Manifestações Patológicas - Introdução.pdf

11

MANIFESTAMANIFESTAES PATOLES PATOLGICAS EMGICAS EM

ESTRUTURAS DE CONCRETOESTRUTURAS DE CONCRETO

Profa. Eliana Barreto MonteiroProfa. Eliana Barreto Monteiro

2

IMPORTNCIA DO ESTUDO

Conhecer da evoluo dos problemas

Estudar as suas causas

Fornecer informaes para os trabalhos de reparo emanuteno

Contribuir para o entendimento do processo deproduo minimizando a incidncia total de problemas

MANIFESTAMANIFESTAES PATOLES PATOLGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETOGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

3


Patologia parte da Engenharia que estuda os sintomas, os mecanismos, as causas e as origens dos defeitos das

construes civis, ou seja, o estudo das partes quecompem o diagnstico do problema

(Helene, 1992)

PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS

24


PROCESSO DE DEGRADAO aquele que ocorre quando h uma transformao

dos materiais ao interagirem com o meio ambiente (John, 1987)

Afeta a durabilidade Reduz a vida til da estrutura

Estabilidade Funcionalidade Esttica

ConsequnciasNegativas

5


CONGNITAS

CONSTRUTIVAS

ADQUIRIDAS

FASE DE PROJETO

FASE DE EXECUO

AGRESSIVIDADE DO MEIO

FENMENOS ATPICOS

ORIGEM DAS PATOLOGIAS

ACIDENTAIS

6

JustificativaJustificativa

Recentemente o assunto passou a ser tratado de forma mais objetiva,com a publicao do novo texto

da norma brasileira para projetos de edifcios de concreto armado e protendido A NBR 6118 (2003),

ganhando inclusive um captulo a parte.


37

HistHistricorico

As leses ou enfermidades nas estruturas so fenmenos to

velhos como os prprios edifcios. Na Mesopotmia, h quatro mil

anos, o Cdigo de Hamurabij assinalava regras para prevenir

defeitos nos edifcios, sendo ento o primeiro tratado conhecido

sobre patologia na Construo


8

DISTRIBUIDISTRIBUIO O DO NDO NMERO MERO DDEE DANOSDANOSSEGUNDO O TIPO DE EDIFSEGUNDO O TIPO DE EDIFCIOCIO

GALPES

ED.RESIDENCIAIS

ED. NORESIDENCIAIS

ED. INDUSTRIAIS

32%

36%

18%

14%

Panorama EstatPanorama EstatsticosticoMANIFESTAMANIFESTAES PATOLES PATOLGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETOGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

9

Fissuras

Oxidao dasarmadurasRuptura do concreto

Ataque ao concreto

DeformaesexcessivasOutras

62%

15%11%

8%

20%22%

DISTRIBUIDISTRIBUIO SEGUNDO TIPO DE DANOO SEGUNDO TIPO DE DANO


410

5%4%3%5%

21%21%

35%

43%

30%

7%

0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%

PilaresVigasLajesAlvenariasFechamentosCoberturasElementos em contato com o solo

Outros elementos superficiais

Outros

DISTRIBUIDISTRIBUIO DE MANIFESTAO DE MANIFESTAES PATOLES PATOLGICASGICASPELO TIPO DE ELEMENTOPELO TIPO DE ELEMENTO

Fundaes


11


64%

16%

2%2%2% 1%

5%1%

Corroso de Armaduras Problemas Estruturais Detalhes ConstrutivosDesagregao do Concreto Ataque Qumico Recalque DiferencialInfiltraes Outros

INCIDNCIA EM PERNAMBUCO

Incidncia de Manifestaes Patolgicas em Estruturasde Concreto Armado em Pernambuco (Andrade, 1997)

Corroso

12

DISTRIBUIDISTRIBUIO DOS CUSTOS DE DANOSO DOS CUSTOS DE DANOS,, DEVIDOS AO PROJETODEVIDOS AO PROJETO

18%

59 %

10% 13%

0

10

20

30

40

50

60

DETALH

AMENT

O

DIMENS

IONAM

ENTO

CONC

EPO

MATER

IAIS IM

PRPRI

OS

Importncia EconmicaImportncia EconmicaMANIFESTAMANIFESTAES PATOLES PATOLGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETOGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

