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Õ PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM CONSTRUÇÃO CIVIL Fevereiro 2011 CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM CONSTRUÇÃO CIVIL Professores: Adriano de Paula e Silva Cristiane Machado Parisi Jonov Cristiane Machado Parisi Jonov

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ÕPATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM CONSTRUÇÃO CIVILFevereiro 2011

CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM CONSTRUÇÃO CIVIL

Professores:Adriano de Paula e Silva

Cristiane Machado Parisi JonovCristiane Machado Parisi Jonov

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

1. PATOLOGIA NAS EDIFICAÇÕES – HISTÓRICO

− Tema recente – anos 60 e 70Tema recente anos 60 e 70

− Pavilhão de Exposições da Gameleira / Belo Horizonte – 04/02/71

El d P l d F i / Ri d J i 20/11/71− Elevado Paulo de Frontin / Rio de Janeiro – 20/11/71

− Introdução nos currículos das Escolas de Engenharia

2. PATOLOGIA E TERAPIA

P t l i d t õ é d h i t d i t− Patologia das construções é o ramo da engenharia que estuda os sintomas, osmecanismos, as causas, as origens e as conseqüências das deficiências dasconstruções

ã− Patologia significa não atendimento ao desempenho desejado

− Terapia das construções é o ramo da engenharia que trata da correção dosproblemas patológicos apresentados pelas construçõesp p g p p ç

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3. DIAGNÓSTICO DO PROBLEMA

Para que se tenha êxito nas medidas terapêuticas, é necessário que o estudoPara que se tenha êxito nas medidas terapêuticas, é necessário que o estudoprecedente, o diagnóstico do problema tenha sido bem conduzidoO diagnóstico completo envolve vários aspectos:

Sintomas: também chamados de lesões ou defeitos− Sintomas: também chamados de lesões ou defeitos

− Mecanismo: os problemas patológicos são decorrentes dos chamados víciosconstrutivos. O conhecimento do processo é fundamental para a definição dat iterapiaexemplo: uma fissura em viga decorrente de flexão não pode sersimplesmente obturada, sob o risco de que ela volte a se manifestar em outrolocal

− Origem: definição da fase do processo construtivo em que teve origem ofenômeno

− Causas: Deve ser identificado o agente causador do problema

− Conseqüências: O problema compro-mete a segurança da estrutura ou suascondições de higiene e funcionamento?condições de higiene e funcionamento?

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4. SINTOMAS

Os problemas patológicos, salvo raras exceções , apresentam manifestações Os problemas patológicos, salvo raras exceções , apresentam manifestações externas características que permitem um início do estudo do problema. Os sintomas mais comuns nas estruturas de concreto são:

− as fissuras;as fissuras;

− as eflorescências;

− as flechas excessivas;

− as manchas;

− corrosão das armaduras;

− ninhos de concretagem (segregação)

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5. ORIGEM

− Definição da etapa do processo construtivoDefinição da etapa do processo construtivoexemplo: fissura de momento fletor em viga – projeto inadequado ou qualidade inferior do aço?

A identificação da origem do problema permite definir para fins judiciais − A identificação da origem do problema permite definir, para fins judiciais, quem cometeu a falhaexemplo:

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Para o concreto armado, as origens das patologias podem ser classificadasem:

− Deficiências de projeto;

− Deficiências de execução;

− Má qualidade dos materiais, ou emprego inadequado dos mesmos;

− Sinistros ou causas fortuitas (incêndios, inundações, acidentes, etc);( , ç , , );

− Uso inadequado da estrutura;

− Manutenção imprópria− Manutenção imprópria

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O nível de incidência de cada origem varia de país para país, conformemostrado à seguir:

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- Através do estudo de HELENE & FIGUEIREDO (2003) tem-se que as manifestações patológicas possuem origem na maior parte das vezes nas fases de projeto e do planejamento, conforme apresentado na figura a seguir.

Figura – Origem dos problemas patológicos com relação às etapas de produção e uso das obras civis.Fonte: Adaptado de HELENE & FIGUEIREDO, (2003).

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- Conforme citado anteriormente a durabilidade das edificações está ligada à qualidade e durabilidade apresentada nas mesmas, mas mesmo com todo avanço tecnológico dos últimos anos não tem havido uma redução dos

bl t ló iproblemas patológicos.

- FIGUEIREDO & O’REILLY (2003) citam que ”o ambiente hoje em dia é mais U O & O ( 003) a qu o a b oj d a aagressivo que o de décadas atrás, além disso o aperfeiçoamento de técnicas de dimensionamento mais avançadas e portanto mais econômicas, também interferem negativamente na durabilidade das edificações”.

- Assim, FIGUEIREDO E O’REILLY (2003) concluem ainda que as estruturas de concreto armado contemporâneas estão cada vez mais vulneráveis ao aparecimento precoce de manifestações patológicas.p p ç p g

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− Erros de concepção da estrutura da edificação

• Má definição das cargas atuantes ou combinação delas;

• Deficiência no cálculo da estrutura;

• Detalhamento insuficiente ou errado;

• Erros de dimensionamento;Erros de dimensionamento;

• Ausência de vergas e contra-vergas nas aberturas;

ê• Ausência de “sentimento estrutural”.

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− Erros na execução da estrutura

• Não capacitação profissional da mão de obra;

• Falta de prumo, esquadro e alinhamento de estruturas/alvenarias;

• Flechas excessivas em lajes (desforma precoce, por exemplo).

− Erros na utilização da estrutura

• Demolição e abertura de vãos em alvenarias estruturais;

• Ultrapassagem da carga em pontes;• Ultrapassagem da carga em pontes;

• Mudanças de uso da estrutura.

