Falhas Construtivas e Suas Influências na Corrosão das Armaduras

P O R T O

INSTITUTO TOCANTINENSE PRESIDENTE ANTONIO CARLOS

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

JONAS SILVA LIMA

FALHAS CONSTRUTIVAS E SUAS INFLUNCIAS NA

CORROSO DAS ARMADURAS

PORTO NACIONAL 2010

JONAS SILVA LIMA

FALHAS CONSTRUTIVAS E SUAS INFLUNCIAS NA

CORROSO DAS ARMADURAS

Pesquisa apresentada ao Curso de Engenharia Civil como TCC Trabalho de Concluso de Curso. Orientador: Prof. Eng. Civil Bruno Lebrn Mattiello.

PORTO NACIONAL

2010

De uma maneira geral, o futuro do concreto no vai ser determinado por tecnologias sofisticadas, aplicveis a casos especficos, mas pelos esforos de todos em resolver os problemas dos que lidam com o dia-a-dia dos concretos convencionais. (P.K. Mehta. 1994).

Dedico este trabalho aos meus pais, em especial a minha me (in memorian), pelo e exemplo de dignidade e frutificao, perpetuando os princpios cristos atravs dos filhos, filhas e descendentes.

RESUMO

Esta pesquisa tem por objetivo o estabelecer relaes existentes entre

alguns procedimentos construtivos usuais na confeco de estruturas de

concreto armado, influenciados por detalhes arquitetnicos ou prticas

construtivas empricas, sem observncia s normas tcnicas, e suas

contribuies para a degradao do concreto; expondo assim as armaduras

corroso. Fundamentando-se em literatura especializada, analisando

procedimentos e patologias verificadas na regio de Poro Nacional, e aplicando

um questionrio para avaliao dos procedimentos e conhecimentos dos

operrios da construo civil, procurando assim; contribuir para melhor

qualidade na execuo de obras, visando melhor desempenho e durabilidade

nas construes.

Palavras-chave: Patologia. Mtodos construtivos. Corroso das armaduras.

ABSTRACT

This paper aims to establish links between some construction procedures

customary in the manufacture of reinforced concrete structures, influenced by

architectural details and construction practices, empirical without compliance

with technical standards, and their contributions to the degradation of the

concrete, thereby exposing the armor corrosion. Basing on literature,examining

procedures and pathology verified in the region of Porto Nacional, and applying

a questionnaire for evaluation of the procedures and knowledge of the laborers

of the civil construction, thus seeking to contribute to a better quality of the

works, aiming at better performance and durability in the constructions.

Word-key: Pathology. Constructive methods. Corrosion of reinforced concrete

structures.

LISTA DE ILUSTRAES

Figura 001 Fluxograma controle de qualidade 2

Figura 002 Esquema terico do empacotamento das partculas. 15

Figura 003 percolao de substncias no interior de materiais porosos 15

Figura 004 Forma das partculas 22

Figura 005 Armazenamento e identificao da ferragem 26

Figura 006 Sistema de frma convencional para pila 29

Figura 007 Sistema de frma convencional para viga 29

Figura 008 Sistema de frma convencional para laje 30

Figura 009 Detalhe da bancada de dobragem 32

Figura 010 Chapa de dobragem 33

Figura 011 Pinos de dobragem improvisados 33

Figura 012 Mquina de dobra automtica 33

Figura 013 Ns de amarrao de ferragem 34

Figura 014 N observado em ferragens na regio 34

Figura 015 Processos de emendas de vergalhes 36

Figura 016 Pastilhas de argamassa 36

Figura 017 Pastilhas de plstico 36

Figura 018 Fluxo para determinar o trao do cimento 37

Figura 019 Clula de corroso 44

Figura 020 Aspecto do ao em marquise desabada 56

Figura 021 Aspecto do concreto em marquise desabada 56

Figura 022 Aspecto do ao em viga deteriorada 56

Figura 023 Aspecto do ao em viga deteriorada 56

Figura 024 Efeitos da oxidao do ao no concreto 57

Figura 025 Equipamento de teste de abatimento de cone 61

Figura 026 Etapas do ensaio de abatimento de cone 63

Figura 027 Avaliao do abatimento do cone 63

Figura 028 Segregao do concreto em pilar 69

Figura 029 Segregao do concreto em viga 69

Figura 030 Cobertura insuficiente da armadura em pilares 70

Figura 031 Falta de lastro em vigas baldrame 71

Figura 032 Cobertura insuficiente da armadura de vigas 71

Figura 033 Cobertura insuficiente da armadura de lajes 71

Figura 034 Aspecto do tudo de escoamento no pilar e do alvenacreto 72

LISTA DE TABELAS

Tabela 001 Densidades dos concretos comuns 14

Tabela 002 Cimentos Portland produzidos no Brasil 19

Tabela 003 Concreto Influenciado pelas Caractersticas do Agregado 20

Tabela 004 Classificao da areia 21

Tabela 005 Classificao da brita segundo NBR 7225 21

Tabela 006 Classificao comercial da brita para construo civil 21

Tabela 007 Densidades aparentes mdias de alguns agregados 22

Tabela 008 Caractersticas do ao CA 25 24



Tabela 011 Propriedades das barras de ao destinadas a armaduras 32

Tabela 012 Desvio padro de controle p/ concreto 37

Tabela 013 Consumo gua/abatimento/agregado grado 38

Tabela 014 Consumo gua/MF/agregado grado 39

Tabela 015 Mistura brita em funo do dimetro 39

Tabela 016 Causas das patologias em estruturas de concreto 42

Tabela 017 Teor de U.R. x Teor de umidade no concreto a 25C 44

Tabela 018 Cloretos na gua de amassamento segundo NBR-15900 47

Tabela 019 Tabela de Umidade Relativa do Ar 49

Tabela 020 Classes de agressividade ambiental 50

Tabela 021 Relao prtica gua/cimento e grau de agressividade 54

Tabela 022 Relao prtica gua/cimento e grau de agressividade 55

Tabela 023 Recomendao cobertura mnima 55

Tabela 024/a Recomendao cobertura mnima 58

Tabela 024/b Recomendao cobertura mnima 59

Tabela 024/c Recomendao cobertura mnima 60

Tabela 025 Slump mximo e mnimo recomendados, conforme o ACI 63

LISTA DE GRFICOS

Grfico 001 Curva de Abrams 38

Grfico 002 Profundidade carbonatao funo tempo/gua/cimento 53

Grfico 003 Tipo de agregado grado utilizado no concreto 64

Grfico 004 Perodos de deforma 65

Grfico 005 Uso de homogeneizador no preparo do concreto 66

Grfico 006 Uso de adensador na aplicao do concreto 67

Grfico 007 Uso de adensador na aplicao do concreto 68

Grfico 008 Exposio das armaduras concretadas 69

Grfico 009 Capacitao dos mestres-de-obras 72

LISTA DE EQUAES

Equao 001 Condutibilidade trmica por Fourier 10

Equao 002 Lei de Darcy 12

Equao 003 Absoro em relao massa 13

Equao 004 Absoro em relao ao volume 13

Equao 005 Porosidade 14

Equao 006 Densidades aparente e absoluta 13

Equao 007 Avaliao prtica da quantidade de ferragem em obra 26

Equao 008 Avaliao resistncia de dosagem do concreto 37

Equao 009 Clculo do consumo do cimento 39

Equao 010 Clculo do agregado grado 39

Equao 011 Clculo do menor volume de vazios 40

Equao 012 Clculo do agregado mido 40

Equao 013 Clculo do trao 40

Equao 014 Clculo do agregado grado 40

Equao 015 Percentual de umidade de um material 54

SUMRIO

1 INTRODUO 1 2 OBJETIVOS 3

2.1 OBJETIVO GERAL 3 2.2 OBJETIVO ESPECFICO 3

3 METODOLOGIA APLICADA 4 3.1 TIPO DE ESTUDO 4

4 JUSTIFICATIVA 5 5 FUNDAMENTAO TERICA 6

5.1 DEFINIES E CONCEITOS 6 5.1.1 Concretos 6 5.1.2 Armaduras para concreto 6 5.1.3 Patologia das Construes 6 5.1.4 Oxidao 6 5.1.5 Corroso 6 5.1.6 Pelcula Passivadora 7 5.1.7 Definio de Terapia 7

5.2 CONSEQUNCIAS DAS PATOLOGIAS DAS ARMADURAS 8 5.3 PROPRIEDADES DO CONCRETO 9

5.3.1 Propriedades do concreto fresco 9 5.3.1.1 Consistncia 9 5.3.1.2 Exsudao 9 5.3.1.3 Segregao 9

5.3.2 Propriedades do concreto endurecido 9 5.3.2.1 Condutibilidade Trmica 9 5.3.2.2 Condutibilidade Eltrica 10 5.3.2.3 Deformabilidade 10 5.3.2.4 Isolao Acstica 10 5.3.2.5 Mdulo de Elasticidade 11 5.3.2.6 Permeabilidade gua 12 5.3.2.7 Permeabilidade aos gases 13 5.3.2.8 Porosidade 13 5.3.2.9 Densidade 14

5.3.2.9.1 Empacotamento das partculas 14 5.3.2.10 Resistncia Compresso Axial 16 5.3.2.11 Resistncia Trao na Flexo 16 5.3.2.12 Resistncia Trao por Compresso Diametral 16 5.3.2.13 Resistividade do concreto 17 5.3.2.14 Retrao por secagem 17

5.4 COMPONENTES DO CONCRETO ARMADO 18 5.4.1 O Cimento Portland 18

5.4.1.1 Componentes do cimento Portland 19 5.4.1.2 Principais propriedades 19 5.4.1.3 Tipos de cimento Portland 19

5.4.2 Os Agregados 19 5.4.2.1 Classes 19 5.4.2.2 Funo dos agregados 20 5.4.2.3 Classificao dos agregados 20

5.4.2.3.1 Classificao segundo a origem 20 5.4.2.3.2 Classificao segundo as dimenses das partculas 21 5.4.2.3.3 Classificao segundo o peso especfico aparente 22 5.4.2.3.4 Classificao segundo a forma 22 5.4.2.3.5 Classificao segundo a textura 22

5.4.3 A gua 23 5.4.4 O Ao 23

5.4.4.1 Classificao do ao 23 5.4.4.2 Aplicao 25 5.4.4.3 Cuidados com o armazenamento do ao 25 5.4.4.4 Avaliao prtica da quantidade de ferragem em obra 26

5.5 PRODUO DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO 27 5.5.1 Confeco das formas 27

5.5.1.1 Requisitos de desempenho de uma forma 27 5.5.1.2 Materiais para confeco de frmas 27 5.5.1.3 Molde 28

5.5.1.3.1 Estrutura do molde 28 5.5.1.3.2 Cimbramento ou escoramento 28 5.5.1.3.3 Acessrios 29

5.5.1.4 Elementos de uma frma de pilar 29 5.5.1.5 Elementos de uma frma de viga 29 5.5.1.6 Elementos de uma frma de laje 30 5.5.1.7 O Custo da Frma no Conjunto do Edifcio 30

