FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE
CONSTRUÇÃO
CURSO DE MESTRADO EM CONSTRUÇÃO CIVIL
Agosto 2009
Professor:
Adriano de Paula e Silva
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
1.
−
−
−
−
2.
−
−
−
PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES – HISTÓRICO
Tema recente – anos 60 e 70
Pavilhão de Exposições da Gameleira / Belo Horizonte – 04/02/71
El
Elevado
d Paulo
P l de
d Frontin
F
i / Rio
Ri de
d Janeiro
J
i – 20/11/71
Introdução nos currículos das Escolas de Engenharia
PATOLOGIA E TERAPIA
Patologia
P
t l i das
d construções
t
õ é o ramo da
d engenharia
h i que estuda
t d os sintomas,
i t
os
mecanismos, as causas, as origens e as conseqüências das deficiências das
construções
Patologia significa não
ã atendimento ao desempenho desejado
Terapia das construções é o ramo da engenharia que trata da correção dos
problemas p
p
patológicos
g
apresentados
p
pelas construções
p
ç
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
3.
DIAGNÓSTICO DO PROBLEMA
Para que se tenha êxito nas medidas terapêuticas, é necessário que o estudo
precedente, o diagnóstico do problema tenha sido bem conduzido
O diagnóstico completo envolve vários aspectos:
−
−
−
−
−
Sintomas: também chamados de lesões ou defeitos
Mecanismo: os problemas patológicos são decorrentes dos chamados vícios
construtivos. O conhecimento do processo é fundamental para a definição da
t
terapia
i
exemplo: uma fissura em viga decorrente de flexão não pode ser
simplesmente obturada, sob o risco de que ela volte a se manifestar em outro
local
Origem: definição da fase do processo construtivo em que teve origem o
fenômeno
Causas: Deve ser identificado o agente causador do problema
Conseqüências: O problema compro-mete a segurança da estrutura ou suas
condições de higiene e funcionamento?
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
4.
SINTOMAS
Os problemas patológicos, salvo raras exceções , apresentam manifestações
externas características que permitem um início do estudo do problema. Os
sintomas mais comuns nas estruturas de concreto são:
−
−
−
−
−
−
as fissuras;
as eflorescências;
as flechas excessivas;
as manchas;
corrosão das armaduras;
ninhos de concretagem (segregação)
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
5.
−
−
ORIGEM
Definição da etapa do processo construtivo
exemplo: fissura de momento fletor em viga – projeto inadequado ou
qualidade inferior do aço?
A identificação da origem do problema permite definir
definir, para fins judiciais,
judiciais
quem cometeu a falha
exemplo:
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
Para o concreto armado, as origens das patologias podem ser classificadas
em:
−
−
−
−
−
−
Deficiências de projeto;
Deficiências de execução;
Má qualidade dos materiais, ou emprego inadequado dos mesmos;
Sinistros ou causas fortuitas ((incêndios,, inundações,
ç
, acidentes,, etc);
);
Uso inadequado da estrutura;
Manutenção imprópria
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
O nível de incidência de cada origem varia de país para país, conforme
mostrado à seguir:
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
Através do estudo de HELENE & FIGUEIREDO (2003) tem-se que as
manifestações patológicas possuem origem na maior parte das vezes nas
fases de projeto e do planejamento, conforme apresentado na figura a seguir.
Figura – Origem dos problemas patológicos com relação às etapas de produção e uso das obras civis.
Fonte: Adaptado de HELENE & FIGUEIREDO, (2003).
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
Conforme citado anteriormente a durabilidade das edificações está ligada à
qualidade e durabilidade apresentada nas mesmas, mas mesmo com todo
avanço tecnológico dos últimos anos não tem havido uma redução dos
problemas
bl
patológicos.
t ló i
’
FIGUEIREDO
U
O & O’REILLY
O
(2003)
( 003) citam
a qu
que ”o
o ambiente
a b
hoje
oj em dia
d a é mais
a
agressivo que o de décadas atrás, além disso o aperfeiçoamento de técnicas
de dimensionamento mais avançadas e portanto mais econômicas, também
interferem negativamente na durabilidade das edificações”.
’
Assim, FIGUEIREDO E O’REILLY (2003) concluem ainda que as estruturas de
concreto armado contemporâneas estão cada vez mais vulneráveis ao
aparecimento
p
p
precoce de manifestações
ç
p
patológicas.
g
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
6.
CAUSAS
Os agentes causadores dos problemas patológicos podem ser vários :
(a) Cargas;
(b) Variação
V i ã de
d umidade;
id d
(c)
Variações térmicas intrínsecas e extrínsecas no concreto;
(d) Agentes biológicos, físicos e químicos;
(e) Incompatibilidade de materiais;
(f)
Agentes atmosféricos;
A cada causa corresponderá uma terapia mais adequada e mais duradoura
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
−
O ranking dos defeitos
Falhas nas estruturas são raras.
raras Perdem-se
Perdem se entre os 7% que as
estatísticas chamam de outros defeitos. Mas a falta de um projeto
hidráulico ou elétrico entra em destaque nessa lista que aponta onde
se concentram os erros da construção.
