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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
ESCOLA POLITÉCNICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
AVALIAÇÃO DA DEGRADAÇÃO DE EDIFICAÇÕES EM ALVENARIA
ESTRUTURAL
MILENA BORGES DOS SANTOS CERQUEIRA
Salvador
2017
ii
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
ESCOLA POLITÉCNICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
AVALIAÇÃO DA DEGRADAÇÃO DE EDIFICAÇÕES EM ALVENARIA
ESTRUTURAL
MILENA BORGES DOS SANTOS CERQUEIRA
Dissertação apresentada ao
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM
ENGENHARIA CIVIL como requisito parcial
à obtenção do título de MESTRE EM
ENGENHARIA CIVIL
Orientador: Prof. Dr. Francisco Gabriel Santos Silva
Agência Financiadora: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico
e Tecnológico (CNPq)
Salvador
2017
51
FORMAÇÃO DO CANDIDATO
Bacharela em Ciências Exatas e Tecnológicas, formada pela
Universidade Federal do Recôncavo da Bahia, UFRB (2012). Engenheira Civil,
formada pela Universidade Federal do Recôncavo da Bahia, UFRB (2014).
iv
MEMBROS DA BANCA EXAMINADORA DA DISSERTAÇÃO DE
MESTRADO DE
MILENA BORGES DOS SANTOS CERQUEIRA
APRESENTADA AO MESTRADO EM ENGENHARIA CIVIL, DA
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA, EM 09 DE JANEIRO DE 2017.
BANCA EXAMINADORA
___________________________________
Prof. Dr. Francisco Gabriel Santos Silva
Orientador
PPEC - UFBA
___________________________________
Prof. Dr. Jardel Pereira Gonçalves
PPEC - UFBA
___________________________________
Prof. Dr. Cleber Marcos Ribeiro Dias
PPEC - UFBA
51
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus, ao meu noivo, minha família, ao meu orientador, ao
CNPq e a todos aqueles que estão colaborando com o desenvolvimento desta
pesquisa.
vi
RESUMO
A indústria da construção civil tem se destacado pelo uso de novos
materiais, desenvolvimento de tecnologias e emprego de sistemas construtivos
ainda pouco abordados cientificamente. No que se refere ao sistema
construtivo em alvenaria estrutural, seu emprego tem apresentado resultados
satisfatórios quanto à ausência de desperdícios, rapidez e simplificação das
técnicas de execução, processo planejado e controlado e bom desempenho às
solicitações. Juntamente com a sua grande utilização em curso, é crescente a
incidência de manifestações patológicas com causas diversas. Existe uma
necessidade de esclarecimentos acerca da evolução da degradação e sua
influência no desempenho e vida útil das edificações. Estes aspectos
evidenciam a importância do desenvolvimento de estudos que visem subsidiar
a durabilidade das edificações em alvenaria estrutural. Desta forma, o objetivo
deste estudo consiste em apresentar uma avaliação quantitativa do grau de
degradação de Edificações em Alvenaria Estrutural com blocos de concreto. A
metodologia proposta baseia-se em um mapeamento e quantificação das
manifestações patológicas no campo amostral, definido em função da classe
de agressividade ambiental, composta por edificações situadas em
Salvador/BA com idades na faixa entre 1 e 40 anos, seguida da verificação das
regiões com maior probabilidade de incidência, tratamento dos dados
recolhidos em campo, ensaios laboratoriais, diagnóstico e, por fim, discussões
quanto ao grau de degradação. O entendimento referente ao comportamento
da extensão da degradação colabora com a tomada de decisões acerca de
medidas de manutenções preventivas e corretivas, no intuito de atender às
exigências dos usuários das edificações.
Palavras chaves: Alvenaria estrutural. Manifestação Patológica. Desempenho.
Vida útil.
51
EVALUATION OF DEGRADATION OF BUILDINGS IN STRUCTURAL
MASONRY
ABSTRACT
The construction industry has been distinguished by the use of new
materials, the development of technologies and the use of construction systems
that have not yet been approached scientifically. With regard to the structural
masonry system, its use has shown satisfactory results in the absence of
wastes, speed and simplification of the execution techniques, planned and
controlled process and good performance to the requests. Along with its great
ongoing use, the incidence of pathological manifestations with diverse causes is
increasing. There is a need for clarification on the evolution of degradation and
its influence on the performance and useful life of the buildings. These aspects
highlight the importance of the development of studies that aim to subsidize the
durability of buildings in structural masonry. In this way, the objective of this
study is to present a quantitative evaluation of the degree of degradation of
Structural Masonry Buildings with concrete blocks. The proposed methodology
is based on a mapping and quantification of the pathological manifestations in
the sample field, defined as a function of the environmental aggressiveness
class, composed by buildings located in Salvador / BA with ages between 1 and
40 years, followed by the verification of the regions With a greater probability of
incidence, treatment of the data collected in the field, laboratory tests, diagnosis
and, finally, discussions on the degree of degradation. The understanding of the
extent of degradation behavior contributes to the decision making regarding
preventive and corrective maintenance measures, in order to meet the
requirements of the users of the buildings.
Keywords: Structural masonry. Pathological Manifestation. Performance.
Lifespan.
viii
SUMÁRIO
Pág.
1. INTRODUÇÃO .............................................................................................. 1
1.1. Justificativa ............................................................................................... 2
1.2. Problema de pesquisa .............................................................................. 3
1.3. Hipótese ................................................................................................... 3
1.4. Objetivos .................................................................................................. 4
2. REVISÃO DA LITERATURA ......................................................................... 5
2.1. Alvenaria estrutural .................................................................................. 5
2.1.1. Aspectos históricos e desenvolvimento no Brasil ......................... 5
2.1.2. Definição e classificação .............................................................. 5
2.1.3. Aspectos técnicos e econômicos .................................................. 6
2.1.4. Componentes da alvenaria estrutural ........................................... 7
2.1.5. Alvenaria ..................................................................................... 11
2.2. Projetos em Alvenaria estrutural ............................................................ 11
2.3. Detalhes construtivos ............................................................................. 12
2.3.1. Vergas e Contra-vergas .............................................................. 12
2.3.2. Amarração das paredes ............................................................. 12
2.3.3. Cintas de Respaldo .................................................................... 13
2.3.4. Revestimentos Externos ............................................................. 13
2.3.5. Juntas de movimentação ............................................................ 13
2.3.6. Lajes ........................................................................................... 14
2.3.7. Juntas de Assentamento ............................................................ 14
2.4. Desempenho de edificações habitacionais ............................................ 15
2.4.1. Desempenho de alvenaria .......................................................... 16
2.4.2. Exigências dos usuários ............................................................. 16
51
2.4.3. Nível de desempenho ................................................................. 17
2.4.4. Segurança estrutural .................................................................. 17
2.4.5. Segurança no uso e na operação ............................................... 18
2.4.6. Estanqueidade ............................................................................ 19
2.5. Patologias das estruturas ....................................................................... 19
2.5.1. Definição e origem ...................................................................... 19
2.5.2. Conceitos fundamentais ............................................................. 21
2.5.3. Tipos de manifestações patológicas ........................................... 26
3. METODOLOGIA .......................................................................................... 29
3.1. Introdução .............................................................................................. 29
3.2. Levantamento de dados ......................................................................... 30
3.3. Ensaios laboratoriais .............................................................................. 30
3.3.1. Ensaio de resistência à compressão dos blocos ........................ 31
3.3.2. Ensaio de absorção total de água dos blocos ............................ 31
3.3.3. Ensaio do Índice de Absorção Inicial de Água (AAI) ................... 31
3.3.4. Ensaio de resistência à compressão de prismas ........................ 32
3.3.5. Ensaio de Absorção de água de chuva ...................................... 32
3.3.6. Ensaio para a determinação da resistência à compressão da
argamassa ................................................................................................ 33
3.3.7. Determinação da resistência de aderência à tração ................... 33
3.3.8. Análise microbiológica dos revestimentos de argamassa .......... 33
3.4. Metodologia proposta por Castro (1994) ................................................ 33
3.4.1. Descrição da metodologia proposta ........................................... 34
3.5. Metodologia proposta por Gaspar e Brito (2005) ................................... 42
4. RESULTADOS ESPERADOS ..................................................................... 47
5. REFERÊNCIAS ........................................................................................... 48
6. CRONOGRAMA............................................................................................53
x
ÍNDICE DE TABELAS
Pág.
