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Estudo de critérios de projeto para prevenção de manifestações patológicas no concreto armado em obras de saneamento Dezembro/2016

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ISSN 2179-5568 - Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 12ª Edição nº 012 Vol.01/2016 Dezembro/2016

Estudo de critérios de projeto para prevenção de manifestações patológicas no concreto armado em obras de saneamento

Bruno Genovez Idalgo – [email protected]

MBA Gerenciamento de Obras, Tecnologia e Qualidade da Construção Instituto de Pós-Graduação - IPOG

Campo Grande, MS, 11 de julho de 2016

Resumo

Quando o concreto, além das situações de serviço, é exposto a ambientes e agentes agressivos, todos os principais requisitos do concreto devem ter atenção especial. As obras de saneamento são estruturas cujo reparo sempre ocorre em situações difíceis, pois são estruturas que estão sempre em carga e parar um sistema para efetuar manutenções emprega grande custo financeiro e intelectual. Assim, a prevenção é melhor que a manutenção. O engenheiro projetista de estruturas de saneamento deve estar ciente das inúmeras patologias que geralmente acometem estas estruturas e buscar preveni-las. Devido aos inúmeros agentes agressivos a que essas estruturas são expostas em caráter permanente, patologias consideradas comuns em outras estruturas podem comprometer seriamente a vida útil da construção e o meio ambiente ao seu redor. Serão apresentadas as principais manifestações patológicas que acometem estruturas de concreto armado utilizadas no saneamento, suas origens e requisitos de prevenção a serem adotadas em nível de projeto. Dessa forma, percebe-se a necessidade da elaboração de uma normatização voltada para o projeto e construção de estruturas de concreto armado para obras de saneamento. Esta necessidade se deve, entre outras coisas, à prevenção de patologias que, devido aos inúmeros agentes agressivos presentes, comprometem intensamente estruturas de saneamento. Palavras-chave: Manifestações patológicas. Concreto armado. Prevenção. Critérios de projeto.

1. Introdução

O saneamento no Brasil, entendido aqui como a abrangência e respectivo tratamento dos Sistemas de Abastecimento de Água (SAA) e Sistemas de Esgotamento Sanitário (SES), apresenta, ainda hoje, grande defasagem no atendimento e no tratamento, como pode ser visto na Tabela 1. Principalmente no que se diz respeito ao esgotamento sanitário. Neste cenário, o Brasil busca pela universalização do acesso ao saneamento básico (Lei nº 11.445, art. 2º, inciso I, 2007). Para isso, a ampliação dos sistemas através da execução de redes de tubulações e estruturas abrangidas nesses sistemas como reservatórios, estações elevatórias, tanto de água como de esgoto, Estações de Tratamento de Água (ETA) e Estações de Tratamento de Esgoto (ETE) é inevitável.

Em sistemas de abastecimento de água, os reservatórios, apoiados ou elevados, e as ETAs encontram grande materialização em estruturas de concreto armado. Já o esgoto apresenta


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grande deficiência na coleta e no tratamento. Esta deficiência gera uma demanda, cada vez maior, pela construção de redes coletoras e posterior tratamento. Chernicharo (1997) indica quatro sistemas de tratamento coletivo de esgoto de maior aplicabilidade no Brasil. São eles a lagoa de estabilização, aplicação no solo, tanque séptico + filtro anaeróbio e o reator anaeróbio de manta de lodo. Destes, também há estruturas para tratamento preliminar, decantadores, adensadores, leitos de secagem, estações elevatórias de esgoto bruto etc. Por conta das especificidades de cada projeto, a depender de volumes, tempos de detenção e outros critérios, cada sistema é único e deve ter seus critérios pensados para cada localidade. O concreto armado também encontrou aí um nicho para se concretizar.

Estas estruturas de saneamento, segundo Andrade (2007), estão expostas a agentes agressivos em caráter permanente, devido a sua natureza de utilização específica. É necessário, então, eliminar os riscos de manifestações patológicas ocorrerem desde a etapa de projeto, levando em conta sua utilização específica.

Segundo De Souza & Ripper (1998), a área de Patologias das Estruturas estuda as origens, consequências, mecanismos de ocorrência de falhas e de deterioração de estruturas do concreto. Mas não se limitando a isso, esta área também se refere à concepção, projeto de estruturas e à formação do engenheiro civil.

Tabela 1- Índice de atendimento de água e esgoto percentual da população de municípios cujas prestadoras de serviço participaram do SNIS 2014

Fonte: SECRETARIA NACIONAL DE SANEAMENTO AMBIENTAL, 2016

Visando proteger as estruturas de concreto armado, a NBR 6118:2014 fornece meios para se atenuar ou até eliminar patologias em geral com prescrições de projeto. Na Tabela 2 podemos visualizar os principais mecanismos de deterioração do concreto armado em sua utilização geral.

Mesmo com as prescrições da NBR 6118, Calixto et al. (2007) afirma:

Ocorre que existem recomendações que são específicas a certos tipos de estruturas e tem menor importância para outras. [...] Existe uma importante lacuna hoje, na normalização brasileira, já que não temos ainda uma norma específica para os projetos de estruturas de concreto para obras ditas


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hidráulicas e de saneamento. Tal fato acaba por induzir alguns projetistas a adotarem critérios não apropriados a estes tipos de estruturas [...].

Portanto, mesmo com as recomendações da NBR 6118:2014, há uma demanda por complementos específicos a depender do tipo ou do uso da estrutura. Há, por exemplo, para edificações, a norma NBR 15575:2013 - Desempenho de edificações habitacionais. Para o projeto de pontes de concreto armado e de concreto protendido, há a NBR 7187:2003. O histórico de manifestações patológicas em obras de saneamento e sua utilização em condições extraordinárias comparadas à maioria das estruturas de concreto armado convencionais exigem um foco diferenciado.

Tabela 2 - Principais mecanismos de deterioração das estruturas de concreto armado

Fonte: MEDEIROS; ANDRADE & HELENE, 2011

No âmbito da normatização para obras de saneamento, como lembrado por Calixto et al. (2007), internacionalmente há a norma do American Concrete Institute (ACI) denominada “ACI 350 – Code Requirements for Environmental Engineering Concrete Structures”, a Norma de requisitos para estruturas de concreto de engenharia ambiental, em tradução livre. No âmbito nacional, a Companhia de Saneamento de Minas Gerais (COPASA) possui a norma interna COPASA T.175/1 - Projeto e execução de estruturas em concreto para obras de saneamento, de 1993.


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Tabela 3- Gastos em países desenvolvidos com manutenção e construção de estruturas

Fonte: MEDEIROS; ANDRADE & HELENE, 2011

Para efeito de análise, a tabela 3 fornece dados de gastos de manutenção e reparo em comparação com gastos em obras novas. Embora sendo de países desenvolvidos e com cultura diversa do Brasil, é um dado alarmante o gasto com obras novas ser aproximadamente o mesmo com a manutenção e reparo das estruturas existentes. Dados como esse salientam a importância de se levar em consideração a durabilidade, manutenção e prevenção de manifestações patológicas nos critérios de projeto.