5.5.2 Confeco das armaduras 30 5.5.2.1 Corte dos ferros 30 5.5.2.2 Dobra dos ferros 31 5.5.2.3 Amarrao das ferragens 33 5.5.2.4 Montagem das armaduras nas formas 34

5.5.2.5.1 Emenda de ferros 35 5.5.2.5.2 Uso de espaadores 36

5.5.3 Dosagem do concreto 37 5.5.4 Cura do concreto 40

5.6 MECANISMOS DE CORROSO DAS ARMADURAS 42 5.6.1 Fatores favorveis a corroso 42

5.6.1.1 Reaes Alcali-Agregados 42 5.6.1.2 Carbonatao do Concreto 43 5.6.1.3 Presses internas 43

5.6.2 Condies essenciais para a corroso das armaduras 43 5.6.2.1 O Eletroltico 44 5.6.2.2 A Diferena de Potencial 44 5.6.2.3 O Oxignio 45

5.6.2.3.1 Oxidao 45 5.6.2.3.2 Ferrugem 45 5.6.2.3.3 Reduo 46

5.6.2.4 Agentes agressivos 46 5.6.2.4.1 ons cloretos 46 5.6.2.4.2 ons sulfatos 47 5.6.2.4.3 Reaes lcali-agregado (AAR) 48

5.7 INFLUNCIAS DO MEIO AMBIENTE NO CONCRETO ARMADO 49 5.7.1 Classificao do Meio ambiente quanto a Atmosfera 49

5.7.1.1 Atmosfera Rural 50 5.7.1.2 Atmosfera Urbana 50

5.7.1.3 Atmosfera Marinha 51 5.7.1.4 Atmosfera Industrial 51 5.7.1.5 Atmosfera Viciada 51

5.8 INFLUNCIAS ANTRPICAS NO CONCRETO ARMADO 52 5.8.1 Concepo Estrutural e Arquitetura 52 5.8.2 Fator gua/Cimento 52 5.8.3 Lanamento e adensamento 54 5.8.4 Espessura de Cobrimento 55

5.9 MANIFESTAES DE PATOLOGIAS NO CONCRETO ARMADO 57 5.9.1 Elementos crticos corroso 57 5.9.2 Consequncias da oxidao do ao no concreto armado 57 5.9.3 Principais causas das patologias no concreto armado 58

5.10 CONTROLE DA QUALIDADE DO CONCRETO 61 5.10.1 Teste de abatimento de cone (slump test) 61

5.10.1.1 Componentes 62 5.10.1.2 Procedimento 62 5.10.1.3 Observaes 63 5.10.1.4 Aplicao 63

6 APRESENTAO DOS RESUTADOS DA PESQUISA EM OBRAS 64 6.1 COMPOSIO DE AGREGADOS GRADOS 64 6.2 PERDO DE DESFORMA 65 6.3 USO DE HOMOGENEIZADOR (BETONEIRA) 66 6.4 USO DE VIBRADOR (ADENSADOR) 67 6.5 SEGREGAO NO CONCRETO 68 6.6 COBERTURA DA FERRAGEM 69 6.7 CAPACITAO DOS MESTRES DE OBRAS 70

7 CONCLUSES 72 8 SUGESTES 74 REFERNCIAS 75 ANEXOS 77

1

1 INTRODUO

Admite-se que a concepo de uma obra tem por princpio um projeto que

detalhe a estrutura e demais sistemas a partir da arquitetura, descrevendo as

atividades a serem executadas, tcnicas e materiais, e sistemas tcnicos

construtivos, visando atender a finalidade da obras em todos os aspectos de

funcionalidade e desempenho.

Todos os materiais da crosta terrestre esto em um incessante processo de

decomposio, retornando em sua maior parte a sua estrutura primria original, em

um ciclo de formao, envelhecimento e desagregao, cada um com suas

particularidades de fases e tempo distintos, em funo de sua composio molcula

e influncias externas do meio-ambiente.

O envelhecimento das construes se manifesta atravs de falhas e

degradaes nos componentes de sua estrutura, sendo suas origens, formas de

manifestaes, mecanismos de ocorrncia e conseqncias tratados por uma

cincia denominada de Patologias das Construes.

Os danos causados por agentes patolgicos vo desde alteraes no aspecto

esttico, produo de sensao de insegurana, reduo no desempenho, at a

runa completa da obra, caracterizando deteriorao estrutural, oferecendo

desempenho insatisfatrio e exigindo intervenes bem antes do prazo operacional

a que se propunham quando concebidas.

A corroso de armaduras um processo muito complexo que envolve

diferentes fatores de forma intrnseca e extrnseca, processo este, em sua grande

maioria, acarretado devido ao emprego de mtodos construtivos inadequados,

especialmente em pequenas e mdias construes, obras com caractersticas

construtivas comuns e normalmente desenvolvidas sem o devido acompanhamento

tcnico especializado.

Diversos fatores, dentre eles: tcnicas construtivas, detalhes arquitetnicos,

materiais inadequados, projetos de concepo com irrelevncia a agressividade

ambiental e uso, inobservncia de recomendaes tcnicas e normas, como

2

exemplo a NBR 6118, so praticas corriqueiras, aliadas a falta de acompanhamento

e fiscalizao, so fatores que contribuem para as falhas construtivas.

Em uma construo alm dos clculos de segurana, o profissional deve

atentar para as especificaes do material e aspectos construtivos, por se tratar de

um bem caro e durvel projetado para oferecer segurana, estabilidade,

desempenho, durabilidade, conforto e esttica por muitas dcadas. Sendo ento; a

preveno de patologias fundamental para o sucesso da obra.

O processo de produo na construo civil pode ser decomposto em cinco

grandes fases: concepo, projeto, seleo de materiais, que contemplam as

atividades de operao e manuteno.

Figura 001 Fluxograma controle de qualidade

Concepo

Projeto

Materiais

Execuo

Manuteno

f

o

r

m

a

s

Funcionabilidade, desempenho, exeqibilidade,

cdigos de obra, regulamentos

f

o

r

m

a

s

Atender s normas especficas do desempenho, s normas e documentos prescritos

f

o

r

m

a

s

Seleo dos componentes adequados, e recebimento de acordo com o especificado

f

o

r

m

a

s

Atender ao projeto e as especificaes tcnicas

f

o

r

m

a

s

Garantir o desempenho, vida til e esttica do produto

Controle

de

Qualidade

3

2 OBJETIVOS

2.1 Objetivo Geral

Identificar as patologias visuais frequentemente encontradas em estruturas de

concreto armado, determinando seus mecanismos de deteriorao e sugerindo

solues para preveno e tratamento.

2.2 Objetivos Especficos

Obter ganho de qualidade minimizando as Patologias das Construes, em

especial protegendo as armaduras de corroses, sugerindo a aplicao de mtodos

construtivos adequados para preveno destas patologias.

Estudar os processos de corroso das armaduras

Entender os mecanismos de degradao do concreto

Analisar o processo de confeco das estruturas de concreto armado

Demonstrar os efeitos da corroso sobre as estruturas de concreto armado

Verificar o nvel de capacitao da mo-de-obra local

Sugerir mtodos construtivos para preveno de patologias

4

3 METODOLOGIA APLICADA

3.1 Tipo de estudo

Na realizao deste trabalho, devido limitao de recursos, e em especial

carncia de laboratrios em nossa instituio de ensino, no houve possibilidade de

efetuar um maior aprofundamento em pesquisas e testes. Sendo o mecanismo de

pesquisa restringindo a tcnicas de observao visual in loco, cadastro fotogrfico,

anlise das hipteses e induo da teoria, baseada em literaturas tcnicas de livros,

revistas, debates com professores e colegas em trabalhos acadmicos.

Desta forma, esta pesquisa ser intuitiva e normativa, fazendo-se o

embasamento terico, e buscando compreender os mecagnismos que geram a

corroso das armaduras, entendendo seu processo e caractersticas intrnsecas e

extrnsecas; apontando finalmente sugestes para a preveno destas patologias,

analisando ainda; os dados do questionrio aplicado em campo, expondo atravs de

grficos tcnicas e matrias usualmente empregados na confeco de estruturas de

concreto armado na regio de Porto Nacional, bem como; o nvel de qualificao dos

mestres-de-obras.

5

4 JUSTIFICATIVA

Por falta de controle nos processos construtivos, em funo do despreparo da

mo-de-obra, omisso na fiscalizao e acompanhamento por meio dos rgos

ligados construo civil, no Brasil, convivemos em nosso dia-a-dia com patologias

nas construes gerados a partir do emprego de tcnicas inadequadas.

As patologias nas construes consomem considerveis recursos,

representando em torno de 40% do valor global investido na construo civil,

e em muitos casos podem se tornam economicamente inviveis condenando

a prpria estrutura.

Hoje existe uma gama de normas tcnicas, abrangendo desde o processo de

caracterizao, extrao, processamento, transporte, armazenamento e

aplicao de materiais para a construo civil, carecendo em muitos casos

somente a observncias destas normas.

A construo civil causa impactos ecolgicos, devido origem da matria

prima de seus componentes, a otimizao do processo construtivo se

reverter tambm em conservao em menos impactos ambientais.

Podemos obter ganho de qualidade, melhor desempenho e maior vida til,

atravs do emprego de tcnicas simples; o que reverte em economia,

durabilidade, e minimizao de prejuzos financeiros e estticos causados

pelas patologias das construes.

6

5 FUNDAMENTAO TERICA

5.1 DEFINIES E CONCEITOS

5.1.1 Concretos

Denomina-se concreto o material formado pela mistura de argamassa e

agregados, sendo a argamassa constituda por cimento, gua; e os agregados por

areia e fragmentos de rocha. Podendo ser concreto simples quando no associado a

armaduras ou concreto armado quando associado a uma armadura.

5.1.2 Armaduras para concreto

Armaduras para concreto so os sistemas compostos por barras de ao

interligadas que, imersas em uma massa de concreto de cimento Portland, formam

peas destinadas a suportar carregamentos pr-estabelecidos, dentro de limites

previstos de tenses e deformaes

5.1.3 Patologia das Construes

HELENE2 define patologia como a parte da engenharia que estuda os

sintomas, os mecanismos, as causas e as origens dos defeitos das construes

civis, ou seja, o estudo das partes que compem o diagnstico do problema.

5.1.4 Oxidao

o ataque provocado por uma reao gs-metal, com formao de uma

pelcula de xido de ferro.