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6. CAUSAS

Os agentes causadores dos problemas patológicos podem ser vários :Os agentes causadores dos problemas patológicos podem ser vários :

(a) Cargas;

(b) V i ã d id d(b) Variação de umidade;

(c) Variações térmicas intrínsecas e extrínsecas no concreto;

(d) Agentes biológicos, físicos e químicos;

(e) Incompatibilidade de materiais;

(f) Agentes atmosféricos;

A cada causa corresponderá uma terapia mais adequada e mais duradouraA cada causa corresponderá uma terapia mais adequada e mais duradoura

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− O ranking dos defeitos

Falhas nas estruturas são raras Perdem se entre os 7% que asFalhas nas estruturas são raras. Perdem-se entre os 7% que asestatísticas chamam de outros defeitos. Mas a falta de um projetohidráulico ou elétrico entra em destaque nessa lista que aponta ondese concentram os erros da construção.

HIDRÁULICA (tubulação de água quente e fria e pluvial, esgoto, válvulas metais e louças) 38%PAREDES (alvenaria, revestimentos e pintura) 18%INSTALAÇÃO ELÉTRICA (erro na bitola dos fios e na definição das cargas) 10%IMPERMEABILIZAÇÃO (todas as infiltrações, exceto de hidráulica) 7%ESQUADRIAS DE MADEIRA (batentes, portas, ferragens e guarnições) 7%ESQUADRIAS DE ALUMÍNIO (contramarcos, caixilhos, arremates, acessórios e vidros) 4%( , , , ) 4%AZULEJOS (rejuntamento, recorte e quebra) 4%PISO CERÂMICO (desnivelamento e desalinhamento) 5%PISO CERÂMICO (desnivelamento e desalinhamento) 5%

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7. PATOLOGIAS COMUNS E SUAS CAUSAS

− Fissuras e trincas;Fissuras e trincas;

− Por movimentações térmicas;

P i õ hi ó i− Por movimentações higroscópicas;

− Por atuação de sobrecargas;

− Deformações excessivas da estrutura;

− Recalques de fundação;

− Retração de produtos à base de cimento;

− Alterações químicas dos materiais de construção;Alterações químicas dos materiais de construção;

− Hidratação retardada de cales;

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− Ataque por sulfatos;

− Corrosão de armaduras;Corrosão de armaduras;

− Patologias decorrentes da umidade

8. CONSEQUÊNCIAS

− Os problemas patológicos são evolutivos e tendem a se agravar com o passar Os problemas patológicos são evolutivos e tendem a se agravar com o passar do tempo, além de acarretarem outros problemas associados ao inicialexemplo: uma fissura de momento fletor pode dar origem à corrosão de armadura

− Flechas excessivas em vigas e lajes podem ocasionar fissuras em paredes

− As correções serão mais duráveis, mais fáceis e muito mais baratas quanto mais cedo forem executadasmais cedo forem executadas

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9. DIAGNÓSTICO E TERAPIA

Para dar início a uma terapia adequada, segundo CÁNOVAS (1988), é preciso Para dar início a uma terapia adequada, segundo CÁNOVAS (1988), é preciso seguir os seguintes procedimentos:

- Inspeção para mapeamento dos sintomas;

O procedimento começa com a inspeção, onde se busca identificar os sintomas das patologias existentes na estrutura; através de um mapeamento dos sintomas realizado por um exame visual da estrutura.

- Recolhimento de dados e informações;

Este procedimento em geral vem complementar os dados obtidos na inspeção p g p p çe auxiliam na quantificação dos danos (medidas geométricas, evolução no tempo, bem como no conhecimento das condições prévias aos danos da edificação, avaliação da resistência do concreto).

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- Conhecer o histórico da estrutura;

Este histórico é parte fundamental na escolha da terapia e sua análise deve Este histórico é parte fundamental na escolha da terapia e sua análise deve levar em consideração a data da construção, o responsável pela construção, o projeto executivo para revisão e análise, o conhecimento dos materiais utilizados (cimento, areia, aço, aditivo, relação água/cimento) e detalhes sobre o uso da estrutura (sobrecargas, ações acidentais).

- Realização de análises e ensaios;

Em muitos casos o levantamento histórico e a inspeção não são suficientes Em muitos casos o levantamento histórico e a inspeção não são suficientes, sendo necessário realizar análises e ensaios que permitam clarificar os sintomas, mecanismos e causas das patologias da estrutura.

CÁNOVAS (1988) sugere ainda o organograma mostrado na Figura 2 1 de CÁNOVAS (1988) sugere ainda o organograma, mostrado na Figura 2.1, de atividades a serem realizadas na solução de um processo patológico.

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10. MATERIAIS UTILIZADOS NA RECUPERÇÃOExemplo:

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Portanto, relativamente às condições da construção, pode-se ter duas situações distintas:

− A construção será reabilitada, recompondo-se as condições para as quais tinha sido desenvolvida;

− A construção será reforçada tendo sua condição de suporte aumentada em A construção será reforçada, tendo sua condição de suporte aumentada em relação à desenvolvida anteriormente

11 CUSTOS DE RECUPERAÇÃO11. CUSTOS DE RECUPERAÇÃO

Os custos de recuperação variam em função do tempo de manifestação e detecção da patologia:

− Ainda na fase de projeto− Durante a execução da construção− Fase de utilização da construção – se houver manutenção preventivaFase de utilização da construção – se houver manutenção preventiva− Fase de utilização da construção – se necessária manutenção corretiva

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A relação dos altos custos associado às intervenções corretivas foi apresentado por SITTER, na década de 80, através da Figura 2.2 da evolução de custos.

