da ação humana.

Acidentais – Caracterizadas pela ocorrência de algum fenômeno atípico, resultado de uma solicitação incomum.

Patologias – Agentes causadores • Mecânicos: Abalos sísmicos, alterações na configuração do terreno, sobrecarga na estrutura. • Químicos: Maresia, poluição do ar, acúmulo de água na estrutura, variação de temperatura, umidade relativa do ar, radiação solar incidente, chuva. • Biológicos: Fungos e bactérias. • Físicos (do material): escolha errada, incorreto dimensionamento.

Patologias - Identificação • Etapa de levantamento de subsídios – Vistoria do local; – Determinação da existência e da gravidade do problema patológico; – Caracterização do “objeto” sujeito à manifestação patológica; – Definição e comparação com o desempenho esperado; – Definição de medidas de segurança;

Patologias - Identificação • Exemplo de ficha com levantamento visual

Patologias - Identificação • Etapa de Investigação – Entrevista com pessoas envolvidas no processo produção, vizinhos, usuários, etc.; – Ensaios no local (destrutivos ou não). – Ensaios laboratoriais;

Patologias - Ensaios • Exemplo de ensaios

Carbonatação A carbonatação é um dos mecanismos mais correntes de deterioração do concreto armado. O dióxido de carbono presente no ar penetra nos poros do concreto e reage com o hidróxido de cálcio formando carbonato de cálcio e água. A carbonatação progride com a frente paralela à superfície. Quando a frente de carbonatação atravessa o cobrimento das armaduras, estas ficam despassivadas (devido à perda de alcalinidade), permitindo o início da sua corrosão (desde que existam água e oxigénio), comprometendo, deste modo, a durabilidade do concreto. *Indicador da fenolftaleína

Profundidade

Ultra-som

Esclerometria

Patologias - Pesquisa • Etapa de Pesquisa – Bibliográfica, tecnológica ou científica. – Geração de hipóteses efetivas que visam esclarecer as origens, causas e mecanismos de ocorrência que estejam promovendo uma queda, de desempenho de um dado elemento, componente ou subsistema; – Necessidade ou não de intervir no problema patológico; – Alternativas de intervenção e definição da terapia a ser indicada. Através do prognóstico levantam-se as alternativas de intervenção, que são escolhidas; – Grau de incerteza sobre os efeitos.

Patologias - Causas • Projeto Projetar uma estrutura significa resolver por completo os itens de segurança, funcionalidade e durabilidade – Uso inadequado dos materiais empregados (ex.: aço sem proteção em ambiente marinho, madeira em regiões com grande umidade); – Premissas de projeto (carregamentos, relação água/cimento, cobrimentos); – Verificações em relação a fadiga, fissuração e deslocamentos (flechas); – Detalhamento (falta de informações, especificações equivocadas)

Patologias - Causas

Patologias - Causas • Execução – Falta de controle de qualidade do concreto e outros materiais; – Correto cobrimento; – Mão de obra sem qualificação; – Consultor geotécnico (recalques); – Projeto de escoramento; – Falta de fiscalização; – Sabotagem;

Patologias - Causas

Patologias - Causas • Manutenção Conforme a NBR5674, a responsabilidade pela manutenção de uma edificação é atribuída ao proprietário ou por algum contratado. – Todos os materiais possuem uma vida útil; – Garantir a sobrecarga de projeto; – Intemperes – impermeabilização, corrosão da armadura; – Infiltrações – Instalações;

Patologias - Causas

Patologias - Custos

Terapia • Terapia é palavra de origem grega (therapeía) e significa "método de tratar doenças e distúrbios

Terapia • Estuda-se as correções e soluções das patologias • Diagnóstico deve ser bem conduzido, conhecendo as características e funcionalidades do local a ser tratado; • Escolha dos materiais e técnicas a serem utilizados; • Programa de manutenção periódica

ACIDENTES Edifício Palace 2, construído pela empresa do deputado Sérgio Naya, que desabou em 1998 Edifício de 22 andares e 174 apartamentos Hipóteses: • Falta de manutenção; • Material e execução (pilares e vigas segregados) de baixa qualidade; • “Erro” de projeto (subdimensionamento de pilares); • Deficiência no cobrimento, que protege o concreto da corrosão; • Ausência de estribos suplementares; Obs.: Segundo relatos da imprensa, a empresa já havia sido processada quatro vezes antes do desabamento pela má construção, que impediu a obra de receber o habite-se da prefeitura

ACIDENTES Desabamento do Pavilhão da Gameleira 04/02/1971 – Belo Horizonte Houve uma dificuldade na retirada do cimbramento das escoras centrais. Imaginou-se que seria devido ao recalque das fundações e iniciou-se a retirada primeiramente junto aos apoios e caminhando para o centro. Surgimento de fissuras junto a V103 e V203, mas manteve-se a orientação de retirada das escoras do apoio para o centro. Vistoria identificou que o recalque nas fundações eram insignificantes. Pouco tempo ocorreu o desabamento das vigas, sem aviso prévio. Os recalques insignificantes tornaram-se a causa do acidente (depois corrigido) Constatou-se que no topo dos pilares havia uma grande concentração de barras, principal indicio da causa do acidente. As barras estavam limpas e o concreto esmigalhado, não formando o chamado “concreto armado”.