5.1.5 Corroso

a interao destrutiva de um material com o ambiente, seja por reao

qumica, ou eletroqumica. Basicamente, so dois os processos principais de

corroso que podem sofrer as armaduras de ao para concreto armado: a oxidao

e a corroso propriamente dita.

7

5.1.6 Pelcula Passivadora

Tambm denominada de pelcula protetora, uma micro camada formada na

superfcie do ao quando em meio alcalino, composta de sais de xido duplo de

clcio e ferro, a partir da reao da ferrugem superficial com o hidrxido de clcio,

promovendo a reduo do oxignio,

5.1.7 Definio de Terapia

Correo de problemas patolgicos atravs do estudo precedente,

diagnstico da questo, adoo e emprego de medidas corretivas.

8

5.2 CONSEQUNCIAS DAS PATOLOGIAS DAS ARMADURAS

A corroso das armaduras de concreto causa vrios impactos tais como:

Influi na segurana estrutural, reduzindo a seo do ao;

Cria uma camada expansvel gerando fissurao do concreto;

Pode causar rompimento brusco dos elementos estruturais por solicitao

mecnica ou de cargas;

Degradao esttica do imvel, depreciando o bem;

Aumento significante nos custos de manuteno.

9

5.3 PROPRIEDADES DO CONCRETO

5.3.1 Propriedades do concreto fresco

5.3.1.1 Consistncia

Caracterstica que define o estado de coeso das partculas do concreto

determinada atravs do teste de abatimento de cone de tamanho. No Brasil este

teste regulamentado atravs da NM 67/98 (Concreto - Determinao da

consistncia pelo abatimento do tronco de cone), e utilizado um cone de

dimenses10 x 20 x 30 cm.

5.3.1.2 Exsudao

A exsudao consiste em um fenmeno de segregao que ocorre nas

pastas de cimento, ocasionado pela sedimentao das partculas de cimento,

forando o afloramento do excesso de gua. Esta segregao prejudica a

uniformidade, a resistncia e a durabilidade dos concretos.

5.3.1.3 Segregao

Segregao a perda de uniformidade da distribuio dos componentes do

concreto fresco. As diferenas nas massas especficas e nos tamanhos das

partculas dos materiais constituintes do concreto so as causas primrias da

segregao.

O fenmeno causado pela tendncia que os agregados maiores tm em se

separarem por deslocamento sob as foras da gravidade, sedimentando-se mais

que as partculas finas, quando encontra meios propcios, tais como; concretos

pobres ou secos ou com excesso de gua.

5.3.2 Propriedades do concreto endurecido

5.3.2.1 Condutibilidade Trmica

Aplica-se as condies de endurecimento dos elementos macios e tambm

nas propriedades isolantes das paredes de concreto O concreto endurecido segundo

BAUER apresenta condutibilidade trmica de 0,2 a 1,5 kcal/m,h,oC. Quanto maior a

densidade do concreto, maior sua eficincia condutiva.

10

A condutibilidade trmica nos slidos se processa seguindo a equao de

Fourier, em que o coeficiente de condutibilidade caracteriza o material:

Onde:

= quantidade de calor conduzido

= coeficiente de condutibilidade trmica

= rea

= gradiente de temperatura

= tempo

Equao 001 Condutibilidade trmica por Fourier

5.3.2.2 Condutibilidade Eltrica

O concreto um mau condutor de energia eltrica, com variaes em funo

da sua composio e umidade, BAUER1 atribui para concretos comuns de 300 kg de

cimento por m3 de dosagem, a resistncia varia de 104 a 107 ohms/cm2, entre as

idades de 1 a 800 dias, havendo um aumento de 1000 vezes em sua resistncia.

5.3.2.3 Deformabilidade

As formas de deformao do concreto dependem da ao de vrios fatores,

tais como: hidratao do cimento, solicitao mecnica, variaes hidromtricas e

trmicas. As solicitaes mecnicas so responsveis por dois tipos de deformao:

imediata (aparece logo aps a aplicao do carregamento) e lenta (aparece ao longo

do tempo com a manuteno do carregamento).

A deformao se d pelas cargas e intempries atuantes, no infindvel

processo de expanses e contraes, de maior ou menor grau, de acordo com sua

proteo a condies atmosfricas como umidade e variaes de temperatura.

Outro tipo de deslocamento que pode ocorrer devido s fundaes. Quando

a capacidade portante do solo no uniforme, os recalques diferenciais podem

aparecer, causando fissuramento.

5.3.2.4 Isolao Acstica

Devido aos rudos emitidos nos ambientes industriais e urbanos, o estudo das

propriedades acsticas do concreto se reveste de muita importncia, sendo, porm o

coeficiente de amortecimento deste material muito baixo, melhorando em eficincia

11

na absoro de rudos areos, absorvendo parte das ondas de energia das

vibraes sonoras atravs da atuao das paredes e das lajes

O concreto endurecido segundo BAUER apresenta condutibilidade de som na

ordem de 2500 a 4500 m/s em ensaios no destrutivos

O coeficiente de reduo de rudo tem um valor tpico de 0,27 para concretos

normais, e de 0,45 para concretos leves. Esses valores podem variar com a textura,

porosidade e pintura da superfcie.

5.3.2.5 Mdulo de Elasticidade

De acordo com BUEST apud MEHTA e MONTEIRO, o mdulo de elasticidade

pode ser definido como sendo a relao entre a tenso aplicada e a deformao

instantnea dentro de um limite proporcional adotado.

O entendimento do mdulo de elasticidade se faz necessrio para a anlise

das deformaes ocorridas em estruturas de concreto, quando submetido a

esforos. BUEST apud HELENE (2002) cita que a NBR 8522/03 determina trs

mtodos de determinao mdulos de deformao longitudinal, a saber:

Mdulo de deformao, esttico e instantneo, tangente

origem, tambm conhecido como mdulo de elasticidade

tangente inicial. Do ponto de vista prtico de ensaio

corresponde ao mdulo de elasticidade cordal entre 0,5 e

0,3fc. Convenciona-se indicar este mdulo de deformao

por Eci, geralmente expresso em GPa.

Mdulo de deformao, esttico e instantneo, secante a

qualquer porcentagem de fc. Em geral trabalha-se com o

mdulo cordal entre 0,5 e 0,4 fc, que equivalente ao

mdulo de elasticidade secante a 0,4fc, pois esta

geralmente a tenso nas condies de servio

recomendadas nos cdigos e normas de projeto de

estruturas de concreto. Convenciona-se indicar este mdulo

de deformao Ec, geralmente expresso em GPa.

12

Mdulo de deformao, elstico e instantneo, cordal entre

quaisquer intervalos de tenso ou deformao especfica.

Do ponto de vista prtico de projeto pouco utilizado.

5.3.2.6 Permeabilidade gua

A Permeabilidade ou percolao dar-se atravs dos poros micro capilares

intercomunicveis do concreto, sendo de acordo com HELENE1 maior em concretos

mais densos e compactos, pois neles h maiores presses capilares, e mnimas em

concretos saturados devido existncia de presso neutra.

O fator gua/cimento contribui bastante para a absoro de gua, segundo

experimentos publicados por HELENE1, a imerso de corpos de prova em gua a 1

cm de profundidade, com fator gua/cimento 0,40 a 0,60 com 28 dias de idade,

apresentaram altura de absoro capilar variando de 2 a 6 cm.

HELENE1 apud CARRONI classifica o concreto quanto a sua permeabilidade,

com idade pr-estabelecida a partir de 28 dias e sobre condies ideais de cura, e

considerando presses na ordem de 5*10-2 MPa em:

Bons coeficiente de permeabilidade 10-10

Normais coeficiente de permeabilidade 10-8

Deficientes coeficiente de permeabilidade 10-6

A velocidade de percolao pode ser determinada com base na lei de Darcy,

atravs da seguinte equao:

Onde:

V = velocidade de percolao da gua, em cm/s k = coeficiente de permeabilidade do concreto, em cm/s. H = presso de contato, em cm.a.c (centmetro coluna de gua) x = espessura do concreto percolado pela gua, em cm. Q = vazo de gua, em cm3/s S = rea da superfcie confinada por onde percola a gua, em cm2

Equao 002 Lei de Darcy

A absoro em relao massa pode ser definida com base na seguinte

equao:

13

Onde:

= absoro com relao massa (%), = massa de amostra saturada (kg), = massa de amostra seca (kg)

Equaes 003 - Absoro em relao massa

Onde:

= absoro com relao ao volume (%), = volume total do material (m

3)

Equaes 004 - Absoro em relao ao volume

5.3.2.7 Permeabilidade aos gases

Conforme HELENE1 a permeabilidade do concreto muito baixa em

argamassa de qualidade, sendo rara a determinao desta propriedade, referencia

ainda que sob condies iguais de presso, o penetra mais rpido que o ,

vapor ou gua, devido suas condies moleculares, e que a presso parcial dos

gases agressivos no ar muito baixa, sendo para o CO2 10-4 MPa e sua penetrao

no concreto limitada a zona de carbonatao, devido reduo da capilaridade.

A importncia do entendimento da permeabilidade dos gases agressivos

muito importante, em especial preveno de corroses em lajes e partes

superiores dos componentes da rede de esgoto, devido possibilidade de gerao

de sulfetos a partir do gs sulfdrico ( ), que com a oxidao reage com o

concreto, transformando-se em .

5.3.2.8 Porosidade

A porosidade certa frao do concreto ou de seus componentes, constituda

de espaos vazios composto de poros de vrias dimenses que podem ser por

ocupados por gases ou lquidos, preenchimento este, que se alterna por condies

ambientais, como: calor, umidade e presso, quando a porosidade interconectada

e comunicante havendo, pois, percolao de substncias.

A estrutura porosa de um material pode ser caracterizada por meio das

seguintes propriedades:

O volume percentual ocupado pelos poros;

A dimenso dos poros;

14

As conexes presentes entre os poros e o grau de interconexo;

A abertura dos poros na superfcie externa.

A porosidade pode ser expressa pela seguinte equao:

Onde:

= volume de vazios (%)

= porosidade (%)

= volume ocupado pelos porros (m3)

= volume total da matria (m3)

= volume ocupado pela matria slida

que constitui o material (m3)

Equao 005 Porosidade

5.3.2.9 Densidade

A densidade a relao entre a massa e o volume de um corpo, podendo ser

aparente ou absoluta, sendo a porosidade fator de influncia na densidade aparente,

podendo ser sintetizadas atravs das equaes:

Onde:

= densidade aparente (kg/m3)

= massa (kg)

= volume total da matria (m3)

= densidade absoluta (kg/m3)

= volume ocupado pela matria slida

que constitui o material (m3)

Equao 006 Densidades aparente e absoluta

A densidade de um concreto varia de acordo com seus componentes,

processo de adensamento utilizado em sua fabricao e ambiente no qual est

sendo mantido, apresentando em condies normais os seguintes valores:

DENSIDADES DE CONCRETOS COMUNS

Concreto no adensado 2,1 t/m3

Concreto comprimido 2,2 t/m3

Concreto socado 2,25 t/m3

Concreto vibrado 2,3 a 2,4 t/m3

Tabela 001 Densidades dos concretos comuns Fonte BAUER1

5.3.2.9.1 Empacotamento das partculas

O empacotamento de partculas consiste na melhor seleo da melhor proporo e do tamanho adequado dos materiais particulados, de forma que os

15

vazios maiores sejam preenchidos com partculas menores, cujos vazios sero novamente preenchidos com partculas ainda menores e assim sucessivamente.