Figura – Lei da evolução de custos, lei de SITTER (SITTER, 1984 CEB-RILEM)Figura Lei da evolução de custos, lei de SITTER (SITTER, 1984 CEB RILEM)

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Fazendo a análise da Figura 2.2 para as etapas de projeto, execução, manutenção preventiva e manutenção corretiva tem-se que:

- Projeto:

Toda medida tomada em nível de projeto com o objetivo de aumentar a Toda medida tomada em nível de projeto com o objetivo de aumentar a proteção e a durabilidade da estrutura, como por exemplo, aumentar o cobrimento da armadura, reduzir a relação água/cimento, etc., corresponde ao número 1 do eixo Custo Relativo da Figura;

- Execução:

Toda medida extra projeto, tomada durante a execução da obra, implica num custo cinco vezes maior ao custo que teria sido acarretado se esta medida tivesse sido tomada em nível de projeto, para obter o mesmo grau de proteção e durabilidade;

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- Manutenção preventiva:

Toda medida tomada com antecedência e previsão, durante o período de uso Toda medida tomada com antecedência e previsão, durante o período de uso e manutenção da estrutura, pode ser associado a um custo vinte e cinco vezes maior que aquele necessário se a decisão de obter certo grau de proteção e durabilidade tivesse sido tomada no projeto.

- Manutenção corretiva:

C d t b lh d di ó ti ó ti t ã Correspondem aos trabalhos de diagnóstico, prognóstico, reparo e proteção das estruturas que já apresentam manifestações patológicas. A esta atividade pode associar um custo de cento e vinte e cinco vezes superior ao custo das medidas que poderiam ter sido tomadas em nível de projeto.

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QUALIDADE NA CONSTRUÇÃO CIVIL

A ORIGEM DOS PROBLEMAS

Com a e ol ção tecnológica dos mate iais de const ção das- Com a evolução tecnológica dos materiais de construção, dastécnicas de projeto e execução, os edifícios se tornaram mais leves,com componentes estruturais mais esbeltos e mais solicitados.

- As conjunturas econômicas fizeram com que as obras fossemconduzidas com grande velocidade e poucos rigores no controle demateriais e serviços.

- Os trabalhadores mais qualificados se incorporaram aos setoresindustriais que melhor remuneram a mão de obra, em detrimento daconstrução civil.ç

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Esses fatos em conjunto têm provocado a queda gradativa da - Esses fatos em conjunto, têm provocado a queda gradativa da qualidade das nossas construções, até o ponto de encontrarem-se edifícios que, nem tendo sido ocupados, já estão virtualmente condenados.

- A experiência revela que as obras de restauração ou reforço são em geral muito dispendiosas e nem sempre solucionam o problema de geral muito dispendiosas e nem sempre solucionam o problema de forma definitiva.

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TRINCAS EM EDIFÍCIOS

1. GENERALIDADES

Entre os problemas patológicos que afetam os edifícios, as trincassão particularmente importantes porque:

− São o aviso de um eventual estado perigoso para a estrutura;

− Podem levar ao comprometimento do desempenho da obra emPodem levar ao comprometimento do desempenho da obra emserviço (estanqueidade à água , durabilidade, isolação acústica, etc.);

− Constrangimento psicológico que a fissuração dos edifício exerceb á isobre seus usuários

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2. SURGIMENTO PRECOCE

− As trincas podem começar a surgir, de forma congênita, logo noprojeto arquitetônico da construção;

− Isso muitas vezes está relacionado ao desconhecimento do projetistasobre as propriedades tecnológicas dos materiais de construçãoempregados;

− Incompatibilidade entre os projetos de arquitetura, estrutura efundações normalmente conduzem a tensões que excedem aresistência dos materiais de construção, originando o problema dasresistência dos materiais de construção, originando o problema dasfissuras.

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3. DURABILIDADE

− A presença de fissuras é prejudicial à durabilidade da estrutura;

− No caso das estruturas de concreto armado a durabilidade fica No caso das estruturas de concreto armado, a durabilidade fica comprometida por facilitar a penetração de agentes agressivos às armaduras e à própria massa de concreto;

− Deve-se analisar fissuras maiores que 0,3 mm, fissuras menores que 0,5 mm são consideradas microfissuras.

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DURABILIDADEDURABILIDADE

d d d dCapacidade de um produto manter seudesempenho acima dos níveis aceitáveis pré-estabelecidos sob condições previstas de uso eestabelecidos, sob condições previstas de uso ecom manutenção, durante um período de tempoque é a sua vida útil.q

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DURABILIDADEDURABILIDADE

d b l d d á dA durabilidade está associada:−À durabilidade dos materiais e componentes;−Ao uso;−Ao entorno;

À−Às ações de manutenção.

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MANUTENÇÃO DE EDIFÍCIOSMANUTENÇÃO DE EDIFÍCIOS

“ ã d d d“Manutenção: conjunto de atividades a seremrealizadas para conservar ou recuperar acapacidade funcional da edificação e de suas partescapacidade funcional da edificação e de suas partesconstituintes de atender as necessidades esegurança dos seus usuários.”g ç

ABNT – NBR 5674 – Manutenção de edifícios

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MANUTENÇÃO DE EDIFÍCIOSMANUTENÇÃO DE EDIFÍCIOS

d d d d lCompreende todas as atividades que se realizamnos componentes, elementos e equipamentos deum edifício com o objetivo de manter o seuum edifício, com o objetivo de manter o seudesempenho funcional ou suas partes, dentro deníveis aceitáveis, a um custo compensador., p

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ÃÃCONSERVAÇÃOCONSERVAÇÃOA conservação está relacionada com aquelasatividades rotineiras realizadas diariamente ouentão, com pequenos intervalos de tempo entreintervenções diretamente relacionada à operação eintervenções, diretamente relacionada à operação eà limpeza do edifício, criando condições adequadaspara seu uso. Por exemplo: lubrificação dep p çengrenagens e polias de elevadores.