HIDRÁULICA (tubulação de água quente e fria e pluvial, esgoto, válvulas metais e louças)
38%
PAREDES (alvenaria, revestimentos e pintura)
18%
INSTALAÇÃO ELÉTRICA (erro na bitola dos fios e na definição das cargas)
10%
IMPERMEABILIZAÇÃO (todas as infiltrações, exceto de hidráulica)
7%
ESQUADRIAS DE MADEIRA (batentes, portas, ferragens e guarnições)
7%
ESQUADRIAS DE ALUMÍNIO ((contramarcos,, caixilhos,, arremates,, acessórios e vidros))
4%
AZULEJOS (rejuntamento, recorte e quebra)
4%
PISO CERÂMICO (desnivelamento e desalinhamento)
5%
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
7.
−
−
−
−
−
−
−
−
−
PATOLOGIAS COMUNS E SUAS CAUSAS
Fissuras e trincas;
Por movimentações térmicas;
P movimentações
Por
i
õ higroscópicas;
hi
ó i
Por atuação de sobrecargas;
Deformações excessivas da estrutura;
Recalques de fundação;
Retração de produtos à base de cimento;
Alterações químicas dos materiais de construção;
Hidratação retardada de cales;
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−
−
−
8.
−
−
−
Ataque por sulfatos;
Corrosão de armaduras;
Patologias decorrentes da umidade
CONSEQUÊNCIAS
Os problemas patológicos são evolutivos e tendem a se agravar com o passar
do tempo, além de acarretarem outros problemas associados ao inicial
exemplo: uma fissura de momento fletor pode dar origem à corrosão de
armadura
Flechas excessivas em vigas e lajes podem ocasionar fissuras em paredes
As correções serão mais duráveis, mais fáceis e muito mais baratas quanto
mais cedo forem executadas
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
9.
DIAGNÓSTICO E TERAPIA
Para dar início a uma terapia adequada, segundo CÁNOVAS (1988), é preciso
seguir os seguintes procedimentos:
’
Inspeção para mapeamento dos sintomas;
O procedimento começa com a inspeção, onde se busca identificar os
sintomas das patologias existentes na estrutura; através de um mapeamento
dos sintomas realizado por um exame visual da estrutura.
’
Recolhimento de dados e informações;
Este p
procedimento em g
geral vem complementar
p
os dados obtidos na inspeção
p ç
e auxiliam na quantificação dos danos (medidas geométricas, evolução no
tempo, bem como no conhecimento das condições prévias aos danos da
edificação, avaliação da resistência do concreto).
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
Conhecer o histórico da estrutura;
Este histórico é parte fundamental na escolha da terapia e sua análise deve
levar em consideração a data da construção, o responsável pela construção, o
projeto executivo para revisão e análise, o conhecimento dos materiais
utilizados (cimento, areia, aço, aditivo, relação água/cimento) e detalhes
sobre o uso da estrutura (sobrecargas, ações acidentais).
’
Realização de análises e ensaios;
Em muitos casos o levantamento histórico e a inspeção não são suficientes,
suficientes
sendo necessário realizar análises e ensaios que permitam clarificar os
sintomas, mecanismos e causas das patologias da estrutura.
CÁNOVAS (1988) sugere ainda o organograma
organograma, mostrado na Figura 2.1,
2 1 de
atividades a serem realizadas na solução de um processo patológico.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
10. MATERIAIS UTILIZADOS NA RECUPERÇÃO
Exemplo:
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
Portanto, relativamente às condições da construção, pode-se ter duas
situações distintas:
−
−
A construção será reabilitada, recompondo-se as condições para as quais
tinha sido desenvolvida;
A construção será reforçada
reforçada, tendo sua condição de suporte aumentada em
relação à desenvolvida anteriormente
11 CUSTOS DE RECUPERAÇÃO
11.
Os custos de recuperação variam em função do tempo de manifestação e
detecção da patologia:
−
−
−
−
Ainda na fase de projeto
Durante a execução da construção
Fase de utilização da construção – se houver manutenção preventiva
Fase de utilização da construção – se necessária manutenção corretiva
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
A relação dos altos custos associado às intervenções corretivas foi
apresentado por SITTER, na década de 80, através da Figura 2.2 da evolução
de custos.
Figura – Lei da evolução de custos, lei de SITTER (SITTER, 1984 CEB
CEB-RILEM)
RILEM)
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
Fazendo a análise da Figura 2.2 para as etapas de projeto, execução,
manutenção preventiva e manutenção corretiva tem-se que:
’
Projeto:
Toda medida tomada em nível de projeto com o objetivo de aumentar a
proteção e a durabilidade da estrutura, como por exemplo, aumentar o
cobrimento da armadura, reduzir a relação água/cimento, etc., corresponde
ao número 1 do eixo Custo Relativo da Figura;
’
Execução:
Toda medida extra projeto, tomada durante a execução da obra, implica num
custo cinco vezes maior ao custo que teria sido acarretado se esta medida
tivesse sido tomada em nível de projeto, para obter o mesmo grau de
proteção e durabilidade;
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
Manutenção preventiva:
Toda medida tomada com antecedência e previsão, durante o período de uso
e manutenção da estrutura, pode ser associado a um custo vinte e cinco
vezes maior que aquele necessário se a decisão de obter certo grau de
proteção e durabilidade tivesse sido tomada no projeto.