A forma das partculas dos agregados influncia na trabalhabilidade, no ngulo de atrito interno em estado fresco, compacidade, afetando a densidade do concreto aps cristalizao.

Figura 002 Esquema terico do empacotamento das partculas. Fonte BUEST

As condies de porosidade e estrutura, de presso, calor e umidade so os

principais fatores do transporte de agentes no concreto, e esto sintetizados no

diagrama a seguir:

Figura 003 - Diagrama de percolao de substncias no interior de materiais porosos Fonte: BERTOLINI

16

5.3.2.10 Resistncia Compresso Axial

A resistncia compresso uma das propriedades mais importantes do

concreto endurecido, sendo a principal referncia utilizada para classificao de

concretos, quanto s propriedades mecnicas, segundo BUEST.

No Brasil o ensaio de resistncia compresso regulamentado pela NBR

5739/94, e pode ser utilizada para determinar a qualidade do concreto, por estar

relacionada estrutura interna do material, demonstrando estimativas de

desempenho.

BUEST apud (MEHTA e MONTEIRO, 2005), cita que o valor da resistncia

compresso obtido em ensaios de ruptura de corpos-de-prova de concreto para

cada idade de controle, geralmente 1 dia, 3 dias, 7 dias, 21 dias e 28 dias aps a

moldagem. Este valor influenciado diretamente pelo tamanho e formato dos

corpos-de-prova. As dimenses padro mais utilizadas em normas internacionais

possuem a forma cbica 15,0 x 15,0 x 15,0 cm e as cilndricas de 10,0 x 20,0 cm e

15,0 x 30,0 cm (ALMEIDA, 1990). O formato cbico mais utilizado na Europa e o

cilndrico nos Estados Unidos e Brasil.

5.3.2.11 Resistncia Trao na Flexo

Em sua pesquisa BUESTE cita que a determinao da resistncia trao na

flexo segundo a NBR NM 55/96, realiza em corpos-de-prova prismticos com

dimenses 15,0 x 15,0 x 50,0 cm, sendo que no ensaio, o vo livre possui 45,0 cm,

sendo moldados em duas camadas quando adensados por haste de socamento com

60 golpes por camada ou em uma nica camada quando adensado atravs de

vibrador eltrico.

5.3.2.12 Resistncia Trao por Compresso Diametral

Segundo BUEST, o ensaio de resistncia compresso diametral

conhecido internacionalmente como Brazilian Test, por ser desenvolvido pelo

pesquisador brasileiro Lobo Carneiro (NBR 7222/94), BUEST apud DE LARRARD

(1992), complementa que a resistncia trao por compresso diametral atinge o

seu valor mximo por volta dos 14 dias, ao contrrio da resistncia compresso,

que pode aumentar 10 a 20% de seu valor aps os 14 dias. Estes percentuais

podem sofrer alteraes conforme o tipo de concreto analisado.

17

5.3.2.13 Resistividade do concreto

HELENE1 apud NEVILLE conclui que a corrente eltrica do concreto

movimenta-se atravs de um processo eletroltico, apontando que a resistividade do

concreto varia de acordo com sua umidade, sendo que o concreto seco em estufa

apresenta resistividade na ordem de 102, enquanto que o concreto mido

apresenta resistividade em torno de 109.

A importncia do conhecimento da resistividade estar em sua relao com a

corroso, sendo resistividades baixas, em cerca de 30 a 50 apresentadas em

regies corrodas de concreto, comparada a resistividades de 130 a 150 em

regies de concretos no corrodos.

5.3.2.14 Retrao por secagem

A retrao dar-se devido evaporao de uma parte da gua contida dentro

da rede de poros capilares, que esto ligados superfcie, devido a um desequilbrio

entre a umidade relativa do ar e dos vazios capilares.

A perda de umidade promove segundo BUEST apud ACTIN o

desenvolvimento de meniscos em capilares cada vez mais finos provocando um

aumento das foras capilares geradas dentro do concreto, podendo pode levar a

uma contrao higromtrica da ordem respectivamente de 200x10-4 para um

concreto ou 3.000x10-6 para argamassas, podendo gerar fissuras.

Conforme a NBR 6118 admissvel com exceo das estruturas destinadas

conteno de gua, o aparecimento de fissuras. Elas geralmente aparecem nas

zonas de trao onde so diferentes as deformaes do ao e do concreto,

consideradas assim, de acordo com a agressividade ambiental, composta da

seguinte escala:

0,1 mm para peas no protegidas, em meio agressivo;

0,2 mm para peas no protegidas, em meio no-agressivo;

0,3 mm para peas protegidas.

18

5.4 COMPONENTES DO CONCRETO ARMADO

O concreto convencional um material compsito, composto de um

aglomerante (cimento Portland), gua. e de agregados (midos e grados),

denominado de concreto armado, quando recebe uma armadura, sendo o ao o

material mais utilizado como armadura.

O concreto de qualidade um material de alta durabilidade, apresentando

elevada resistncia compresso, sua vida til depende da natureza de seus

componentes, do grau de agressividade ambiental e das tcnicas construtivas

adotadas em sua confeco e aplicao. O concreto segundo a ABCP o segundo

material mais consumido pelo homem, a versatilidade desta pedra lquida

proporcionando a moldagem de formas caprichosas e a obteno de estruturas

ousadas compatveis com as nossas necessidades em construes, com custo

significativamente baixo.

5.4.1 O Cimento Portland

A indstria da construo civil dispe de trs aglomerantes inorgnicos, o

cimento, a cal e o gesso, em nossa pesquisa trataremos apenas do cimento, pois

o ligante utilizado na confeco de estruturas de concreto armado.

O cimento surgiu a partir dos estudos de Smeaton e Parker, no sculo XVIII,

sendo produzido industrialmente no sculo seguinte, como consequncia das

pesquisas de Vicat e Josef Aspdin, na Inglaterra em 1824. O nome Portland, foi o

nome dado por Aspdin em homenagem ilha britnica de Portland devido cor de

suas rochas. A primeira produo de cimento no Brasil se deu em 1892, por um

curto perodo de trs meses por iniciativa do Eng Louis Nbrega.

Podemos definir de cimento como um aglomerante hidrulico constitudo de

clnquer, gesso e adies, que em contato com a gua tem a capacidade de

endurecer e adquirir resistncia, conservando essa propriedade mesmo submerso.

Para produo de 1 tonelada de cimento (20 sacos), so utilizados, em mdia

1250 kg de calcrio

300 kg de argila

14 kg de minrio de ferro

40 kg de gesso

60 a 130 kg de combustvel ou 110 a 130 kW/h de energia

19

5.4.1.1 Componentes do cimento Portland

O cimento tem como constituintes fundamentais a Cal (CaO), a slica (SiO2), a

alumina (Al2O3), o xido de ferro (Fe2O3), a magnsia (MgO), o anidrido sulfrico

(SO3), alm do xido de titnio (TiO2), e os lcalis do cimento: xido de sdio (Na2O)

xido de potssio (K2O), contendo ainda substncia de menos importncia, de

acordo com BAUER1.

5.4.1.2 Principais propriedades

As propriedades do cimento dependem principalmente

Resistncia mecnica

Tempo de pega

Calor de hidratao

Durabilidade

5.4.1.3 Tipos de cimento Portland brasileiros

Designaes Siglas Norma ABNT

Classes de resistncia

Escria de alto-forno

Material pozolnico

Material carbnico

Comum CP I NBR-5732 25-32-40 - - -

Comum com adies

CP I-S NBR-5732 25-32-40 1-5 1-5 1-5

Composto com escria

CP II-E NBR-11578 25-32-40 6-34 - 0-10

Composto com pozolana

CP II-Z NBR-11578 25-32-40 - 6-14 0-10

Composto com filer

CP II-F NBR-11578 25-32-40 - - 0-10

De alto forno CP III NBR-5735 25-32-40 35-70 - 0-5

Pozolnico CP IV NBR-5736 25-32 - 15-50 0-5

Alta resistncia inicial

CP V-ARI NBR-5733 - - - 0-5

Tabela 002 Cimentos Portland produzidos no Brasil. Adaptado de SOUZA

5.4.2 Os Agregados

Normalmente, com poucas excees, os agregados usuais no Brasil, atendem bem aos requisitos tcnicos de resistncia, quando empregados em concretos at 40 MPa, desde que, sejam isentos de contaminantes e atendam em dimenses compatveis com as estruturas nas quais vo ser aplicados.

5.4.2.1 Classes

Adotaremos em nosso trabalho a NBR 9935 (ABNT, 2005), que define agregado como o material com propriedades adequadas, natural ou obtido por fragmentao artificial de pedra, de dimenso nominal mxima inferior a 100 mm e de dimenso nominal mnima igual ou superior a 0,075 mm.

20

5.4.2.2 Funo dos agregados

Contribuir com gros capazes de resistir aos esforos solicitantes;

Resistir ao desgaste e ao de intempries;

Reduzir as variaes de volume de qualquer natureza;

Contribuir para a reduo do custo do concreto.

Relao entre as propriedades do concreto influenciado pelas caractersticas do

agregado, segundo BUEST apud SBRIGHI NETO (2003).

Propriedades do concreto

Caractersticas relevantes do agregado

Resistncia mecnica

Resistncia mecnica Textura superficial Limpeza Forma dos gros Dimenso mxima

Retrao

Mdulo de elasticidade Forma dos gros Textura superficial Limpeza Dimenso mxima

Massa unitria

Massa especfica Forma dos gros Granulometria Dimenso mxima

Economia

Forma dos gros Granulometria Dimenso mxima Beneficiamento requerido Disponibilidade

Tabela 003 - Propriedades do Concreto Influenciado pelas Caractersticas do Agregado

5.4.2.3 Classificao dos agregados

Os agregados podem ser classificados segundo a origem, as dimenses das

partculas, o peso aparente e a forma.