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REPARAÇÃOREPARAÇÃO

A reparação está relacionada com atividadespreventivas ou corretivas realizadas antes que o

íedifício ou algum de seus elementos constituintesatinja o nível de desempenho mínimo aceitável semque a recuperação de desempenho ultrapasse oque a recuperação de desempenho ultrapasse onível inicialmente construído. Por exemplo:substituição de uma botoeira de elevador onde oçled não acende.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

RESTAURAÇÃORESTAURAÇÃOA restauração está relacionada com atividadesA restauração está relacionada com atividadescorretivas realizadas após o edifício ou algum deseus elementos constituintes atingir níveisinferiores ao nível de desempenho mínimoaceitável, sem que a recuperação de desempenhoultrapasse o nível inicialmente construído Porultrapasse o nível inicialmente construído. Porexemplo: troca de um cabo de elevador que seapresentava rompido, impedindo a utilização doap ese ta a o p do, ped do a ut ação domesmo.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

MODERNIZAÇÃOMODERNIZAÇÃOMODERNIZAÇÃOMODERNIZAÇÃOA modernização está relacionada com atividadespreventivas e corretivas visando que a recuperaçãopreventivas e corretivas visando que a recuperaçãode desempenho ultrapasse o nível inicialmenteconstruído, fixando um novo patamar de qualidadepara a edificação. Por exemplo: instalação dosistema Daffee nos elevadores, permitindo que osmesmos em caso de falta de energia sejam aindamesmos, em caso de falta de energia, sejam aindaassim conduzidos ao térreo e tenha suas portasabertas automaticamente, sistema este antesabertas automaticamente, sistema este antesinexistente.

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ABERTURAS COMUNS EM PATOLOGIAS

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

4. PROPRIEDADES TÉRMICAS DOSMATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

− Todos os materiais empregados nasconstruções estão sujeitos àconstruções estão sujeitos àdilatações com o aumento de tempera-tura e à contrações com sua diminuição;

− Para uma dada variação de temperatura,a intensidade da variação dimensionalé diferente para os diversos materiaispde construção;

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

− Para se avaliar a movimentação térmica sofrida por um componentedeve-se conhecer o ciclo de temperaturas à que esteve sujeito;

- Segundo o BUILDING RESEARCH ESTABLISHMENT, as amplitudes de variação das temperaturas dos componentes das edificações podem ser bastante acentuadas.

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- No caso mais comum das edificações, a principal fonte de calor que atua sobre seus componentes é o sol.

- Segundo LATTA, a temperatura superficial da face externa de lajes e paredes pode ser estimada em função da temperatura do ar (Ta) e p p ç p ( )do coeficiente de absorção solar a.

- Tabela – Estimativa da temperatura superficial de lajes e paredesTabela Estimativa da temperatura superficial de lajes e paredes.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

- Valores sugeridos para o coeficiente de absorção solar a.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

EXEMPLO

EXERCÍCIO LAJEEXERCÍCIO LAJE

DETERMINAR A TEMPERATURA SUPERFICIAL DE UMA LAJE DEDETERMINAR A TEMPERATURA SUPERFICIAL DE UMA LAJE DECONCRETO, SEM ISOLAÇÃO TÉRMICA, EXPOSTA AO SOL, EM UMLOCAL ONDE TEMPERATURA AMBIENTE É 35ºC.

Tc = 5 (Tf – 32) / 9

Tf = 9 Tc / 5 + 32 = 9 x 35 / 5 + 32 = 95ºF

Tmax = 95 + 75 X 0,65 = 144ºF 62ºC

Tmin = 95 - 10 = 85ºF 30ºC

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

FISSURAS CAUSADAS POR MOVIMENTAÇÕES TÉRMICAS

1 MECANISMOS DE FORMAÇÃO1. MECANISMOS DE FORMAÇÃO

Restrições

- Os elementos e componentes de uma construção estão sujeitos àvariações de temperatura, que repercutem numa variaçãodimensional dos materiais de construção (dilatação ou contração)dimensional dos materiais de construção (dilatação ou contração).

- Os movimentos de dilatação e contração são restringidos pelosdiversos vínculos que envolvem os elementos e componentesdiversos vínculos que envolvem os elementos e componentes,desenvolvendo-se nos materiais tensões que poderão provocar oaparecimento de fissuras.

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2. MOVIMENTAÇÕES DIFERENCIADAS

As principais movimentações diferenciadas ocorrem em função de:

- Junção de materiais com diferentes coeficientes de dilatação térmicaJunção de materiais com diferentes coeficientes de dilatação térmica,sujeitos à mesma variação de temperatura (por exemplo,movimentações diferenciadas entre argamassa de assentamento ecomponentes de alvenaria)componentes de alvenaria).

- Exposição de elementos a diferentes solicitações térmicas naturais(por exemplo cobertura com relação às paredes de uma edificação)(por exemplo, cobertura com relação às paredes de uma edificação).

- Variação de temperatura ao longo de uma mesmo componente (porexemplo entre a face exposta e a face protegida de uma laje decobertura).

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- PROJETOS INADEQUADOS:

- As observações feitas deveriam ser levadas em conta no projeto da edificação.

- Infelizmente, as movimentações diferenciadas entre componentes, devidas à variações de temperatura não são levadas em conta pelos projetistas nem mesmo de forma levadas em conta pelos projetistas, nem mesmo de forma qualitativa.