’
Manutenção corretiva:
Correspondem
C
d
aos trabalhos
t b lh de
d diagnóstico,
di
ó ti
prognóstico,
ó ti
reparo e proteção
t ã
das estruturas que já apresentam manifestações patológicas. A esta atividade
pode associar um custo de cento e vinte e cinco vezes superior ao custo das
medidas que poderiam ter sido tomadas em nível de projeto.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
QUALIDADE NA CONSTRUÇÃO CIVIL
A ORIGEM DOS PROBLEMAS
’
Com a evolução
e ol ção tecnológica dos materiais
mate iais de construção,
const ção das
técnicas de projeto e execução, os edifícios se tornaram mais leves,
com componentes estruturais mais esbeltos e mais solicitados.
’
As conjunturas econômicas fizeram com que as obras fossem
conduzidas com grande velocidade e poucos rigores no controle de
materiais e serviços.
’
Os trabalhadores mais qualificados se incorporaram aos setores
industriais que melhor remuneram a mão de obra, em detrimento da
construção
ç
civil.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
Esses fatos em conjunto
conjunto, têm provocado a queda gradativa da
qualidade das nossas construções, até o ponto de encontrarem-se
edifícios que, nem tendo sido ocupados, já estão virtualmente
condenados.
’
A experiência revela que as obras de restauração ou reforço são em
geral muito dispendiosas e nem sempre solucionam o problema de
forma definitiva.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
TRINCAS EM EDIFÍCIOS
1.
GENERALIDADES
Entre os problemas patológicos que afetam os edifícios, as trincas
são particularmente importantes porque:
−
−
−
São o aviso de um eventual estado perigoso para a estrutura;
Podem levar ao comprometimento do desempenho da obra em
serviço (estanqueidade à água , durabilidade, isolação acústica, etc.);
Constrangimento psicológico que a fissuração dos edifício exerce
sobre
b seus usuários
á i
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
2.
−
−
−
SURGIMENTO PRECOCE
As trincas podem começar a surgir, de forma congênita, logo no
projeto arquitetônico da construção;
Isso muitas vezes está relacionado ao desconhecimento do projetista
sobre as propriedades tecnológicas dos materiais de construção
empregados;
Incompatibilidade entre os projetos de arquitetura, estrutura e
fundações normalmente conduzem a tensões que excedem a
resistência dos materiais de construção, originando o problema das
fissuras.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
3.
−
−
−
DURABILIDADE
A presença de fissuras é prejudicial à durabilidade da estrutura;
No caso das estruturas de concreto armado
armado, a durabilidade fica
comprometida por facilitar a penetração de agentes agressivos às
armaduras e à própria massa de concreto;
Deve-se analisar fissuras maiores que 0,3 mm, fissuras menores que
0,5 mm são consideradas microfissuras.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
DURABILIDADE
Capacidade
d d
d
de
um
produto
d
manter
seu
desempenho acima dos níveis aceitáveis préestabelecidos sob condições previstas de uso e
estabelecidos,
com manutenção, durante um período de tempo
que é a sua vida útil.
q
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
DURABILIDADE
Ad
durabilidade
b l d d está
á associada:
d
À durabilidade dos materiais e componentes;
Ao uso;
Ao entorno;
À ações de manutenção.
Às
−
−
−
−
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
MANUTENÇÃO DE EDIFÍCIOS
““Manutenção:
ã
conjunto de
d
atividades
d d
a serem
realizadas
para conservar
ou
recuperar a
capacidade funcional da edificação e de suas partes
constituintes de atender as necessidades e
segurança
g
ç dos seus usuários.”
ABNT – NBR 5674 – Manutenção de edifícios
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
MANUTENÇÃO DE EDIFÍCIOS
Compreende
d todas
d
as atividades
d d
que se realizam
l
nos componentes, elementos e equipamentos de
um edifício,
edifício com o objetivo de manter o seu
desempenho funcional ou suas partes, dentro de
níveis aceitáveis,, a um custo compensador.
p
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
CONSERVAÇÃO
Ã
A conservação está relacionada com aquelas
atividades rotineiras realizadas diariamente ou
então, com pequenos intervalos de tempo entre
intervenções diretamente relacionada à operação e
intervenções,
à limpeza do edifício, criando condições adequadas
para seu uso. Por exemplo:
p
p
lubrificação
ç
de
engrenagens e polias de elevadores.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
REPARAÇÃO
A reparação está relacionada com atividades
preventivas ou corretivas realizadas antes que o
edifício
í
ou algum de seus elementos constituintes
atinja o nível de desempenho mínimo aceitável sem
que a recuperação de desempenho ultrapasse o
nível
inicialmente
construído.
