Patologias do Concreto: Corrosão, Fissuras, Concreto Segregado e Desgaste Superficial, Notas de estudo de Patologia

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MARILSA INÊS SOUZA

MIRNA MOREIRA MURTA

PATOLOGIAS, RECUPERAÇÃO E REFORÇO ESTRUTURAL EM

CONCRETO ARMADO

CARATINGA

INSTITUTO DOCTUM DE EDUCAÇÃO E TECNOLOGIA

ENGENHARIA CIVIL

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MARILSA INÊS SOUZA

MIRNA MOREIRA MURTA

PATOLOGIAS, RECUPERAÇÃO E REFORÇO ESTRUTURAL EM

CONCRETO ARMADO

Monografia apresentada ao Curso de Engenharia Civil do Instituto Doctum de Educação e Tecnologia, como parte das exigências para conclusão do curso de Graduação em Engenharia Civil e como requisito parcial para à obtenção do título de bacharel em Engenharia Civil. Orientador: Prof. Kleber A. Gonçalves

CARATINGA

BACHARELADO EM ENGENHARIA CIVIL

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“Qualquer homem pode tornar-se grande, se realizar as coisas mais simples da vida animado de um forte e sincero desejo de ser útil aos outros, seja qual for a sua profissão”.

Eduardo Girão

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AGRADECIMENTO

Marilsa Inês Souza

Agradeço primeiramente a Deus e a todas as pessoas que contribuíram para a realização desse trabalho. Agradeço aos meus pais Izabel e Amarildo, por fazer parte dessa conquista, e por sempre acreditarem em mim, e me apoiaram nos momentos em que pensei em desistir. Agradeço aos colegas, pelo companheirismo e aos meus Professores que tiveram grande importância para finalização deste trabalho.

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Tipos de corrosão.....................................................................................

• Figura 1 - Corrosão Uniforme.................................................................................... LISTA DE FIGURAS
• Figura 2 - Corrosão Localizada .................................................................................
• Figura 3 - Corrosão por Pite ......................................................................................
• Figura 4 - Fissuração por Recalque Diferencial ........................................................
• Figura 5 - Fissuração por Sobrecarga.......................................................................
• Figura 6 - Fissuração por Retração do Concreto ......................................................
• Figura 7 - Fissuração por Agentes Agressivos..........................................................
• Figura 8 - Concreto mal vibrado ................................................................................
• Figura 9 - Desgaste Superficial do Concreto.............................................................
• RESUMO SUMÁRIO
• 1. INTRODUÇÃO .......................................................................................................
• 2. ESTRUTURAS EM CONCRETO ...........................................................................
• 2.1. CONCRETO SIMPLES ...................................................................................
• 2.2. CONCRETO ARMADO ................................................................................
• 2.3. AÇOS PARA CONCRETO ...........................................................................
• 2.4. PRINCIPAIS ELEMENTOS ESTRUTURAIS ...............................................
• 2.4.1. Fundações .............................................................................................
• 2.4.2. Lajes .......................................................................................................
• 2.4.3. Vigas ......................................................................................................
• 2.4.4. Pilares ....................................................................................................
• 3. PATOLOGIAS NA ESTRUTURA ........................................................................
• 3.2. CONCEITO DE PATOLOGIA .......................................................................
• 3.3. ORIGEM DAS PATOLOGIAS .......................................................................
• 3.3.1. Concepção .............................................................................................
• 3.3.2. Execução ................................................................................................
• 3.3.3. Utilização ................................................................................................
• 3.4. CAUSAS DAS PATOLOGIAS .......................................................................
• 3.4.1. Deficiência nas armaduras .....................................................................
• 3.4.2. Fôrmas e escoramentos .........................................................................
• 3.4.3. Interpretação do Projeto .........................................................................
• 3.5. TIPOS DE PATOLOGIAS .............................................................................
• 3.5.1. Corrosão ................................................................................................
• 3.5.2. Fissuras ..................................................................................................
• 3.5.3. Concreto Segregado ou Mal Vibrado .....................................................
• 3.5.4. Desgaste Superficial do Concreto ..........................................................
• 4. RECUPERAÇÃO DAS PATOLOGIAS.................................................................
• 4.2. TRATAMENTO DA CORROSÃO .................................................................
• 4.2.1. Proteção Química ...................................................................................
• 4.2.2. Galvanização .........................................................................................
• 4.2.3. Pinturas Epóxi ........................................................................................
• 4.3. TRATAMENTO DE FISSURAS .................................................................... x
• 4.3.1. Fissuras Inativas ....................................................................................
• 4.3.2. Fissuras Ativas .......................................................................................
• 4.4. TRATAMENTO DO CONCRETO SEGREGADO OU MAL VIBRADO .........
• 4.5. TRATAMENTO DOS DESGASTES SUPERFICIAIS DO CONCRETO........
• 5. CONCLUSÃO ......................................................................................................
• 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................