513

MECANISMOS DE DANOMECANISMOS DE DANO

Assentamento plAssentamento plsticostico

RetraRetrao plo plsticastica

ContraContrao to trmica inicialrmica inicial

LixiviaLixiviaoo e e EflorescnciaEflorescncia

Corroso de armadurasCorroso de armaduras

AAo do fogoo do fogo

Deficincias de projetoDeficincias de projeto

Defeitos deDefeitos de construconstruoo

Ataque ao ConcretoAtaque ao ConcretoMANIFESTAMANIFESTAES PATOLES PATOLGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETOGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

14

CAUSAS DE FISSURACAUSAS DE FISSURAOO

RetraRetraoo

DilataDilatao to trmicarmica

SobrecargaSobrecarga

DessecaDessecao superficial o superficial (cura insatisfat(cura insatisfatria)ria)

DeformaDeformaes excessivases excessivas

Recalque diferencialRecalque diferencial

ReaReaes expansivas es expansivas (Rea(Reao o lcalilcali--gregadogregado))

(Corroso das Armaduras)(Corroso das Armaduras)

FissuraFissuraooMANIFESTAMANIFESTAES PATOLES PATOLGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETOGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

15

FISSURAFISSURAO POR RETRAO POR RETRAOO

RetraRetrao auto autgena:gena: contracontrao quo qumica e automica e auto--secagemsecagem

RetraRetrao de secagem:o de secagem: evaporaevaporao da o da gua de capilargua de capilar

RetraRetrao to trmicarmica


616

FISSURAFISSURAO POR RETRAO POR RETRAOO

Fatores IntervenientesFatores Intervenientes

Cimento: composio qumica, finura e consumo

Granulometria dos agregados

Relao a/c

Tipo e tempo de cura

Relao superfcie/volume da pea


17

FISSURAFISSURAO DE LAJE O DE LAJE -- RETRARETRAO POR O POR SECAGEM EM PISOSECAGEM EM PISO

Fissuras de tamanho mdioSituadas na seo central do vo

Caractersticas

CausasGrande rigidez do conjunto pilar-sapata (causa mais freqente)


18

FISSURAFISSURAO O -- ASSENTAMENTO PLASSENTAMENTO PLSTICO STICO E EXSUDAE EXSUDAOO

Ocorre nas primeiras 3 horas aps o lanamento

Ascenso da gua de amassamento, devido diferena da densidade dos componentes

Aes preventivas:

9Adio de finos9Reduo da relao a/c9Controle do tipo e qualidade de retardadores


719

Fissuras demarcando a armadura

Abaixamento do volume de concreto

FISSURAFISSURAO O -- ASSENTAMENTO PLASSENTAMENTO PLSTICO STICO E EXSUDAE EXSUDAOO


20

RETRARETRAO PLO PLSTICASTICA

Ocorre entre a 1 e a 6 hora aps o lanamento do concreto

Evaporao da gua exsudada

Pode ser minorada por:

9Aumento da quantidade de cimento9Adio de finos9Reduo da relao a/c9Controle rigoroso do tipo e qualidade de retardadores

Se manifesta por fissuras largas e pouco profundas (menores que 30 mm de profundidade), so freqentes em peas planas


21

RETRARETRAO PLO PLSTICASTICA

Fissuras em direes aleatrias


822

RETRARETRAO PLO PLSTICASTICAMANIFESTAMANIFESTAES PATOLES PATOLGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETOGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

Fonte: PAZINI, 2003

23

CONTRACONTRAO TO TRMICA INICIALRMICA INICIAL

Ocorre entre a 1 e o 5 dia de idade do concreto

devida ao aumento de temperatura da pea devido ao calor de hidratao do cimento

Quando a contrao trmica impedida de ocorrer por um vnculo externo ou interno, aparecem as fissuras


24

Regio externa resfriada

Regio interna aquecida

trao

traocompresso

Reduzir a velocidade resfria-mentoReduzir quantidade de cimentoDispor armadura de peleCura adequada

Aes Preventivas



925


Junta de concretagem

1a. concretagem

2a. concretagem

Dispor juntas de concretagemArmadura de fissuraoReduzir a diferena de tempo entre a etapa 1 e 2 de concre-tagem.