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3. CONFIGURAÇÕES TÍPICAS

- Em geral, as coberturas planas estão mais expostas às mudançastérmicas naturais do que os paramentos verticais das edificações,ocorrendo movimentos diferenciados entre os elementos horizontaise verticais.

- Mesmo as lajes sombreadas sofrem o efeito desses fenômenos poisMesmo as lajes sombreadas sofrem o efeito desses fenômenos, poisparte da energia calorífica absorvida pelas telhas é irradiada para alaje.

- Nesse caso, as movimentações térmicas ocorrem em função devários fatores:

t d t i l d t lh- natureza do material das telhas;- altura do colchão de ar entre o telhado e a laje;- intensidade de ventilação no ático.

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FISSURAS CAUSADAS PELAATUAÇÃO DE SOBRECARGAATUAÇÃO DE SOBRECARGA

1. GENERALIDADES

- A atuação de sobrecargas pode produzir a fissuração de componentesA atuação de sobrecargas pode produzir a fissuração de componentesestruturais, tais como pilares, vigas e paredes.

- A sobrecarga pode se originar na má utilização do edifício ou por- A sobrecarga pode se originar na má utilização do edifício, ou porerros no cálculo estrutural ou execução da peça.

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2. PAREDES DE ALVENARIA

Inúmeros fatores intervêm na resistência final de uma alvenaria àInúmeros fatores intervêm na resistência final de uma alvenaria àesforços de compressão, tais como:

- Resistência mecânica dos componentes de alvenaria e argamassa deResistência mecânica dos componentes de alvenaria e argamassa deassentamento.

- Módulos de deformação diferenciados dos componentes de alvenaria.

- Poder de aderência da argamassa utilizada.

C d j d ã d- Componentes assentados com juntas de amarração produzemalvenarias com resistências significativamente superiores àquelasassentadas com juntas à prumo.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

- A resistência da parede de alvenaria não varia linearmente com aresistência do componente de alvenaria e nem com a resistência daargamassa de assentamento.g

- De forma geral, as fissuras em alvenarias carregadas axialmentecomeçam à surgir muito antes de serem atingidas as cargas limitesde pt ade ruptura.

As fissuras que se manifestam nas alvenarias , decorrentes decargas são geralmente verticais originadas na deformaçãocargas, são geralmente verticais originadas na deformaçãotransversal da argamassa de assentamento e dos próprioscomponentes.

Em casos específicos, podem aparecer fissuras horizontais emdecorrência do esmagamento da argamassa de assentamento ou daruptura de componentes de alvenaria de baixa resistência àruptura de componentes de alvenaria de baixa resistência àcompressão.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

Um fato primordial na fissuração da alvenaria é a presença deéaberturas de portas e janelas, em cujos vértices ocorre acentuada

concentração de tensões.

Na prática as fissuras nas aberturas são combatidas pela construçãode vigas sobre as aberturas (vergas) ou sob as aberturas (contra-de vigas sobre as aberturas (vergas) ou sob as aberturas (contravergas).

A aplicação de cargas concentradas nas alvenarias, sem o empregode dispositivos adequados para redistribuição de tensões, pode geraro aparecimento de trincas inclinadas à partir do ponto de aplicaçãoo aparecimento de trincas inclinadas à partir do ponto de aplicaçãoda carga (caso de tesouras ou vigas apoiadas diretamente sobre asalvenarias).

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

3. COMPONENTES DO CONCRETO ARMADO

- A atuação de carregamento, previsto ou não em projeto, podeproduzir a fissuração de componentes de concreto armado, sem queproduzir a fissuração de componentes de concreto armado, sem queisso signifique necessariamente ruptura ou instabilidade doscomponentes.

- A ocorrência de fissuras num componente de concreto armadoprovoca uma redistribuição de tensões ao longo do componentefissurado e nos componentes vizinhos de modo que a solicitaçãofissurado e nos componentes vizinhos, de modo que a solicitaçãoacaba sendo absorvida de forma globalizada pela estrutura ou partedela.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

FISSURAS CAUSADAS POR DEFORMAÇÃO EXCESSIVA DA ESTRUTURA DEFORMAÇÃO EXCESSIVA DA ESTRUTURA

(DEFORMAÇÃO LENTA)

- O desenvolvimento de métodos mais refinados de cálculo, fabricaçãode aços e cimentos de melhor qualidade, tem tornado as estruturasç q ,cada vez mais flexíveis.

- Isso torna imprescindível a análise mais cuidados das deformaçõesIsso torna imprescindível a análise mais cuidados das deformaçõesdas estruturas e suas conseqüências.

Vi l j d f t l t b ã d ó i- Vigas e lajes deformam-se naturalmente sob a ação do peso próprio,das demais cargas permanentes e acidentais e mesmo sob o efeitoda retração e da deformação lenta do concreto.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

- As flechas originadas podem ser incompatíveis com a capacidade dedeformação de paredes e outros componentes que integram osedifíciosedifícios.

- NBR 6118:As flechas medidas à pa ti do plano q e contém os apoios q andoAs flechas medidas à partir do plano que contém os apoios, quandoatuarem todas as ações, não ultrapassarão 1/300 do vão teórico,exceto para o caso de balanços, para os quais não ultrapassarão1/250 do comprimento teórico dos balanços.1/250 do comprimento teórico dos balanços.

- Na prática, essa recomendação não tem recebido a devida atençãopor parte dos calculistas brasileiros, presenciando-se,por parte dos calculistas brasileiros, presenciando se,frequentemente, casos de fissuras em alvenarias provocadas pelasflechas dos componentes estruturais.