Por
exemplo:
ç
de uma botoeira de elevador onde o
substituição
led não acende.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
RESTAURAÇÃO
A restauração está relacionada com atividades
corretivas realizadas após o edifício ou algum de
seus
elementos
constituintes
atingir
níveis
inferiores ao nível de desempenho mínimo
aceitável, sem que a recuperação de desempenho
ultrapasse o nível inicialmente construído.
construído Por
exemplo: troca de um cabo de elevador que se
apresentava
ap
ese ta a rompido,
o p do, impedindo
ped do a ut
utilização
ação do
mesmo.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
MODERNIZAÇÃO
A modernização está relacionada com atividades
preventivas e corretivas visando que a recuperação
de desempenho ultrapasse o nível inicialmente
construído, fixando um novo patamar de qualidade
para a edificação. Por exemplo: instalação do
sistema Daffee nos elevadores, permitindo que os
mesmos em caso de falta de energia,
mesmos,
energia sejam ainda
assim conduzidos ao térreo e tenha suas portas
abertas automaticamente, sistema este antes
inexistente.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
ABERTURAS COMUNS EM PATOLOGIAS
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
4.
−
−
PROPRIEDADES TÉRMICAS DOS
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
Todos os materiais empregados nas
construções estão sujeitos à
dilatações com o aumento de temperatura e à contrações com sua diminuição;
Para uma dada variação de temperatura,
a intensidade da variação dimensional
é diferente p
para os diversos materiais
de construção;
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
−
’
Para se avaliar a movimentação térmica sofrida por um componente
deve-se conhecer o ciclo de temperaturas à que esteve sujeito;
Segundo o BUILDING RESEARCH ESTABLISHMENT, as amplitudes de
variação das temperaturas dos componentes das edificações podem
ser bastante acentuadas.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
No caso mais comum das edificações, a principal fonte de calor que
atua sobre seus componentes é o sol.
’
Segundo LATTA, a temperatura superficial da face externa de lajes e
paredes p
p
pode ser estimada em função
ç
da temperatura
p
do ar ((Ta)) e
do coeficiente de absorção solar a.
’
Tabela – Estimativa da temperatura superficial de lajes e paredes.
paredes
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
Valores sugeridos para o coeficiente de absorção solar a.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
EXEMPLO
EXERCÍCIO LAJE
DETERMINAR A TEMPERATURA SUPERFICIAL DE UMA LAJE DE
CONCRETO, SEM ISOLAÇÃO TÉRMICA, EXPOSTA AO SOL, EM UM
LOCAL ONDE TEMPERATURA AMBIENTE É 35ºC.
Tc = 5 (Tf – 32) / 9
Tf = 9 Tc / 5 + 32 = 9 x 35 / 5 + 32 = 95ºF
Tmax = 95 + 75 X 0,65 = 144ºF
62ºC
Tmin = 95 - 10 = 85ºF
30ºC
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
FISSURAS CAUSADAS POR
MOVIMENTAÇÕES TÉRMICAS
1
1.
MECANISMOS DE FORMAÇÃO
Restrições
’
Os elementos e componentes de uma construção estão sujeitos à
variações de temperatura, que repercutem numa variação
dimensional dos materiais de construção (dilatação ou contração).
contração)
’
Os movimentos de dilatação e contração são restringidos pelos
diversos vínculos que envolvem os elementos e componentes,
componentes
desenvolvendo-se nos materiais tensões que poderão provocar o
aparecimento de fissuras.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
2.
MOVIMENTAÇÕES DIFERENCIADAS
As principais movimentações diferenciadas ocorrem em função de:
’
Junção de materiais com diferentes coeficientes de dilatação térmica,
térmica
sujeitos à mesma variação de temperatura (por exemplo,
movimentações diferenciadas entre argamassa de assentamento e
componentes de alvenaria).
alvenaria)
’
Exposição de elementos a diferentes solicitações térmicas naturais
(por exemplo,
exemplo cobertura com relação às paredes de uma edificação).
edificação)
’
Variação de temperatura ao longo de uma mesmo componente (por
exemplo entre a face exposta e a face protegida de uma laje de
cobertura).
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
PROJETOS INADEQUADOS:
’
As observações feitas deveriam ser levadas em conta no projeto
da edificação.
’
Infelizmente, as movimentações diferenciadas entre
componentes, devidas à variações de temperatura não são
levadas em conta pelos projetistas,
projetistas nem mesmo de forma
qualitativa.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
3.
CONFIGURAÇÕES TÍPICAS
’
Em geral, as coberturas planas estão mais expostas às mudanças
térmicas naturais do que os paramentos verticais das edificações,
ocorrendo movimentos diferenciados entre os elementos horizontais
e verticais.
’
Mesmo as lajes sombreadas sofrem o efeito desses fenômenos,
fenômenos pois
parte da energia calorífica absorvida pelas telhas é irradiada para a
laje.
’
Nesse caso, as movimentações térmicas ocorrem em função de
vários fatores:
’ natureza
t
d material
do
t i l das
d telhas;
t lh
’ altura do colchão de ar entre o telhado e a laje;
’ intensidade de ventilação no ático.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
FISSURAS CAUSADAS PELA
ATUAÇÃO DE SOBRECARGA
1.
GENERALIDADES
’
A atuação de sobrecargas pode produzir a fissuração de componentes
estruturais, tais como pilares, vigas e paredes.
’
A sobrecarga pode se originar na má utilização do edifício,
edifício ou por
erros no cálculo estrutural ou execução da peça.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
2.
