8 Aula Metalic A

UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO Escola de Minas – DECIV

Patologia das Construções

Patologia Estruturas Metálicas

Principais Patologias

• Incompatibilidade de projetos: – estruturas de concreto e estruturas

metálicas

• Falha nas emendas

• Detalhamentos incompatíveis

• Interface estrutura Metálica e vedação

• Corrosão

AS DEFICIÊNCIAS DA CONSTRUÇÃO EM AÇO NA ATUALIDADE

• Industrialização X Construção Artesanal

• maior nível de qualificação das pessoas que trabalham com esta tecnologia.

• Concepção do projeto Arquitetônico: – Diferente do projeto em estruturas de concreto

armado.

– Aspectos como: • modulação,

• grandes vãos,

• lajes pré-fabricadas,

• painéis de fechamentos.

AS DEFICIÊNCIAS DA CONSTRUÇÃO EM AÇO NA ATUALIDADE

• Limitações:

–a proteção contra incêndio,

–a falta de diversidade de perfis estruturais,

–Ambientes agressivos,

–Carência em normas nacionais.

Patologia em Estruturas Metálicas

Estrutura metálica

Projeto, Execução

Painéis de fechamento

Patologias físico-construtivas.

Mapeamento de problemas na construção industrializada em aço

Desenvolvimento da construção industrializada em aço

Promove:

• novos elementos construtivos introduzidos no mercado e no cotidiano

das obras

• Associação entre estruturas metálicas e sistemas de fechamento

Questionamento de sua eficiência.

Retrabalho - improvisação de shaft. a) Fiação externa ao vigamento, b) Improvisação de shaft - interferência

com vão de janela. Fonte: Sales, 2001.

Manchas de ferrugem na fachada. Fonte: Arquiteto Luis Andrade, 2000.

Estruturas aparentes x

Estruturas embutidas

• problemas decorrentes da exposição da estrutura:

• i. Exige, além da pintura anticorrosiva, uma outra pintura, normalmente uma tinta poliuretânica (de elevado custo), resistente à radiação solar, para compor a fachada;

• ii. exige maior proteção contra o fogo na estrutura;

• iii. algumas vezes requer a colocação de juntas telescópicas entre o fechamento e a estrutura, incluindo os contraventamentos;



• iv. a estrutura exposta é mais vulnerável à radiação solar. Maior dilatação térmica em comparação a estruturas embutidas;

• v. os raios solares incidindo diretamente sobre a estrutura causa um maior desconforto térmico devido a difusão do calor por convecção e radiação dentro da edificação.



Estruturas aparentes x estruturas embutidas

• Ou seja:

• O arquiteto tem de estar ciente destes problemas para tentar minimizar os seus efeitos na edificação.

• A adoção de estruturas embutidas minimiza o efeito destes problemas pois a argamassa atua como um revestimento protetor.

A técnica tradicional de assentamento de alvenaria

encunhamento

encunhamento

encunhamento

Corrosão por Frestas

Corrosão por Frestas

Como Prevenir a Corrosão

• A Prevenção Começa na Etapa de Projeto

• O principal objetivo do engenheiro e do arquiteto é fornecer à obra um projeto adequado com respeito à função, fabricação e resistência mecânica.

• Muitas construções estarão localizadas em regiões onde o ambiente é mais agressivo, o que significa atenção às medidas de proteção.

• Como o custo do controle da corrosão é muito dependente do seu projeto, o engenheiro deve sempre incluir o aspecto da prevenção da corrosão em seu trabalho.


• Simplifique as Formas! – Um dos fatores mais importantes no projeto

para o controle da corrosão é o de evitar frestas, onde depósitos de compostos solúveis em água e umidade possam se acumular , e não se tornem visíveis ou acessíveis à manutenção.

– Qualquer região onde duas superfícies estejam muito próximas também se qualifica como uma fresta.

– Várias situações deste tipo devem ser analisadas: parafusos, rebites, cantoneiras perfiladas, soldas irregulares, respingos de solda, descontinuidades e soldas intermitentes.

Como Prevenir a Corrosão • Evite Umidade Residual











Como Prevenir a Corrosão - formas








• Corrosão Galvânica

• Evite todos os pares bimetálicos possíveis.

• A corrosão só acontecerá se uma cela galvânica for formada, isto é, se houver dois metais ou ligas situados distantes na série galvânica conectados elétricamente e imersos em um mesmo eletrólito.

Como Prevenir a Corrosão • Corrosão Galvânica

• intercalar , entre os dois metais ou ligas, um isolante elétrico.



• intercalar , entre os dois metais ou ligas, um isolante elétrico.

–Compostos orgânicos com alta resistência à pressão.

–O material isolante não deve ser poroso,

–uso de arruelas de zinco entre parafusos de aço conectando chapas de alumínio.

–AÇOS INOXIDÁVEIS ACOPLADOS AOS AÇOS CARBONO


Como Prevenir a Corrosão • Corrosão Galvânica

• A REVERSÃO DO ZINCO À 60 C

• Em temperaturas ambiente, os tubos de aço galvanizado são anódicos com respeito ao aço não protegido.