- As deformações da estrutura tendem a introduzir nas alvenariasesforços de tração e cisalhamento, provocando fissuras comdiferentes configurações.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

PATOLOGIAS DEVIDAS APROBLEMAS DE SOLO E DE FUNDAÇÕES

1. PROJETO DE FUNDAÇÕES1. PROJETO DE FUNDAÇÕES

- A concepção de fundações é um misto de ciência e arte.

- Para o desenvolvimento de um projeto de fundações devem ser

considerados diversos elementos.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

1-1. Topografia da área

L t t l i lti ét i- Levantamento planialtimétrico;

- Dados sobre taludes e encostas;

- Dados sobre erosões.

1-2. Dados geológicos

- Investigação do sub-solo;

- Mapas, fotos aéreas;

- Estudos sobre experiências anteriores na área.p

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1-3. Dados da estrutura a construir

Ti d b- Tipo e uso da nova obra;

- Sistema estrutural;

- Cargas (ações sobre as fundações).

1-4. Dados relativos às construções vizinhas

- Tipo de estruturas e fundações;Tipo de estruturas e fundações;

- Número de pavimentos e existência de sub-solos;

- Possíveis conseqüências de escavações e vibrações provocadas

pela nova obrapela nova obra.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

2. CUIDADOS NA EXECUÇÃO

- Escavação da obra abaixo das fundações vizinhas.

- Pode haver o desconfinamento das fundações e colapso parcial ou

total da estrutura ( bairro Prado, CARPER).

- Ruptura de tubulações de drenagem e esgoto.

- Envio de efluentes ao soloEnvio de efluentes ao solo.

- Faixas de erosão no terreno.

ã- Recalques ou colapso da construção (COPASA, Quimberlita).

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3. TIPOS DE FUNDAÇÕES

- NBR 6122 – Projeto e execução de fundações.

- Fundações superficiais e profundas.

- Fundações profundas – a pelo menos 3,0 m de profundidade.

- Fundações superficiais: blocos, sapatas, radiers.

- Fundações profundas: estacas, tubulões.

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4. TIPOS DE RECALQUES DIFERENCIAIS

4-1. Devido à erros de projeto

- Erro na previsão de recalques;

- Insuficiência nos levantamentos, sondagens e ensaios;

- Não consideração da heterogeneidade do solo;

- Não consideração da presença de aterro, entulhos ou fossas;

- Ignorar variações no nível do lençol freático.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

4-2. Devido à erros de execução

Fundações profundas com terra solta na base;- Fundações profundas com terra solta na base;

- Desvio da ponta da estaca devido à presença de matacões;

F lt d l t b d t b lõ- Falta de alargamento na base de tubulões.

4 3 D id à bl l4-3. Devido à problemas no solo

- Falta de homogeneidade do solo;

l d ã d d- Consolidação distinta do aterro;

- Fundação entre corte e aterro.

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- Rebaixamento do lençol freático;

Ad t d d f d ( l i l )- Adensamento de camadas profundas (solo mais mole);

- Carregamento desbalanceado na estrutura;

- Influência do bulbo de pressão da obra maior;

- Construção de anexo em época diferente da construção do prédio

original.

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5. APARECIMENTO DE TRINCAS

- Sob o efeito de cargas externas todos os solos, em maior ou menorproporção de deformam.

- Se estas deformações forem diferenciadas ao longo do plano dasfundações de uma obra, tensões de grande intensidade serãointroduzidas na estrutura da mesma podendo gerar o aparecimentointroduzidas na estrutura da mesma, podendo gerar o aparecimentode trincas.

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6. CONFIGURAÇÕES TÍPICAS

- De uma maneira geral, as fissuras provocadas por recalquesdiferenciados são inclinadas, confundindo-se às vezes com as fissurasprovocadas por deflexão de componentes estruturais.p p p

- Contudo, em relação às últimas, apresentam aberturas maiores,“deitando-se em direção ao ponto de maior recalque”deitando se em direção ao ponto de maior recalque .

- Outras características das trincas de recalque são esmagamentoslocalizados em forma de escamas e variação nas aberturas daslocalizados em forma de escamas e variação nas aberturas dasfissuras.

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FISSURAS CAUSADAS PELA UMIDADE

1. GENERALIDADES

- As mudanças higroscópicas provocam variações dimensionais nosmateriais de construção; o aumento de umidade provoca expansãodo material e a diminuição da umidade contração.

- No caso da existência de vínculos, poderão ocorrer fissuras nos, pelementos e componentes do sistema construtivo.

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2. UMIDADE NOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

A água se faz presente nos materiais de construção de diversasformas:

- Produção dos componentes- Para se produzir componentes construtivos à base de ligantesp p g

hidráulicos emprega-se água em quantidade superior à necessáriapara as reações químicas de hidratação.

- A evaporação da água livre em excesso provoca a contração domaterial

- Execução da obra- É usual umidecerem-se os componentes ou painéis de alvenaria que

receberão argamassa de assentamento.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

- Umidade proveniente de fenômenos metereológicos edo ar

- O material poderá absorver água de chuva durante o transporte até aobra ou por armazenagem desprotegida no canteiro.

- Durante a vida da construção, as faces de seus componentesvoltadas para o exterior poderão absorver quantidades razoáveis deágua de chuvaágua de chuva.

- A umidade presente no ar pode ser absorvida pelos materiais deconstruçãoconstrução.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

- Umidade do solo- A água presente no solo poderá ascender por capilaridade à base da

construção, dependendo dos diâmetros dos capilares e nível do lençolde água.