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RESUMO

Embora se tenha agregado conhecimento ao longo do desenvolvimento da Engenharia Civil, muitas estruturas apresentam desempenho insatisfatório, devido às falhas involuntárias, imperícia, a má utilização de materiais, envelhecimento natural, erros de projeto, enfim a uma série de fatores que contribuem para a degradação das estruturas. Nas construções de concreto armado de pequeno ou de grande porte, quatro elementos estruturais são indispensáveis: as fundações, as lajes, as vigas e os pilares. Normalmente as manifestações patológicas apresentam características comuns que permitem aos especialistas determinar a causa e os possíveis mecanismos que conduziram ao surgimento e as consequências para a estrutura caso não haja intervenção corretiva. Escolheu-se quatro tipos de patologias para serem abordadas neste trabalho, a corrosão, as fissuras, o concreto segregado ou mal vibrado e o desgaste superficial do concreto. Ressalta-se a importância dos trabalhos de recuperação e reforço de estruturas, estando este sob uma fiscalização eficiente e possuindo um controle da qualidade dos materiais e de todas as atividades envolvidas.

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incremento das seções resistentes, métodos que, aliás, são empregados até hoje, no entanto, com o aprimoramento das técnicas de reforço, apesar da grande variedade de lesões às quais estão sujeitas, já é possível afirmar que quase sempre há uma solução para reparar estruturas danificadas. Com o intuito de estudo sobre as patologias de concreto, este trabalho tem por objetivo: apresentar os sintomas e as patologias, para que possa identificar a causa que levou a recuperação estrutural; Identificar as falhas ocorridas durante a vida útil da edificação, através de estudos em literatura; e apresentar alguns conceitos, métodos, técnicas e materiais a serem utilizados para que possam solucionar os devidos problemas da estrutura. Assim sendo, este trabalho encontra-se dividido em três partes, a primeira consiste em mostrar, de modo geral, um estudo teórico sobre as estruturas de concreto armado, a segunda parte deste trabalho está designada a dizer quais são as causas mais comuns das patologias em estruturas, bem como quais são as mesmas, a terceira parte, encontram-se os métodos e técnicas para recuperação e/ou reparo das patologias descritas na segunda parte.

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2. ESTRUTURAS EM CONCRETO

2.1. CONCRETO SIMPLES

Entende-se por concreto um material de construção proveniente da mistura de um aglomerante (cimento), com agregado miúdo (areia), agregado graúdo (brita) e água, com proporções certas e bem definidas. O acréscimo de aditivos influencia nas características físicas e químicas do concreto fresco ou endurecido. Para moldar o concreto fresco utiliza-se de formas e adensamento com vibradores. Poucas horas após, o concreto começa seu processo de endurecimento, o qual aos 28 dias atinge em cerca de 60 a 90% de sua resistência (SOUZA JR.).

2.2. CONCRETO ARMADO

Por concreto armado entende-se como a associação do concreto simples com uma armadura, formada por barras de aço, a qual transforma o concreto usualmente simples em Concreto Armado. As barras de aço existentes na armadura devem absorver os esforços de tração que surgem nas peças submetidas à tração ou flexão, pois o concreto possui alta resistência à compressão, e pequena resistência à tração (PINHEIRO et al. , 2010).

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Uma fundação deve ainda, transferir e distribuir de forma segura as ações da superestrutura (laje, pilar e viga) ao solo, de tal forma que não possa causar recalque diferencial, o qual é totalmente maléfico ao sistema estrutural, e/ou a ruptura do solo. Por se existir vários tipos de fundação, a sua escolha é feita em função das cargas as quais a edificação possuirá e da profundidade do solo. A NBR 6122: classifica as fundações em dois tipos, as superficiais e as profundas. A Fundação superficial ou rasa é descrita como o elemento com o qual a ação é transferida excepcionalmente por tensões distribuídas sob a base da fundação. Por fundação profunda entende-se como o elemento o qual tem a função de transferir as ações do terreno pela base, pela superfície lateral, além de se encontrar em uma profundidade de no mínimo três metros (ALVA, 2007).