AesPreventivas


26

FISSURAFISSURAO O -- RECALQUE DIFERENCIALRECALQUE DIFERENCIAL


27

FISSURAFISSURAOO

RECALQUE RECALQUE DIFERENCIALDIFERENCIAL


Fonte: GUSMO, 2004

10

28

FISSURAFISSURAO O REAREAO O LCALILCALI--AGREGADOAGREGADO


Ocorre entre o lcalis do cimento (ou de outras fontes) e a slica

ativa do agregado. Essa reao forma um gel de lcali-silicato

que preenche os poros do agregado, diminuindo sua aderncia

com a pasta de cimento e expandindo quando em contato com a gua

29

FISSURAFISSURAO O REAREAO O LCALILCALI--AGREGADOAGREGADO

Reao lcali-agregado ocorre entre os lcalis do cimento com a slica reativa presente em

determinados agregados

Geram expanso, fissurao e desagregao da pasta de cimento


30

MECANISMO REAMECANISMO REAO O LCALILCALI--AGREGADOAGREGADO

AGREGADO REATIVO

DIFUSO DE LCALISNO SISTEMA DEPOROS CAPILARES

EXPANSO PRODUZIDA PELA REAOLCALI-AGREGADO

ENTRADA E DIFUSODE GUA NO CONCRETO


Fonte: PAZINI, 2003

11

31

FISSURAFISSURAO O REAREAO O LCALILCALI--AGREGADOAGREGADOMANIFESTAMANIFESTAES PATOLES PATOLGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETOGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

Fonte: PAZINI, 2003

32


33


12

34


35


36

Dissoluo e remoo dos compostos hidratados da pasta de cimento.

Causada pela incidncia de guas cidas, puras, com presena de cloretos ou sulfatos.

LixiviaLixiviaoo


13

37

LIXIVIALIXIVIAOO

Lixiviao da pasta de cimento pela ao de chuva cida.

Face onde a chuva incide diretamente. Face oposta.


38

LIXIVIALIXIVIAOO


39

LIXIVIALIXIVIAOOMANIFESTAMANIFESTAES PATOLES PATOLGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETOGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

14

40

LIXIVIALIXIVIAOO

Fonte: FRANCO, 2003

41

LIXIVIALIXIVIAOO

Fonte: FRANCO, 2003

42

Ocorrem devido solubilidade do hidrxido de clcio (Ca(OH)2) na presena de umidade. Manchas ocasionadas pela precipitao de carbonato de

clcio (CaCO3) na superfcie do concreto, devido evaporao da gua que contm o hidrxido dissolvido.Ocorrem em concreto com alta permeabilidade ou

fissurados.Encontrada frequentemente em lajes e vigas.

EflorescnciaEflorescnciaMANIFESTAMANIFESTAES PATOLES PATOLGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETOGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

15

43

EFLORESCNCIAEFLORESCNCIA

Eflorescncia causada pelo acmulo de gua da chuva na cobertura.


Fonte: PAZINI, 2003

44EFLORESCNCIAEFLORESCNCIA

45

cinz

a na

tura

l

rosa cinz

a cl

aro

bran

co o

u am

arel

o cl

aro

AAo do Fogoo do Fogo

Distribuio da temperatura em uma viga e conseqente variao da colorao do concreto


16

46

AAO DO FOGOO DO FOGO

Fonte: PAZINI, 2003

47

AAO DO FOGOO DO FOGO

48

ConcretoAo

PERDA DE RESISTNCIA DEVIDOPERDA DE RESISTNCIA DEVIDO AAO DO FOGOO DO FOGO


17

49

PRODUTOS AGRESSIVOS PRODUTOS AGRESSIVOS S ESTRUTURAS DE CONCRETOS ESTRUTURAS DE CONCRETO

CIDOS CIDOS ATAQUE QUATAQUE QUMICOMICO


A penetrao dos cidos causa a decomposio de produtos de hidratao do cimento formando outros elementos que, se forem solveis podem ser lixiviados e, se insolveis podem expandir noprprio local onde se formam.

50


TnicoSulfrico

LcticoFosfrico

FrmicoHidroflurico

CtricoHidroclrico

ActicoCarbnico

ORGNICOSINORGNICOS

Relao de alguns cidos que atacam severamente o concreto


51


Onde so encontrados?

