Patologia das Construções

Patologia das Construções

Causas da deterioração das Causas da deterioração das estruturasestruturas

Universidade Federal do Pará Instituto de Tecnologia -ITEC Faculdade de Engenharia de Tucuruí –FET Engenharia Civil

Patologia ProfMSc. Fernanda Gouveia

1 -Introdução

Ao analisarmos uma estrutura de concreto “doente” é absolutamente necessário entender o porquê do surgimento e do desenvolvimento da doença, buscando esclarecer as causas, antes da prescrição e conseqüente aplicação do remédio indicado.

1 -Introdução

O conhecimento da origem (s) da deterioração é indispensável , não apenas para que se possa proceder aos reparos, mas também para se garantir que, após o mesmo, a estrutura não volte a se deteriorar.

constante evolução

O estudo das causas responsáveis pela implantação dos diversos processos de deterioração das estruturas de concreto é complexo, sendo um estudo em

1 -Introdução

Mais recentemente surgiram duas classificações apresentadas abaixo:

Causas dos processos de deterioração das Causas dos processos de deterioração das estruturasestruturas

Causas intrínsecas (inerentes à estrutura)

Causas extrínsecas

(externas ao corpo estrutural)

2- Causas intrínsecasProcessos de deterioração das estruturas de concreto as que são inerentes às próprias estruturas ou seja, todas as que têm sua origem nos materiais e peças estruturais durante a fase de execução e/ou utilização de obras por falhas humanas, por questões próprias ao material concreto e por ações externas.

2- Causas intrínsecas a) Deficiências de concretagem b) Inadequação de escoramentos e fôrmas c) Deficiências nas armaduras d) Utilização incorreta dos materiais de construção e) Inexistência de controle de qualidade

Causas próprias à estrutura porosa do concreto

Causas químicas

Causas biológicas

2.1 –Falha humana durante a construção a) Deficiências de concretagemTransporte desde que o concreto saia da betoneira até sua aplicação, evitar a secagem do concreto perda de trabalhabilidade.

O tempo de transporte não deve provocar grandes intervalos entre uma camada e outra criação de juntas de concretagem superfícies com concentração de tensões e perda de aderência.

os meios de transporte não devem provocar a segregação dos componentes do concreto.

2.1 –Falha humana durante a construção a) Deficiências de concretagemLançamento

A inadequada colocação do concreto na fôrma pode ocasionar o deslocamento das armaduras

Se uma nova quantidade é lançada sobre uma superfície que já completou o processo de endurecimento pode acontecer a segregação dos seus diversos componentes.

2.1 –Falha humana durante a construção a) Deficiências de concretagemAdensamento do concreto

Se não corretamente realizado pode levar à formação de vazios na massa (ninhos e cavidades) e irregularidades nas superfícies (as chamadas bolhas) compromete a estética e facilitam a penetração de agentes agressores.

cavidadebolhas

2.1 –Falha humana durante a construção a) Deficiências de concretagemCura

-Cura inadequada aumenta as deformações específicas devidas à retração Poderão ser geradas tensões capazes de provocar acentuada fissuração

- Cura inadequada tem reflexo direto na resistência e durabilidade do concreto

2.1 –Falha humana durante a construção a) Deficiências de concretagemCura Obs.:É importante que seja iniciada logo após a pega e tenha duração adequada em função:Características do meio ambienteA própria composição do concreto

Em qualquer caso, quanto maior for o tempo de cura , ou seja, quanto mais se impedir a saída de água do concreto, melhores serão suas características: tensão de ruptura, impermeabilidade e resistência ao desgaste e aos ataques químicos.

2.1 –Falha humana durante a construção b) Inadequação das formas e escoramentos

Insuficiência de estanqueidade das formas o que, o que torna o concreto mais poroso , por causa da fuga de nata de cimento através fendas da madeira.

2.1 –Falha humana durante a construção b) Inadequação das formas e escoramentos

Retirada prematura das formas e escoramentos, o que resulta em deformações indesejáveis na estrutura e, em muitos casos, acentuada fissuração.

2.1 –Falha humana durante a construção c) Deficiência nas armaduras (Ocorrem com freqüência elevada)

Má interpretação dos elementos de projeto, o que, em geral, implica na inversão do posicionamento de algumas armaduras ou na troca das armaduras de uma peça com as de outra.