– Zinco age como metal de sacrifício – temperatura ambiente

• em aplicações de água quente (de 60 C a 77 C), o potencial do zinco decresce, isto é, se torna mais catódico, podendo causar a reversão entre catodos e anodos.

– O aço então se torna anódico face ao zinco.

• tubulações de aço galvanizado não devem ser usados quando a água transportada estiver na temperatura compreendida entre 60 C a 77 C, pois o aço será anodo de sacrifício nesta condição peculiar.

Preparo de Superfície e Pintura

• Limpeza Superficial

–Jato de areia

• Ancoragem Mecânica

–aumento da rugosidade superficial

Porque Proteger o Aço do Fogo

• Porque proteger o aço do fogo se ele não queima?

• em temperaturas superiores a 550 C, o aço, sob a carga total de projeto , iniciará o processo de flambagem localizada.

• Para retardar a ação do fogo: proteger o aço com produtos que diminuirão a velocidade com que são aquecidos.

• os produtos devem ser resistentes à abrasão causada pelos gases quentes e à ação direta da chama.

Metal para toda obra Valentina Figuerola Edição 104 - Novembro/2002

• Aço, cobre, titânio, alumínio.

• A aplicação desses materiais e de ligas especiais no revestimento ou fechamento de edifícios,

• Viabilidade técnica e econômica,

• os revestimentos metálicos para fachadas estão divididos em:

– chapas únicas

– painéis compostos, formados por duas chapas metálicas e um recheio de material isolante térmico, como polietileno.

• excelente resistência à corrosão devido à barreira de película de óxido que é ligada firmemente à sua superfície

• se danificada, se recompõe imediatamente na maioria dos ambientes.

Corrosão galvânica

Aplicações esquadrias (portas e janelas),

forros,

divisórias, acessórios para banheiros,

estruturas pré-fabricadas,

elementos decorativos de acabamento

Transmissão de energia elétrica.

Extrudados

Aplicações

Lâminas e chapas, lisas ou lavradas, estampadas, corrugadas, vincadas ou estiradas

Telhas e fachadas

Tintas

Cobre

• Oxida-se em presença do ar atmosférico, formando-se na sua superfície uma camada de óxido cúprico, designada por verdete.

• Tem um desagradável cheiro quando esfregado com os dedos;

• é bastante venenoso pela camada de óxido e de carbonato que se instala à superfície, o que limita a sua aplicação a certas indústrias.

Cobre

Cobre

Cobre Os monumentos ou esculturas de bronze (liga de estanho e cobre), sob ataque por H2SO4 forma uma camada constituída basicamente de sulfato básico de cobre, insolúvel e de cor esverdeada (3Cu(OH).CuSO4).

Aço

• Como proteção à corrosão, as chapas são galvanizadas ou recebem uma pré-pintura eletrostática.

• Aço Inox – ligas aço

• Falhas nas ligações entre as chapas.

• até 6% Cromo- Resistem bem à ruptura, são duros, não resistem aos choques.

– Usos- esferas e rolos de rolamentos, ferramentas, projéteis, blindagens, etc.

• 11 a 17% de Cromo- Inoxidáveis. – Usos- aparelhos e instrumentos de medida, cutelaria, etc.

• 20 a 30% de Cromo- Resistem à oxidação, mesmo a altas temperaturas. – Usos- válvulas de motores a explosão, fieiras, matrizes, etc.

Aços Cromo - inox

O Aço Inox na Arquitetura

• Os aços inoxidáveis são selecionados para aplicação na arquitetura pela sua resistência à corrosão.

• Esta é a primeira consideração no processo de seleção.

• Fatores ambientais como temperatura e umidade precisam ser consideradas,

• Importante: a localização do projeto.


• As localizações podem ser classificadas como: RURAL – áreas não poluídas, situadas no interior e afastadas de atmosferas e resíduos industrias. URBANA – áreas residenciais, comerciais ou áreas com industrias leves com poluição não agressiva do ar.


• As localizações podem ser classificadas como:

• INDUSTRIAL – são caracterizadas pela poluição do ar, através da presença de dióxido de enxofre ou gases liberados por industrias químicas, que podem formar ácidos condensados potencialmente perigosos.

• LITORÂNEA – áreas com presença de spray marítimo ou bruma. Estes contêm cloretos que podem condensar quando a umidade da superfície evapora.

Outros fatores importantes na escolha do tipo de aço são:

• Acabamento superficial

• Projeto

• Técnica construtiva

• Facilidade de limpeza e manutenção

Propriedades físicas e mecânicas do aço inoxidável.

• Como regra geral, quanto mais fino o acabamento, maior a resistência à corrosão.

• No projeto devem ser evitadas frestas, que facilitam o processo de corrosão.

• Técnicas construtivas que evitem frestas devem ser consideradas.

• Rebites de alumínio devem ser evitados na fixação de painéis de aço inoxidável, pois poderá ocorrer corrosão galvânica.

Propriedades físicas e mecânicas do aço inoxidável.

• A limpeza periódica é recomendável para o aço inoxidável, como para a maioria dos materiais empregados no exterior de edifícios.