Segundo Campaner et al. (2007), “dentre as inúmeras manifestações patológicas, podem-se citar fissuras, desplacamentos, corrosão de armaduras, desintegração do concreto por ação de sulfatos, desgaste superficial, fadiga de juntas de dilatação, lixiviação, eflorescências, expansão, entre outras.”

Este artigo pretende analisar as principais patologias que acometem estruturas de concreto armado de saneamento e propor critérios de prevenção e dimensionamento a serem adotados em nível de projeto. 2. Agentes agressivos e propriedades do concreto armado

Para se estabelecerem critérios de prevenção de patologias em nível de projeto no dimensionamento de estruturas de concreto armado, é necessário conhecer a que patologias o concreto pode estar exposto. Para conhecer estas patologias, é necessário investigar seus mecanismos de deterioração. Para entender como estes mecanismos agem, é necessário conhecer a fundo os dois protagonistas desta análise: o concreto armado e os agentes agressivos que acometem obras de saneamento.

Começando pelo cimento, parte integrante do concreto, os quatro principais compostos presentes no cimento portland convencional é o Silicato Tricálcico (C3S), Silicato Dicálcico (C2S), Aluminato Tricálcico (C3A) e o Ferro Aluminato Tetracálcico (C4AF) (NEVILLE, 2012). E sua usual composição se distribui, normalmente, como vemos a seguir na Tabela 4.

Tabela 4 - Composição usual do cimento portland.

Óxido % CaO 60-67 SiO2 17-25 Al2O3 3-8 Fe2O3 0,5-6,0


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MgO 0,5-4,0 Álcalis (como Na2O) 0,3-1,2 SO3 2,0-3,5

Fonte: Adaptado de NEVILLE, 2012 A reação do cimento para virar concreto começa com a adição de água. A mistura, junto aos agregados miúdos e graúdos, começa a ganhar resistência enquanto libera grandes quantidades de calor, como pode ser visualizado nos gráficos a seguir.

Le Chatelier, segundo Neville (2012), foi o primeiro a observar que os produtos de hidratação do cimento são os mesmos que os produtos de hidratação de seus componentes individuais, sob condições similares. Assim, os comportamentos físicos dos dois principais cálcio-silicatos (C3S e C2S) individualmente são semelhantes ao comportamento do cimento, durante a hidratação.

Durante a hidratação do concreto, é formado o hidróxido de cálcio Ca(OH)2 que, em conjunto com a matriz da argamassa, formam um meio alcalino de pH aproximadamente 13. Assim, este meio forma uma camada passivadora na armadura, a qual a previne de corrosão (MAIA e D’ÁVILA, 2007).

Já quanto aos agregados, segundo Coutinho (1999), eles representam de 70% a 80% do volume do concreto. Através do agregado, podem ocorrer ataques por sulfato e reações álcali-agregado, o que o torna também uma possível fonte de manifestações patológicas.

As Figuras 1 e 2 mostram o comportamento dos principais componentes do cimento durante a hidratação do concreto.

Figura 1 - Resistência dos Componentes C3S - C2S - C3A -C4AF

Fonte: BOGUE, 1955 apud THOMAZ, 2010


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Figura 2 - Calor de hidratação dos componentes do cimento.

Fonte: GLASSER, 2005 apud THOMAZ, 2010

O concreto, em suas atribuições nas ETAs, ETEs e em outras estruturas similares, fica exposto aos seguintes compostos, conforme Tabelas 5 e 6.

Tabela 5 - Principais compostos químicos utilizados na operação de uma ETA.

Fonte: MAIA e D’ÁVILA (2007)

Tabela 6 - Quantitativo químico típico de esgoto predominantemente doméstico.

Fonte: MAIA e D’ÁVILA (2007)

As manifestações patológicas surgem quando estes compostos começam a alterar as propriedades fisico-químicas do concreto armado. De posse desta base, depreender-se-ão as manifestações patológicas mais atuantes no concreto armado sob estas condições de exposição. 3. Principais patologias do concreto em obras de saneamento

3.1. Corrosão na armadura

Segundo Helene (1993) “No seu sentido mais amplo, a corrosão pode ser definida como a interação destrutiva de um material com o meio ambiente, seja por ação física, química,


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eletroquímica, ou a combinação destas”. oxidação direta. Em estruturas de concreto, eletroquímica, pois pressupõe a ocorrência de uma reação de óxidoíons em um eletrólito (HELENE, 2014).

Após a concretagem, a armadura se encontra inicialmenocorre, pois a pasta de cimento, rica em hidróxido de cálcio, gera uma solução altamente alcalina, com pH em torno de 13. Esta alcalinidade cria uma camada passiva em torno da armadura, que a previne de corrosão mesmo eexposição por cloretos). A corrosão se inicia quando há despassivação da armadura (MAIA & D’ÁVILA, 2007). O início do processo corrosivo pode ser visualizado na Figura 3.

Esta passivação ocorre mesmo se forem concrHelene (1986) apud Cardoso & de Cantuária (2005) explica que a ferrugem superficial se combina com o hidróxido de cálcio formando o ferrato de cálcio, que é uma camada aderente e estável.

Figura 3 - Evolução esquemática da deterioração de estruturas de concreto por corrosão de armaduras

Fonte: HELENE,1986

Segundo Ribeiro (2014):

“Um bom cobrimentocom composição adequada e homogênea garante, por impermeabilidade, a proteção do aço ao ataque de agentes agressivos externos. [...] A espessura do cobrimento da armadura é um fator importante de controle dos íons agressivos: quanto maior a espessura, maior o intervalo de tempo até que as concentrações dos íons atinjam a armadura. Assim, a qualidade concreto quanto à penetrabilidade e a espessura do cobrimento atuam em conjunto.”

Estudo de critérios de projeto para prevenção de manifestações patológicas no concreto armado

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eletroquímica, ou a combinação destas”. No aço, a corrosão pode ser eletroquímica ou por Em estruturas de concreto, a corrosão em meio aquoso sempre é de origem

eletroquímica, pois pressupõe a ocorrência de uma reação de óxido-redução e a circulação de íons em um eletrólito (HELENE, 2014).

Após a concretagem, a armadura se encontra inicialmente protegida contra a corrosão. Isto a pasta de cimento, rica em hidróxido de cálcio, gera uma solução altamente

alcalina, com pH em torno de 13. Esta alcalinidade cria uma camada passiva em torno da armadura, que a previne de corrosão mesmo exposta à umidade e oxigênio

. A corrosão se inicia quando há despassivação da armadura (MAIA & O início do processo corrosivo pode ser visualizado na Figura 3.