Insuficiência de armaduras, por irresponsabilidade, com implicação direta na diminuição da capacidade resistente da peça estrutural.

2.1 –Falha humana durante a construção c) Deficiência nas armaduras

Mau posicionamento das armaduras devido a não observância do espaçamento das barras (em lajes isso é comum), ou pelo trânsito de operários, sobre a laje p.ex., durante a concretagem.

2.1 –Falha humana durante a construção c) Deficiência nas armaduras

Cobrimento de concreto insuficiente, ou de má qualidade, o que facilita a instalação de processo de deterioração (ex.: corrosão da armadura), ao propiciar acesso mais direto dos agentes agressivos.

2.1 –Falha humana durante a construção c) Deficiência nas armaduras

Má utilização de anticorrosivos nas barras, que são pinturas efetuadas nas barras para diminuir a possibilidade do ataque da corrosão, mas reduzem a aderência das barras ao concreto.

Deficiência no sistema de ancoragem, com a utilização indevida de ganchos ( na compressão por exemplo) que muitas vezes, só vêm introduzir estado de sobretensão).

2.1 –Falha humana durante a construção d) Utilização incorreta de materiais de construção (Outra falha que tem grande incidência)

Utilização de concreto com fck inferior ao especificado.

Utilização de aço com características diferentes das especificadas (categorias e bitolas).

Utilização de agregados reativos a possibilidade de geração de reações expansivas no concreto, e potencializando os quadros de desagregação e fissuração do mesmo

2.1 –Falha humana durante a construção d) Utilização incorreta de materiais de construção (Outra falha que tem grande incidência)

Utilização inadequada de aditivos, alterando as características do concreto, em particular, as relacionadas com resistência e durabilidade

Dosagem inadequada do concreto, seja por erro no cálculo da mesma, seja pela utilização incorreta de agregados, do tipo de cimento ou de água

Influencia na resistência e durabilidade

Ex: Economia - Adição de água para “melhorar” a trabalhabilidade

2.1 –Falha humana durante a construção e) Inexistência de controle de qualidade

Essa será, talvez, a maior de todas as causas relacionada com falhas humanas, na construção.

Se existir controle de de qualidade adequado, as causas anteriores , terão menor possibilidade de ocorrer ou pelo menos, terão atenuada suas conseqüências, em termos de quadro patológico.

É fundamental, para minimizar as possibilidades de deterioração precoce da estrutura que se tenha, sob toda a fase de execução, a assistência de um engenheiro tecnologista e que este, preste total obediência às Normas, no que diz respeito à composição e confecção do concreto.

2.2 –Falhas humanas na fase de utilização

Relacionar causas intrínsecas da estrutura com a sua fase de utilização implica restrição a um único aspecto, a ausência de manutenção .

Entenda como sendo uma manutenção programada, ou seja, o conjunto de medidas que vise manter materiais e peças estruturais atendendo às condições para as quais foram projetadas e construídas.

2.3 – Causas naturaisSão aquelas que são inerentes ao próprio material concreto e à sua sensibilidade ao ambiente e aos esforços solicitantes, não resultando por tanto, de falhas humanas ou de equipamento.

2.3 –Causas naturais a) Causas próprias à estrutura porosa do concretoA questão da resistência do concreto não é o ponto crucial de preocupação, já que pode ser obtida de forma trivial.Os maiores esforços deve ser dirigidos à obtenção, de concretos duráveis, ou seja de concretos com baixo índice de porosidade e permeabilidade.

2.3 –Causas naturais a) Causas próprias à estrutura porosa do concretoNão é difícil entender que quanto mais permissivo um concreto for ao transporte de água , gases e outros agentes agressivos, maior será a probabilidade de sua degradação , bem como da do aço que deveria proteger.

Condições ambientais – não se pode alterar!

Redução da porosidade para evitar a degradação do concreto!!!