5.4.2.3.1 Classificao segundo a origem

naturais: os que j se encontram em forma particulada na natureza, ex.: areia

e seixos rolados.

artificiais: os que so particulados ou compostos por processos industriais, a

partir de matrias primas como a rocha, escria de alto forno e argila.

reciclado: material obtido de rejeitos, subproduto da produo industrial,

minerao ou construo civil.

especial: agregado cujas propriedades podem conferir ao concreto ou argamassa um desempenho que permita ou auxilia no atendimento de solicitaes especficas em estruturas no usuais.

21

5.4.2.3.2 Classificao segundo as dimenses das partculas

midos: o agregado que passa na peneira de nmero 4 (malha quadrada com

4,8 mm de lado), ex. areias;

grados: todo o agregado que fica retido na peneira de nmero 4 (malha

quadrada com 4,8 mm de lado), ex. cascalhos e britas.

a) a areia, geologicamente, um sedimento clstico inconsolidado, de gro em

geral quartzoso de dimetros entre 0,06 e 2,0, originado atravs de

processos naturais ou artificiais de desintegrao de rochas ou proveniente

de outros processos industriais. Quando naturais so encontradas nos leitos

de alguns rios ou atravs de cavas em depsitos aluvionares.

AREIA TAMANHO (mm)

Fina < 0,42

Mdia 0,42 a 1,2

Grossa > 1,2

Tabela 004 Classificao da areia

b) a brita o produto da cominao de rochas segundo a NBR 7225

classificada em:

PEDRA DIMETRO MNIMO

(d em mm) DIMETRO MXIMO

(D em mm)

1 4,8 12,5

2 12,5 25,0

3 25 50

4 50 76

5 76 100

Tabela 005 Classificao da brita segundo NBR 7225

TERMINOLOGIA DIMENSES NOMINAIS (mm)

brita 0 4,8 < 9,5

brita 1 9,5 < 19,0

brita 2 19,0 < 25,0

brita 3 25,0 < 38,0

brita 4 38,0 < 76,0

Tabela 006 Classificao comercial da brita para construo civil

Pesquisas como as de CANOVAS E MEHTA, tm demonstrado que

agregados com dimenses superiores a 25 mm podem contribuir com patologias,

tais como: exsudao, trincas no concreto por fissuras do agregado provenientes

dos processos de desmonte e britagem, menor superfcie especfica, entre outras.

22

5.4.2.3.3 Classificao segundo o peso especfico aparente

Em relao ao peso aparente so considerados leves, mdios e pesados

Agregados Leves Agregados Mdios Agregados Pesados

vermiculita 0,3 calcrio 1,4 barita 2,9 argila expandida 0,8 arenito 1,45 hematita 3,2 escria granulada 1,0 cascalho 1,6 magnetita 3,3 granito 1,5

areia 1,5

basalto 1,5

escria 1,7

Tabela 007 Densidades aparentes mdias de alguns agregados Fonte: BAUER

5.4.2.3.4 Classificao segundo a forma

A forma diz respeito s caractersticas geomtricas, tais como:

arredondadas: partculas formadas pelo atrito com conseqente perda de

vrtices e arestas.

angulosos: agregado de rochas intrusivas britadas que possuem vrtices e

arestas bem definidas

lamelares ou achatadas: partculas cuja espessura cuja espessura

relativamente pequena em relao s outras dimenses

alongadas: partculas cujo comprimento consideravelmente maior que as

outras duas dimenses.

Figura 004 - Forma das partculas. Fonte BUEST apud (POOLE e SIMS, 1998).

5.4.2.3.5 Classificao segundo a textura

Define o grau de quanto superfcie do agregado

Lisa: possui menor aderncia pasta de cimento

spera: possui melhor aderncia pasta de cimento

23

5.4.3 A gua

A gua em um dos principais componentes do concreto, chegando a

representar cerca de 20% de seu volume, e influencia diretamente em sua

resistncia e vida til, seja no aspecto de dosagem, analisada neste trabalho no item

referente relao gua/cimento, ou como agente promotor de patologias quando

contaminada com agentes qumicos, fsicos ou biolgicos.

O uso da gua de abastecimento pblico para preparo do concreto, desde

que atendam as especificaes da Portaria n 518 do Ministrio da Sade est

dentro dos padres para usos em concreto convencional sem restries, sendo seus

requisitos padres da gua para amassamento do concreto so mencionados NBR-

NBR-15900.

5.4.4 O Ao

O ao utilizado em estruturas de concreto tem vrias funes, sendo as

mais importantes adicionar resistncia a trao, conter fissuras e aumentar a

esbeltez dos elementos, com conseqente diminuio do peso da estrutura.

Sua aplicao no concreto armado ocorre de duas formas, na forma passiva,

quando o concreto comum adicionado de vigas de ao, ou de forma ativa, com

ferragens tensionadas, recebendo em concreto protendido. Neste trabalho

trataremos apenas de ferragens passivas.

5.4.4.1 Classificao do ao

Os aos utilizados na construo civil no Brasil atendem s especificaes

NBR 7480/96 (Barras e Fios de Ao para Armaduras para Concreto), e so

classificados de acordo com suas caractersticas mecnicas (tenso de

escoamento), conforme as seguintes tabelas:

24

CA 25 Dimetro Nominal

(mm)

Massa Nominal (kg/m)

Resistncia escoamento (fy) (Mpa)

Limite de resistncia

(Mpa)

Alongamento mnimo em

10

Dimetro pino dobramento a

180 ((mm)

6,3 0,245

250 660 5%

25

8,0 0,395 32

10,0 0,617 40

12,5 0,963 50

16,0 1,578 64

20,0 2,466 100

25,0 3,853 110

32,0 6,313 125

40,0 9,865 160

Tabela 008 Caractersticas do ao CA 25 Fonte: UEPG


(DN) (mm)




(Mpa)


10


180 ((mm)

6,3 0,245

500 1,10 x fy 8 %

32

8,0 0,395 40

10,0 0,617 50

12,5 0,963 63

16,0 1,578 80

20,0 2,466 160

25,0 3,853 200

32,0 6,313 256

40,0 9,865 320



(mm)




(Mpa)


10


180 ((mm)

3.40 0,071

600 1,10 x fy 8 %

20

4,20 0,109 25

5,00 0,154 30

6,00 0,222 36

7,00 0,302 42

8,00 0,395 48

9,50 0,558 57


25

5.4.4.2 Aplicao

Em virtude de suas caractersticas cada categoria aplicada da seguinte forma:

aos CA-25 so admitidos em elementos de fundaes - estacas brocas e

baldrames

aos CA-50 so indicados para ferragem longitudinal de vigas, pilares,

estacas e blocos, Sendo o CA-50 S soldvel.

aos CA-60 admitem emendas soldveis, dobragem e alta resistncia.

Vergalhes de ao CA-60 so indicados para a produo de vigotas de lajes

pr-fabricadas, trelias, armaes para tubos, pr-moldados, armaes em

lajes e estribos.

arames de ao recozido suportam dobras e tores, sendo utilizados em

amarraes de armaduras para concreto.

5.4.4.3 Cuidados com o armazenamento do ao

Os Cuidados com a conservao do ao tm que ser observados desde o

recebimento, checando se:

Apresenta homogeneidade em suas caractersticas geomtricas;

No apresenta bolsas, fissuras, escamas ou outros defeitos superficiais, que

prejudiquem o seu uso;

No apresenta solda ou qualquer outro tipo de emenda;

No apresenta oxidao intensa.

Os aos utilizados nas armaduras devem ser armazenados em locais

abrigados contra as intempries, guas e qualquer outro agente oxidante, desde o

recebimento do fornecedor, at a montagem final nas formas, mantendo as

ferragens sempre isoladas do contato direto com o cho.

Os estoques de ao e das armaduras prontas devem ser em condies que

no interfiram na organizao da obra, e de forma que protejam o material de

empenamentos, contaminaes e oxidaes

26

.

Figura 005 Armazenamento e identificao da ferragem - Fonte: UEPG

5.4.4.4 Avaliao prtica da quantidade de ferragem em obra

Equao 007 Avaliao prtica da quantidade de ferragem em obra- Fonte: UEPG

Comparativo do ndice de armadura:

At 80 baixo

80 at 100 mdio

Maior que 100 alto

27

5.5 PRODUO DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO

5.5.1 Confeco das frmas

A frma pode ser definida como conjunto de componentes cujas funes

principais so dar forma ao concreto fluido, assegurando sua conteno at que o

mesmo adquira resistncia prpria, promovendo ainda a formao da superfcie em

condies desejadas de forma e de textura.

As frmas so utilizadas como molde de estruturas como fundaes, vigas,

pilares, paredes, escadas e lajes,

5.5.1.1 Requisitos de desempenho de uma forma

a) resistncia mecnica: apresentar resistncias e estabilidade s cargas e

esforos provenientes do peso prprio, dos operrios e equipamentos, e

ainda do concreto armado.

b) rigidez: manter as sees rgidas e indeformveis

c) acessibilidade: permitir acesso as operao de montagem da armadura,

lanamento e adensamento do concreto;

d) textura superficial adequada: possui superfcie de molde que promovam o

acabamento de projeto, sem aderir ao concreto.

e) estanqueidade: evitar a perda de gua e de finos de cimento durante a

concretagem, o que torna o concreto mais poroso;

f) inatividade de reagentes: no possuir materiais que reajam com o concreto.

g) segurana: apresentar rigidez e estabilidade suficientes para no colocar

em risco a segurana dos operrios e da prpria estrutura que est sendo

construda;

h) economia: apresentar custos compatveis com o projeto

5.5.1.2 Materiais para confeco de frmas

As frmas podem ser construdas em diversos materiais, como madeira,

chapas compensadas, plsticos, fibras, metais, etc. A escolha deve ser feita de

acordo com as caractersticas de projeto, cabendo um estudo da eficincia e eficcia

de aos da obra, projeto e disponibilidade de material.

28

Devido ao custo/benefcio, costuma-se usar madeiras com densidades

densidade em torno de 0,50 g/ cm3, e dimenses com as dimenses de 2,5 cm de

espessura e 30,0 cm de largura, com comprimento quando o comprimento em

torno de 3 a 4 metros.

5.5.1.3 Molde

Pea que permanece em contato direto com o concreto, proporcionando o

formato e a textura da pea.

Para os moldes so largamente empregadas chapas de madeira

compensada, podem ser protegidos por uma camada plastificante ou por resina.

5.5.1.3.1 Estrutura do molde

So os elementos que promovem a sustentao, o travamento e o

enrijecimento do molde, garantindo a manuteno das caractersticas determinadas

s frmas. Normalmente composta por gravatas, sarrafos acoplados aos painis e

travesses.

Quando confecciono em madeira, utiliza-se geralmente tbuas (2,5X30,0 cm),

sarrafos (2,5X5,0 cm; 2,5X10,0 cm) e caibros ou pontaletes (5,0X6,0 cm ou 7,5X7,5

cm), espaados de maneira que no permitam a deformao do molde.

