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;
Estruturas aparentes x
Estruturas embutidas
• 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
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.
Como Prevenir a Corrosão
• 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 • Evite Umidade Residual
Como Prevenir a Corrosão • Evite Umidade Residual
Como Prevenir a Corrosão • Evite Umidade Residual
Como Prevenir a Corrosão • Evite Umidade Residual
Como Prevenir a Corrosão • Evite Umidade Residual
Como Prevenir a Corrosão • Evite Umidade Residual
Como Prevenir a Corrosão • Evite Umidade Residual
Como Prevenir a Corrosão • Evite Umidade Residual
Como Prevenir a Corrosão • Evite Umidade Residual
Como Prevenir a Corrosão • Evite Umidade Residual
Como Prevenir a Corrosão - formas
Como Prevenir a Corrosão - formas
Como Prevenir a Corrosão - formas
Como Prevenir a Corrosão - formas
Como Prevenir a Corrosão - formas
Como Prevenir a Corrosão - formas
Como Prevenir a Corrosão - formas
Como Prevenir a Corrosão
• 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.
Como Prevenir a Corrosão
• Corrosão Galvânica
• 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
• Corrosão Galvânica
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.
O Aço Inox na Arquitetura
• 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.
O Aço Inox na Arquitetura
• 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;
SISTEMA DE COLOCAÇÃO
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;
SISTEMA DE COLOCAÇÃO
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
SISTEMA DE COLOCAÇÃO