99guas freguas freticasticas

99Correntes contendo COCorrentes contendo CO2299Chuvas Chuvas cidascidas


18

52

DissoluDissoluo dos compostos hidratados e o dos compostos hidratados e

carbonatoscarbonatos

LixiviaLixiviao do concretoo do concreto

DespassivaDespassivao das armaduraso das armaduras



53Fonte: PAZINI, 2003


54

guas e gases residuais de indguas e gases residuais de indstrias;strias;

Atmosfera urbana;Atmosfera urbana;

guas subterrneas;guas subterrneas;

gua do mar.gua do mar.


SULFATOS SULFATOS -- ATAQUE QUATAQUE QUMICOMICO

19

55


PresenPresena de sulfatos a de sulfatos -- dissoludissoluo de compostos o de compostos da pasta hidratadada pasta hidratada

Sulfato + CSulfato + C33AA etringitaetringita

ExpansoExpanso


56



>10000>2,0Muito Severa

1500 a 100000,2 a 2,0Severa

150 a 15000,1 a 0,2Moderada

20

58

MEDIDAS PARA COMBATER OMEDIDAS PARA COMBATER OATAQUE POR SULFATOSATAQUE POR SULFATOS

Uso de cimentos mais resistentesUso de cimentos mais resistentes

(baixo teor de C(baixo teor de C33A)A)

ReduReduo da porosidade do concretoo da porosidade do concreto

(( relarelao a/c)o a/c) Uso de pelUso de pelculas de pintura impermeabilizantesculas de pintura impermeabilizantes


59

LEOS MINERAIS E PRODUTOS DE LEOS MINERAIS E PRODUTOS DE PETRPETRLEO E CARVO MINERALLEO E CARVO MINERAL

BenzinaBenzina

NaftalenoNaftaleno

XilenoXileno

ToluenoTolueno

GasolinaGasolina

leo dieselleo diesel

ParafinaParafina

FenFenisis


60

AAO DOS O DOS LEOS MINERAISLEOS MINERAISSOBRE O CONCRETOSOBRE O CONCRETO

Efeito predominantemente fEfeito predominantemente fsicosico

Ataque quAtaque qumico apenas quando hmico apenas quando h cidos ou cidos ou produtos que se acidificamprodutos que se acidificam

(cresol, fenol, cadeias (cresol, fenol, cadeias insaturadasinsaturadas))

IsopropilIsopropil benzeno, parafina, tolueno e benzeno, parafina, tolueno e xilolxilol so so inofensivosinofensivos


21

61


Fonte: FRANCO, 2003

62


Fonte: FRANCO, 2003

63

CAPACIDADE DE PENETRACAPACIDADE DE PENETRAO DOS O DOS LEOS LEOS MINERAIS NO CONCRETOMINERAIS NO CONCRETO

Alta densidade e viscosidade Alta densidade e viscosidade -- penetram lentamente no penetram lentamente no concretoconcreto

Baixa densidade e viscosidade Baixa densidade e viscosidade -- penetram rapidamente no penetram rapidamente no concreto (benzol, petrconcreto (benzol, petrleo, nafta)leo, nafta)

Necessidade de proteNecessidade de proteo com camada impermeabilizanteo com camada impermeabilizante cidos fracos cidos fracos -- dissoludissoluo lenta dos compostos da pasta de o lenta dos compostos da pasta de

cimento hidratadocimento hidratado

22

64

MECANISMO FMECANISMO FSICOSICO

PenetraPenetrao nos o nos poros do concretoporos do concreto

Expulso da Expulso da guagua

ReduReduo da o da resistncia resistncia mecnicamecnica

Processo Processo LentoLento


65

PROTEPROTEO DO CONCRETO DE O DO CONCRETO DE RESERVATRESERVATRIOS DE COMBUSTRIOS DE COMBUSTVEISVEIS

Evitar materiais sintEvitar materiais sintticos usuais de ticos usuais de impermeabilizaimpermeabilizaoo

Podem ser dissolvidosPodem ser dissolvidos

Proteger juntas de Proteger juntas de concretagemconcretagem


66

Defeitos de ConstruDefeitos de ConstruooNINHOS DE CONCRETAGEMNINHOS DE CONCRETAGEM


23

67

NINHOS DE CONCRETAGEMNINHOS DE CONCRETAGEMMANIFESTAMANIFESTAES PATOLES PATOLGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETOGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