Esta passivação ocorre mesmo se forem concretadas barras de ferro com início de corrosão. Cardoso & de Cantuária (2005) explica que a ferrugem superficial se

combina com o hidróxido de cálcio formando o ferrato de cálcio, que é uma camada aderente

Evolução esquemática da deterioração de estruturas de concreto por corrosão de armaduras

Fonte: HELENE,1986 apud MEDEIROS;ANDRADE; HELENE (2011)

“Um bom cobrimento das armaduras em um concreto de alta compacidade, com composição adequada e homogênea garante, por impermeabilidade, a proteção do aço ao ataque de agentes agressivos externos. [...] A espessura do cobrimento da armadura é um fator importante de controle dos íons agressivos: quanto maior a espessura, maior o intervalo de tempo até que as concentrações dos íons atinjam a armadura. Assim, a qualidade concreto quanto à penetrabilidade e a espessura do cobrimento atuam em conjunto.”

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, a corrosão pode ser eletroquímica ou por em meio aquoso sempre é de origem

redução e a circulação de

te protegida contra a corrosão. Isto a pasta de cimento, rica em hidróxido de cálcio, gera uma solução altamente

alcalina, com pH em torno de 13. Esta alcalinidade cria uma camada passiva em torno da à umidade e oxigênio (à exceção da

. A corrosão se inicia quando há despassivação da armadura (MAIA & O início do processo corrosivo pode ser visualizado na Figura 3.

etadas barras de ferro com início de corrosão. Cardoso & de Cantuária (2005) explica que a ferrugem superficial se

combina com o hidróxido de cálcio formando o ferrato de cálcio, que é uma camada aderente

Evolução esquemática da deterioração de estruturas de concreto por corrosão de armaduras

MEDEIROS;ANDRADE; HELENE (2011)

das armaduras em um concreto de alta compacidade, com composição adequada e homogênea garante, por impermeabilidade, a proteção do aço ao ataque de agentes agressivos externos. [...] A espessura do cobrimento da armadura é um fator importante de controle da movimentação dos íons agressivos: quanto maior a espessura, maior o intervalo de tempo até que as concentrações dos íons atinjam a armadura. Assim, a qualidade do concreto quanto à penetrabilidade e a espessura do cobrimento atuam em


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Helene (2014) reafirma isso, constatando que cobrimentos maiores em fase de projeto são mais efetivos que dispor de cobrimentos menores concomitantemente a um sistema de impermeabilização. 3.1.1. Corrosão por cloretos

Thomaz (2003) aborda o caso de um reservatório que teve a laje corroída pela ação da água tratada. O cloro se depreendia da água ao chegar ao reservatório. Então, acumulava-se na laje e penetrava o concreto, corroendo a armadura, gerando fissuras e desprendendo o concreto do cobrimento. Thomaz conclui que é necessário prever sistemas de ventilação para não acumular cloro e proteger a laje com revestimento impermeabilizante. O esquema do caso pode ser visualizado na Figura A.1, em anexo.

Segundo Pinto & Takagi (2007) “a presença de íons cloretos promove a corrosão eletroquímica pontual da capa passivante da armadura do concreto.” Assim, a presença de cloretos é capaz de despassivar a armadura e iniciar um processo corrosivo. Para prevenir isto, é necessário dificultar a penetração de cloretos no concreto.

Figura 4- Influência da relação água/cimento na penetração de cloretos no concreto

Fonte: JARGERMANN, 1990 apud FIGUEIREDO & MEIRA, 2013

Podem ser observados na Figura 4 dois aspectos de prevenção ao ataque de cloretos. O primeiro diz respeito à relação a/c, com notável salto de eficiência da taxa de 0,50 para 0,40. O segundo aspecto é o de recobrimento da armadura. Enquanto não chegar à armadura, a mesma não será despassivada e não ocorrerá a corrosão. A figura, porém, não apresenta o período o qual a amostra de concreto ficou exposta a cloretos, portanto confiar apenas no recobrimento, sem buscar diminuir a relação a/c é uma decisão temerária.

Tabela 7 - Acréscimo de tempo para iniciar a corrosão em função do teor de C3A

Teor de C3A % de cloretos livres Acréscimo de tempo para iniciar a corrosão

2 % 86 % Referência


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9 % 58 % 1,75 vezes 11 % 51% 1,93 vezes 14 % 33% 2, 45 vezes Fonte: RASHEEDUZZAFAR et al., 1990 apud FIGUEIREDO & MEIRA, 2013

Analisando a Tabela 7, observa-se que a presença de C3A fornece uma clara proteção à corrosão; esta relação com o C3A ocorre, pois, segundo Andrade (1992) apud Cardoso & de Cantuária (2005), o C3A reage com cloretos formando um sal insolúvel que se incorpora à fase sólida do cimento hidratado, reduzindo a concentração de cloretos livres.

Mehta, Schiessl e Raupach apud Helene (1993) citam diversos pesquisadores e explicam que entre os tipos de cimento com maior resistência à penetração de cloretos estão, principalmente, os cimentos com mais de 65% de escória de alto-forno. Essa resistência foi medida através do parâmetro do coeficiente efetivo de difusão de cloretos.

Já quanto ao consumo de cimento por m³ de concreto, Mangat & Molloy (1992) apud Helene (1993) constataram, em seus experimentos com prismas de concreto armado, que um consumo variando de 330 kg/m³ a 530 kg/m³ influenciou insignificantemente na proteção contra a corrosão. 3.1.2. Carbonatação

Um dos processos que pode diminuir a alcalinidade do concreto e gerar a despassivação da armadura é o processo de carbonatação. O dióxido de carbono (CO2) reage com o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) gerando carbonato de cálcio (CaCO3) e água. Como o carbonato de cálcio em uma solução aquosa possui pH abaixo de 10, sua presença reduz a alcalinidade do concreto (MAIA & D’ÁVILA, 2007). As condições consideradas ótimas para a propagação da carbonatação são temperaturas altas, umidades de 60 a 70% e pouca incidência de chuvas. (BOURGUIGNON, 2004).

Figura 5 - Variação da profundidade de carbonatação em função do tempo e da relação a/c

Fonte: HELENE, 1999 apud RIBEIRO & CUNHA, 2014

Na Figura 5 vemos que a carbonatação tende a uma profundidade máxima. A esta tendência, Ribeiro & Cunha (2014) explicam que tal fato pode ocorrer devido à crescente hidratação do cimento, que aumenta sua compacidade, dificultando a ação do CO2, como também pela obstrução dos poros causada pelos produtos da reação de carbonatação. Assim, a própria


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camada carbonatada superficial protege o concreto. No entanto, sob condições de grande umidade e grandes concentrações de CO2, outra reação pode ocorrer, gerando bicarbonato de cálcio e reduzindo os níveis de pH a valores quase neutros. Segundo Ribeiro & Cunha (2014) “Nessas condições, a corrosão de aço pode ser catastrófica”.

Ainda segundo Ribeiro & Cunha (2014), a redução de pH ocasionada pela carbonatação promove a quebra de ligações entre o C3A e os cloretos, tornando-os disponíveis para acelerar o processo corrosivo.

Dentre as adições no cimento, a que apresentou pior resultado contra a carbonatação foi a escória de alto-forno. Isaia (2003) apud Bourguignon (2004) explica que a alcalinidade do concreto preparado com teores elevados de escória é menor, o que desencadeia uma maior carbonatação do concreto. Porém Bourguignon et al. (2004) demonstra que resistências maiores, atreladas sobretudo a um menor fator a/c, diminuem os efeitos da carbonatação, mesmo em concretos que utilizam grandes concentrações de escória.