Tabela 1. Requisitos para resistência característica à compressão, Absorção e
Retração............................................................................................................. 8
Tabela 2. Agentes de degradação em função da natureza.............................. 26
Tabela 3. Classificações dos danos e fatores de intensidade ( )....................39
Tabela 4. Classificação dos níveis de deterioração da estrutura..................... 43
Tabela 5. Nível de degradação dos revestimentos de fachada........................ 44
51
ÍNDICE DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Vida útil das estruturas de concreto................................................. 23
Figura 2. Função de desempenho versus tempo descrevendo a durabilidade de
um produto em determinadas condições ambientais....................................... 24
Figura 3. Fluxograma da metodologia para o cálculo do Grau de Deterioração
da Estrutura ( )............................................................................................... 35
Figura 4. Famílias de elementos estruturais, danos e fatores de ponderação
.................................................................................................................... 38
Figura 5. Representação esquemática da fachada.......................................... 43
Figura 6 – (a) Ocorrência das manifestações patológicas e (b) níveis de
degradação próximo aos cantos e extremidades............................................. 45
Figura 7. Mapa probabilístico da ocorrência de manifestações patológicas... 46
Figura 8. Sensibilidade da fachada a problemas de umidade.......................... 47
1
1. INTRODUÇÃO
A alvenaria estrutural proporciona, como grande vantagem, a
possibilidade de incorporar os conceitos de racionalização, produtividade e
qualidade. Como resultado, a utilização correta da técnica apresenta
construções com bom desempenho tecnológico e custo reduzido em relação às
estruturas usuais. No Brasil, o programa habitacional Minha Casa Minha Vida,
implantado pelo Governo Federal é um grande adepto a esse sistema
construtivo.
Alvenaria é um sistema que apresenta propriedades direcionais distintas,
sendo que, as juntas de argamassa atuam como planos de fraqueza. Um
grande número de fatores influencia o comportamento da alvenaria estrutural,
como por exemplo, a anisotropia de unidades, a dimensão das unidades,
largura da junta, as propriedades dos materiais das unidades e argamassa,
bem como a qualidade da obra (SENTHIVEL, et al., 2010).
Entretanto, tem-se observado que grande parte das construções, em
determinado momento da sua vida útil têm apresentado manifestações
patológicas.
Para Helene (1992), a patologia pode ser entendida como parte da
engenharia que estuda os sintomas, os mecanismos, as causas e as origens
dos defeitos das construções civis. E afirma que um diagnóstico será adequado
e completo quando esclarecer todos os aspectos do problema: sintomas,
mecanismo, origem, causas e consequências.
Segundo Carmona Filho (2009), as manifestações patológicas podem ser
causadas por: falhas de projeto, de execução, mau uso ou o envelhecimento
natural das edificações, impossibilitando a estrutura de proporcionar ao
usuário, o desempenho para a qual foi projetada.
Enquanto alguns danos podem ser observados na face externa de uma
parede (por exemplo, eflorescência e fissuras), danos nos interiores não podem
ser facilmente observáveis, podendo comprometer a integridade da parede,
causar substanciais deformações e até mesmo levar ao colapso (ISFELD et al.
2016).
2
Obras de engenharia civil cotidianamente estão expostas a fatores que
conduzem a sua total ou parcial degradação. O seu comportamento em uso
poderá ser afetado por diversos agentes de degradação, em função da sua
natureza, tais como: agentes mecânicos, térmicos, químicos e biológicos.
Diante da grande incidência de manifestações patológicas nas
construções, diversas instituições de ensino no mundo têm buscado analisar a
vulnerabilidade e comportamento das mesmas. Sendo assim, esta pesquisa
reside na contribuição para o estudo das patologias voltado para a
quantificação da degradação e estimativa da vida útil de estruturas em
alvenaria estrutural com blocos de concreto.
1.1. Justificativa
Com o desenvolvimento do setor da construção civil, o predomínio de
processos construtivos tradicionais e o término da vida útil das construções,
torna-se indispensável um maior entendimento acerca dos impactos causados
pelo cenário exposto. Dentre os impactos gerados, o desempenho insatisfatório
apresentado por edificações de alvenaria estrutural têm preocupado os
profissionais ligados ao setor da construção civil.
O emprego da alvenaria estrutural como principal elemento portante de
edificações, proporciona rapidez no processo construtivo, redução no custo
final da edificação, ausência de desperdícios, processo planejado e controlado,
e bom desempenho às solicitações. Porém, ainda é necessário maior avanço
nas pesquisas com a finalidade de utilizar todo o seu potencial.
Segundo Rangel et al. (2012), a alvenaria estrutural é um método
aplicado em construções residenciais, comumente em habitações populares,
que requer maior racionalização de custos, planejamento e rapidez.
No entanto, mesmo com toda essa evolução tecnológica em curso, tem-
se verificado a incidência cada vez mais corrente de manifestações patológicas
com origens diversas. Elementos construtivos de grande importância são
omitidos, várias etapas são executadas inadequadamente, há omissão ou não
seguimento das especificações de projetos de revestimento de fachada e
ausência de manutenção (ANTUNES, 2010).
3
Conhecer as manifestações patológicas em edificações, identificar suas
causas e decidir sobre quais medidas de recuperação e prevenção devem ser
tomadas, impedem o comprometimento do seu desempenho estrutural.
Portanto, de acordo com Antunes (2010), é de essencial importância o
aprimoramento e criação de ferramentas sistemáticas e práticas de apuração
de danos, detecção das causas prováveis, e realização de diagnósticos mais
rigorosos.
A justificativa deste trabalho se baseia na complexidade do assunto e
principalmente pelo crescente emprego do sistema construtivo em alvenaria
estrutural em todo o país. Sendo, portanto, o conhecimento sobre os tipos de
manifestações patológicas e o nível de degradação das edificações, uma
grande contribuição para a redução das mesmas e consequentemente redução
de custos com manutenções corretivas, oriundos de falhas das estruturas.
1.2. Problema de pesquisa
Problema de pesquisa geral:
Vulnerabilidade das edificações em Alvenaria Estrutural.
Problemas de pesquisa específicos:
Idade das construções em Alvenaria Estrutural;
Tipos de manifestações patológicas de maior incidência;
Orientação das fachadas e zona de agressividade das
construções em Alvenaria Estrutural;
Existência de diferentes tipos de mecanismos de
degradação.
1.3. Hipótese
Hipótese geral:
Metodologias de avaliação do grau de degradação da estrutura
colaboram com o entendimento do desempenho de Edificações
em Alvenaria Estrutural.