PAREDES DE ALVENARIA
Inúmeros fatores intervêm na resistência final de uma alvenaria à
esforços de compressão, tais como:
’
Resistência mecânica dos componentes de alvenaria e argamassa de
assentamento.
’
Módulos de deformação diferenciados dos componentes de alvenaria.
’
Poder de aderência da argamassa utilizada.
’
Componentes assentados
C
d
com juntas
j
d
de
amarração
ã
produzem
d
alvenarias com resistências significativamente superiores àquelas
assentadas com juntas à prumo.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
A resistência da parede de alvenaria não varia linearmente com a
resistência do componente de alvenaria e nem com a resistência da
argamassa
g
de assentamento.
’
De forma geral, as fissuras em alvenarias carregadas axialmente
começam à surgir muito antes de serem atingidas as cargas limites
de ruptura.
pt a
As fissuras que se manifestam nas alvenarias , decorrentes de
cargas
cargas,
são geralmente verticais originadas na deformação
transversal da argamassa de assentamento e dos próprios
componentes.
Em casos específicos, podem aparecer fissuras horizontais em
decorrência do esmagamento da argamassa de assentamento ou da
ruptura de componentes de alvenaria de baixa resistência à
compressão.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
Um fato primordial na fissuração da alvenaria é a presença de
aberturas de portas e janelas, em cujos vértices
é
ocorre acentuada
concentração de tensões.
Na prática as fissuras nas aberturas são combatidas pela construção
de vigas sobre as aberturas (vergas) ou sob as aberturas (contra
(contravergas).
A aplicação de cargas concentradas nas alvenarias, sem o emprego
de dispositivos adequados para redistribuição de tensões, pode gerar
o aparecimento de trincas inclinadas à partir do ponto de aplicação
da carga (caso de tesouras ou vigas apoiadas diretamente sobre as
alvenarias).
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
3.
COMPONENTES DO CONCRETO ARMADO
’
A atuação de carregamento, previsto ou não em projeto, pode
produzir a fissuração de componentes de concreto armado, sem que
isso signifique necessariamente ruptura ou instabilidade dos
componentes.
’
A ocorrência de fissuras num componente de concreto armado
provoca uma redistribuição de tensões ao longo do componente
fissurado e nos componentes vizinhos,
vizinhos de modo que a solicitação
acaba sendo absorvida de forma globalizada pela estrutura ou parte
dela.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
FISSURAS CAUSADAS POR
DEFORMAÇÃO EXCESSIVA DA ESTRUTURA
(DEFORMAÇÃO LENTA)
’
O desenvolvimento de métodos mais refinados de cálculo, fabricação
de aços
ç
e cimentos de melhor q
qualidade,, tem tornado as estruturas
cada vez mais flexíveis.
’
Isso torna imprescindível a análise mais cuidados das deformações
das estruturas e suas conseqüências.
’
Vigas e lajes
Vi
l j
d f
deformam-se
naturalmente
t
l
t sob
b a ação
ã do
d peso próprio,
ó i
das demais cargas permanentes e acidentais e mesmo sob o efeito
da retração e da deformação lenta do concreto.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
As flechas originadas podem ser incompatíveis com a capacidade de
deformação de paredes e outros componentes que integram os
edifícios.
edifícios
’
NBR 6118:
As flechas medidas à partir
pa ti do plano que
q e contém os apoios,
apoios quando
q ando
atuarem todas as ações, não ultrapassarão 1/300 do vão teórico,
exceto para o caso de balanços, para os quais não ultrapassarão
1/250 do comprimento teórico dos balanços.
’
Na prática, essa recomendação não tem recebido a devida atenção
por
parte
dos
calculistas
brasileiros,
presenciando-se,
presenciando
se,
frequentemente, casos de fissuras em alvenarias provocadas pelas
flechas dos componentes estruturais.
’
As deformações da estrutura tendem a introduzir nas alvenarias
esforços de tração e cisalhamento, provocando fissuras com
diferentes configurações.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
PATOLOGIAS DEVIDAS A
PROBLEMAS DE SOLO E DE FUNDAÇÕES
1. PROJETO DE FUNDAÇÕES
’
A concepção de fundações é um misto de ciência e arte.
’
Para o desenvolvimento de um projeto de fundações devem ser
considerados diversos elementos.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
1-1. Topografia da área
’
’
’
L
Levantamento
t
t planialtimétrico;
l i lti ét i
Dados sobre taludes e encostas;
Dados sobre erosões.
1-2. Dados geológicos
’
’
’
Investigação do sub-solo;
Mapas, fotos aéreas;
Estudos sobre experiências
p
anteriores na área.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
1-3. Dados da estrutura a construir
’
’
’
Ti
Tipo
e uso da
d nova obra;
b
Sistema estrutural;
Cargas (ações sobre as fundações).
1-4. Dados relativos às construções vizinhas
’
Tipo de estruturas e fundações;
’
Número de pavimentos e existência de sub-solos;
’
Possíveis conseqüências de escavações e vibrações provocadas
pela nova obra.
obra
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
2.
CUIDADOS NA EXECUÇÃO
’
’
Escavação da obra abaixo das fundações vizinhas.