ACIDENTES Desabamento do Pavilhão da Gameleira 04/02/1971 – Belo Horizonte

Juntamente com a falta de detalhe de fretagem, agravada pela variação da temperatura referente a uma viga de 65m. A análise do projeto indicou tensões excessivas em serviço na região onde não observou-se aderência na vistoria. Atenções especiais para novos projetos: -A concepção é fundamental; -A certos casos de deixar a estrutura se movimentar é preferível do que liga-la fortemente; -O detalhamento da armadura é tão ou mais importante que o dimensionamento; -A sequência de retirada do escoramento é importante; -Não se deve realizar ajustes de projeto na obra, sem o consentimento prévio do projetista; -O excesso de armadura não é a favor da segurança se não ajustada as ancoragens, alojamentos e interferências; -Flechas devem ser verificadas em todas as etapas da construção e da utilização; -O efeito térmico deve ser sempre verificado;

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Figura 1: Corrosão nas armaduras e infiltrações próximas as tubulações

Figura 2: Corrosão nas armaduras, lixiviação do concreto provocado pela água

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Figura 3 e 4: Exemplos típicos de corrosão de armaduras em pilares

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Figura 5: Rigidez inadequada de elementos estruturais

Figura 6: Caso típico de impermeabilização mal feita

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Figura 9: Cobrimento da armadura inadequado gerando corrosão Figura 10: Espessura excessiva de revestimento

Patologias - Revestimento As manifestações patológicas são evidenciadas por alguns sinais que, embora muitas vezes apareçam em alguns componentes, podem ter origem em outros componentes de revestimento. Quando há destacamento da placa cerâmica, isto não significa necessariamente que o problema foi causado pela própria placa, o problema pode ter sido causado, por exemplo, por falta de treinamento de mão-de-obra, que não respeitou o tempo em aberto da massa colante (FONTENELLE & MOURA, 2004).

Patologias

Figura 11: Ausência de detalhes construtivos (contraverga)

Figura 12: Movimentação da estrutura

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Figura 11: Má execução do revestimento

Figura 12: Recalque de fundação

Patologias Trincas, gretamento e fissuras em cerâmica

Estas patologias aparecem por causa da perda de integridade da superfície, que pode ficar limitada a um defeito estético ou não.

As trincas são rupturas provocadas por esforços mecânicos, que causam a separação em partes, com aberturas superiores a 1 mm. As fissuras são rompimentos com aberturas inferiores a 1 mm. Uma classificação será vista a seguir. O gretamento em placas cerâmicas é uma série de aberturas inferiores a 1 mm e que ocorrem na superfície esmaltada das placas, dando a ela uma aparência de teia de aranha.

Patologias Variações de temperatura também podem provocar o aparecimento de fissuras. Estas patologias ocorrem normalmente nos primeiros e últimos andares do edifício, geralmente pela falta de especificação de juntas de movimentação e detalhes construtivos adequados. Eflorescência É evidenciado pelo surgimento na superfície no revestimento, de depósitos cristalinos de cor esbranquiçada, comprometendo a aparência do revestimento. Estes depósitos surgem quando os sais solúveis nas placas de cerâmicas, nos componentes na alvenaria, nas argamassas de emboço, de fixação ou de rejuntamento, são transportados pela água utilizada na construção, ou vinda de infiltrações, através dos poros dos componentes de revestimento (placas cerâmicas não esmaltadas, rejuntes). Estes sais em contato com o ar solidificam, causando depósitos.

Patologias

Figura 16: Ausência de detalhes construtivos (juntas de movimentação) Figura 17 : Ocorrência de Eflorescência em fachadas

Patologias Destacamentos ou descolamentos em Placas Cerâmicas Os destacamentos são caracterizados pela perda de aderência das placas cerâmicas do substrato, ou da argamassa colante, quando as tensões surgidas no revestimento cerâmico ultrapassam a capacidade de aderência das ligações entre a placa cerâmica e argamassa colante e/ou emboço. O primeiro sinal desta patologia é a ocorrência de um som cavo (oco) nas placas cerâmicas (quando percutidas), ou ainda nas áreas em que se observa o estufamento da camada de acabamento (placas cerâmicas e rejuntes), seguido do destacamento destas áreas, que pode ser imediato ou não. Geralmente estas patologias ocorrem nos primeiros e últimos andares do edifício, devido ao maior nível de tensões observados nestes locais.

Patologias

Figura 20: Descolamento de revestimento cerâmico na interface entre argamassa de assentamento e a peça cerâmica.

Figura 23: Descolamento de revestimento cerâmico na interface entre argamassa de assentamento e a peça cerâmica.