4
Hipóteses específicas:
A idade da edificação, em geral, contribui para o aumento da
ocorrência e da gravidade da deterioração em função do tempo;
Existe uma ação combinada entre os diversos tipos de
manifestações patológicas, no que se refere ao surgimento e
propagação dos danos;
A orientação das fachadas e a zona de agressividade
influenciam no aumento da ocorrência e da gravidade dos danos;
Agentes de natureza mecânicos, químicos, térmicos e
biológicos contribuem para o surgimento de manifestações
patológicas.
1.4. Objetivos
Objetivo geral:
Avaliar de forma quantitativa o grau de degradação de
Edificações em Alvenaria Estrutural.
Objetivos específicos:
Identificar as manifestações patológicas mais correntes em
edificações de idades entre 1ano e 40 anos de construídas;
Catalogar as manifestações patológicas mais correntes,
identificando o grau de incidência das mesmas e diagnosticar as
causas;
Correlacionar as manifestações patológicas e suas causas
com as características da região de ocorrência;
Identificar e quantificar os principais mecanismos de
degradação envolvidos no surgimento de manifestações patológicas.
5
2. REVISÃO DA LITERATURA
2.1. Alvenaria estrutural
2.1.1. Aspectos históricos e desenvolvimento no Brasil
A alvenaria é um sistema construtivo tradicional tendo sido utilizado desde
o início da atividade humana, através do empilhamento puro e simples de
unidades, de diversos materiais como argila, pedra e outros. Foram realizadas
obras que desafiaram o tempo e tornaram-se verdadeiros monumentos
históricos, como pirâmides, pontes, catedrais, edifícios e outras obras de
grande beleza e durabilidade. Porém, a alvenaria utilizando blocos estruturais,
considerada como um sistema construtivo mais elaborado e voltado para a
obtenção de edifícios mais econômicos e racionais demorou a encontrar seu
espaço. Supõe-se que os primeiros edifícios construídos no Brasil tenham
surgido em 1966, em São Paulo (RAMALHO E CORRÊA, 2003).
Com o avanço do desenvolvimento, pesquisas em diversos países,
criação de normas e critérios de cálculo baseados em métodos racionais,
tornando-se uma alternativa eficiente e econômica para diversas aplicações, o
sistema ganhou espaço na construção civil, percebendo-se pelo número de
empresas na atualidade que produzem blocos de concreto e cerâmico. No
Brasil, o programa de aceleração do crescimento (PAC) implantado pelo
governo federal, o programa habitacional Minha Casa Minha Vida é um grande
adepto a esse sistema construtivo.
2.1.2. Definição e classificação
A alvenaria é definida como uma obra produzida em canteiro, resultante
da união de tijolos ou blocos chamados de unidades de alvenaria, através de
juntas de argamassa, formando um conjunto rígido e coeso. É suscetível de ser
projetada para resistir a esforços de compressão única ou ainda a uma
combinação de esforços, podendo conter armadura envolta em concreto ou
argamassa no plano horizontal e /ou vertical (MACHADO, 2001).
Os autores Tauil e Nese, 2010, classificam os tipos de alvenaria como:
6
Alvenaria não armada - tipo de alvenaria que não recebe graute,
recebendo os reforços de aço apenas por razões construtivas -
vergas de portas, vergas e contravergas de janelas e outros
reforços construtivos para aberturas - e para evitar patologias
futuras provenientes da acomodação da estrutura, movimentação
por efeitos térmicos, de vento e concentração de tensões.
Alvenaria armada ou parcialmente armada - tipo de alvenaria
que recebe reforços em algumas regiões, devido a exigências
estruturais. São utilizadas armaduras passivas de fios, barras e
telas de aço dentro dos vazios dos blocos e posteriormente
grauteados, além do preenchimento de todas as juntas verticais.
Alvenaria protendida - tipo de alvenaria reforçada por uma
armadura ativa (pré-tensionada) que submete a alvenaria a
esforços de compressão. Esse tipo de alvenaria é pouco utilizado,
pois os materiais, dispositivos e mão de obra para a protensão têm
custo muito alto para o nosso padrão de construção.
2.1.3. Aspectos técnicos e econômicos
Quando executado como um processo racionalizado, projetado, calculado
e em conformidade com as normas pertinentes, o sistema torna-se um atrativo
para sua utilização pelas empresas do setor da construção civil. Apresentando
vantagens como maior produtividade, redução de improvisos e perdas de
materiais nas etapas construtivas, simplificação das técnicas de execução,
economia de formas, escoramentos e armação, além de facilidade de
compatibilização de projeto estrutural com o arquitetônico.
As principais desvantagens da alvenaria estrutural se referem à
contratação de uma mão de obra bem qualificada, nas limitações do projeto
arquitetônico e nas dificuldades para uma eventual reforma, já que o suporte
principal da estrutura se dá pela atuação das paredes estruturais.
Desta forma, torna-se necessária a avaliação de características
importantes para a decisão quanto ao método mais adequado a ser adotado
7
como solução. Sendo destacadas por Ramalho e Corrêa 2003, a altura da
edificação, o arranjo arquitetônico e o tipo de uso.
2.1.4. Componentes da alvenaria estrutural
Segundo Ramalho e Corrêa (2003), entende-se por componente de
alvenaria uma entidade básica, algo que compõe os elementos que, por sua
vez, comporão a estrutura. Os componentes principais da alvenaria estrutural
são: blocos, ou unidades; argamassa; graute e armadura. Os elementos, partes
da estrutura, são formados por pelo menos dois componentes anteriormente
citados. Exemplos de elementos podem ser: paredes, vergas e contra vergas.
2.1.4.1. Bloco
As propriedades e parâmetros de desempenho de uma parede são
fortemente influenciados pelo bloco (unidade). Quanto ao material componente,
segundo Ramalho e Correa 2003, as unidades mais utilizadas no Brasil para
edificações de alvenaria estrutural são, em ordem decrescente de utilização:
unidades de concreto, unidades cerâmicas e unidades sílico-calcárea. Quanto
à forma, as unidades podem ser maciças ou vazadas, sendo denominadas
tijolos ou blocos, respectivamente. Estas unidades podem ser produzidas com
morfologias e características muito diferentes.
Em geral as unidades devem apresentar bom desempenho em relação à
resistência mecânica, estanqueidade, isolamento térmico e acústico e
resistência e reação ao fogo.
Segundo a NBR 6136:2014, bloco vazado de concreto simples é um
componente para execução de alvenaria, com ou sem função estrutural,
vazado nas faces superior e inferior, cuja área líquida é igual ou inferior a 75%
da área bruta. Sendo a área bruta definida como a área da seção perpendicular
aos eixos dos furos, sem desconto das áreas dos vazios.
Os blocos de concreto possuem parâmetros de classificação quanto à sua
resistência característica à compressão axial, absorção e retração segundo à
NBR 6136:2014, apresentada na tabela a seguir. Tabela 1 - Requisitos para
resistência característica à compressão, Absorção e Retração.
8
Tabela 1. Requisitos para resistência característica à compressão, Absorção e Retração.
Fonte: NBR 6136:2014 – Blocos vazados de concreto simples para alvenaria.
A classificação dos blocos de concreto, conforme a NBR6136:2014, deve
atender, quanto a seu uso, da seguinte forma:
Para aplicação abaixo do nível do solo, devem ser utilizados
blocos Classe A;
Permite-se o uso de blocos com função estrutural Classe C,
com largura de 90mm, para edificações de no máximo um pavimento;
Permite-se o uso de blocos com função estrutural Classe C,
com largura de 115mm, para edificações de no máximo dois
pavimentos;
Permite-se o uso de blocos com função estrutural Classe C,
com largura de 140mm e 190mm, para edificações de até cinco
pavimentos;
Os blocos com largura de 65mm têm seu uso restrito para
alvenaria sem função estrutural.