Matala (1994) apud Bourguignon (2004) alerta que deve ser considerado que, em curto prazo, misturas contendo escória de alto-forno possuem maior porosidade inicial, o que pode alterar certos ensaios. Na prática, deve-se realizar uma cura úmida de pelo menos 28 dias nesses concretos. Este menor desempenho também pode ser compensado com uma relação a/c menor, proporcionando uma menor profundidade de carbonatação.

A medida preventiva contra a carbonatação do concreto é, independente do cimento, uma menor relação a/c. 3.2. Ataque por sulfatos

Segundo Almeida & Sales (2014):

Os íons sulfatos presentes em águas e solos contaminados podem penetrar no concreto e reagir com componentes da matriz de cimento, gerando produtos expansivos. Esses produtos provocam tensões de tração internas ao concreto, levando ao fechamento das juntas de expansão, deformações, deslocamentos em diferentes partes da estrutura, fissuração e desagregação de concreto.

Helene (1993) afirma que a presença de sulfatos pode deteriorar o cobrimento do concreto através da formação de géis expansivos como a etringita (trissulfoaluminato de cálcio). Coutinho (1999) expõe que o ataque por sulfatos incide principalmente sobre o C3A do cimento.

Segundo Coutinho (2001), o tipo de cimento mais vulnerável é o cimento tipo I – Portland. Os cimentos Resistentes a Sulfatos (RS), com aditivos de pozolanas (>30%) e com escórias de auto-forno (>65%) oferecem maior resistência. Mas nenhum tipo de cimento é completamente imune à ação de sulfatos.

Segundo a NBR 5737:1992, são considerados cimentos RS: cimentos cujo teor de C3A seja ≤8% e cujo teor de adições carbonáticas seja ≤5% (em massa) e/ou CP III (escória de alto-forno) cuja escória esteja entre 60 e 70% e/ou CP IV (pozolânico) cujo teor esteja entre 25% e 40% e/ou cimentos ensaiados que comprovem eficácia na resistência a sulfatos.


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Porém, o ataque por sulfatos não se resume apenas à formação de etringita sobre o C3A. Thomas (2013) comenta sobre a formação da taumasita, que ocorre sobre os silicatos cálcicos hidratados. Para que a taumasita se forme é necessário um ambiente frio (5 a 15ºC), umidade e uma fonte de silicato de cálcio, íons de carbonatos e sulfatos. Assim, é preciso estar ciente de que cimentos RS não evitam todas as formas de ataque por sulfatos. Um esquema de como o ataque por sulfatos atua no concreto é demonstrado na Figura 6.

Pode ser observado nas Figuras 7 e 8 que não é somente o teor de C3A que influencia na degradação por sulfatos, como também a concentração de cimento, em kg/m³ e a relação a/c. Desta forma, dentre as recomendações que Thomaz (2013) faz, está a utilização de uma relação a/c menor que 0,40 e a utilização de um consumo de cimento próximo de 400 kg/m³, que são mais eficientes que apenas retirar C3A do cimento.

Figura 6-Esquema didático da corrosão de um duto de concreto por ação dos sulfatos do esgoto.

Fonte: LUDWIG & ALMEIDA, 1979 apud HELENE 1993


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Figura 7 - Influência da dosagem de cimento e do seu teor de C3A na resistência do concreto ao ataque por sulfatos

Fonte: GONÇALVES, 2000 apud COUTINHO, 2001

Figura 8 - Influência da relação a/c e do seu teor de C3A na resistência do concreto ao ataque por sulfatos

Fonte: Adaptado de MINDESS; YOUNG & DARWIN, 2003 apud THOMAZ, 2013

Kulisch (2011) recolheu uma amostragem de esgoto de um reator anaeróbio de uma ETE da cidade de Araucária. A concentração de sulfatos encontrada condiz com a bibliografia. Porém é uma concentração que, segundo a NBR12655:2015, é considerada de agressividade fraca. Não é o que se encontra nas ETEs, cujos danos na estrutura exigem recuperações com frequência. Kulisch por fim conclui se a utilização de tabelas referentes à concentração de sulfatos na água pode ser comparada com a concentração de sulfatos no esgoto bruto, ou se a tabela está superestimada. 3.3. Lixiviação

Segundo Maia & D’Ávila (2007), a lixiviação acontece quando águas puras ou agressivas dissolvem componentes da pasta de cimento. Ribeiro (2014) afirma que o desempenho do concreto é altamente dependente da estrutura, disposição e tamanho dos poros. Pelos poros, a lixiviação pode abrir caminho para a deterioração do concreto e posterior acometimento de


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outras patologias como corrosão das armaduras e maior ação de agentes agressivos. A relação entre a permeabilidade do concreto e o fator a/c pode ser visualizado na Figura 9.

Figura 9 – Relação entre permeabilidade e relação a/c (93% de cimento hidratado)

Fonte: Adaptado de NEVILLE, 2012

Medidas que previnem a lixiviação, portanto, são as que aumentam a compacidade do concreto, como baixa relação a/c na escolha do concreto. Podem ser utilizadas impermeabilizações que impedem a entrada dos agentes e, nos casos de reservatórios, prever um sistema de ventilação para a umidade não ficar aprisionada e agir sobre o concreto, como no caso da corrosão visto em 3.1.1. 3.4. Reação Álcalis-agregado (RAA)

As reações álcali-agregados não são exclusivas das obras de saneamento, mas devido à grande importância na durabilidade da estrutura que esta reação possui, o fato do concreto estar em um ambiente agressivo certamente potencializa os possíveis danos resultantes dessa patologia, sendo necessário efetuar os ensaios da norma 15577/2008 – Agregados - Reatividade álcali-agregado para garantir a durabilidade de uma estrutura tão exigida.

A RAA não age como outros tipos de ataque. Ela não é um mecanismo de deterioração dos agentes agressivos sobre o concreto. A RAA é, sobretudo, uma consequência interna do concreto, advindo de componentes na argamassa e nos agregados. Segundo Almeida e Sales (2014), a reação ocorre entre os álcalis (Na2O e K2O) e os íons hidroxilas presentes na pasta de cimento e certos minerais reativos do agregado. Além dos minerais reativos, é necessário um ambiente úmido, pois a reação se inicia com a absorção de água por parte do gel sílico-alcalino que se forma em torno do agregado. Como cita Ribeiro e Cunha (2014) “essas reações são de caráter fortemente expansivo, levando ao desenvolvimento de tensões internas no concreto e consequente fissuração, frequentemente acompanhadas do aparecimento de eflorescências e exsudações na superfície do concreto.”

Pode ser observado na Figura 10 como se comporta o padrão de fissuração em casos de RAA. Por agir se expandindo em torno dos agregados, formam-se fissuras num padrão desordenado chamado de fissuras mapeadas (ALMEIDA e SALES, 2014).


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Para prevenir a reação, a norma NBR 15577 prevê uma série de medidas de mitigação de acordo com os graus das ações preventivas. A síntese desses graus pode ser vista na Tabela 8.