Patologias Deterioração das juntas Apesar de afetar diretamente as argamassas de preenchimento das juntas de assentamento (rejuntes) e de movimentação, este tipo de problema compromete o desempenho dos revestimentos cerâmicos como um todo, já que estes componentes são responsáveis pela estanqueidade do revestimento cerâmico e pela capacidade de absorver deformações. Bolor

O termo bolor ou mofo é entendido como a colonização por diversas populações de fungos filamentosos sobre vários tipos de substrato, citando-se inclusive as argamassas inorgânicas (SHIRAKAWA, 1995). O termo emboloramento, de acordo com Allucci (1988) constitui-se numa “alteração observável macroscopicamente na superfície de diferentes materiais, sendo uma consequência do desenvolvimento de microorganismos pertencentes ao grupo dos fungos”.

Patologias

Figura 25: Infiltração de água em pintura

Estruturas Metálicas Nas estruturas metálicas podemos citar como causas principais de patologias as seguintes: • • • • •

Falhas de projeto e de detalhamento Falhas nos processos e detalhes construtivos Qualidade ou utilização inadequada dos materiais Falhas de manutenção ou ausência de manutenção preventiva Utilização indevida da estrutura

Estruturas Metálicas A falta de um bom detalhamento impede e dificulta a manutenção. Segundo MESEGUER (1991), a origem das falhas em edificações é distribuída conforme a Figura 28 abaixo:

Figura 28: Média geral das falhas em edificações Fonte: MESSEGER 1991

Estruturas Metálicas As patologias mais comuns em estruturas de aço são: • Corrosão localizada: causada por deficiência de drenagem das águas pluviais e deficiências de detalhes construtivos, permitindo o acúmulo de umidade e de agentes agressivos. • Corrosão generalizada: causada pela ausência de proteção contra o processo de corrosão. • Deformações excessivas: causadas por sobrecargas ou efeitos térmicos não previstos no projeto original, ou ainda, deficiências na disposição de travejamentos. • Flambagem local ou global: causadas pelo uso de modelos estruturais incorretos para verificação da estabilidade, ou deficiências no enrijecimento local de chapas, ou efeitos de imperfeições geométricas não consideradas no projeto e cálculo. • Fratura e propagação de fraturas: Falhas estas iniciadas por concentração de tensões, devido a detalhes de projeto inadequados, defeitos de solda, ou variações de tensão não previstas no projeto.

Patologias – Estruturas Metálicas

Figura 30: Outro exemplo de falha no gabarito de furação

Patologias – Estruturas Metálicas

Figura 32: Exemplo de falha no dimensionamento

Figura 33: Exemplo de incoerência entre projetos

Patologias – Estruturas Metálicas

Figura 34: Exemplo de falha na ligação de duas peças

Figura 35: Exemplo de ajuste de erro de detalhamento na obra

Estruturas de Madeira Os fatores que causam as patologias em construções de madeiras são divididos em dois grupos: os agentes abióticos e bióticos. Agentes abióticos Os agentes abióticos são: a água: produz fendilhação, retrações, empolamentos, empenamento e putrefação da madeira. O sol: é o fenômeno que se designa por fotodegradação. O fogo: que destrói progressivamente o alburno e o cerne. Agentes mecânicos, físicos e químicos Os agentes abióticos, na maior parte das vezes causam danos leves sobre a madeira, à exceção do fogo prolongado. O perigo destes reside no fato de que em muitas ocasiões são a via de entrada de agentes bióticos tais como fungos ou insetos como podemos ver nas Figura 38e Figura 37 a seguir:

Estruturas de Madeira • Danos causados pela água • Danos produzidos pelo sol • Danos produzidos por variações de temperatura • Danos produzidos pelo fogo • Danos causados por fungos • Danos produzidos por insetos xilófagos

Estruturas de Madeira

Figura 39: Exemplo de fendas por perda de umidade. Figura 34: danos causados por intempéries e consequentemente o ataque por fungos e insetos comprometendo assim estrutura.

Estruturas de Madeira Cupins de madeira seca Geralmente atacam peças e estruturas de madeira como telhados causando grandes prejuízos; vivem em colônias sem qualquer contato com o solo e não necessitam de fonte externa de umidade. Cupins subterrâneos Alimentam-se de madeira e para atingir a sua fonte de alimento atacam edificações, vindos do solo espalhando-se pela construção. Utiliza-se de vãos existentes na alvenaria ou aproveitam os caminhos de passagem de conduítes de energia e telefonia. Suas colônias são construídas em locais escuros e escondidos. Disseminamse na época da primavera e verão e são atraídos pela luz durante o ciclo reprodutivo e podem ser vistos circulando lâmpadas e postes de iluminação pública em noites quentes (cupins alados ou siriris como são conhecidos popularmente).

Estruturas de Madeira

Figura 40: Cupins.

Figura 41: Ninho de cupins.

Fotos retiradas das apostilas: • Patologia nas Edificações – Prof. Dalmo – Universidade Federal de Minas Gerais – Belo Horizonte, 2009. • Patologia nas Edificações – Prof. Anderson Claro – Universidade Federal de Santa Catarina – Faculdade de Arquitetura e Urbanismo – Florianópolis, 2009.