Dentre as propriedades físicas dos blocos de concreto, a absorção, teor
de umidade e a retração por secagem são bastante relevantes. Elas
influenciam no comportamento do bloco e podem garantir a qualidade dos
mesmos. O bloco, quando poroso, tem sua capacidade de permeabilidade
aumentada e os vazios podem influenciar na sua durabilidade e resistência.
9
Soto (2011) comenta sobre as quatro principais características mecânicas
dos blocos: resistência à compressão e à tração, módulo de elasticidade e
coeficiente de Poisson. Sendo a resistência à compressão a principal
característica do bloco e o principal parâmetro para definir a resistência da
parede além de ser uma variável para o controle da qualidade dos blocos.
Os blocos de concreto também se apresentam sob diversas formas,
específicas para cada função, e podem ser produzidos em diferentes
geometrias e com resistências à compressão variáveis, de acordo com a
proporção das matérias-primas que os constituem. Atualmente, são oferecidos
no mercado, levando em conta desde exigências estruturais até estéticas
(RAUBER, 2005).
2.1.4.2. Argamassa para assentamento em alvenaria estrutural
Segundo Kalil (2007), a argamassa de assentamento é o elemento de
ligação entre as unidades de alvenaria, normalmente constituída de cimento,
areia e cal.
A argamassa de assentamento para alvenaria estrutural tem funções bem
definidas segundo Sabbatini apud Casali, 2008 que são:
Unir solidamente as unidades de alvenaria e ajudá-las a resistir aos
esforços laterais;
Distribuir uniformemente as cargas atuantes na parede por toda a
área resistente dos componentes da alvenaria;
Absorver as deformações naturais a que a alvenaria estiver sujeita;
Selar as juntas contra a penetração de água de chuva.
Para a argamassa de assentamento ter a capacidade de prover as
funções citadas ela deve apresentar as seguintes características (Sabbatini
apud Casali, 2008):
Ter trabalhabilidade suficiente para que o pedreiro produza com
rendimento otimizado um trabalho satisfatório, rápido e econômico;
Ter capacidade de retenção de água suficiente para que uma
elevada sucção das unidades não prejudique as suas funções
primárias;
10
Adquirir rapidamente alguma resistência depois de assentada para
resistir a esforços que possam atuar durante a construção;
Desenvolver resistência adequada para não comprometer a
alvenaria da qual faz parte, não devendo, no entanto, ser mais
resistente que os componentes que ela une;
Ter adequada aderência aos componentes a fim de que a interface
possa resistir a esforços cisalhantes e de tração e prover a
alvenaria de juntas estanques à água da chuva;
Ser durável e não afetar a durabilidade de outros materiais ou da
construção como um todo; e
Ter suficiente resiliência (baixo módulo de deformação) de maneira
a acomodar as deformações intrínsecas (retração na secagem e de
origem térmica) e as decorrentes de movimentos estruturais de
pequena amplitude da parede de alvenaria, sem fissurar.
2.1.4.3. Graute
Os grautes são concretos ou argamassas fluidas com a finalidade de
solidarizar as ferragens à alvenaria, preenchendo as cavidades onde elas se
encontram (THOMAZ, 1990). Segundo o mesmo autor, tem como principal
finalidade aumentar a capacidade de resistência à compressão da parede sem
a necessidade de aumentar a sua espessura. Normalmente, os grautes são
compostos de cimento, cal, água e agregado.
O graute possui três propriedades principais, no estado fresco. Segundo
Thomaz (1990), a primeira delas é a “consistência”, o graute precisa ter fluidez
para adentrar em todos os cantos do bloco sem segregação dos seus
constituintes. Outra propriedade relevante é a “retração”, essa característica
trata da possibilidade de que a perda de água do graute para a superfície dos
blocos ocasione uma separação da mistura em relação às paredes do bloco,
quando este estiver adquirindo forma própria. A última, e pode-se considerar a
mais importante, propriedade do graute é a “resistência à compressão”. A
resistência de compressão do graute influi diretamente na resistência da
alvenaria à compressão. Além disso, sua correlação com a durabilidade e a
11
permeabilidade já a tornam de grande valia (THOMAZ, 1990; ROMAN et al.,
2002).
2.1.5. Alvenaria
Segundo Parsekian e Soares (2010), a alvenaria além de oferecer
estanqueidade, resistência ao fogo, durabilidade e conforto acústico e térmico,
quando estrutural, tem por função resistir e transmitir os esforços ao qual o
edifício é submetido.
A resistência à compressão da alvenaria é considerada parâmetro de
resistência com maior importância para a alvenaria estrutural (SOTO, 2011).
Ela depende em grande escala do tipo de bloco, sendo a mão de obra e
argamassa fatores de menor escala, sendo que, a carga máxima de
compressão que uma parede suporta depende da sua espessura e
comprimento, além da esbeltez (relação altura/espessura) e de eventuais
excentricidades de carregamento (PARSEKIAN; SOARES, 2010). O ensaio
mais utilizado para determinação da resistência da parede é o ensaio do
prisma, componente formado por bloco mais argamassa. Ele pode ser
realizado com a utilização de dois blocos e uma junta de argamassa.
2.2. Projetos em Alvenaria estrutural
Em alvenaria estrutural a fase de projeto é uma parte fundamental para
que a obra seja bem executada, pois a parede além de exercer a função
estrutural é também um elemento de vedação e em alguns pontos contém
elementos de instalações. Logo, o projeto deve ser racionalizado como um todo
(CAMACHO, 2006).
Na alvenaria estrutural existe uma forte interdependência entre os vários
projetos que fazem parte de uma obra (arquitetônico, estrutural, hidro-sanitário,
elétrico e outros) o que torna exigível para o bom andamento da construção do
edifício a integração entre eles (CAMACHO, 2006).
Sabbatini (1984) ressalta que o emprego de processos construtivos
inovadores sem o domínio da tecnologia apropriada e sem a observância de
requisitos mínimos de desempenho, conduz grande parte, a edifícios com
sérios problemas patológicos.
12
2.3. Detalhes construtivos
Os detalhes construtivos, obrigatoriamente devem estar especificados e
bem detalhados no projeto executivo dos empreendimentos. Eles servem como
métodos preventivos a manifestações patológicas, isso porque se bem
apresentados nos projetos e executados com a destreza recomendada, evitam
o surgimento de problemas comumente encontrados nas edificações de
alvenaria estrutural.
2.3.1. Vergas e Contra-vergas
As aberturas da alvenaria, principalmente portas e janelas, devem receber
um reforço através da adoção de vergas e/ou contra-vergas. Tais reforços
permitem a distribuição das tensões que se concentram nos vértices dos vãos,
principais responsáveis pela ocorrência de fissuras a 45º naquela região
(LORDSLEEM, 2000).
As vergas são reforços horizontais colocados na parte superior das
aberturas para resistir aos esforços cortantes e a momentos fletores positivos
no vão e negativos nos apoios quando a inserção na parede não for suficiente.
