patologia das estruturas de concreto
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
Escola de Minas – DECIV
Patologia das Construções
Patologia das Patologia das
Estruturas de
Concreto
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Concreto Armado
Brita
+aço
Cimento,
areia
Adições,
aditivos
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Cimento Hidratado
Cimento + água = C-S-H + Ca(OH)2 + Etringita
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Características do Concreto
� Porosidade (compacidade)
� Fator água/aglomerante;
� propriedade importante para resistir à penetração dos meios agressivos externos;meios agressivos externos;
� Transporte e vibração inadequados:
� Segregação, exudação.
� Resistência mecânica;
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Características do Concreto
� Endurecimento do concreto (hidratação)
�Evitar fissuras precoces (devido à retração)
�Calor de hidratação (retração, expansão térmica)
cura do concreto, secagem prematura (24 �cura do concreto, secagem prematura (24 horas).
�Eventual temperatura muito baixa durante a concretagem (< 7 °C) – baixa umidade
�Temperatura e vento (falta de água).
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Características do Concreto
� Cobrimento das armaduras
� A espessura desta capa de concreto é importante para garantir a proteção das armaduras frente aos agentes agressivos.
� Deve-se adotar o cobrimento mínimo previsto na NBR � Deve-se adotar o cobrimento mínimo previsto na NBR 6118.
� Algumas normas recomendam que em exposição a agentes agressivos, este concreto deve possuir:
� alto teor de cimento,
� baixo fator água/cimento
� espessuras superiores a 5 cm.
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Características do Concreto
� aditivos e adições
� Aditivos: plastificantes (trabalhabilidade), retardadores de pega, etc.
� Adições: minerais, tais como:
� Metacaulim, cinzas volantes, silicaativa, escoria de alto-forno
� Diminuem a porosidade: reação pozolânica e efeito de preenchimento “filler”.
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Características do Concreto
� Agressividade do meio ambiente
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Corrosão das Armaduras• Uma das principais manifestações patológicas no
concreto armada:– recobrimento das armaduras abaixo dos valores
recomendados pelas normas da ABNT.
– o concreto executado com elevado fator água/cimento, acarretando elevada porosidade do concreto e fissuras de retração.retração.
– o ausência ou deficiência de cura do concreto, propiciando a ocorrência de fissuras, porosidade excessiva, diminuição da resistência, etc.
– o segregação do concreto com formação de ninhos de concretagem,
– erros de traço,
– lançamento e vibração incorretos, formas inadequadas, etc
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Corrosão das Armaduras
• O concreto proporciona às armaduras uma dupla proteção.
– Uma barreira física que separa o aço do contato direto com o meio ambiente que contém elementos agressivos ao aço;
– Capa passivadora formada meio alcalino do concreto– Capa passivadora formada meio alcalino do concreto
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Mecanismo da corrosão das armaduras
• A corrosão das armaduras pode-se originar por:
– uma ação química ou
– uma ação eletroquímica
• O aço diminui sua seção, e se converte completamente em óxidos;completamente em óxidos;
• O concreto pode fissurar ou delaminar-sedevido às pressões de expansão dos
• óxidos;
• A aderência da armadura diminui ou desaparece.
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a) Corrosão química:
• Oxidação:
– reação gás + aço = Fe2 O3
Mecanismo da corrosão das armaduras
• corrosão muito lenta:
– não provoca deterioração substancial das armaduras.
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b)corrosão catódica :
– ocorre em meio aquoso
Mecanismo da corrosão das armaduras
– ocorre em meio aquoso
– principal e mais sério processo de corrosão encontrado na construção civil.
– a armadura se transforma em óxidos e hidróxidos de ferro, de cor avermelhada, pulverulenta e porosa, denominada ferrugem.
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b) corrosão catódica :
– Presença de um eletrólito:
• sais dissolvidos do cimento - hidróxido de cálcio (CaOH2)
• anidro carbônico (CO ),
Mecanismo da corrosão das armaduras
• anidro carbônico (CO2),
• íons cloreto (Cl-), íons sulfatos (S--), nitritos (NO3-), gás sulfídrico (H2S), amônia (NH4+),
• óxidos de enxofre (SO2, SO3)
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b) Aumento da velocidade da corrosão em regiões industriais, orlas marítimas, poluídas.