Pode haver o desconfinamento das fundações e colapso parcial ou
total da estrutura ( bairro Prado, CARPER).
’
’
’
’
Ruptura de tubulações de drenagem e esgoto.
Envio de efluentes ao solo.
solo
Faixas de erosão no terreno.
Recalques ou colapso da construção
ã (COPASA, Quimberlita).
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
3.
TIPOS DE FUNDAÇÕES
’
’
’
’
’
NBR 6122 – Projeto e execução de fundações.
Fundações superficiais e profundas.
Fundações profundas – a pelo menos 3,0 m de profundidade.
Fundações superficiais: blocos, sapatas, radiers.
Fundações profundas: estacas, tubulões.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
4.
TIPOS DE RECALQUES DIFERENCIAIS
4-1. Devido à erros de projeto
’
’
’
’
’
Erro na previsão de recalques;
Insuficiência nos levantamentos, sondagens e ensaios;
Não consideração da heterogeneidade do solo;
Não consideração da presença de aterro, entulhos ou fossas;
Ignorar variações no nível do lençol freático.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
4-2. Devido à erros de execução
’
’
’
Fundações profundas com terra solta na base;
Desvio da ponta da estaca devido à presença de matacões;
F lt d
Falta
de alargamento
l
t na b
base de
d tubulões.
t b lõ
4 3 Devido
4-3.
D id à problemas
bl
no solo
l
’
’
’
Falta de homogeneidade do solo;
Consolidação
l d ã distinta
d
d
do aterro;
Fundação entre corte e aterro.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
’
’
’
’
Rebaixamento do lençol freático;
Ad
Adensamento
t de
d camadas
d profundas
f d (solo
( l mais
i mole);
l )
Carregamento desbalanceado na estrutura;
Influência do bulbo de pressão da obra maior;
Construção de anexo em época diferente da construção do prédio
original.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
5.
APARECIMENTO DE TRINCAS
’
Sob o efeito de cargas externas todos os solos, em maior ou menor
proporção de deformam.
’
Se estas deformações forem diferenciadas ao longo do plano das
fundações de uma obra, tensões de grande intensidade serão
introduzidas na estrutura da mesma,
mesma podendo gerar o aparecimento
de trincas.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
6.
CONFIGURAÇÕES TÍPICAS
’
De uma maneira geral, as fissuras provocadas por recalques
diferenciados são inclinadas, confundindo-se às vezes com as fissuras
provocadas p
p
por deflexão de componentes
p
estruturais.
’
Contudo, em relação às últimas, apresentam aberturas maiores,
“deitando-se
deitando se em direção ao ponto de maior recalque
recalque”.
’
Outras características das trincas de recalque são esmagamentos
localizados em forma de escamas e variação nas aberturas das
fissuras.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
FISSURAS CAUSADAS PELA UMIDADE
1.
GENERALIDADES
’
As mudanças higroscópicas provocam variações dimensionais nos
materiais de construção; o aumento de umidade provoca expansão
do material e a diminuição da umidade contração.
’
No caso da existência de vínculos,, p
poderão ocorrer fissuras nos
elementos e componentes do sistema construtivo.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
2.
UMIDADE NOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
A água se faz presente nos materiais de construção de diversas
formas:
’
’
’
’
Produção dos componentes
Para se p
produzir componentes
p
construtivos à base de ligantes
g
hidráulicos emprega-se água em quantidade superior à necessária
para as reações químicas de hidratação.
A evaporação da água livre em excesso provoca a contração do
material
’
Execução da obra
É usual umidecerem-se os componentes ou painéis de alvenaria que
receberão argamassa de assentamento.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
’
Umidade proveniente de fenômenos metereológicos e
do ar
O material poderá absorver água de chuva durante o transporte até a
obra ou por armazenagem desprotegida no canteiro.
’
Durante a vida da construção, as faces de seus componentes
voltadas para o exterior poderão absorver quantidades razoáveis de
água de chuva.
chuva
’
A umidade presente no ar pode ser absorvida pelos materiais de
construção.
construção
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
’
’
Umidade do solo
A água presente no solo poderá ascender por capilaridade à base da
construção, dependendo dos diâmetros dos capilares e nível do lençol
de água.
Não havendo impermeabilização eficiente entre o solo e a base da
construção, a umidade terá acesso a seus componentes, trazendo
sérios inconvenientes à p
pisos e p
paredes do andar térreo.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
3.
PROPRIEDADES HIGROSCÓPICAS
’
Os materiais de construção normalmente contêm poros de variadas
aberturas, sendo que o sentido de percolação da água através dos
mesmos é determinada p
pela diferença
ç do teor de umidade dos
materiais em contato.
’
As variações no teor de umidade (%) provocam movimentações
reversíveis e irreversíveis. As últimas ocorrem logo após a fabricação
do material.
4.
CONFIGURAÇÕES TÍPICAS
’
As trincas provocadas por variação de umidade dos materiais de
construção são semelhantes àquelas provocadas por variação de
temperatura.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
FISSURAS CAUSADAS POR
ALTERAÇÕES QUÍMICAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
1.