5.5.1.3.2 Cimbramento ou escoramento

Estrutura com finalidade de apoiar as frmas horizontais (vigas e lajes),

suportando provisoriamente as cargas e foras atuantes (movimentao de

operrios, materiais, equipamentos, contraventamento, etc.) e transmitindo-as ao

piso ou ao pavimento inferior. constitudo genericamente por guias, pontaletes e

ps-direitos.

A madeira utilizada no cimbramento normalmente so pontaletes de 7,5x7,5

cm de pinho ou de peroba, com at 4,0 m ou no mximo 5,0 m de comprimento, ou

emprega-se tambm madeira rolia, com at 20,0 m de comprimento. Podendo

ainda utilizar-se cimbramento metlico, que permite maior versatilidade.

29

5.5.1.3.3 Acessrios

So componentes utilizados para nivelamento, prumo, calo e locao das

peas, sendo constitudos comumente por aprumadores, sarrafos de p-de-pilar e

cunhas.

5.5.1.4 Elementos de uma frma de pilar

Figura 006 Sistema de frma convencional para pilar Fonte: ALVES

5.5.1.5 Elementos de uma frma de viga

Pode-se dizer que o sistema de frmas constitudo pelos seguintes

elementos: molde, estrutura do molde, escoramento (cimbramento) e peas

acessrias.

Figura 007 Sistema de frma convencional para viga Fonte: ALVES

30

5.5.1.6 Elementos de uma frma de laje

Figura 008 Sistema de frma convencional para laje Fonte: ALVES

5.5.1.7 O Custo da Frma no Conjunto do Edifcio

Uma forma de qualidade tem que desempenhar adequadamente as suas

funes, podendo, de acordo com o porte ou o detalhe arquitetnico da estrutura as

formas apresentam em mdia, o seguinte percentual de custo com relao ao

edifcio:

custo da frma = 50% do custo de produo do concreto armado;

custo do concreto armado = 20 % do custo da obra como um todo;

custo da frma = 10% do custo global da obra.

importante observar o significativo custo das frmas, por ser um elemento

transitrio, porm de elevada importncia, assegurando qualidade edificao,

merecendo, pois, estudos para a racionalizao, como tcnicas de padronizao de

moldes e reutilizao, promovendo conseqente reduo de custos.

5.5.2 Confeco das armaduras

5.5.2.1 Corte dos ferros

Os aos podem ser contados por serras manuais, discos de corte abrasivos, ou

tesouras.

a) Arcos e serras de ao rpido - indicada para pequenas obras com laje pr-

fabricadas, tem como principal vantagem o menor investimento em

31

equipamentos e mobilidade e como desvantagem o fato de exigir maior tempo

de execuo e consequente maior custo de mo-de-obra;

b) Tesouras de corte - indicada para obras de pequeno mdio porte com lajes

macias ou mistas, com a vantagem de possibilitar maior rapidez no corte dos

vergalhes, exigindo, porm, maior esforo humano;

c) Mquinas de corte (n. 1, 2, 3 etc.) - indicada para obras de mdio a grande

porte, permitindo o corte de bitolas maiores.

d) Serra de corte (disco de corte) - para obras de mdio e grande porte, com o

corte rpido de qualquer tipo de bitola, tendo como principal desvantagem o

rudo provocado pela alta velocidade do disco.

5.5.2.2 Dobra dos ferros

O processo de dobra importante devido suas influncias na qualidade das

armaduras e nos processos de influncia em patologias, necessitando de

ferramentas e tcnicas adequadas para um bom desempenho, em conformidade

com os itens 6.3.4.1. e 10.3 da NBR 6118.

Os diferentes tipos de dobradura devem ser feitos com raios de curvatura que

respeitem as caractersticas do ao empregado; isto , sem que ocorra fissurao do

ao do lado tracionado da barra, tambm evitam o fendilhamento do concreto no

plano de dobramento da armadura, j que as curvaturas das barras de ao

introduzem tenses radiais de compresso no concreto.

A bancada de dobragem confeccionada em obra tem normalmente os

seguintes componentes:

Figura 009 Detalhe da bancada de dobragem - Fonte: UEPG

32

a) Pinos suportes: servem de apoio quando se faz fora para dobrar a barra e

impedem que a mesma escape da mesa.

b) Pino de dobra: o ponto onde se faz o dobramento da barra; o dimetro

interno da dobra ser aproximadamente igual ao dimetro do pino. Em obras

pequenas e mdias pode-se usar pinos feitos de ao fixados diretamente nos

pranches para servir de apoio na dobragem dos ferros com uma alavanca

(chave ou ferro de dobrar),

Categoria

Ensaio de trao (valores mnimos) Ensaio de

dobramento a 180

o Aderncia

Resistncia caracterstica de escoamento

(A)

(MPa) (F)


(B)

(MPa) (F)

Alongamento em 10 (C)

(%)

Dimetro de pino

(D)

(mm)

Coeficiente de conformao

superficial mnimo

para 10 mm

CA-25 250 18 1,0

CA-50 500 8 1,5

CA-60 600 (E)

5 - 1,5 (A)

Valor caracterstico do limite mx. de escoamento (LE ou da NBR 6152 ou da NBR 6118). (B)

O mesmo que resistncia convencional ruptura ou resistncia convencional trao. Conforme a NBR 6152, o smbolo LR ou . (C) o dimetro nominal, conforme 3.4. (D)

Barras de nominal a 32 das categorias CA-50 devem ser dobradas sobre pinos de 8 . (E) mnimo de 660 MPa. (F)

Para efeitos prticos de aplicao desta Norma, pode-se admitir 1 MPa = 0,1 kgf/mm2.

Tabela 011 - Propriedades das barras e fios de ao destinadas a armaduras. Fonte: NBR-6118

A observncia dos dimetros de dobra dos vergalhes se faz necessrio para

impedir fissura no ao no local da dobra, fragilizando o ao e causando tenses

locais, h no mercado uma chapa que minimiza os efeitos da dobragem.

As chapas prontas possuem pinos de dobragem substituveis de acordo com

o dimetro do ao, e devem ser fixadas na bancada para servir de apoio para o uso

da ferramenta de dobragem, conforme imagem abaixo:

33

Figura 010 Chapa de dobragem Fonte: UEPG

Figura 011 Pinos de dobragem improvisados

Existem mquinas automatizadas de dobrar para uso em obras de mdio a

grande porte pode-se usar mquinas para realizar o trabalho de dobragem em srie

e exigem mo-de-obra qualificada para a operao do equipamento.

Figura 012 - Mquina de dobra automtica. Fonte: cortfer

5.5.2.3 Amarrao das ferragens

A amarrao feita com arame tranado n. 18, promovendo a solidarizao

das barras cortadas e dobradas armao, a amarrao feita com arame em par

tranado (no mnimo), aplicando-se tenso e toro simultnea, co energia suficiente

para garantir firmeza e impedir a movimentao do conjunto nas operaes de

transporte, encaixes nas formas e concretagem; cortando-se excedente de arame.

34

Os ns podem ser simples ou duplo.

a) N simples - usado para amarrar duas barras lisas e de menor bitola em um

n apenas, comum em solidarizao de armaduras de laje macia e

armaduras de pele;

b) N duplo - para bitolas maiores necessippoprio utilizar o n duplo.

Figura 013 Ns de amarrao de ferragem

Fonte: UEPG

Figura 014 N observado em ferragens na regio

Para o servio de amarrao se faz necessrio a instalao de uma bancadas

de amarrao, que na maioria das vezes as armaduras so montadas na prpria

obra e o mais prximo das frmas que iro receber a armadura. Pode-se, para isso,

utilizar bancadas secundrias para a amarrao das armaduras feitas com cavaletes

de madeira ou de barras de ferros.

5.5.2.4 Montagem das armaduras nas formas

Confeccionadas as armaduras a prxima etapa posicion-las nas formas

para a concretagem, com a finalidade de proporcionar a homogeneidade na

cobertura, recomenda-se usar espaadores entre o ao e as formas. Recomenda-se

instalar espaadores em duas faces da armadura, a face inferior e em uma das

laterais na armadura, antes de coloc-la na forma, facilitando a instalao das

demais.

Verificao recomendadas antes da concretagem

a) Conferir se as ferragens de cada elemento (pilar, viga, laje) obedecem s

especificaes de projeto em nmero e bitola de ferragem.

35

b) Conferir posicionamento dos estribos, em especial nas sees inferiores junto

s barras longitudinais.

c) Nas lajes colocar no mnimo 5 espaadores por metro quadrado.

d) Instalar os caranguejos

e) Amarrao das armaduras das lajes - deve amarrar alternadamente as barras

cruzadas nas lajes (n sim, n no).

f) Verificar a necessidade de armaduras de pele em vigas e pilares e em pontos

prximos s caixas e tubulaes.

g) Conferir o posicionamento dos embutidos (caixas, tubulao) e aberturas.

h) No caso de armadura muito densa, evitar obstruir a passagem do vibrador.

i) Protetores de pontas - luvas plsticas que so colocadas nas pontas de ferro

(esperas) para proteger os operrios de cortes acidentais.

5.5.2.5.1 Emenda de ferros

As emendas devem ser evitadas pois quase sempre acrescentam custos e

podem a vir a comprometer a segurana, quando necessrias tm que ser feita por

profissionais e tcnicas adequadas, sendo os principais mtodos:

a) Emenda por transpasse - devem ser desalinhadas e o mnimo transpasse em

vergalhes de 80 vezes o dimetro da barra e a distncia entre as barras

deve seguir a norma de acordo tambm com o dimetro;

b) Emendas com luvas - so luvas prensadas e/ou rosqueadas que exigem

clculo especfico feito para cada situao e executadas em oficinas com

equipamentos apropriados;

c) Emendas por solda - existe norma especfica para aos soldados e as

condies de aceite aps ensaios prprios. As emendas com solda podem

ser por caldeamento e por eletrodo (mais comum) e ainda com sistema de

soldagem com cadinhos (moldes

36

Figura 015 Processos de emendas de vergalhes - Fonte: UEPG

5.5.2.5.2 Uso de espaadores

Os espaadores so dispositivos instalados nas armaduras, com a finalidade

de garantir o cobrimento de concreto na armadura, existem vrios tipos de

espaadores e podem ser confeccionados de vrios tipos de materiais.

a) Espaadores de argamassa (picols): so as mais econmicas e de maior

emprego, e podem ser confeccionada em obra, por meio de moldagem em

formas de madeira, isopor, forma de gelo, caixa de ovos, etc. Adotando-se

cuidados para uma pastilha resistente e impermevel.