- Não havendo impermeabilização eficiente entre o solo e a base daconstrução, a umidade terá acesso a seus componentes, trazendosérios inconvenientes à pisos e paredes do andar térreo.p p

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

3. PROPRIEDADES HIGROSCÓPICAS

- Os materiais de construção normalmente contêm poros de variadasaberturas, sendo que o sentido de percolação da água através dosmesmos é determinada pela diferença do teor de umidade dosp çmateriais em contato.

- As variações no teor de umidade (%) provocam movimentaçõesAs variações no teor de umidade (%) provocam movimentaçõesreversíveis e irreversíveis. As últimas ocorrem logo após a fabricaçãodo material.

4. CONFIGURAÇÕES TÍPICAS

- As trincas provocadas por variação de umidade dos materiais deconstrução são semelhantes àquelas provocadas por variação detemperatura.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

FISSURAS CAUSADAS POR ALTERAÇÕES QUÍMICAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃOALTERAÇÕES QUÍMICAS DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

1. GENERALIDADES

- Os materiais de construção são susceptíveis de deterioração pelaOs materiais de construção são susceptíveis de deterioração pelaação de substâncias químicas, principalmente as soluções ácidas.

- Edifícios que abrigam fábricas de laticínios cervejas álcool açúcar- Edifícios que abrigam fábricas de laticínios, cervejas, álcool, açúcar,sal, celulose e produtos químicos em geral podem ter seus materiaise componentes seriamente avariados por essas substâncias.

- Nesses casos, as patologias manifestam-se frequentemente na formade lixiviação.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

2. HIDRATAÇÃO RETARDADA DAS CALES

- Uma cal bem hidratada não apresenta óxidos livres de cal emagnésio, as cales mal hidratadas podem apresentar teores bastanteelevados desses óxidos, que são ávidos por água., q p g

- Se houver umidificação do componente ao longo de sua vida útil os- Se houver umidificação do componente ao longo de sua vida útil, osóxidos livres tendem a hidratar-se, ocorrendo um aumento devolume em torno de 100%.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

- Em argamassas de assentamento a expansão pode provocar fissurashorizontais no revestimento, acompanhando as juntas deassentamento.

- Entretanto, o efeito mais nocivo está nos revestimentos emargamassa cuja expansão tende a produzir danos generalizados noargamassa, cuja expansão tende a produzir danos generalizados norevestimento (fissuras, descolamento, desagregações epulverulências).

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

3. ATAQUE POR SULFATOS

- O aluminato tricálcico, constituinte do cimento, pode reagir comsulfatos em solução formando um composto denominado etringita.Essa reação é acompanhada de grande expansão.ç p g p

- Para que a reação ocorra é necessária a presença de cimento de- Para que a reação ocorra é necessária a presença de cimento, deágua e de sulfatos solúveis (por isso a utilização conjunta de cimentoe gesso é perigosa).

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

- Os sulfatos podem provir do solo, águas contaminadas, cerâmicasfabricadas com argilas com alto teor de sais solúveis, etc.

- A água pode provir da chuva em superfícies mal impermeabilizadas,umidade da edificação (lavagem de pisos, por exemplo), etc.

- As patologias são em forma de trincas horizontais e verticais, quasej fl ê isempre em conjunto com eflorecências.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

FISSURAS CAUSADAS PELARETRAÇÃO DE PRODUTOS À BASE DE CIMENTORETRAÇÃO DE PRODUTOS À BASE DE CIMENTO

Ã1. FORMAS DE RETRAÇÃO

Três formas de retração são as mais importantes em produtos à baseç p pde cimento:

- Retração química: a reação química entre o cimento e a água se dáRetração química: a reação química entre o cimento e a água se dácom redução de volume (contração de cerca de 25% de seu volumeoriginal).

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

- Retração de secagem: a quantidade excedente de água, empregadano preparo do concreto ou argamassa para a obtenção dat b lh bilid d á i li i t i dtrabalhabilidade necessária, permanece livre no interior da massa.Em sua evaporação ocorre retração de volume.

- Retração por carbonatação:

Ca (OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O

A reação é acompanhada de redução de volume.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

2. FATORES QUE INTERVÊM NA RETRAÇÃO

- Composição química e finura do cimento:a retração aumenta com a finura do cimento , seu teor de cloretos(CaCl2 , normalmente empregado como aditivo acelerador de pega)(CaCl2 , normalmente empregado como aditivo acelerador de pega)e alcalis (K2O e Na2O).

- Quantidade de cimento adicionada à mistura:- Quantidade de cimento adicionada à mistura:quanto maior o consumo de cimento, maior é a retração.

- Natureza dos agregados:maior retração para os agregados com maior poder de absorção deágua (basalto e agregados leves, por exemplo).g ( g g , p p )

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

- Granulometria dos agregados:quanto maior a finura dos agregados, maior será a quantidadenecessária de pasta de cimento para recobri-los, e maior será ,portanto, a retração.

- Quantidade de água na mistura:quanto maior for a relação água / cimento maior será a retração desecagemsecagem.

- Condições de cura:S ã d á i i i d é i d dSe a evaporação da água iniciar-se antes do término da pega doaglomerante, a retração sofrerá grande aumento.

- Umidade relativa do ar:Nos ambientes mais úmidos a retração é menor.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

RECUPERAÇÃO ESTRUTURAL

I- MATERIAIS

1. CONCRETO

- Requer um traço que altere para melhor algumas de suas

características naturais.