GENERALIDADES
’
Os materiais de construção são susceptíveis de deterioração pela
ação de substâncias químicas, principalmente as soluções ácidas.
’
Edifícios que abrigam fábricas de laticínios,
laticínios cervejas,
cervejas álcool,
álcool açúcar,
açúcar
sal, celulose e produtos químicos em geral podem ter seus materiais
e componentes seriamente avariados por essas substâncias.
’
Nesses casos, as patologias manifestam-se frequentemente na forma
de lixiviação.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
2.
HIDRATAÇÃO RETARDADA DAS CALES
’
Uma cal bem hidratada não apresenta óxidos livres de cal e
magnésio, as cales mal hidratadas podem apresentar teores bastante
elevados desses óxidos,, q
que são ávidos p
por água.
g
’
Se houver umidificação do componente ao longo de sua vida útil,
útil os
óxidos livres tendem a hidratar-se, ocorrendo um aumento de
volume em torno de 100%.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
Em argamassas de assentamento a expansão pode provocar fissuras
horizontais no revestimento, acompanhando as juntas de
assentamento.
’
Entretanto, o efeito mais nocivo está nos revestimentos em
argamassa cuja expansão tende a produzir danos generalizados no
argamassa,
revestimento
(fissuras,
descolamento,
desagregações
e
pulverulências).
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
3.
ATAQUE POR SULFATOS
’
O aluminato tricálcico, constituinte do cimento, pode reagir com
sulfatos em solução formando um composto denominado etringita.
Essa reação
ç
é acompanhada
p
de g
grande expansão.
p
’
Para que a reação ocorra é necessária a presença de cimento,
cimento de
água e de sulfatos solúveis (por isso a utilização conjunta de cimento
e gesso é perigosa).
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
Os sulfatos podem provir do solo, águas contaminadas, cerâmicas
fabricadas com argilas com alto teor de sais solúveis, etc.
’
A água pode provir da chuva em superfícies mal impermeabilizadas,
umidade da edificação (lavagem de pisos, por exemplo), etc.
’
As patologias são em forma de trincas horizontais e verticais, quase
sempre em conjunto
j
com eflorecências.
fl
ê i
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
FISSURAS CAUSADAS PELA
RETRAÇÃO DE PRODUTOS À BASE DE CIMENTO
1.
FORMAS DE RETRAÇÃO
Ã
Três formas de retração
ç
são as mais importantes
p
em p
produtos à base
de cimento:
’
Retração química: a reação química entre o cimento e a água se dá
com redução de volume (contração de cerca de 25% de seu volume
original).
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
Retração de secagem: a quantidade excedente de água, empregada
no preparo do concreto ou argamassa para a obtenção da
t b lh bilid d necessária,
trabalhabilidade
á i
permanece livre
li
no interior
i t i
d massa.
da
Em sua evaporação ocorre retração de volume.
’
Retração por carbonatação:
Ca (OH)2 + CO2
Æ
CaCO3 + H2O
A reação é acompanhada de redução de volume.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
2.
FATORES QUE INTERVÊM NA RETRAÇÃO
’
Composição química e finura do cimento:
a retração aumenta com a finura do cimento , seu teor de cloretos
(CaCl2 , normalmente empregado como aditivo acelerador de pega)
e alcalis (K2O e Na2O).
’
Quantidade de cimento adicionada à mistura:
quanto maior o consumo de cimento, maior é a retração.
’
Natureza dos agregados:
maior retração para os agregados com maior poder de absorção de
água
g
((basalto e agregados
g g
leves,, p
por exemplo).
p )
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
Granulometria dos agregados:
quanto maior a finura dos agregados, maior será a quantidade
necessária de pasta de cimento para recobri-los, e maior será ,
portanto, a retração.
’
Quantidade de água na mistura:
quanto maior for a relação água / cimento maior será a retração de
secagem.
secagem
’
Condições de cura:
S a evaporação
Se
ã da
d água
á
i i i
iniciar-se
antes do
d término
é i
d pega do
da
d
aglomerante, a retração sofrerá grande aumento.
’
Umidade relativa do ar:
Nos ambientes mais úmidos a retração é menor.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
RECUPERAÇÃO ESTRUTURAL
I-
MATERIAIS
1.
CONCRETO
’
Requer
um
traço
que
altere
para
características naturais.
’
Podem ser necessárias:
- altas resistências iniciais;
- ausência de retração de secagem;
- elevada aderência ao substrato;
- baixa permeabilidade.
melhor
algumas
de
suas
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
A obtenção destas características pode se dar através de:
- aditivos
diti
plastificantes,
l tifi
t
redutores
d t
d água,
de
á
i
impermeabilizantes,
bili
t
etc;
t
- adições minerais como escória de alto forno, cinzas volantes,
microssílica,etc;
í
- via de regra, baixa relação água/cimento.
’
As exigências mencionadas reduzem a viabilidade de emprego de
concreto dosado em canteiro para uso em reparos e reforços.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
A seleção do material depende do problema patológico em questão,
características da região a ser reparada (horizontal,
(horizontal vertical,
vertical “sobre
sobre
cabeça”), agressividade do ambiente, etc.
2.