2.3 –Causas naturais a)Causas próprias à estrutura porosa do concretoEm síntese, fica a idéia de que a deterioração do concreto pela atuação dos agentes agressivos será tão menor quanto menores forem os índices de

permeabilidade e porosidade.Para tanto, duas condições principais devem ser feitas:reduzido fator a/cmaior tempo possível de cura (impedimento de evaporação de água de hidratação da pasta)

2.3 –Causas naturais a) Causas químicasReações internas do concretoExpansibilidade de certos constituintesPresença de cloretos no concretoPresença de ácidos e sais no concretoPresença de anidrido carbônico (CO )Elevação da temperatura interna do concreto

2.3 –Causas naturais

Fique sabendo... Principais compostos químicos do clínquer(cimento Portland)Principais compostos químicos do clínquer

Óxido de cálcio–cal livre (CaO) -60 a 70% Sílica(SiO) -20 a 25% Alumina(AlO) -2 a 9% Óxido de ferro(FeO) -1 a 6% Óxido de magnésio(MgO) -0 a 2%

2.3 –Causas naturais a) Causas químicas

Reações internas do concretoPara que seja estabelecida a desejável aderência entre o cimentos e os agregados , desenvolvem-se reações químicas entre os agregados e os componentes hidratados do cimento.Em alguns casos, pode ocorrer reações químicas maléficas ao concreto: as de origem expansiva (que, inversamente, têm a propriedade de anular coesão do material).

Essas reações são hoje, conhecidas, será apresentada a mais comum:

2.3 –Causas naturais a) Causas químicas

Reações álcalis-agregado

Resulta da sílica reativa de alguns agregados e os íons álcalis (Na e K) presentes do cimento (quando superior a 0,6%), liberados durante a hidratação, ou ainda pela penetração de cloretos, contendo esses mesmos íons. Esta reação são expansivas pela formação de sólidos em meio confinado, provocando fissuração na superfície do concreto (mosaico) e posteriormente, desagregação, criando crateras.

A adição de pozolonaspode inibir ou evitar esta reação, podendo ser usada sempre que não for possível prevenir com a utilização de cimentos com baixo teor de álcalis.

2.3 –Causas naturais a) Causas químicas Expansibilidade de certos constituintes do cimento

Alguns constituintes do cimento podem ser expansivos fissuração do concreto.

Cal livre – a hidratação da cal livre é expansiva, podendo dar lugar à fissuração superficial do concreto e até mesmo provocar sua degradação.

2.3 –Causas naturais a) Causas químicas

Presença de cloretos no concreto (Cl-)Os cloretos podem ser adicionados involuntariamente ao concreto a partir da utilização de aditivos aceleradores de endurecimento (que têm na sua composição química CaCl ), o que requer sempre que sejam utilizados com conhecimento de causa.A partir de agregados e de águas contaminados, ou a partir de tratamentos de limpeza realizados com ácido muriático (HCl). Lembrando que a estrutura do concreto é porosa.

2.3 –Causas naturais a) Causas químicas

Presença de cloretos no concretoA presença de íons Cl é limitada a 0,4% do peso de cimento, sendo muito perigoso a utilização de concretos com dosagem acima desse nível, por causa da capacidade que estes íons têm de romper a camada óxida protetetora da armadura e corroê-la, sempre que houver umidade e oxigênio.

2.3 –Causas naturais a) Causas químicas

Presença de ácidos e sais no concretoA ação do hidrogênio pode contribuir para a deterioração dos concretos. A origem mais comum para o hidrogênio são os ácidosVários são os tipos de ácidos perigosos ao concreto:

Deterioração do concreto!

- Ácidos inorgânicos: clorídrico, sulfídrico, carbônico, etc. -Ácidos orgânico (normalmente encontrados na terra): acético, láctico, etc.

2.3 –Causas naturais a) Causas químicas

Presença de anidrido carbônico (CO )A ação do CO2 presente na atmosfera manifesta-se pelo transporte deste para dentro dos poros do concreto, e com sua reação com o hidróxido de cálcio existente na água do concreto formando o carbonato de cálcio, que implica na CARBONATAÇÃO do concreto.

2.3 –Causas naturais a) Causas químicas

Elevação da temperatura internaAs reações do cimento com a água é exotérmica.A quantidade do calor liberado pode causar manifestações patológicas quando da concretagem de peças de grandes dimensõesNo processo de hidratação , não há troca (+) de calor com o exterior , o que provoca o aquecimento e a expansão da massa, e posteriormente com o esfriamento natural, ocorre a geração de um gradiente térmico fissuras.

2.3 –Causas naturais b) Causas biológicasOs processos biológicos podem resultar do ataque químico de ácidos gerados pelo crescimento de raízes de plantas ou de algas que se instalam em fissuras ou grandes poros do concreto, ou por ação dos fungos , ou pela ação de sulfetos (S ) presentes nos esgotos é o mais comum em termos de ataque biológico!!

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