- Podem ser necessárias:

- altas resistências iniciais;altas resistências iniciais;

- ausência de retração de secagem;

- elevada aderência ao substrato;- elevada aderência ao substrato;

- baixa permeabilidade.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

- A obtenção destas características pode se dar através de:

diti l tifi t d t d á i bili t t- aditivos plastificantes, redutores de água, impermeabilizantes, etc;

- adições minerais como escória de alto forno, cinzas volantes,

ímicrossílica,etc;

- via de regra, baixa relação água/cimento.

- As exigências mencionadas reduzem a viabilidade de emprego de

concreto dosado em canteiro para uso em reparos e reforços.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

- A seleção do material depende do problema patológico em questão,

características da região a ser reparada (horizontal vertical “sobrecaracterísticas da região a ser reparada (horizontal, vertical, sobre

cabeça”), agressividade do ambiente, etc.

2. GRAUTES BASE CIMENTO

- Material fluido e auto adensável no estado recém misturadoMaterial fluido e auto adensável no estado recém misturado,

formulado para preencher cavidades e subsequentemente tornar-se

aderente, resistente e sem retração no estado endurecido.

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

- Conveniente para reparo em locais de acesso difícil ou em casos de

seções densamente armadas.

3. ARGAMASSAS POLIMÉRICAS

í- Argamassas de cimento Portland modificadas com polímeros.

- Podem ser formuladas com resinas acrílicas tipo metacrilato ou com

resinas à base de PVA.

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4. ARGAMASSAS BASE EPOXI

- Toleram pH na faixa de 2,0 a 10,0.

- O epóxi tem boas propriedades físicas e mecânicas, além de ótimap p p ,

aderência a vários tipos de superfícies.

II- PREPARO E LIMPEZA DO SUBSTRATO

1 PREPARO1. PREPARO

Sã t t t é i d fí i d t- São tratamentos prévios das superfícies dos componentes

estruturais.

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- Exemplos:

- Escarificação manual (talhadeira, marreta);

- Disco de desbaste (lixadeiras rotativas);- Disco de desbaste (lixadeiras rotativas);

- Escarificação mecânica (martelete pneumático);

- Lixamento manual (lixas comuns);

- Lixamento elétrico (discos de lixa);

E t l- Escovamento manual;

- Apicoamento com martelo.

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2. LIMPEZA DAS SUPERFÍCIES

- Conjunto de procedimentos aplicados sobre os elementos estruturaisantes da aplicação dos materiais de reparo.

- Exemplos:

J t d á f i b lt ã- Jato de água fria sob alta pressão;- Jato de água quente sob alta pressão;- Jato de água sob baixa pressão;- Lavagem com soluções ácidas;- Lavagem com soluções alcalinas;- Remoção de óleos e graxas superficiais;- Remoção de óleos e graxas superficiais;- Jato de ar comprimido sob pressão;- Aspiração à vácuo.

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III-TÉCNICAS DE APLICAÇÃO DO MATERIAL DE REPARO

- Montagem de forma e preenchimento convencional;

- Montagem de forma e bombeamento;- Montagem de forma e bombeamento;

- Encunhamento de argamassa seca (DRY PACK);

- Agregado pré-colocado e grauteamento;

- Concreto projetado via seca;Concreto projetado via seca;

- Concreto projetado via úmida;

- Injeção de fissuras e/ou trincas;

- Aplicação de sobrecapas (overlays).

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PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

TRATAMENTO DE FISSURAS

1. TÉCNICAS A ADOTAR

- Tratamento depende da causa.

- Fissuras ativas (variação de espessura).

- Fissuras passivas.

- Necessidade ou não de reforços estruturais.

- Superficiais (tratamentos mais simples).

- Nata de cimento com aditivo expansor.

- Profundas (resinas epoxídicas).

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2. OBJETIVO GERAL

C i ã d b i (fi ti i )- Criação de barreira (fissuras ativas e passivas).

- Impedir o transporte nocivo de líquidos e gases.

- Evitar o ataque às armaduras.

3. FISSURAS ATIVAS

- Eliminação da causa geradora (torná-la passiva)

- Não restabelecer o monolitismo.

- Fissuração em outro local.ç

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- Vedação / cobrimento dos bordos externos.

P hi t t i l lá ti ã i t t- Preenchimento com material elástico e não resistente.

- Convivência com a patologia instaurada.

- Impedimento da degradação do concreto.

4. FISSURAS PASSIVAS

- Fechamento da fissura com material resistente / aderente.

- Injeção de resina epoxídica.

- Peça volta a ser monolítica.ç

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5. INJEÇÃO DE FISSURAS

E í i i b t i 0 1- Exígiveis para aberturas maiores que 0,1 mm.

- Prenchimento do espaço formado entre as bordas da fenda.

- Fissuras passivas – materiais rígidos (epóxi ou grautes).

- Fissuras ativas – materiais elásticos (resinas acrílicas ou

poliuretânicas).

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6. RESINAS EPOXÍDICAS

- Fissuras inativas – Produtos não retráteis.

- Alta capacidade resistente e aderente.

- Bom comportamento frente aos agentes agressivos.

- Endurecimento rápido.

- Bicomponentes líquidos – melhor qualidade.

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7. PROCEDIMENTO DE INJEÇÃO

Ab t d f l d d l i t d fi- Abertura de furos ao longo do desenvolvimento da fissura.

- D = 10 mm e 50 mm ≤ l ≤ 300 mm.

- Limpeza da fenda (ar comprimido).

- Fixação de tubinhos plásticos nos furos.

- Selagem com cola epoxídica (espátula).

- Injeção tubo a tubo.

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8. COSTURA DE FISSURAS (GRAMPEAMENTO)

Fi ti (i l d )- Fissuras ativas (isoladas).

- Disposição de armaduras adicionais (grampos).

- Discutível (pode gerar fissuras em regiões adjacentes).