GRAUTES BASE CIMENTO
’
Material fluido e auto adensável no estado recém misturado,
misturado
formulado para preencher cavidades e subsequentemente tornar-se
aderente, resistente e sem retração no estado endurecido.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
Conveniente para reparo em locais de acesso difícil ou em casos de
seções densamente armadas.
3.
ARGAMASSAS POLIMÉRICAS
’
Argamassas de cimento Portland modificadas com polímeros.
í
’
Podem ser formuladas com resinas acrílicas tipo metacrilato ou com
resinas à base de PVA.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
4.
ARGAMASSAS BASE EPOXI
’
’
Toleram pH na faixa de 2,0 a 10,0.
O epóxi
p
tem boas p
propriedades
p
físicas e mecânicas,, além de ótima
aderência a vários tipos de superfícies.
II- PREPARO E LIMPEZA DO SUBSTRATO
1
1.
PREPARO
’
Sã
São
t t
tratamentos
t
estruturais.
prévios
é i
d
das
superfícies
fí i
d
dos
componentes
t
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
Exemplos:
- Escarificação manual (talhadeira, marreta);
- Disco de desbaste (lixadeiras rotativas);
- Escarificação mecânica (martelete pneumático);
- Lixamento manual (lixas comuns);
- Lixamento elétrico (discos de lixa);
- Escovamento
E
t manual;
l
- Apicoamento com martelo.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
2.
LIMPEZA DAS SUPERFÍCIES
’
Conjunto de procedimentos aplicados sobre os elementos estruturais
antes da aplicação dos materiais de reparo.
’
Exemplos:
-
JJato
t de
d água
á
f i sob
fria
b alta
lt pressão;
ã
Jato de água quente sob alta pressão;
Jato de água sob baixa pressão;
Lavagem com soluções ácidas;
Lavagem com soluções alcalinas;
Remoção de óleos e graxas superficiais;
Jato de ar comprimido sob pressão;
Aspiração à vácuo.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
III-TÉCNICAS DE APLICAÇÃO DO MATERIAL DE REPARO
- Montagem de forma e preenchimento convencional;
- Montagem de forma e bombeamento;
- Encunhamento de argamassa seca (DRY PACK);
- Agregado pré-colocado e grauteamento;
- Concreto projetado via seca;
- Concreto projetado via úmida;
- Injeção de fissuras e/ou trincas;
- Aplicação de sobrecapas (overlays).
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
TRATAMENTO DE FISSURAS
1.
TÉCNICAS A ADOTAR
’
’
’
’
’
’
’
Tratamento depende da causa.
Fissuras ativas (variação de espessura).
Fissuras passivas.
Necessidade ou não de reforços estruturais.
Superficiais (tratamentos mais simples).
Nata de cimento com aditivo expansor.
Profundas (resinas epoxídicas).
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
2.
OBJETIVO GERAL
’
C i ã d
Criação
de b
barreira
i (fissuras
(fi
ativas
ti
e passivas).
i
)
’
Impedir o transporte nocivo de líquidos e gases.
’
Evitar o ataque às armaduras.
3.
FISSURAS ATIVAS
’
Eliminação da causa geradora (torná-la passiva)
’
Não restabelecer o monolitismo.
’
Fissuração
ç
em outro local.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
’
Vedação / cobrimento dos bordos externos.
’
P
Preenchimento
hi
t com material
t i l elástico
lá ti e não
ã resistente.
i t t
’
Convivência com a patologia instaurada.
’
Impedimento da degradação do concreto.
4.
FISSURAS PASSIVAS
’
Fechamento da fissura com material resistente / aderente.
’
Injeção de resina epoxídica.
’
Peça
ç volta a ser monolítica.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
5.
INJEÇÃO DE FISSURAS
’
’
’
’
E í i i para aberturas
Exígiveis
b t
maiores
i
que 0,1
0 1 mm.
Prenchimento do espaço formado entre as bordas da fenda.
Fissuras passivas – materiais rígidos (epóxi ou grautes).
Fissuras
ativas
poliuretânicas).
–
materiais
elásticos
(resinas
acrílicas
ou
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
6.
RESINAS EPOXÍDICAS
’
’
’
’
’
Fissuras inativas – Produtos não retráteis.
Alta capacidade resistente e aderente.
Bom comportamento frente aos agentes agressivos.
Endurecimento rápido.
Bicomponentes líquidos – melhor qualidade.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
7.
PROCEDIMENTO DE INJEÇÃO
’
’
’
’
’
’
Ab t
Abertura
d
de ffuros ao longo
l
do
d desenvolvimento
d
l i
t da
d fissura.
fi
D = 10 mm e 50 mm ≤ l ≤ 300 mm.
Limpeza da fenda (ar comprimido).
Fixação de tubinhos plásticos nos furos.
Selagem com cola epoxídica (espátula).
Injeção tubo a tubo.
FALHAS E PATOLOGIAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
8.
COSTURA DE FISSURAS (GRAMPEAMENTO)
’
’
’
Fi
Fissuras
ativas
ti
(isoladas).
(i l d )
Disposição de armaduras adicionais (grampos).
Discutível (pode gerar fissuras em regiões adjacentes).