68

FALHA DE CONCRETAGEMFALHA DE CONCRETAGEMMANIFESTAMANIFESTAES PATOLES PATOLGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETOGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

Fonte: BERNHOEFT, 1998

69

FALHA DE CONCRETAGEMFALHA DE CONCRETAGEMMANIFESTAMANIFESTAES PATOLES PATOLGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETOGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

Fonte: BERNHOEFT, 1998

24

70

FALTA FALTA DE DE

COBRIMENTOCOBRIMENTO

71

EXCESSO EXCESSO DE DE

ARMADURAARMADURA

72

N Sintoma Causa Origem Mecanismo/FenmenoFissuras do

concreto Projeto/Execuo Reao Expansiva do ferro com O2 e

H2O Carbonatao do

concreto Projeto/Materiais/Execuo

Agentes Agressivos Projeto/Execuo/Materiais/Uso

Sobrecargas Projeto/Execuo/Materiais/Uso

Peso Prprio Projeto/Execuo/Materiais

lcalis do cimento Materiais Reao lcali-Agregado

Agregado Reativos Projeto/Materiais Reaes qumicas de expanso

Agentes Agressivos Projeto/Execuo/Materiais/Uso

Movimentao trmica, reaes qumicas expansivas

Fogo, altas temperaturas Projeto/Uso

Flechas excessivas devidas deformao lenta

Descamao, esfoliao,

desagregao expanso

3

Corroso de Armaduras1

Deformao Excessiva2

ResumoResumoMANIFESTAMANIFESTAES PATOLES PATOLGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETOGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

25

73

N Sintoma Causa Origem Mecanismo/Fenmeno

Fissuras ativas: Sobrecargas Projeto/Execuo/Materiais/Uso Ao de momento fletor

Variao de temperatura Projeto/Execuo/Materiais/Uso Dilatao Trmica

Variao de U.R. Projeto/Execuo/Materiais/Uso Retrao e expanso do concreto

Inclinada Sobrecargas Projeto/Execuo/Materiais/Uso Cizalhamento ou toro

Fissuras passivas

vertical

inclinada Sobrecarga Uso Esforos de cizalhamento ou toro temporrios

superficial Temp. e U.R. Execuo Retrao de secagem superficial

Altura de lanamentoExcesso de armaduras

Excesso de gua

Falta de adensamento

7 Manchas Fungos e bactrias Projeto/Uso Colonias de micro-organismos

Ninhos, segregao execuo

6 Separao Fisica dos constituintes do concreto

4

Sobregarga Uso Momento fletor excessivo e temporrio

5

Vertical

Materiais/Execuo


74

Fiss

uras

Cor

ros

o de

ar

mad

ura

Def

orm

ao

ex

cess

iva

Esfo

lia

o /

desa

greg

ao

Nin

hos

e m

anch

as

bactrias, fungos colnia de microorganismos

baixa ventilao e isolao trmica

condensao / ponto de orvalho

rigidez excessiva esforos de trao

carga subestimada cisalhamento, toro, flexo

movimentao da estrutura subestimada

retrao, expanso e dilatao trmica

tenso admissvel no solo superestimada recalques

excesso de armadura separao dos constituintes do concretoagregado grado com dimenso excessiva no preenchimento do molde

excesso de gua carbonatao / porosidade

agentes agressivos reaes qumicas

resistncia insuficiente baixa capacidade portante

Sintomas

Origem das manifestaes patolgicas de estruturas de concreto

Mecanismo / FenmenoCausaOrigemN.

1 Concepo

Projeto2

Materiais3

75

Fiss

uras

Cor

ros

o de

ar

mad

ura

Def

orm

ao

ex

cess

iva

Esfo

lia

o /

desa

greg

ao

Nin

hos

e m

anch

as

Lanamento inadequado separao dos constituintes do concreto

adensamento insuficiente separao dos constituintes do concreto

cura insatisfatria dessecao superficiial

junta de concretagem baixa aderncia

Sobrecargas flexo, toro, cisalhamento

agentes agressivos reaes qumicas

bactrias, fungos colnia de microorganismos

Uso5

Execuo4

Origem das manifestaes patolgicas de estruturas de concreto

N. Origem CausaMecanismo / Fenmeno

Sintomas


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