Figura 10 - Bloco de fundação com padrão de fissuração típico de RAA

Fonte: PECCHIO et al., 2006 apud NOGUEIRA, 2010.

Tabela 8 - Síntese dos graus de ações preventivas.

Fonte: BATTAGIN, 2010.

Entre estas ações, está a de utilizar cimentos com adições de escória ou pozolanas, como também de substituir os agregados potencialmente reativos por agregados inócuos. Segundo Coutinho (1999), utilizar pozolanas e escórias diminui a quantidade de álcalis no cimento. Porém é preciso se atentar com o uso de Escória durante a cura do concreto. Por se hidratar lentamente, é necessário estender o período de cura úmida do concreto que utiliza escória. Caso tal medida não seja realizada, o cimento não se hidratará completamente, ocasionando grande porosidade (THOMAZ, 2010).


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3.5. Fissuração por retração

A retração, embora também não seja um caso exclusivo de obras de saneamento, possui vital importância no que diz respeito à durabilidade. Afinal, devido às condições a que o concreto é exposto neste tipo de obra, este tipo de patologia possui efeitos mais agressivos do que em estruturas convencionais.

Como visto no capítulo 2, o C3A contribui enormemente com o ganho de calor nos estágios iniciais da hidratação do concreto. Já o C3S contribui substancialmente com o ganho de resistência nos estágios iniciais, não podendo ser descartado sua contribuição, também significativa, no ganho de calor.

Embora o calor inicial esteja relacionado com o ganho de resistência inicial, o rápido resfriamento que ocorre após este estágio causa fissuras por retração térmica, afetando a durabilidade do concreto. As sugestões mais simples para evitar estas manifestações patológicas, então, é adotar cimentos com baixo calor de hidratação, o que significa mais C2S em detrimento do C3S. (THOMAZ, 2010). Pelo gráfico da figura 1, pode-se até mesmo observar que em longo prazo, o concreto tende a se tornar mais resistente que os de alta resistência inicial.

O C3A é responsável pelo ganho de resistência nas primeiras 24 horas; o C3S pelos primeiros 28 dias e o C2S a partir de 45 dias (RIBEIRO, 2014). Estas propriedades de ganho de resistência estão bem atreladas com a liberação de calor.

Dentre os cimentos com baixo calor de hidratação, encontra-se o com adição de escória de alto-forno. Devido à lenta reação de hidratação, o cimento com escória tem uma liberação de calor mais lenta, acarretando em menores fissurações térmicas (BOURGUIGNON, 2004). 4. Impermeabilização

Há uma grande gama de materiais disponíveis no mercado de impermeabilização. Porém, para o alto desempenho exigido em estruturas de saneamento, a falta de uma norma específica pesa para aferir os prós e contras de cada sistema. Segundo Campaner et al. (2007), todas as soluções presentes no mercado possuem suas respectivas limitações, vantagens e desvantagens, que devem ser levadas em conta na sua especificação e aplicação, afim de garantir o sucesso da solução designada. Porém, seus catálogos técnico-comerciais são deficientes neste aspecto e, aliado a isso, não há respaldo de normas para auxiliar na tomada de decisão. A norma NBR 9575:2010 (Impermeabilização - Seleção e projeto) não se aprofunda nas especificações técnicas dos sistemas de impermeabilização, pois seu foco é a impermeabilização para uso em edificações em geral, não para o que poderíamos chamar de "impermeabilização de alto desempenho" para obras hidráulicas e de saneamento.

Mesmo com uma eventual norma que priorize a qualidade e durabilidade de obras de concreto para saneamento, dispensando a necessidade de impermeabilizações, uma abordagem às soluções existentes é necessária em vista da enorme quantidade de estruturas já concebidas para fins hidráulicos que necessitam ou necessitarão de revestimento apropriado para suprir suas deficiências técnicas.


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Lourenço & de Souza (2014) afirmam que a utilização de revestimentos impermeáveis no concreto é frequentemente empregada no Brasil para evitar o processo corrosivo. Em obras de saneamento, além de prevenir o processo corrosivo, a impermeabilização visa impedir o vazamento de líquidos, seja de água tratada ou esgoto; o que devido a grande agressividade destes agentes, podem diminuir a vida útil da estrutura.

Os revestimentos podem ser classificados como orgânicos (resinas epóxi, poliuretano, e outras resinas poliméricas) e inorgânicos (à base de cimentos ou outros minerais). Segundo Lourenço & de Souza (2014) é importante, além da capacidade impermeabilizante e de reter a entrada de agentes agressivos, o revestimento utilizado ser aderente à estrutura de concreto. Porém, caso o revestimento seja impermeável também à difusão de vapor, a evaporação da água do interior do concreto pode exercer pressão sobre a camada impermeabilizante e empolá-la, como demonstrada na Figura 11. Pinto & Takagi (2007), entretanto, afirmam que o empolamento do revestimento se dá a uma pressão de vapor oriunda de um processo osmótico, entre a água interna do concreto e as águas contidas pela impermeabilização. Os dois fatores, no entanto, dependem da permeabilidade ao vapor para não exaurir a aderência do revestimento impermeabilizante.

Figura 11 - Penetração da umidade na estrutura de concreto armado e dificuldade em permitir a saída do vapor de água a partir de sua superfície, devido à presença de revestimento orgânico

Fonte: LOURENÇO & DE SOUZA, 2014

Pinto & Takagi (2007) apresentam o valor Sd (Steam diffusion) que significa a resistência de um material em permitir a difusão de vapor. Sua unidade é em metros, definido como a espessura da camada de ar equivalente à resistência exercida pelo revestimento. Para ser permeável ao vapor, o valor Sd do revestimento deve ser inferior a 5 metros, de acordo com a norma europeia EN 1504-2:2004. Valores acima de 50 metros são considerados impermeáveis ao vapor e pode ocorrer a formação de bolhas e destacamentos do revestimento, como demonstrado na Figura 12. A pressão exercida pelo vapor intero ao concreto pode chegar a 1,5 MPa, portanto “encapsular o concreto com películas impermeáveis representa um grande risco” (PINTO & TAKAGI, 2007).



Figura 12

Lourenço e de Souza (2014) afirmam que revestimentos acrílicos permitem a difusão de vapor e, neste aspecto, em condições normais de operação, pode ter vida útil superior a 10 anos. É necessário se precaver quanto revestimento epóxi, por exemplo, não pode ficar exposto aos raios solares, não podendo ficar exposto ao meio ambiente.

Como exemplos de proteções minerais, Pinto & Takagi (2007) citam revestimentos à base cimento polimérico, sistemas de cristalização, revestimentode cimento e revestimentos minerais de alta resistência química isentos de cimento. É recomendado o uso de impermeabilizantes que atendam ao requerimento da D(“Associação Científica e Técnica Alemã para Gás e Água Água”). Um de seus requisitos é o revestimento possuir aderência superior a 1,5 MPa, por exemplo. Por fim, Pinto e Takagi apresentamsistemas de impermeabilização para estruturas de água e esgoto.