Figura 016 Pastilhas de argamassa Figura 017 Pastilhas de plstico

b) Pastilhas plsticas: disponveis para venda em vrios formatos e tamanhos de

acordo com o tipo de estrutura e dimetro da ferragem e espessura de

cobrimento. Possuem a vantagem de fcil aplicao, porm tm menos

aderncia quando comparadas com as pastilhas de argamassa e sofrem

comportamento diferente de variao trmica em relao ao concreto.

37

5.5.3 Dosagem do concreto

o proporcionamento adequado e mais econmico dos componentes do

concreto (cimento, gua, agregados, adies e aditivos), segundo a ABCP.

O mtodo ABCP uma adaptao do mtodo da ACI (American Concrete Institute), para agregados brasileiros para produo de concretos de consistncia plstica a fluida, fornecendo uma primeira aproximao da quantidade dos materiais devendo-se realizar uma mistura experimental.

Para efetuar a dosagem, se obedece ao seguinte esquema:

Figura 018 Fluxo para determinar o trao do cimento Fonte: ABCP

A resistncia de dosagem do concreto estimada para testes em 28 (vinte e

oito dias), atravs da expresso:

, onde = desvio padro

Equao 008 Avaliao resistncia de dosagem do concreto

DESVIO PADRO CLASSE CONTROLE

= 4,0 MPa A Rigoroso = 5,5 MPa B Razovel = 7,0 MPa C Regular

Tabela 012 Desvio padro de controle p/ concreto - Fonte: ABCP.

Caractersticas

dos materiais

Cimento

Agregados

Concreto

Fixar a relao

gua/cimento

Consumo de

materiais

Apresentar o

trao

38

Etapa: 01

Aps a feita a caracterizao e seleo dos materiais, nos aspectos de

granulometria e massa especfica, faz-se a determinao do fator gua/cimento,

considerando a resistncia mecnica desejada ao concreto.

Etapa: 02

Vamos adotar como exemplo um concreto de 25 MPa, lanando mo da

curva de Abrams, para esta resistncia encontramos o fator gua/cimento de 0,58.

Grfico 001 - Curva de Abrams. Fonte: ABCP.

Etapa: 03

Consiste em determinar o consumo dos materiais: gua, cimento e

agregados.

a) Estimando o consumo de gua :

Consumo aproximado de gua (l/m3)

Abatimento (mm)

mximo agregado grado (mm) 9,5 19,0 25,0 32,0 38,0

40 a 60 220 195 190 185 180

60 a 80 225 200 195 190 185

80 a 100 230 205 200 195 190

Tabela 013 - Consumo gua/abatimento/agregado grado - Fonte: ABCP.

39

b) Determinando o consumo de cimento , que depende do consumo de gua.

Equao 009 Clculo do consumo do cimento

c) Determinao do consumo de agregado grado ):

Nesta etapa verificamos os teores timos de agregado grado em funo da

dimenso mxima do agregado grado e mdulo de finura da areia.

Consumo aproximado de gua (l/m3)

MF mximo agregado grado (mm)

9,5 19,0 25,0 32,0 38,0

1,8 0,645 0,770 0,795 0,820 0,845

2,0 0,625 0,750 0,775 0,800 0,825

2,2 0,605 0,730 0,755 0,780 0,805

2,4 0,585 0,710 0,735 0,760 0,785

2,6 0,565 0,690 0,715 0,740 0,765

2,8 0,545 0,670 0,695 0,720 0,745

3,0 0,525 0,650 0,675 0,700 0,725

3,2 0,505 0,630 0,655 0,680 0,705

3,4 0,485 0,610 0,635 0,660 0,685

3,6 0,465 0,590 0,615 0,640 0,665t

Tabela 014 - Consumo gua/MF/agregado grado - Fonte: ABCP.

Utilizaremos a seguinte equao:

Onde

= volume do agregado seco por m3 de

concreto

= massa unitria compacta do agregado grado

Equao 010 Clculo do agregado grado

importante se observar o critrio do menor volume de vazios, para

promover a maior massa unitria compacta com britas.

Britas Proporo

B0,B1 30% B0 e 70% B1

B1,B2 50% B1 e 50% B2

B2,B3 50% B2 e 50% B3

B3,B4 50% B3 e 50% B4

Tabela 015 Mistura brita em funo do dimetro - Fonte: ABCP.

40

d) Determinao do consumo de agregado mido ):

Equao 011 Clculo do menor volume de vazios

Equao 012 Clculo do agregado mido

Etapa: 04

Apresentao do trao: cimento: areia: brita: a/c

Equao 013 Clculo do trao

Etapa: 05

Onde

= consumo de gua requerida = consumo de gua inicial = abatimento requerido = abatimento inicial

Equao 014 Clculo do agregado grado

Cuidados e correes:

a) Falta de argamassa: acrescentar areia, mantendo constante a relao a/c

b) Excesso de argamassa: acrescentar brita, mantendo constante a relao a/c

c) Agregados com alta absoro de gua: acrescentar no consumo de gua

5.5.4 Cura do concreto

o nome das atividades feitas aps a concretagem, para evitar a evaporao

da gua do concreto (pela ao do sol e dos ventos) e permitir a completa

hidratao do cimento. Uma boa cura evita tambm a formao de fissuras

41

(pequenas trincas) na superfcie do concreto, que alm de causarem m aparncia,

podem comprometer sua durabilidade

Aps a hidratao do cimento, tem incio a um processo fsico de

endurecimento, consequncia de reaes qumicas de hidratao, havendo

aglutinao do material, conduzindo a construo de um esqueleto slido, sendo

este processo inicial denominado de tempo de pega, e deve ser regulado em funo

dos tipos de aplicao do material, devendo-se processar em perodos superiores h

uma hora, para as operaes de manuseio e lanamento. Aps a pega em

consequncia da hidratao vem o processo de cura ou endurecimento.

O tempo de durao da cura em funo das condies ambientais locais

(temperatura, umidade, ventos, etc.), da composio do concreto e da agressividade

do meio-ambiente durante o uso, podendo-se lanar mos de membranas de cura,

tais como o Nitrobond-Ar, que aspergido sobre o concreto formando uma pelcula

diminuindo a evaporao da gua do concreto, promovendo uma cristalizao mais

eficiente.

A cura inadequada influencia negativamente na resistncia e na durabilidade

do concreto, provocando fissura e deixando a camada superficial fraca, porosa e

permevel, vulnervel entrada de substncias agressivas provenientes do meio-

ambiente.

A cura resume-se em manter a superfcie do concreto mida, sombreada e

protegida, durante um perodo que a norma brasileira recomenda como sendo de

pelo menos 7 dias, podendo ser estendido h at 14 dias, dependendo das

condies locais. Para isso so utilizados os seguintes procedimentos:

Irrigar periodicamente a superfcie com gua;

Cobrir a superfcie com areia molhada, serragem molhada, ou estopas ou

mantas midas;

Recobrir a superfcie com painis ou lonas plsticas impermeveis, que

impedem a evaporao.

O dia ensolarado em nossa regio tocantina com clima quente e arejado

representa o mximo risco ao concreto, necessitando de cuidados especiais no

processo de cura.

42

5.6 MECANISMOS DE CORROSO DAS ARMADURAS

O processo de degradao do concreto pode dar-se principalmente atravs

de fatores qumicos e fsicos, de acordo com agentes agressivos do meio ambiente

e processos fsicos com retraes na cura e esforos de solicitaes estruturais,

influenciadas pelas tcnicas construtivas adotadas.

Apresento uma pesquisa de SOUZA em vrios pases sobre a origem da

patologia em estruturas de concreto.

Causas dos problemas patolgicos em estruturas de concreto

Fontes de pesquisas Concepo e

projeto Materiais Execuo

Utilizao e outras

Edwad Grunau 44 % 18 % 28 % 10 %

D.E. Allen (Canad) 55 % 49 C.S.T.C. (Blgica) 46 % 15 % 22 % 17 %

C.E.B. Boletim 157 50 % 40 10 % FAAP Veroza (Brasil) 18 % 6 % 52 % 24 % B.R.E.A.S. (Reino Unido) 58 % 12 % 35 % 11 %

Bureau Secutitas 88 % 12 % E.N.R (USA) 9 % 6 % 75 % 10 %

S.I.A (Suia) 46 % 44 % 10 %

DoV Kaminetzky 51 % 40 % 16 % Jean Blvot (Frana) 35 % 65 %

L.E.M.I.T. (Venezuela) 19 % 5 % 57 %

Tabela 016 - Causas das patologias em estruturas de concreto - Fonte: SOUZA

5.6.1 Fatores favorveis a corroso

5.6.1.1 Reaes lcali-Agregados

Este fator consiste na formao e expanso de volume de produtos

gelatinosos, consequncia da combinao dos lcalis do cimento com a slica ativa

finamente dividida, presentes nos agregados, causando riscos durabilidade dos

concretos.

HELENE1 em referncia ao American Society for Testing and Materials, cita

que os agregados com concrees ferruginosas, provenientes de rochas de

alterao, contendo piritas (Sulfeto de ferro ) encontradas em granitos,

gnaisses, rochas sedimentares e certas areias; bem como, geotita (xido de ferro

hidratado encontrado em concentraes laterticas), marcasita e pirrotita; so

compostos passveis de expanso e solubilizao ao oxigenarem-se.

43

5.6.1.2 Carbonatao do Concreto

Consiste na reduo da alcalinidade do concreto, atravs da reao do CO2

presente na atmosfera com outros gases cidos tais como SO2 e H2S, sendo

progressivamente reduzida com a profundidade, segundo HELENE1 ocorre a partir

da reao principal, sendo que, os concretos porosos e com fissuras fornecem

ambientes mais propcios a carbonatao acentuada, sendo a carbonatao danosa

s armaduras devido aerao, favorecendo a oxidao do ao.

5.6.1.3 Presses internas

O processo de corroso progressivo das armaduras forma de xi-hidrxidos

de ferro, externando mancha marrom-avermelhadas na superfcie do concreto, que

passam a ocupar volumes de 3 a 10 vezes (HELENE1 apud FERNNDEZ

CNOVAS) superiores ao volume original, causando presses de expanso

superiores a 15 MPa, provocando o fissuramento do concreto paralelamente

armadura corroda, favorecendo a penetrao cclica de agentes agressivos,

promovendo o lascamento e evoluindo para o desplacamento do concreto.

5.6.2 Condies essenciais para a corroso das armaduras

A corroso das armaduras pode se manifestas de forma local, denominada de

pites quando o filme passivador rompe-se localmente, ou de forma generalizada

atingindo todo o perfil.

De acordo com HELENE1, apud (RUSH, 1975), esta corroso conduz

formao de xidos/hidrxidos de ferro, produtos de corroso avermelhados,

pulverulentos e porosos, denominados ferrugem, e s ocorre nas seguintes

condies.

Deve existir um eletroltico;

Deve existir uma diferena de potencial;

Deve existir oxignio; e

Podem existir agentes agressivos.