As contra-vergas são colocadas na parte inferior das aberturas, devem ser
resistentes ao cisalhamento e aos momentos fletores negativos no vão e
positivos nos apoios quando a inserção na parede não for suficiente. Para que
as vergas e contra-vergas resistam às tensões a qual estão sujeitas elas
devem ser executadas em peças reforçadas com aço, moldadas no local ou
pré-fabricadas (SABBATINI, 2003).
2.3.2. Amarração das paredes
Em alvenaria estrutural a forma como as paredes se interseccionam
resulta em uma maior ou menor estabilidade do conjunto (MACHADO, 1999). A
união entre paredes estruturais deve ser feita preferencialmente por
interpenetração (SABBATINI, 2003). Segundo Franco (1992) paredes unidas
por interpenetração possuem grande influência na distribuição de tensões,
mecanismo essencial ao desempenho estrutural das paredes.
13
2.3.3. Cintas de Respaldo
O respaldo vem ser a última fiada de blocos ou tijolos da parede que
receberá, no caso alvenaria estrutural, a laje (THOMAZ, 1990; MACHADO,
1999). Caracteriza-se por ser uma cinta de concreto, armada, contínua,
moldada no local, capaz de solidarizar todas as paredes. Pode ser executada
com blocos especiais, tipo canaleta, ou com fôrmas para colocação das
ferragens e efetivar a amarração do conjunto parede/laje (SABBATINI, 2003).
2.3.4. Revestimentos Externos
Os revestimentos externos muitas vezes são utilizados para dissimular
erros na execução da alvenaria como falta de prumo, incompatibilidades de
espessuras, falta de esquadro e outros (VILATÓ; FRANCO, 2000), em uma
parede de alvenaria bem executada os revestimentos atingem a possibilidade
de serem desenvolvidos de forma racionalizada.
Um dos fatores que requer camadas mais espessas do revestimento
externo é a permeabilidade do mesmo; camadas mais delgadas podem facilitar
o ingresso de água nas paredes, fato que ocasiona inúmeros problemas ao
edifício (deterioração, depreciação precoce e problemas de saúde aos seus
ocupantes).
2.3.5. Juntas de movimentação
As juntas de movimentação são juntas utilizadas na alvenaria para
acomodar deformações que ocorrem devido a movimentos higroscópicos
(capacidade dos materiais de absorver e liberar água), movimentos por
variações de temperatura, por processos químicos, por fluência e outros. As
juntas de movimentação têm por função limitar as dimensões do painel de
alvenaria a fim de que não ocorram elevadas concentrações de tensões
(VILATÓ; FRANCO, 1998). Essa concentração de tensões pode ocasionar
patologias que podem ser evitadas pela inserção das juntas.
Para que a junta desempenhe eficientemente a função requerida o
material de seu preenchimento deve ser bastante deformável, e o seu
acabamento além de garantir flexibilidade deve ser estanque e permitir o
mesmo tipo de tinta utilizado no restante das paredes.
14
2.3.6. Juntas de Assentamento
Um fator que merece bastante consideração é o preenchimento das
juntas horizontais e verticais. Juntas horizontais com variáveis espessuras,
principalmente mais grossas que a recomendada (10 mm), essa irregularidade
da junta horizontal afeta a resistência à compressão final da parede (ROMAN
et al., 2002). É inerente que essa recomendação deva aparecer de forma clara
e rigorosa no projeto estrutural, para que assim haja uma diminuição na
ocorrência desse problema.
As paredes sem juntas verticais (“juntas secas”) apresentam menor
capacidade de resistir a esforços de cisalhamento e flexão, sendo a sua
colocação de menor influência na resistência à compressão. As juntas verticais
são de vital importância quanto à permeabilidade de água e conforto térmico e
acústico das paredes. Mesmo com o acréscimo de custo, principalmente em
função da mão-de-obra, recomenda-se o preenchimento de todas as juntas de
argamassa (GROHMANN, 2006). De acordo com Thomaz e Helene (2000) não
se recomenda em nenhuma circunstância a adoção de “juntas secas” em
alvenaria estrutural.
2.4. Lajes
Em alvenaria estrutural a laje, usualmente, funciona como um diafragma
rígido unindo as paredes e contribuindo para a estabilidade do conjunto. As
lajes podem ser moldadas no local, parcialmente pré-fabricadas ou totalmente
pré-fabricadas (ANTUNES, 2011).
Segundo Antunes (2011), nas lajes de cobertura é inerente ao projetista e
executor que se realizem alguns detalhes construtivos a fim de minimizar as
movimentações na laje, ocasionadas pela grande variação de temperatura. As
coberturas estão mais expostas às mudanças térmicas, tendo em vista sua
posição física e o fato de o coeficiente de dilatação térmica linear do concreto
ser aproximadamente duas vezes maior que o da alvenaria usual.
As movimentações nas lajes ocorrem em função de diversos fatores, tais
como: natureza do material das telhas, altura do colchão de ar entre o telhado
e a cobertura, intensidade de ventilação, rugosidade das superfícies, etc
(THOMAZ, 1989).
15
2.5. Desempenho de edificações habitacionais
Com o desenvolvimento da indústria da construção brasileira tornou-se
necessária uma revolução conceitual sobre os requisitos mínimos de
segurança para edificações. Em julho de 2013 entrou em vigor a Norma de
Desempenho de Edificações Habitacionais, da Associação Brasileira de
Normas Técnicas (ABNT), que estabelece exigências de conforto e segurança
em imóveis residenciais.
A ABNT NBR 15575:2013, é dividida em 6 partes, sendo elas:
15575-1: Requisitos gerais;
15575-2: Requisitos para os sistemas estruturais;
15575-3: Requisitos para os sistemas de pisos;
15575-4: Requisitos para os sistemas de vedações verticais internas e externas;
15575-5: Requisitos para os sistemas de coberturas;
15575-6: Requisitos para os sistemas hidrossanitários.
A ABNT NBR 15575:2013 traz um enfoque sob as exigências dos
usuários para edifícios habitacionais e seus sistemas quanto ao seu
comportamento em uso. As exigências dos usuários de edificações são
traduzidas em requisitos e quantificadas em critérios. Todas as disposições
contidas nesta Norma são aplicáveis aos sistemas que compõem edificações
habitacionais, projetados, construídos, operados e submetidos a intervenções
de manutenção que atendam às instruções específicas de operação, uso e
manutenção.
A Norma segrega as obrigações e responsabilidades inerentes a cada um
dos participantes da cadeia habitacional. Induz fabricantes a desenvolverem
produtos que atendam a requisitos mínimos e se aproxima dos usuários, que
deverão realizar atividades de manutenção para preservar a vida útil,
permitindo, desta forma, aferir os direitos, obrigações e responsabilidades das
partes envolvidas.
A Norma apresenta métodos de avaliação do desempenho com a
finalidade de verificar os requisitos de desempenho previstos. Considera a
realização de ensaios laboratoriais, ensaios de tipo, ensaios em campo,
16
inspeções, simulações e análises de projetos para que desta forma possa ser
obtido resultados que fundamentarão o documento de avaliação do
desempenho em função dos requisitos e critérios avaliados.
2.5.1. Desempenho de alvenaria
2.5.1.1. Sistemas de vedações verticais
As alvenarias com blocos de concreto podem ter função estrutural ou
apenas de vedação, devendo atender aos requisitos da norma ABNT NBR
15575-4:2013.
As alvenarias, de forma geral, devem proporcionar estanqueidade à água,
isolação térmica e acústica, capacidade de fixação de peças suspensas,
capacidade de suporte a esforços de uso, compartimentação em casos de
incêndio etc. Podem também interagir com os demais componentes, elementos
e sistemas da edificação, como caixilhos, esquadrias, estruturas, coberturas,
pisos e instalações (ABNT NBR 15575-4, 2013).