12 - Efeito da osmose em revestimento orgânico

Fonte: PINTO & TAKAGI, 2007

Lourenço e de Souza (2014) afirmam que revestimentos acrílicos permitem a difusão de vapor e, neste aspecto, em condições normais de operação, pode ter vida útil superior a 10 anos. É necessário se precaver quanto à susceptibilidade do revestimento à degradação. O revestimento epóxi, por exemplo, não pode ficar exposto aos raios solares, não podendo ficar

Como exemplos de proteções minerais, Pinto & Takagi (2007) citam revestimentos à base cimento polimérico, sistemas de cristalização, revestimento de alta resistência química à base de cimento e revestimentos minerais de alta resistência química isentos de cimento. É recomendado o uso de impermeabilizantes que atendam ao requerimento da D(“Associação Científica e Técnica Alemã para Gás e Água – Comitê de Armazenamento de

. Um de seus requisitos é o revestimento possuir aderência superior a 1,5 MPa, por exemplo. Por fim, Pinto e Takagi apresentam, na Tabela 9, requisitos e normas sistemas de impermeabilização para estruturas de água e esgoto.


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Lourenço e de Souza (2014) afirmam que revestimentos acrílicos permitem a difusão de vapor e, neste aspecto, em condições normais de operação, pode ter vida útil superior a 10

à susceptibilidade do revestimento à degradação. O revestimento epóxi, por exemplo, não pode ficar exposto aos raios solares, não podendo ficar

Como exemplos de proteções minerais, Pinto & Takagi (2007) citam revestimentos à base de de alta resistência química à base

de cimento e revestimentos minerais de alta resistência química isentos de cimento. É recomendado o uso de impermeabilizantes que atendam ao requerimento da DVGW

Comitê de Armazenamento de . Um de seus requisitos é o revestimento possuir aderência superior a 1,5 MPa, por

requisitos e normas para o uso de


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Tabela 9 - Principais requerimentos e normas para estruturas de água e esgoto

Fonte: PINTO & TAKAGI, 2007

5. Atuais prescrições das normas técnicas brasileiras

A estrutura de concreto é suscetível a uma série de agressões que avariam seu desempenho. Estas agressões podem ser de natureza física, química ou biológica. Estas agressões se manifestam em patologias no concreto ou em sua armadura, o que compromete o todo. Em busca da minimização destes efeitos, as normas NBR 6118:2014 Projeto de estruturas de concreto – Procedimento e NBR 12655:2015 Concreto de cimento Portland – Preparo, controle, recebimento e aceitação - Procedimento estabelecem as Classes de Agressividade Ambiental (CAA) ao qual o concreto pode estar exposto. Dessa forma, a norma estabelece relação entre a CAA e prescrições pertinentes à escolha do tipo de concreto, disposições construtivas, entre outros. Serão analisadas as tabelas das normas, que constam em anexo.

Pelas descrições da Tabela A.1 (do anexo), o concreto para obras de saneamento se adéqua entre as classes III e IV. Será visto a seguir algumas tabelas de requisitos das normas NBR 6118 e NBR 12655 de atendimento do concreto quanto à Classe de Agressividade e alguns agentes agressivos.

Também pela NBR 6118:2014, no item 13.4.2, há uma limitação quanto à abertura máxima característica (wk) do estado-limite de abertura de fissuras (ELS-W) adotada no cálculo das estruturas. Para concreto armado de CAA III, wk ≤ 0,3 mm; já para CAA IV, wk ≤ 0,2 mm.


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Pelos requisitos propostos à CAA III e IV, a resistência do concreto, em obras do saneamento, ficaria entre 30 a 40 MPa, relação a/c entre 0,55 e 0,45, consumo de cimento entre ≥ 320 e ≥ 360 kg/m³. Mas as normas contemplam algumas particularidades.

No recobrimento, é pedido que as obras de saneamento adotem critérios de CAA IV, conforme a observação C da Tabela A.4. Uma novidade da edição 2014 da NBR6118 é a inserção do componente “Elementos estruturais em contato com o solo”, que constitui boa parte das estruturas para fins de saneamento. Pela Tabela A.3, devido à necessidade de estanqueidade, a norma pede ao menos 35 MPa para o fck do concreto. Esta resistência não significa que as obras de saneamento sejam mais requeridas estruturalmente. Concretos com maior resistência apresentam uma maior compacidade, ou seja, menor porosidade. Por consequência, maior impermeabilidade, o que protege as armaduras, e o próprio concreto, dos ataque de agentes agressivos (MAIA e D’ÁVILA, 2007). Nas Tabelas A.5 e A.6, condições de moderada a forte de exposição contra sulfatos e outros agentes, sugerem resistência de 35 a 40 MPa e relação a/c de 0,50 a 0,45.

Desta forma, pôde-se concluir na Tabela 10 um quadro resumo de requisitos a serem atendidos em obras de saneamento utilizando apenas como base as normas técnicas atuais.

Tabela 10- Requisitos de Norma para projeto de concreto armado para obras de saneamento

Mínimo valor de fck (para concreto com agregado normal ou leve) (MPa)

35 a 40

Relação água/cimento 0,50 a 0,45 Consumo de cimento Portland por metro cúbico de

concreto (kg/m³) de ≥ 320 a ≥ 360

Recobrimento nominal (mm) 45* a 50 Teor máximo de íons cloreto(Cl-) no concreto

% sobre a massa de cimento 0,15

ELS-W wk (mm) entre ≤ 0,3 e ≤ 0,2 * O recobrimento de 45 mm é utilizado apenas em lajes sem contato com o solo.

Com estes critérios, pretende-se alcançar o desempenho ideal na durabilidade da estrutura e prevenção de patologias, de acordo com os parâmetros normativos.

É compreensível este apelo da norma em concretos com maior consumo de cimento, maior recobrimento, maior resistência e menor relação água/cimento. A combinação destes fatores forma um concreto com baixa porosidade, baixa permeabilidade e menos reativo às intempéries. 6. Recomendações executivas e de projeto não contemplados em norma

Este capítulo buscará expor as prescrições encontradas na bibliografia pesquisada ainda não explanada nos capítulos anteriores.

Filho & Capuruço (2007) expõe várias prescrições para o concreto em obras de saneamento. Entre elas, estão:


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• Com relação ao fator a/c, cita-se a norma t.175/1 da COPASA. Nela, recomenda-se um fator máximo de 0,50 para estruturas para tratamento de água e 0,45 para estruturas de tratamento de esgoto;

• quanto ao cimento, a preferência é pelos tipos CP III, CP IV e CP V- RS ou cimentos especiais, com baixo calor de hidratação, inibidor de RAA, entre outros;

• quanto aos aditivos, é utilizado do tipo plastificante e suas variações; • quanto ao consumo de cimento, busca-se uma dosagem racional dos agregados para

chegar a 370 kg/m³ na relação a/c=0,45 e 330 kg/m³ na a/c=0,50; • na cura do concreto, busca-se evitar fissuração por retração. É feita cura úmida com

bidim saturado para laje e cura química para as paredes, a ser aplicada simultaneamente à desforma.