• A expansão térmica entretanto destes materiais, é um terço da maioria dos outros tipos de aços.

• Os aços inoxidáveis mais comuns para aplicações na arquitetura são o 430, o 304 e o 316,

• foram testados em ambientes rurais, urbanos, industriais e litorâneos.

• Na maioria das aplicações, um destes tipos poderá atender às exigências estéticas e de performance estabelecidas no projeto.

Limpeza • Uma película plástica adesiva durante a

fabricação, transporte e montagem normalmente protege as peças de aço inoxidável.

• A cola da película poderá também se agarrar à superfície do aço inoxidável.

• Partículas de ferro provenientes de ferramentas ou por contato com estruturas de aço, andaimes tubulares, etc., precisam ser removidas imediatamente.

Limpeza

• Caso um ataque de corrosão localizada por micro-fissuração tenha ocorrido, serão necessários tratamentos à base de decapagem ácida ou retificação mecânica para restaurar a superfície.

• Marcas de dedo: uma solução de água e sabão ou um detergente.

Limpeza • Marcas intensas de óleo e graxa poderão ser

removidas com produtos à base de álcool, incluindo isopropílico, ou outros solventes tais como acetona e Thiner.

• Limpadores que NÃO deverão ser usados em aços inoxidáveis:

–Produtos de limpeza contendo cloretos, em especial os que contenham ácido clorídrico,·

–Alvejantes de hipoclorito.

Intervalos de Limpeza

• Uma boa prática é limpar o aço inoxidável na mesma periodicidade a qual se limpa as janelas do prédio (vidraças).

• freqüência da rotina de limpeza de 6-12 meses para sujeira leve e de 3-6 meses para sujeira pesada

Metalização • Outra possibilidade é ainda a

pulverização.

• Estes revestimentos também podem ser em níquel, cromo, estanho, chumbo ou cobre.

Light Steel Frame

Steel Deck

Telhas Metálicas

Telhas Metálicas

Telhas Metálicas

Telhas Metálicas

Telhas Metálicas

REVESTIMENTOS EM FACHADAS

A fixação das placas de granito e outros tipos de pedras com inserts metálicos em fachada.

PATOLOGIAS

Formas de Aplicação de Granito em Fachadas: • Argamassa com arames e/ou parafusos; • Granitos com inserts metálicos

PATOLOGIAS

Descolamento de revestimento de granito:

PATOLOGIAS

Ação da água da chuva - o revestimento absorve umidade, transferindo-a para a argamassa e para alvenaria:

PATOLOGIAS

Ação da água da chuva - o revestimento absorve umidade, transferindo-a para a argamassa e para alvenaria:

PATOLOGIAS

Manchas com aparecimento de ferrugem do fixador:

PATOLOGIAS

Manchas com aparecimento de ferrugem do fixador:

GENERALIDADES

1 - Insert metálico – peça que ancorada na estrutura suporta o peso da placa de revestimento;

2 – Assentamento - as placas são presas com insert fixado à estrutura;

3 - Modelos de insert - americano e alemão Espessura do granito - 2 cm a 3 cm Aplicação atual - sistema de pino 4 - Fatores de dimensionamento: Placa - peso próprio, tamanho, espessura,

acabamento Sistema - largura das juntas, interação entre insert e

rocha

DADOS TÉCNICOS SOBRE INSERTS METÁLICOS

NORMA NBR 13707/1996 “5.4.2 - Dispositivos de Fixação 5.4.2.1 – Os dispositivos de fixação devem ser constituídos por metais inalteráveis. Os principais metais que podem ser utilizados são: Aço inoxidável: - tipo ABNT 304: para atmosferas urbanas e industriais isentas de cloretos; - tipo ABNT 316: para atmosferas urbanas, marítimas e industriais que contenham cloretos;

Cobre e suas ligas: Aço-carbono: Alumínio: 5.4.2.2 – Deve-se, preferencialmente, utilizar aço inoxidável, devido à sua grande

inalterabilidade e resistência mecânica.”

MODELOS DE INSERTS METÁLICOS

TÉCNICAS DE EXECUÇÃO

As furações serão executadas com broca diamantada de 5 mm, nas laterais das placas.

SISTEMA DE COLOCAÇÃO

1 - Furo no concreto: antes de iniciar a montagem, verificar o alinhamento da estrutura com o nível e fio de prumo, ou equipamento topográfico;

2 – Colocação do chumbador: a marreta é usada apenas para que o chumbador entre até o fim do furo, garantindo a ancoragem;


3 - Fixação do insert com chumbador de expansão, que ganha em resistência ao arrancamento, conforme é feito o aperto da rosca;

4 – Colocação da placa: com os inserts já posicionados no local correto, basta encaixar a placa nos furos ou rasgos;


5 - Ajuste fino: caso a placa esteja fora do alinhamento ou prumo do restante da fachada, é possível fazer o ajuste final por meio das regulagens dos furos oblongos;

6 – Aplicação de Fita Crepe na Junta;

Rejunte

7 – Os espaços entre as placas devem estar preenchidos com selante – normalmente mastique


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