2.5.2. Exigências dos usuários
As exigências dos usuários referem-se ao conjunto de necessidades a
serem satisfeitas pela edificação e seus sistemas, de modo a cumprir com suas
funções. A ABNT NBR 15575-1:2013 estabelece exigências dos usuários, tais
como:
Segurança - As exigências do usuário relativas à segurança são
expressas pelos seguintes fatores: segurança estrutural; segurança contra
incêndio; segurança no uso e na operação.
Habitabilidade - As exigências do usuário relativas à habitabilidade são
expressas pelos seguintes fatores: estanqueidade; desempenho térmico;
desempenho acústico; desempenho lumínico; saúde, higiene e qualidade do ar;
funcionalidade e acessibilidade; conforto tátil e antropodinâmico.
Sustentabilidade - As exigências do usuário relativas à sustentabilidade
são expressas pelos seguintes fatores: durabilidade; manutenibilidade; impacto
ambiental.
17
2.5.3. Nível de desempenho
De acordo com a ABNT NBR 15575-1:2013, em função das necessidades
básicas de segurança, saúde, higiene e de economia, são estabelecidos para
os diferentes sistemas requisitos mínimos de desempenho (M) que devem ser
considerados e atendidos. Para cada critério são estabelecidos três níveis de
atendimento de desempenho:
(M) - Mínimo (obrigatório)
(I) - Intermediário
(S)- Superior
Segundo a norma citada anteriormente, a avaliação de desempenho
busca analisar a adequação ao uso de um sistema ou de um processo
construtivo destinado a cumprir uma função, independentemente da solução
técnica adotada.
2.5.4. Segurança estrutural
O sistema de vedações verticais durante a vida útil de projeto, sob as
diversas condições de exposição (ação do peso próprio, sobrecargas de
utilização, atuações do vento e outros), deve atender aos seguintes requisitos
de segurança estrutural estabelecidos na norma ABNT NBR 15575, parte 2.
Entre os requisitos gerais:
- não ruir ou perder a estabilidade de nenhuma de suas partes;
- prover segurança aos usuários sob a ação de impactos, choques,
vibrações e outras solicitações decorrentes da utilização normal da edificação,
previsíveis na época do projeto;
- não provocar sensação de insegurança aos usuários pelas deformações
de quaisquer elementos da edificação;
- não repercutir em estados inaceitáveis de fissuração de vedação e
acabamentos;
- não prejudicar a manobra normal de partes móveis, como portas e
janelas, nem repercutir no funcionamento normal das instalações em face das
deformações dos elementos estruturais.
18
Estabilidade e Resistência Estrutural
A alvenaria com blocos de concreto deve apresentar um nível específico
de segurança contra a ruína, considerando-se as combinações de
carregamento de maior probabilidade de ocorrência, ou seja, aquelas que se
referem ao estado-limite último. Elementos com função de vedação (paredes e
divisórias, não-estruturais) devem ter capacidade de transmitir à estrutura seu
peso próprio e os esforços externos que sobre eles diretamente venham a
atuar, decorrentes de sua utilização (ABNT NBR 15575-2, 2013).
Deslocamentos, Fissuração e Ocorrência de Falhas
Não ocasionar deslocamentos ou fissuras excessivas aos elementos de
construção vinculados ao sistema estrutural, levando-se em consideração as
ações permanentes e de utilização, nem impedir o livre funcionamento de
elementos e componentes da edificação, tais como portas e janelas, nem
repercutir no funcionamento das instalações (ABNT NBR 15575-2, 2013).
2.5.5. Segurança no uso e na operação
A segurança no uso e operação das alvenarias deve ser considerada em
projeto, devendo-se prever possíveis alterações por parte dos usuários no
layout, nas instalações prediais, instalações de cargas suspensas nas paredes,
entre outras alterações que possam comprometer a segurança da edificação.
Segurança na Utilização do Imóvel
A norma ABNT NBR 15575 parte 1 especifica que deve-se assegurar que
tenham sido tomadas medidas de segurança aos usuários da edificação
habitacional durante as condições de uso e operação da edificação.
No caso das vedações verticais, embora não seja estabelecido nenhum
requisito específico, o usuário da edificação deve ser alertado em relação à
condições necessárias para manutenção da segurança durante toda vida útil
da edificação. Deve-se informar sobre quais paredes podem sofrer algum tipo
de alteração, como remoção, cortes, furos, etc. Do mesmo modo, a passagem
de tubulações de água e gás e outras instalações no interior das vedações
verticais devem atender aos requisitos das normas especificas ABNT NBR
15961 parte 1 e ABNT NBR 15961 parte 2, no caso de paredes estruturais.
19
As informações pertinentes aos cuidados relacionados à segurança das
vedações verticiais devem constar do manual do proprietário e dos termos de
recebimento da edificação. No caso de edificações construído com paredes
estruturais, recomenda-se também a instalação de avisos em locais de fácil
visibilidade e de grande circulação de usuários, informado que o edifico em
questão foi construído com paredes estruturais e que as mesmas não podem
sofrer qualquer tipo de intervenção, sob risco de comprometer a segurança de
toda a edificação.
2.5.6. Estanqueidade
A exposição à água de chuva, à umidade proveniente do solo e àquela
proveniente do uso da edificação habitacional, deve ser considerada em
projeto, pois a umidade acelera os mecanismos de deterioração e acarreta a
perda das condições de habitabilidade e de higiene do ambiente construído
(ABNT NBR 15575-1, 2013).
Infiltração de Água nos Sistemas de Vedações Verticais Externas
(fachadas)
As paredes externas devem ser estanques à água proveniente de chuvas
incidentes ou de outras fontes.
Umidade nas Vedações Verticais Internas e Externas Decorrente da
Ocupação do Imóvel
A alvenaria não deve permitir infiltração de água, através de suas faces,
quando em contato com áreas molháveis e molhadas. (ABNT NBR 15575-4,
2013)
2.6. Patologias das estruturas
2.6.1. Definição e origem
Patologia das estruturas é comentada por Souza e Ripper (1998) como
um novo campo da Engenharia das construções que investiga e estuda as
causas, tipos de manifestações, seus efeitos e formas de ocorrência das falhas
e de deterioração das estruturas. Tornando-se de extrema importância esse
estudo, já que, casos de manifestações patológicas estão cada vez mais
frequentes e agravados na construção civil.
20
Para Antunes (2010) uma manifestação patológica ocorre quando a
estrutura começa a apresentar um funcionamento em uso diferente do que foi
previsto no projeto, podendo ser causado devido a erros no planejamento,
especificação, execução e/ou durante a sua utilização, sendo possível mais de
uma origem.
Para Pedro et al. (2002) a origem das patologias podem ser classificadas
em:
Congênitas - São aquelas originárias da fase de projeto, em função da
não observância das Normas Técnicas, ou de erros e omissões dos
profissionais, que resultam em falhas no detalhamento e concepção
inadequada dos revestimentos. São responsáveis por grande parte das avarias
registradas em edificações.
Construtivas - Sua origem está relacionada à fase de execução da obra,
resultante do emprego de mão-de-obra despreparada, produtos não
certificados e ausência de metodologia para assentamento das peças, o que,
segundo pesquisas mundiais, também são responsáveis por grande parte das
anomalias em edificações.