Mecanismo da corrosão das armaduras
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Mecanismo da corrosão das armaduras
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Mecanismo da corrosão das armaduras
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Mecanismo da corrosão das armaduras
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Mecanismo da corrosão das armaduras
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� Carbonatação
CO2 + componentes alcalinos do concreto (Ca(OH)2) = < pH do concreto
Mecanismo da corrosão
das armaduras
concreto
� A velocidade de carbonatação está associada:� à porosidade do concreto,
� a umidade do concreto,
� à temperatura e a umidade relativa do ar.
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Proteção dos aços contra a corrosão
• A oxidação resulta de fenômenos eletrolíticos que formam o óxido de ferro, que é poroso, e que permite a continuação do processo.
• A oxidação é favorecida pela presença de • A oxidação é favorecida pela presença de ácidos e bases.
• Para a proteção do ferro seja eficaz é necessário limpá-lo previamente, quer por processos mecânicos ou químicos.
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Pinturas• A pintura é o processo de proteção do aço contra a
corrosão utilizado em todos os casos emque não se apresentem dificuldades particulares devidas às
finuras das arestas, à extensão das superfícies ou acondições de exposições severas.
• Na elaboração de um sistema de pintura devem serconsiderados dados como:considerados dados como:– o meio ambiente e sua agressividade,– o tipo de tinta,– a preparação da superfície,– A seqüência de aplicação, o número de demãos, as espessuras,
o tipo de aplicação e as condições de trabalho a que estarásubmetida a superfície.
• Durante sua aplicação, a superfície deverá estar isenta depó, carepas, ferrugens, óleos ou graxas e a unidade relativado ar não deverá estar superior a 85%.
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� deformação à tração do concreto excedendo a sua própria resistência.
� mecanismos básicos que podem originar deformações no concreto:
Trincas e fissuras
deformações no concreto:
�retração de secagem, expansão ou contração térmica, deformação plástica;
�Expansão de materiais no interior do concreto (corrosão)
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Fissuras: flexão
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Fissuras: flexão
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Fissuras: flexão
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Fissuras: cisalhamento
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Fissuras: esmagamento
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Fissuras: retração
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Fissuras: parte inferior da laje
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Fissuras: parte inferior da laje
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Fissuras: parte superior da laje
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Fissuras: parte inferior da laje
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Fissuras: em pilar
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Fissuras: em pilar
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Fissuras: cantos de janelas
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Diagnóstico das Patologias
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Diagnóstico das Patologias
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Inspeção detalhada
• Fichas, croquis e planos de levantamento de danos.
• Plano de amostras.
• Tabela de tipificação dos danos.
• Técnicas de ensaio / medição / análises adequadas.
• Regiões onde deverão ser realizados ensaios.
• Planificação de materiais e equipamentos.
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Ensaios a realizar.
• No Concreto– Resistividade
– Esclerometria
– Ultra-som
– Profundidade de
• Armadura
• Localização e espessura de recobrimento
• Perda de diâmetro e seu limite elástico– Profundidade de
carbonatação
– Concentração de cloretos
– Resistência à compressão
– Porosidade
limite elástico
• Medição de potenciais
• Medição da velocidade de corrosão.
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Profundidade de carbonatação
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Resistividade elétrica
• amostras extraídas para testes em laboratório ou “in loco”.
• função de variáveis como:
– tipo de cimento,
– adições orgânicas,– adições orgânicas,
– a relação água/cimento,
– a porosidade da estrutura.
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Ultra-som
• ensaio não destrutivo tem o objetivo de verificar:
• a homogeneidade (qualidade e uniformidade) do concretodo concreto
• Detectar falhas internas (ninhos e vazios) profundidade de fissuras, etc.
• Monitorar as variações das propriedades do concreto.
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Ultra-som
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Métodos de determinação de resistência
• Mecânica:
– pistola finca-pinos (pistola de Windsor)
– medir a profundidade em que um pino de aço padronizado consegue penetrar no concreto -ASTM C 803-82 (Penetration Resistance ofHardened Concrete).Hardened Concrete).
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Resistência do concreto ao
arrancamento
• utilizado um torquímetro para medir a carga necessária à extração de um extração de um parafuso com luva de expansão, que se dilata à medida que a carga é aplicada.