44

5.6.2.1 O Eletroltico

A gua est sempre presente no concreto e, geralmente, em quantidade

suficiente para atuar como um eletrlito, principalmente em obras expostas a

exposto s intempries, podendo ser combinada com solues de hidratao como

a portlandita Ca(OH)2, De acordo com HELENE1, a umidade do concreto pode ser

referenciada com base na umidade relativa do ar sob condies de temperatura a

25C, conforme a seguinte tabela:

Umidade Relativa do Ar %

Umidade de equilbrio

% gua

l/m3

40 3 70

65 4 95

95 8 190

Tabela 017 Teor de U.R. x Teor de umidade no concreto a 25C (Fonte: Helene1)

5.6.2.2 A Diferena de Potencial

Quando o ao envolto em uma soluo h liberao de tomos do metal

para a soluo aquosa, transformando-se em ctions de ferro (Fe++), carregando a

camada superficial do ao com carga negativa, formando assim; um potencial de

equilbrio reversvel, o que segundo HELENE1, no gera fora eletromotriz, mas na

presena de reagentes pode combinar o eltron liberado na reao de formao do

on ferroso, passando a existir uma diferena de potencial.

Figura 019 Clula de corroso (Fonte: Helene1)

45

HELENE1 apud BURY & DOMUNE a atesta a medio de altas diferenas de

potencial em ~300mV em regies de estrutura corroda, comparada com a baixa

diferena de potencial ~30mV em regies de uma estrutura no corroda.

Essa diferena de potencial quando produzida em diferentes pontos da barra,

devido a fatores como diferena de umidade, concentrao salina, aerao, tenses

no ao ou no concreto, geram a formao de uma cadeia de micro-pilhas

conectadas em srie, sucessveis a inverso de polaridade, ocasionando a corroso

generalizada, ou quando os anodos tm dimenses reduzidas e estveis, produzem

a corroso localizada. Sendo esta mais danosa devido a sua intensidade,

ocasionando perda de eltrons e a dissoluo do material, podendo ser denominada

de corroso sob tenso.

HELENE1 apud PETROCO-KINO descreve que o potencial de corroso do

ferro no concreto pode variar de +0,1 a -0,4 V, sofrendo interferncia da umidade,

permeabilidade e temperatura.

Fatores que favorecem a diferena de potencial

diferentes esforos aplicados sobre a barra de ao

diferentes zonas em composio e estrutura no ao

diferentes zonas de aerao

5.6.2.3 O Oxignio

Componente essencial no processo de reao, aliado ao eletrlito e ao hidrxido

de clcio, desencadeia vrios processos, gerando uma gama de xidos e hidrxidos.

5.6.2.3.1 Oxidao

Processo desencadeado nas zonas andicas, no qual ocorre a perda de eltrons,

devido o aumento de cargas positivas de um on, havendo combinao de uma

substncia com o oxignio.

+

5.6.2.3.2 Ferrugem

Produto das reaes de corroso, havendo vrios tipos de formaes de acordo

com os componentes do processo reativo.

a) Hidrxido frrico (expansivo)

+ +

46

+ +

b) Hidrxido ferroso (fracamente solvel)

+ + +

+

c) xido frrico hidratado geotita ou lepidocrocita (expansivo)

*

d) xido ferroso hidratado (expansivo)

5.6.2.3.3 Reduo

Processo que ocorre nas zonas catdicas em condies neutras e com

oxigenao, promovendo ganho de eltrons devido diminuio do nmero de

cargas positivas de um on.

+ +

5.6.2.4 Agentes agressivos

Substncias presentes no concreto (cimento, agregados, gua ou aditivos) que

impedem a formao ou atacam a pelcula de passivao, acelerando a corroso.

Dentre estas; so citadas as seguintes:

Ction amnio ( )

Dixido de carbono ( )

Gs sulfdrico ( )

ons cloretos ( )

ons sulfetos

Nitritos ( )

xido de enxofre ( e )

xido de sdio (( )

5.6.2.4.1 ons cloretos ( )

Altos teores de cloretos podem causar patologias no concreto, agindo a partir

das reaes de hidratao, acelerando a pega e a resistncia inicial e reduzindo as

resistncias em longo prazo, contribuindo para a corroso das armaduras e o

47

aparecimento de eflorescncia, alm da formao de compostos expansivos como

os cloroaluminatos clcicos.

CLASSE DO CONCRETO CLORETOS (ml/litro)

Concreto protendido 500

Concreto armado 1000

Concreto simples 4500

Tabela 018 - Cloretos na gua de amassamento segundo NBR-15900. Fonte: BATTAGIN

Reao desencadeada sem consumir o nion cloreto, tem alta ciclagem,

causando grandes corroses

+

+ + (ferrugem)

NEVILLE segundo HELENE1 constatou que apenas 0,6% de cloretos ( )

so suficientes para reduzir a resistividade de uma argamassa em cerca de 15

vezes, sendo que em uma mesma argamassa quando h diferentes teores de

cloretos, existem diferenas de potencial, promovendo a corroso. Ainda segundo os

mesmos pesquisadores, os dados quantitativos sobre o percentual de cloreto

necessrio para corroer uma armadura na ordem de 0,03% para concreto

protendido e de 2,0% para concreto armado.

A NBR 6118 limita a quantidade de cloretos no concreto em 500 de

concentrao de cloretos na gua de amassamento, sendo encontrado para a

relao gua/cimento de 0.5, concentraes de 600 a 40000 . Contaminao

estas e outras que percolam dentro do concreto por migrao, fator influenciado por

aes ambientais ou de adio de agentes corrosivos durante a limpeza de produtos

com alta concentrao de cloro, a exemplo o cido muritico.

5.6.2.4.2 ons sulfatos (

Segundo BATTAGIN, teores de sulfatos acima de 2000 mg/l comprometem a

estabilidade do concreto, podendo causar a deteriorao por expanso causada

pela formao de componentes deletrios, gesso e etringita secundrio (3CaO.

Al203. 3CaSO4. 32H2O).

A reao ocorrida sem o consumo do on sulfato, sendo segundo HELENE1,

apud TANAKA, ocorre nas formas , , formando:

2Fe + + +

48

+ + +

+ + (ferrugem)

5.6.2.4.3 Reaes lcali-agregado (AAR)

Consiste na reao de alguns ons, tais como, Na+, K+ e OH-, quando

dissolvidos nas solues do concreto, em porcentagem acima de 0,6% (SOUZA,

1999), com alguns agregados, gerando produtos expansivos, causando degradao

do concreto.

Os produtos mais favorveis a estas reaes so a slica amorfa (reao

lcali-slica), agregados de natureza dolomtica (reao lcali-carbonatos), produtos

estes, contidos no cimento, agregados, gua ou aditivos.

49

5.7 INFLUNCIAS DO MEIO AMBIENTE NO CONCRETO ARMADO

As influncias do meio ambiente sobre o concreto armado e nos mecanismos

de corroso em armaduras so processos muito complexos, e dar-se por reaes

qumicas e cristalizaes, neste trabalho ser abordado o processo eletroqumico

em meio aquoso, ocorrido com a formao de uma clula de corroso ou pilha.

HELENE2 cita que o meio ambiente no qual se insere a estrutura e que, em

ltima instncia, o agente promotor da eventual corroso, tambm deve ser

considerado. de se esperar que regies com atmosfera seca e pura no agridam

tanto a estrutura quanto atmosferas midas e fortemente contaminadas por gases

cidos e fuligem, acentuando-se em locais quentes e midos, onde o risco de

condensao.

O ar atmosfrico uma mistura de ar seco e vapor de gua, sendo a

quantidade de gua varivel quantidade mxima em suspenso conhecida como

saturao, que aumenta em funo da temperatura, o ndice de umidade do ar

determinado pela umidade relativa (U.R.), que a relao entre o contedo de vapor

de gua na atmosfera e o valor de saturao para uma dada temperatura,

obedecendo seguinte classificao.

CLASSIFICAO UMIDADE RELATIVA (U.R.)

Ar seco at 30%

Ar normal entre 50 e 60%

Ar mido entre 80 e 90%

Ar saturado 100%

Tabela 019 - Tabela de Umidade Relativa do Ar Fonte HELENE1

A U.R. acima de 75% acentua a velocidade da corroso atmosfrica quando

combinada a agentes corrosivos, acelerando o processo corrosivo, sendo meio de

dissoluo e transporte de reagentes a camadas mais profundas do concreto.

5.7.1 Classificao do Meio ambiente quanto a Atmosfera

As caractersticas ambientais dos locais onde se localizam as estruturas de

concreto armado, em ltima instncia, so o agente promotor da eventual corroso,

sendo a atmosfera mida e fortemente contaminada por gases cidos e fuligem mais

50

propcia a formao do processo corrosivo, quando comparada com atmosfera seca

e pura.

Classe de agressividade

ambiental Agressividade

Classificao geral do tipo de ambiente para efeito d

projeto

Risco de deteriorao de

estrutura

I Fraca Rural

Insignificante Submersa

II Moderada Urbana1), 2) Pequeno

III Forte Marinha1)

Grande Industrial1), 2)

IV Muito forte Industrial1), 3)

Elevado Respingo de mar

1) Pode-se admitir um microclima com uma classe de agressividade mais branda (um nvel acima) para ambientes internos secos (salas, dormitrios, banheiros, cozinhas e reas de servio de apartamentos residenciais e conjuntos comerciais ou ambientes com concreto revestido com argamassa e pintura). 2) Pode-se admitir uma classe de agressividade mais branda (um nvel acima) em: obras em regies de clima seco, com umidade relativa do ar menor ou igual a 65%, partes da estrutura protegidas de chuva em ambientes predominantemente secos, ou regies onde chove raramente. 3) Ambientes quimicamente agressivos, tanques industriais, galvanoplastia, branqueamento em indstrias de celulose e papel, armazns de fertilizantes, indstrias qumicas.

Tabela 020 - Classes de agressividade ambiental Fonte: NBR 6118

As classes atmosfricas, de acordo com a concentrao de poluentes, podem

ser agrupadas em classes, levando-se em considerao ambientes ao ar livre em:

Atmosfera Rural, Atmosfera Urbana, Atmosfera Marinha, Atmosfera Industrial e

Atmosfera Viciada.

5.7.1.1 Atmosfera Rural

Caracterizada por possuir baixo teor de poluentes com concentrao de

partculas em suspenso segundo HELENE1 em cerca de por situar-se

longe de fontes emissoras de poluio, apresenta meio para um processo muito

lento de reduo da proteo qumica proporcionada pelo cobrimento do concreto.

5.7.1.2 Atmosfera Urbana

Os grandes centros urbanos possuem uma atmosfera com alta concentrao

de agentes agressivos, em especial o xid

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Falhas Construtivas e Suas Influências na Corrosão das Armaduras