Adquiridas - Ocorrem durante a vida útil dos revestimentos, sendo
resultado da exposição ao meio em que se inserem, podendo ser naturais,
decorrentes da agressividade do meio, ou decorrentes da ação humana, em
função de manutenção inadequada ou realização de interferência incorreta nos
revestimentos, danificando as camadas e desencadeando um processo
patológico.
Acidentais - Caracterizadas pela ocorrência de algum fenômeno atípico,
resultado de uma solicitação incomum, como a ação da chuva com ventos de
intensidade superior ao normal, recalques e, até mesmo incêndio.
Diante das condições citadas anteriormente que definem o
comportamento da construção, a mesma pode sofrer desde manifestações
patológicas simples, que podem ser corrigidas sem que haja a necessidade de
um profissional altamente qualificado, pois são aquelas frequentes nas
construções que têm soluções conhecidas, simples e financeiramente mais
viáveis, às manifestações patológicas complexas, que para Souza e Ripper
21
(1998), necessitam de uma inspeção e análise mais aprofundada e de forma
individual, com esquemas rotineiros de manutenção, sendo, portanto,
indispensável um profissional devidamente habilitado em Patologia das
estruturas.
2.6.2. Conceitos fundamentais
2.6.2.1. Desempenho x Deterioração
A devida escolha dos materiais utilizados no processo construtivo implica
diretamente no desempenho da estrutura, já que cada um dos materiais é
constituído por distintos componentes, e as consequências da modificação da
sua composição devido às condições de uso e exposição ambiental, podem
reduzir o desempenho da própria estrutura, o que para Souza e Ripper (1998)
caracteriza a deterioração da estrutura.
Os mesmos autores salientam que o nível de desempenho, em função da
deterioração, depende do tipo da estrutura em análise, sendo que algumas
delas devido às falhas cometidas no período do projeto e/ou execução já
indicam um desempenho insatisfatório logo no início da sua utilização.
O desempenho do edifício sofre redução, por causa da deterioração e das
características de cada material e componente que constitui a estrutura, além
das condições de uso e de exposição, de acordo com Lichtenstein (1986).
Quando um limite mínimo pré-estabelecido de desempenho é ultrapassado, a
estrutura passa a apresentar problemas patológicos.
“Os indicadores de deterioração são ocorrências que, se verificadas em
materiais ou componentes, estarão indicando a presença de problema
patológico” (GUIMARÃES et al., 2003). O que desta forma implica na
funcionalidade da estrutura como um todo, fazendo-se necessário a realização
dos reparos da estrutura, dependendo da gravidade da degradação.
2.6.2.2. Durabilidade e Vida útil
A durabilidade do edifício e de seus sistemas é uma exigência econômica
do usuário, pois está diretamente associada ao custo global do bem imóvel. A
durabilidade de um produto se extingue quando ele deixa de cumprir as
funções que lhe forem atribuídas, quer seja pela degradação que o conduz a
22
um estado insatisfatório de desempenho, quer seja por obsolescência funcional
(ABNT NBR 15575-1, 2013).
A NBR 15.575-1:2013 define a durabilidade como a “capacidade do
edifício ou de seus sistemas de desempenhar suas funções, ao longo do tempo
e sob condições de uso e manutenção especificadas, até um estado limite de
utilização”.
A durabilidade de uma construção depende de um conjunto de medidas
tomadas em suas várias etapas e que, sendo adequadas, é garantido o
desempenho previsto no projeto durante toda a sua vida útil, caso contrário,
sua vida útil será reduzida até atingir seu fim quando suas propriedades sofrem
deterioração a tal ponto que sua utilização passa a ser considerada insegura
ou antieconômica (ANDRADE, 1997).
O período de tempo compreendido entre o início de operação ou uso de um
produto e o momento em que o seu desempenho deixa de atender às
exigências do usuário pré-estabelecidas é denominado vida útil (ABNT NBR
15575-1, 2013).
Para garantir um bom desempenho durante a vida útil da construção
torna-se necessário que o projeto seja realizado por um profissional qualificado,
sejam realizadas inspeções rotineiras e utilização devida (prevista no projeto)
da construção, para que desta forma seja possível, até mesmo, a extensão da
vida útil da estrutura.
Castro (1994) desenvolveu uma metodologia para o cálculo da vida útil de
estruturas de concreto baseada no modelo proposto por Tuutti (1982) que leva
em consideração a evolução da deterioração do concreto ao longo do tempo,
originalmente baseado no processo de corrosão de armadura. Neste modelo, a
deterioração se desenvolveria em duas etapas distintas, iniciação e
propagação dos danos.
Figura 1. Vida útil das estruturas de concreto.
23
Fonte: (CASTRO, 1994).
Na figura 1, observa-se que na fase de iniciação, a velocidade de
deterioração é lenta e não representa comprometimento para a vida útil da
estrutura. Já na fase de propagação, a existência de fatores acelerantes do
processo de deterioração leva ao aumento brusco da velocidade de
degradação. Essa velocidade passa, então, a ser um fator importante para se
estabelecer a garantia das condições satisfatórias de segurança, saúde e
higiene, que definirá as estratégias futuras e necessárias de manutenção e,
eventualmente, reparo, com o intuito de retardar o colapso da estrutura.
2.6.2.3. Manutenção
Com o surgimento de manifestações patológicas nas construções, os
usuários sentem a necessidade de tomar medidas corretivas com o intuito de
um não agravamento das mesmas. Percebendo, desta forma, a relevância da
realização de inspeções periódicas das construções.
A NBR 5674 (2012) define manutenção como “um conjunto de atividades
a serem realizadas para conservar ou recuperar a capacidade funcional da
edificação e de suas partes constituintes de atender as necessidades e
segurança dos seus usuários”.
A manutenção quando realizada conforme a real necessidade e por
pessoas qualificadas, passa a existir a possibilidade de recuperação do
desempenho da estrutura, podendo até chegar próximo à qualidade inicial.
De acordo com Resende et al. (2001), apud Antunes (2010) a
manutenção pode ser classificada em:
24
Manutenção Planejada Preventiva: atividades realizadas durante a vida
útil da edificação, de maneira a antecipar-se ao surgimento de defeitos;
Manutenção Planejada Corretiva: atividades realizadas para recuperar o
desempenho perdido;
Manutenção Não Planejada: definida como o conjunto de atividades
realizadas para recuperar o desempenho perdido devido a causas
externas não previstas.
Para realizar as devidas manutenções, gastos financeiros e geração de
resíduos estão implícitos nesse processo, assim como a importância da
durabilidade de cada material envolvido na construção. E é evidente que a
cada manutenção realizada, seu desempenho terá um acréscimo, como
apresenta a figura 2.
Figura 2. Função de desempenho versus tempo descrevendo a durabilidade de
um produto em determinadas condições ambientais.
Fonte: (ANTUNES, 2010).
Indiscutivelmente, a fortaleza e vida de uma estrutura são iguais à de um
ser vivo, vai depender dos cuidados que foram feitos com todas as suas
etapas, no solo durante sua gestação e projeto, sendo também durante seu
crescimento da construção e posteriormente durante o resto da sua vida, não
25
submeter a ações de qualquer tipo para as quais não estão previstas, e com
revisões periódicas e manutenções (CANOVAS,1994).
2.6.3. Fatores e mecanismos de degradação
Segundo Silva (2014), as diversas manifestações patológicas que
ocorrem nas fachadas apresentam características bem diferenciadas
permitindo deduzir qual a natureza, a origem, os mecanismos dos fenômenos
envolvidos e ainda permite estimar suas prováveis consequências. Essas
manifestações são evolutivas e podem ser agravar com o passar do tempo
(HELENE, 1992).