Reis et al. (2007) comenta as prescrições de projeto e a execução da ETE Ribeirão Arrudas, da região metropolitana de Belo Horizonte – MG. Dentre os dados que se pode tirar, tem-se:

• Utilizando a norma T.175/1, na 1ª etapa de projeto dimensionou-se o concreto para ELS-W wk ≤ 0,1 mm. Devido a problemas ocasionados pela alta densidade de armadura, optou-se, na segunda etapa por um wk ≤ 0,2 mm;

• pela T.175/1, fixou-se o consumo de cimento em 360 kg/m³ e a/c 0,4. Na primeira etapa utilizou-se CP III-RS, na segunda CP V ARI-RS (para otimizar o reaproveitamento das fôrmas). Pelo baixo fator a/c, foi utilizado aditivo superplastificante de 3ª geração;

• entre outros requisitos, há o de a armadura de distribuição ter, no mínimo, 20% da seção da armadura principal; espaçamento igual à menor dimensão da peça, não podendo exceder 15 cm; as juntas de concretagem devem ser previstas em projeto;

• para tratar fissuras de retração na 1ª etapa, utilizaram gelo na mistura do concreto e também um sistema de liberação da água de amassamento aos poucos. Não houve melhora significativa, então mudaram os traços, utilizaram um consumo de cimento menor e aditivo superplastificante;

• as fissuras foram tratadas com sistemas de injeção de resina para impermeabilizar. A laje dos digestores foi impermeabilizada com revestimento à base de poliuretano aromático elastomérico para tratar um vazamento de gás.

8. Conclusões

Dentre as recomendações explanadas durante o trabalho, uma síntese das principais foi elaborada e é apresentada na Tabela 11 a seguir.

Tabela 11 - Principais recomendações de projeto para obras de concreto para saneamento

1. Mínimo valor de fck (para concreto com agregado normal ou leve) (MPa)

≥ 35 (conforme NBR 6118:2014)

2. Relação água/cimento 0,45 a 0,40 3. Consumo de cimento Portland por metro cúbico de

concreto (kg/m³) ≥ 390

4. Recobrimento nominal (mm) 45* a 50 (conforme NBR 6118:2014) 5. Teor máximo de íons cloreto(Cl-) no concreto 0,15 (conforme NBR 12655:2015)


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(% sobre a massa de cimento) 6. ELS-W wk (mm) entre 0,2 e 0,1 7. Cimento ideal CP III – RS, E ≥ 65% (com cura úmida 28 dias)

8. Espaçamento da armadura (cm) ≤ 15 cm

9. Impermeabilização Caso utilizada, deve ter aderência ≥1,5 MPa e, caso envolva

grande área de concreto, deve permitir difusão de vapor. Deve ser resistente aos agentes da água ou esgoto

10. Patologias a serem consideradas e prevenidas no dimensionamento

Ataque por sulfatos, RAA, fissuração por retração, corrosão por cloretos e carbonatação

* O recobrimento de 45 mm é utilizado apenas em lajes sem contato com o solo.

Tende-se a ser mais exigente nas estruturas voltadas ao esgoto do que nas de água tratada. Quanto ao tipo de cimento, o CP III-RS foi considerado o ideal pelo concreto de alta concentração de escória ser resistente a sulfatos, RAA, corrosão e fissuração por retração. Sua desvantagem é sua susceptibilidade contra a carbonatação, porém esta desvantagem é desprezível com relação a/c próximo de 0,40. Outro ponto importante é que a escória reage mais lentamente, portanto sua hidratação deve ser prolongada. Devido a isso, sua resistência à tração é baixa nos primeiros dias. Caso sua hidratação não seja adequada, a porosidade no concreto poderá ser grande.

Pode ser utilizado cimento CP IV-RS ou CP V-RS, desde que asseguradas a proteção contra todas as patologias da linha 10 da Tabela 11. Como visto em 3.1.1, cimentos com teor de escória acima de 65% são os de menor coeficiente efetivo de difusão. Há, então, nesta substituição, uma melhora com relação à carbonatação, mas uma piora com relação à corrosão por cloretos. O projetista deve avaliar a melhor situação.

Na escolha do cimento RS, é vetada a utilização do tipo com baixo teor de C3A devido à grande queda de resistência à corrosão por cloretos.

Para se chegar à relação a/c desejada, é aconselhável a utilização de aditivos superplastificantes. Além da boa trabalhabilidade, há diminuição da porosidade e da fissuração.

Em locais onde se podem acumular gases, deve ser previsto sistema de ventilação e/ou impermeabilização. As impermeabilizações podem ser utilizadas combinadas a critérios de dimensionamento para suprir possíveis deficiências ou dificuldades técnicas nas tecnologias do concreto ou em sua execução.

Uma normatização específica contribuiria para a qualidade e durabilidade das estruturas voltadas ao saneamento, servindo de embasamento para critérios de projeto e dimensionamento; além de reunir as informações que, atualmente, se encontram dispersas em diversas normas.

Este tema é, afinal, muito vasto. Cada um dos capítulos aqui explanados poderia ser um artigo completo. Como sugestão de temas futuros, poder-se-ía estudar cada aspecto abordado neste artigo e aprofundá-lo para melhor precisão de análise e qualidade das prescrições a serem feitas por uma possível norma. Referências


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Anexos



Figura A.1

Tabela

Classe de agressividade ambiental

Agressividade

I

II

III

IV

a Pode-se admitir um microclima com uma classe de agressividade mais branda (uma classe acima) para ambientes internos secos (salas, dormitórios, banheiros, cozinhas e áreas de serviço de apartamentos residenciais e conjuntos comerciais ou ambientes com concreto revestido com argamassa e pintura).

b Pode-se admitir uma classe de agressividade mais branda (uma classe acima) em obras em regiões de clima seco, com umidade média relativa do ar menor ou igual a 65 %, partes da chuva em ambientes predominantemente secos ou regiões onde raramente chove.

c Ambientes quimicamente agressivos, tanques industriais, galvanoplastia, branqueamento em indústrias de celulose e papel, armazéns de fertilizantes, indús



A.1 - Esquema de processo corrosivo em reservatórios

Fonte: THOMAZ (2003)

Tabela A.1 - Classes de agressividade ambiental (CAA)

Agressividade Classificação geral do tipo de ambiente para

efeito do projeto

Risco de deterioração

Fraca Rural

Submersa Moderada Urbana a, b

Forte Marinha a

Industrial a, b

Muito forte Industrial a, c

Respingos de maré se admitir um microclima com uma classe de agressividade mais branda (uma classe acima) para

ambientes internos secos (salas, dormitórios, banheiros, cozinhas e áreas de serviço de apartamentos comerciais ou ambientes com concreto revestido com argamassa e pintura).

se admitir uma classe de agressividade mais branda (uma classe acima) em obras em regiões de clima seco, com umidade média relativa do ar menor ou igual a 65 %, partes da estrutura protegidas de chuva em ambientes predominantemente secos ou regiões onde raramente chove. Ambientes quimicamente agressivos, tanques industriais, galvanoplastia, branqueamento em indústrias de celulose e papel, armazéns de fertilizantes, indústrias químicas.