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Esclerometria• correlação entre
a resistência ao choque (dureza superficial) e a resistência à compressão do material,material,
• uma das técnicas mais difundidas em todo o mundo para a avaliação da homogeneidade do concreto -NBR 7584/82
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Porosidade
• NBR 9779 - Determinação da absorção de água por capilaridade / Ascensão capilar
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Porosidade
– NBR 9778 – Determinação da Absorção de Água por Imersão - Índice de Vazios e Massa Específica
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Potencial de corrosão
• As medidas de potencial informam sobre a probabilidade de corrosão do aço. ASTM C 876
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Materiais utilizados em reparos
Princípios para seleção de materiais
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Materiais utilizados em reparos
Princípios para seleção de materiais
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Materiais utilizados em reparos
Princípios para seleção de materiais
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Materiais utilizados em reparos
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Materiais utilizados em reparos
Princípios para seleção de materiais
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Materiais utilizados em reparos
Princípios para seleção de materiais
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Materiais utilizados em reparos
Princípios para seleção de materiais
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Materiais utilizados em reparos
• Concreto moldado
• tradicional material utilizado para reparação estrutural.
• procura-se utilizar o concreto em reparos de maiores dimensões.maiores dimensões.
• propriedades e características mais adequadas:
– impermeabilidade,
– Resistência,
– minimizar retração,
– aumento da resistência química, etc.
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Materiais utilizados em reparos• Concreto moldado
• As principais modificações introduzidas são:– Utilização de cimentos especiais ou compostos, como o CPII-Z
(com pozolana), CPIV (cimento pozolânico), CPV (alta resistência inicial), CPI-S (resistente a sulfatos), etc.
– CAD –Concreto de Alto Desempenho –Concreto com elevada – CAD –Concreto de Alto Desempenho –Concreto com elevada resistência, com adição de aditivos superplastificantes, sílica ativa, etc., podendo também ser incorporados escória, fibras metálicas ou sintética,, etc.
– Aditivos inibidores de corrosão, como nitrito de sódio ou cálcio, éster aminas, benzoato de sódio, molibdato de sódio, etc.
• São normalmente utilizados em reparos profundos
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Materiais utilizados em reparos
• Concreto projetado
• Concreto tem sido utilizado há bastante tempo para reparos, como também em obras convencionais de revestimento de túneis , minas, muros de contenção, etc.minas, muros de contenção, etc.
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Materiais utilizados em reparos
• Concreto projetado
• O concreto projetado apresenta as seguintes características principais:
Dispensa formas nas aplicações verticais ou – Dispensa formas nas aplicações verticais ou sobrecabeça
– Melhor aderência, causada pelo pela grande energia de impacto com o substrato
– Maior compacidade e consequentementeimpermeabilidade
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Materiais utilizados em reparos
• Concreto projetado
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Materiais utilizados em reparos
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Materiais utilizados em reparos• Grautes
• são argamassas industrializadas:– a elevada fluidez, – baixa permeabilidade, – ausência de retração
(retração compensada)ausência de retração (retração compensada)
– elevadas resistências iniciais e finais.
• São utilizados em muitas aplicações, como reparos estruturais, chumbamentode equipamentos, ancoragem de tirantes, etc.
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Materiais utilizados em reparos• Grautes
• industrializados com aglomerantes de base mineral (cimento Portland, cimento aluminoso) ou sintético (resinas epóxi), com agregados de quartzo ou metálico,quartzo ou metálico,
• superplastificantes, compensadores de retração, podendo ou não conter microssílica.
• Podem atingir elevada resistência inicial (10 a 20 Mpa em 2 horas)
• reparos médios ou profundos.
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Materiais utilizados em reparos
• graute
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Materiais utilizados em reparos
• Revestimento
– Base cimento –São argamassas à base de cimento Portland, em composição contendo:composição contendo:
• quartzo de granulometria apropriada,
• polímeros em pó ou líquido.
• adições de microssílica,
• fibras sintéticas ou metálicas.
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Materiais utilizados em reparos
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Materiais utilizados em reparos
• Inibidores de corrosão
– Primer anticorrosivo
• Epóxi com zinco:
– é mais eletronegativa que o aço, formando uma proteção catódica atuando como ânodo de sacrifício.atuando como ânodo de sacrifício.
– não se expande no processo de oxidação.
• Cimentos poliméricos aditivados
– base cimento, polímeros e aditivos inibidores de corrosão, (nitrito de cálcio, éster aminas)
– recompõe a capa passivadoraalcalina e inibem a continuidade da corrosão.