2.4.2. Lajes

Lajes são elementos estruturais que recebem as cargas devido ao uso, assim como as cargas permanentes e posteriormente as transferem aos apoios, os quais têm por função travar o pilar e distribuir as ações horizontais entre os elementos (PINHEIRO et al. , 2010). As lajes estão designadas a receber a maior parte das cargas aplicadas na construção, como de pessoas, móveis, paredes, além das cargas mais distintas que ocorrem devido ao intuito arquitetônico do espaço ao qual a laje venha a fazer parte. As ações das cargas são perpendiculares ao nível da laje, e podem ser divididas em: distribuídas na área (peso próprio, revestimento de piso, etc.), distribuídas linearmente (paredes) ou forças concentradas (pilar que é apoiado sobre a laje). Tais ações são comumente transferidas para as vigas de apoio, mas podem também ser transmitidas diretamente aos pilares (BASTOS, 2006). Lajes são os pisos e tetos das edificações, assim como tampas e fundos de caixas d’água de concreto armado. Ao dimensionar uma laje consideram-se as mesmas na flexão, assim como as vigas.

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Tem-se como exemplo de laje as lajes maciças, estas são as mais tradicionais. Juntamente com os outros elementos estruturais (vigas e pilares), elas formam um conjunto único com transmissão, de esforços, deslocamentos e deformações, entre todos os seus elementos. É de fundamental importância lembrar que as lajes são os primeiros elementos da estrutura que recebem a carga para qual a mesma é destinada. Além de serem elementos em que duas dimensões, prevalecem sobre uma terceira (ADÃO & HEMERLY, 2010).

2.4.3. Vigas

Denomina-se viga “o elemento estrutural projetado para suportar diversas cargas em sua extensão” (BASTOS, 2005). Estas vigas frequentemente estão sujeitas a cargas dispostas verticalmente, resultando assim, em esforços de cisalhamento e flexão. Por serem elementos lineares a flexão torna-se predominante. “Elementos lineares são aqueles em que o comprimento longitudinal supera em pelo menos três vezes a maior dimensão da seção transversal, sendo também denominada barras” (BASTOS, 2005). As vigas tem a função de servir como apoio para as lajes e para outras vigas, quando as mesmas não possuírem apoios (pilares), em sua extremidade. Por assim serem, as lajes descarregam cargas distribuídas sobre as vigas, e as vigas que se apoiam em outras vigas ocasionam a carga. Ao realizar o somatório das cargas distribuídas atuantes nas vigas observa-se que as mesmas incluem além das cargas da laje, o peso próprio das vigas e as cargas da parede, localizadas sobre a viga (ADÃO & HEMERLY, 2010). Os engenheiros e arquitetos priorizam que as vigas fiquem embutidas nas paredes de vedação, para que não possam ser percebidas visualmente. Para que isso ocorra, ao se fazer um projeto estrutural deve-se levar em consideração a espessura final da parede a qual depende exclusivamente da dimensão e da posição de assentamento das unidades de alvenaria na edificação.

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2.4.4.1. Excentricidade de Primeira Ordem

Para que os pilares estejam submetidos a flexão composta, ou seja, apresentem excentricidade inicial em duas direções (principais), a partir do centro geométrico do pilar, e com valores numéricos iguais aos dos momentos com plano de ação que contem cada eixo principal divididos pelo módulo da força normal de compressão, as vigas e os pilares devem formar os pórticos tridimensionais (barras retas articuladas entre si) (ALVA et al. , 2008).

2.4.4.2. Excentricidade de Segunda Ordem

Para se determinar os efeitos locais de segunda ordem, usa-se o método geral ou métodos aproximados, para isto aplica-se o método do pilar padrão com curvatura aproximada e o método do pilar padrão com rigidez aproximada. “Os pilares com esbeltez média correspondem à maioria das ocorrências em estruturas, sendo mais raros os casos de pilares com índices de esbeltez maiores do que 90” (ALVA et al. 2008).

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3. PATOLOGIAS NA ESTRUTURA

3.2. CONCEITO DE PATOLOGIA

“A patologia é um termo tradicionalmente utilizado na medicina e refere-se à ciência que estuda as doenças, suas origens, os sintomas, os agentes causadores e os mecanismos ou processo de ocorrência” (AZEVEDO, 2011). Na Engenharia Civil estas “doenças” em estruturas de concreto, equivalem aos danos ou defeitos que comprometem o desempenho e a vida útil de uma estrutura. Normalmente as manifestações patológicas apresentam características comuns que permitem aos especialistas determinar a causa e os possíveis mecanismos que conduziram ao surgimento e as consequências para a estrutura caso não haja intervenção corretiva. Há casos em que o diagnóstico não é tão fácil, pois vários fatores ou ainda fatores ocultos que podem ter contribuído para o surgimento da manifestação patológica (AZEVEDO, 2011).

3.3. ORIGEM DAS PATOLOGIAS

As patologias do concreto podem ser originadas a partir de três fatores principais, a concepção, execução e utilização.

3.3.1. Concepção

As causas mais prováveis de falhas ocorridas durante a etapa de concepção do projeto são aquelas ocasionadas através de um estudo preliminar insuficiente, ou de antiprojetos equivocados, como por exemplo: Projetos inadequados (cálculo da