Fonte: NBR 6118:2014


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Risco de deterioração da estrutura

Insignificante

Pequeno

Grande

Elevado

se admitir um microclima com uma classe de agressividade mais branda (uma classe acima) para ambientes internos secos (salas, dormitórios, banheiros, cozinhas e áreas de serviço de apartamentos

comerciais ou ambientes com concreto revestido com argamassa e pintura). se admitir uma classe de agressividade mais branda (uma classe acima) em obras em regiões de

estrutura protegidas de

Ambientes quimicamente agressivos, tanques industriais, galvanoplastia, branqueamento em indústrias


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Tabela A.2 - Correspondência entre a CAA e a qualidade do concreto

Concreto a Tipo b, c Classe de agressividade

I II III IV

Relação água/cimento em massa CA ≤ 0,65 ≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,45 CP ≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,50 ≤ 0,45

Classe de Concreto (ABNT NBR 8953) CA ≥ C20 ≥ C25 ≥ C30 ≥ C40 CP ≥ C25 ≥ C30 ≥ C35 ≥ C40

Consumo de cimento Portland por metro cúbico de concreto kg/m³

Ca e CP ≥ 260 ≥ 280 ≥ 320 ≥ 360

a O concreto empregado na execução das estruturas deve cumprir com os requisitos estabelecidos na ABNT NBR 12655.

b CA corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto armado. c CP corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto protendido.

Fonte: NBR 12655:2015

Tabela A.3 - Requisitos para o concreto em condições especiais de exposição

Condições de exposição

Máxima relação água/cimento, em massa,

para concreto com agregado normal

Mínimo valor de fck (para concreto com agregado normal ou leve) MPa

Condições em que é necessário um concreto de baixa permeabilidade à água, por exemplo, em

caixas d’água 0,50 35

Exposição a processos de congelamento e descongelamento em condições de umidade ou a

agentes químicos de degelo 0,45 40

Exposição a cloretos provenientes de agentes químicos de degelo, sais, água salgada, água do mar, ou respingos ou borrifação desses agentes

0,45 40

Fonte: NBR 12655/2015

Tabela A.4 - Correspondência entre a CAA e o cobrimento nominal para ∆c=10 mm

Tipo de estrutura

Componente ou elemento

Classe de Agressividade ambiental I II III IV

Cobrimento nominal mm

Concreto armado

Laje b 20 25 35 45 Viga/pilar 25 30 40 50 Elementos

estruturais em contatocom o

solo d

30 40 50

Concreto protendido a

Laje 25 30 40 50 Viga/pilar 30 35 45 55

a Cobrimento nominal da bainha ou dos fios, cabos e cordoalhas. O cobrimento da armadura passiva deve respeitar os cobrimentos para concreto armado.

b Para a face superior de lajes e vigas que serão revestidas com argamassa de contrapiso, com revestimentos finais secos tipo carpete e madeira, com argamassa de revestimento e acabamento, como pisos de elevado desempenho, pisos cerâmicos, pisos asfálticos e outros, as exigências desta Tabela podem ser substituídas pelas de 7.4.7.5, respeitado um cobrimento nominal ≥ 15mm.


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c Nas superfícies expostas a ambientes agressivos, como reservatórios, estações de tratamento de água e esgoto, condutos de esgoto, canaletas de efluentes e outras obras em ambientes química e intensamente agressivos, devem ser atendidos os cobrimentos da classe de agressividade IV.

d No trecho dos pilares em contato com o solo junto aos elementos de fundação, a armadura deve ter cobrimento nominal ≥ 45mm.

Fonte: NBR 6118:2014 Tabela A.5 - Requisitos para concreto exposto a soluções contendo sulfatos

Condições de exposição em

função da agressividade

Sulfato solúvel em água (SO4)

presente no solo % em massa

Sulfato solúvel (SO4) presente na

água ppm

Máxima relação água/cimento, em

massa, para concreto com

agregado normala

Mínimo fck (para concreto com

agregado normal ou leve)

MPa

Fraca 0,00 a 0,10 0 a 150 Conforme TabelaA.2

Conforme TabelaA.2

Moderada b 0,10 a 0,20 150 a 1500 0,50 35 Severa c Acima de 0,20 Acima de 1500 0,45 40

a Baixa relação a/c ou elevada resistência podem ser necessárias para a obtenção de baixa permeabilidade do concreto ou proteção contra a corrosão da armadura ou proteção a processos de congelamento e degelo.

b A água do mar é considerada para efeito do ataque de sulfatos como condição de agressividade moderada, embora o seu conteúdo de SO4 seja acima de 1500ppm, devido ao fato de que a etringita é solubilizada na presença de cloretos.

c Para condições severas de agressividade, devem ser obrigatoriamente usados cimentos resistentes a sulfatos.

Fonte: Adaptado de NBR 12655:2015

Tabela A.6 - Teor máximo de íons cloreto para proteção das armaduras do concreto

Classe de agressividade Condições de serviço da estrutura Teor máximo de íons cloreto(Cl-)

no concreto % sobre a massa de cimento

Todas Concreto protendido 0,05

III e IV Concreto armado exposto a cloretos nas

condições de serviço da estrutura 0,15

II Concreto armado não exposto a cloretos nas

condições de serviço da estrutura 0,30

I Concreto armado em brandas condições de exposição (seco ou protegido da umidade

nas condições de serviço da estrutura) 0,40

Fonte: NBR 12655:2015

Tabela A.7 - Características recomendadas para concreto exposto a soluções aquosas agressivas a

Condições de exposição em

função da agressividade

pH b * CO2

agressivo mg/L *

Íon magnésio mg/L *

Íon Amônia mg/L*

Resíduo Sólido mg/L *

Máxima relação a/c

b

Mínimo fck MPa

Fraca 7 a 6 < 30 < 100 < 100 > 150 Conforme Tabela A.2

Conforme Tabela A.2

Moderada 6 a 5,5 30 a 45 100 a 200 100 a 150 150 a 50 0,50 35 Forte < 5,5 > 45 > 200 > 150 < 50 0,45 40

a Esta tabela não é exaustiva e, para casos especiais e outras questões complementares, como o tipo e


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consumo de cimento, bem como da espessura mínima de cobrimento, deve-se consultar um especialista ou fazer uso de procedimentos e normas internacionais aplicáveis e aceitos pela comunidade tecnocientífica, como as constantes da bibliografia desta Norma, que foi utilizada para a elaboração deste Anexo.

b Propriedade adimensional * Esta tabela consta do anexo A da norma. Ela é resultado de uma compilação de procedimentos e normas

internacionais que estão elencadas em sua Bibliografia. Cada componente desta tabela referencia uma fonte específica.

Fonte: Adaptado da NBR 12655:2015

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Estudo de critérios de projeto para prevenção de manifestações ... (C3S e C2S) individualmente são semelhantes ao comportamento do cimento, durante a hidratação. Durante a