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Materiais utilizados em reparos
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Materiais utilizados em reparos
• Injeções em trincas e fissuras
– utilizada para obturar e preencher vazios, para “colar” ou solidarizar as trincas e fissuras, para impermeabilizar ou vedar infiltrações:
– Epóxi
– Poliuretano e metacrilatos hidro-reativos
– Cimento
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Materiais utilizados em reparos
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Materiais utilizados em reparos
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Materiais utilizados em reparos
• Injeções em trincas e fissuras
– Poliuretano e metacrilatos hidro-reativos:
• A resina reage com água, expandindo-se e obturando os pontos de infiltrações
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Materiais utilizados em reparos• Injeções em trincas e
fissuras– A injeção de calda de
cimento é usado:• em trincas de abertura acima
de 1 mm,
• em solos,• em solos,
• muros de arrimo,
• Barragens,
• túneis, etc.,
– utilização de calda de cimento aditivada com plastificantes ou superplastificantes, como também com microssílica.
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• Adesivos
– resinas epóxi (fluidas, em pasta ou gel)
– Resinas acrílicas
• puras ou em calda de cimento.
Materiais utilizados em reparos
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Materiais utilizados em reparos
![Page 96: Patologia das Estruturas de Concreto](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012014/6159b5183a32d542171a2153/html5/thumbnails/96.jpg)
Materiais utilizados em reparos
![Page 97: Patologia das Estruturas de Concreto](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012014/6159b5183a32d542171a2153/html5/thumbnails/97.jpg)
• Proteção de superfície
– protege o substrato contra a penetração de água e agentes agressivos
– acabamento estético ao substrato.
Materiais utilizados em reparos
– acabamento estético ao substrato.
– Normalmente são utilizados os seguintes materiais:
• Hidrofugantes ou hidrorrepelentes
• Vernizes
• Pinturas
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Procedimentos
de reparos
estruturais
![Page 99: Patologia das Estruturas de Concreto](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012014/6159b5183a32d542171a2153/html5/thumbnails/99.jpg)
![Page 100: Patologia das Estruturas de Concreto](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012014/6159b5183a32d542171a2153/html5/thumbnails/100.jpg)
• Tratamento superficial;
• Tratamento médio e profundo;
• Tratamento de trincas e fissuras;
![Page 101: Patologia das Estruturas de Concreto](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012014/6159b5183a32d542171a2153/html5/thumbnails/101.jpg)
![Page 102: Patologia das Estruturas de Concreto](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012014/6159b5183a32d542171a2153/html5/thumbnails/102.jpg)
![Page 103: Patologia das Estruturas de Concreto](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012014/6159b5183a32d542171a2153/html5/thumbnails/103.jpg)
![Page 104: Patologia das Estruturas de Concreto](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012014/6159b5183a32d542171a2153/html5/thumbnails/104.jpg)
![Page 105: Patologia das Estruturas de Concreto](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012014/6159b5183a32d542171a2153/html5/thumbnails/105.jpg)
![Page 106: Patologia das Estruturas de Concreto](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012014/6159b5183a32d542171a2153/html5/thumbnails/106.jpg)
� preparação da área para receber a argamassa de reparo.� ponte de aderência resina
epóxi, o substrato deve estar seco.
� ponte de aderência látex acrílico, aplicado puro ou acrílico, aplicado puro ou em mistura com cimento:� (3 partes de cimento – 1
parte de água – 1 parte de resina acrílica), o substrato deve ser primeiramente hidratado com água.
� não encharcar
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![Page 108: Patologia das Estruturas de Concreto](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012014/6159b5183a32d542171a2153/html5/thumbnails/108.jpg)
![Page 109: Patologia das Estruturas de Concreto](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012014/6159b5183a32d542171a2153/html5/thumbnails/109.jpg)
• Trincas e fissuras
![Page 110: Patologia das Estruturas de Concreto](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012014/6159b5183a32d542171a2153/html5/thumbnails/110.jpg)
Reforços
estruturaisestruturais
![Page 111: Patologia das Estruturas de Concreto](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012014/6159b5183a32d542171a2153/html5/thumbnails/111.jpg)
Reforços estruturais
![Page 112: Patologia das Estruturas de Concreto](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012014/6159b5183a32d542171a2153/html5/thumbnails/112.jpg)
Reforços estruturais
![Page 113: Patologia das Estruturas de Concreto](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012014/6159b5183a32d542171a2153/html5/thumbnails/113.jpg)
Reforços estruturais
![Page 114: Patologia das Estruturas de Concreto](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012014/6159b5183a32d542171a2153/html5/thumbnails/114.jpg)
Reforços estruturais
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Reforços estruturais
![Page 116: Patologia das Estruturas de Concreto](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012014/6159b5183a32d542171a2153/html5/thumbnails/116.jpg)
Reforços estruturais
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Reforços estruturais