O processo de degradação ocorre em função da perda de capacidade do
material em responder às exigências, ao longo do tempo, aos agentes de
deterioração, à natureza do material e ainda da própria idade do material,
culminando com o surgimento dos danos (GASPAR; BRITO, 2005).
As diversas patologias que ocorrem nas vedações são resultantes da
atuação simultânea de vários agentes intervenientes de degradação. Estes
agentes podem ser de natureza mecânica, eletromagnética, térmica, química
ou biológica, como apresentados na tabela 2 (SILVA, 2014).
Tabela 2. Agentes de degradação em função da natureza.
Fonte: SILVA (2014).
26
2.6.3.1. Condições de exposição
As fachadas das edificações estão sujeitas a condições de exposição que
irão variar de acordo com as características climatológicas da região onde
estão localizadas. O clima possui forte influência sobre a degradação das
fachadas, sendo importante na definição das patologias que agem sobre as
mesmas (SILVA, 2014).
2.6.4. Tipos de manifestações patológicas
As manifestações patológicas, ao serem notadas pelo usuário, podem
causar um desconforto visual, térmico e/ou acústico, além de despertar
preocupação do mesmo em relação à segurança da construção. Essas
manifestações podem ocorrer em áreas internas ou externas, a depender das
condições de uso, exposição e características físicas, químicas e mecânicas
dos materiais utilizados.
Dentre as falhas encontradas em revestimentos, apontadas por Bauer
(1997), destacam-se:
Vesículas: Materiais dispersos na argamassa que manifestam posterior
variação volumétrica, gerando vesículas no revestimento endurecido;
Fissuras: A ocorrência de fissuras, sem que haja movimentação ou
fissuração da base (estrutura de concreto ou alvenaria), é devido, geralmente a
fatores relativos à execução do revestimento, solicitações higrotérmicas e
retração hidráulica da argamassa;
Eflorescências: São depósitos salinos, principalmente alcalinos e
alcalinos terrosos, na superfície de alvenarias ou revestimentos, provenientes
da migração de sais solúveis presentes nos materiais ou componentes da
alvenaria;
Falhas relacionadas a umidade: Entre as manifestações mais comuns
referentes aos problemas de umidade em edificações encontram-se as
manchas de umidade, corrosão, bolor, fungos, algas, eflorescências,
descolamentos de revestimentos, friabilidade de argamassas por dissolução de
compostos com propriedades cimentíceas, fissuras e mudanças de
coloração/tonalidade de revestimento;
27
Contaminação atmosférica: Nas médias e grandes cidades é muito
comum o recobrimento dos revestimentos externos de edificações por pó,
fuligem e partículas contaminantes;
Contaminação ambiental por substâncias agressivas: As substâncias
agressivas se dividem genericamente em dois grupos: salinos e gasosos.
Thomaz (1989) destaca a importância do aparecimento de fissuras nas
construções que acelera o processo de deterioração das mesmas, podendo
reduzir e/ou anular o desempenho da vedação quanto à estanqueidade ou
isolação acústica, durabilidade e até mesmo pondo em risco à segurança dos
usuários.
Fissuras são consideradas as falhas mais frequentes nas construções,
elas podem ter diversas causas e se manifestarem de diversas formas, sejam
elas horizontais, verticais, inclinadas, ou de forma generalizada. Cabe ao
profissional analisar e diagnosticá-la para realizar de forma adequada o seu
reparo.
Conforme material do LEM (2003), ainda existem patologias dos tipos:
Infiltração: Penetração de águas, agressivas ou não, em peças
estruturais, através de fissuras, ninhos de concretagem, juntas de concretagem
mal executadas ou devido à alta permeabilidade do concreto.
Obstrução de juntas de dilatação: A junta de dilatação é uma
separação física entre duas partes de uma estrutura, para que estas partes
possam se movimentar sem transmissão de esforço entre elas. A presença de
material rígido ou de material de preenchimento que tenha perdido a sua
elasticidade produz tensões indesejáveis na estrutura, podendo ocasionar
fissuras nas lajes adjacentes à junta, com a possibilidade de se propagar às
vigas e pilares próximos.
Recalque: Os recalques de fundações estruturais ocorrem quando os
limites das deformações admissíveis do solo são ultrapassados.
As principais causas de recalques nas estruturas, segundo Ribeiro (2012)
são:
28
Rebaixamento do Lençol Freático - Caso haja presença de solos
compressíveis, pode ocorrer redução das pressões neutras,
independente da aplicação de carregamentos externos.
Solos colapsáveis e expansivos – Para o primeiro, solos de elevadas
porosidades, quando entram em contato com a água, ocorre a
destruição da cimentação intergranular, resultando um colapso súbito
deste solo. Para o segundo, a presença do argilo-mineral montmorilonita
condiciona a expansão (ou retração) do solo quando da variação do seu
grau de saturação.
Escavações em áreas adjacentes à fundação (túneis, trincheiras, etc.) –
Em alguns casos, mesmo sob a presença de contenções, podem ocorrer
movimentos, ocasionando recalques nas edificações vizinhas.
Vibrações - Oriundas da operação de equipamentos como: bate-
estacas, rolos compactadores vibratórios, tráfego viário, explosões, etc.
Árvores - Crescimento de árvores em solos argilosos.
Descolamento (perda de aderência)
O descolamento ou perda de aderência pode ser entendido como um
processo em que ocorrem falhas ou ruptura na interface dos componentes
cerâmicos com a camada de fixação ou na interface desta com o substrato,
devido as tensões surgidas ultrapassarem a capacidade de aderência das
ligações. Os sintomas podem ser observados, inicialmente, a partir da
repercussão de um som oco em alguns componentes, seguido do
descolamento dos mesmos, podendo ocorrer, eventualmente, o descolamento
imediato (SABBATINI e BARROS, 2001).
Desplacamento
Os destacamentos de revestimentos das fachadas podem ocorrer com o
desprendimento da cerâmica por ruptura adesiva nas interfaces placa
cerâmica/argamassa colante, argamassa colante/emboco, emboco/chapisco e
chapisco/substrato ou por ruptura coesiva no interior de qualquer uma destas
camadas (SILVA, 2014).
29
3. METODOLOGIA
3.1. Introdução
As estruturas são submetidas às condições de exposição, além de ser
constituída por materiais com características distintas, desta forma, a
ocorrência de manifestações patológicas podem estar relacionadas à idade do
edifício, falta e/ou incorreta manutenção do mesmo, problemas decorrentes de
alterações dos materiais e componentes, dentre outras causas.
Com o surgimento das manifestações patológicas torna-se necessário o
levantamento máximo de subsídios a fim de indicar o grau de deterioração da
edificação.
Lichtenstein (1986) afirma que “levantar subsídios representa acumular e
organizar as informações necessárias e suficientes para o entendimento
completo dos fenômenos”. Tais informações são obtidas pelas seguintes
etapas: vistoria do local, levantamento da história do problema e do edifício,
pesquisas, e caso necessário, exames complementares, como ensaios
laboratoriais ou nos locais (destrutivos ou não), que dependem da natureza do
problema.
No intuito de avaliar as manifestações patológicas ocorrentes em
edificações construídas em alvenaria estrutural, esta dissertação apresentará
estudos de casos realizados em diferentes localidades na cidade de
Salvador/BA.
Para o estudo serão selecionados edifícios com o mesmo tipo de sistema
construtivo, alvenaria estrutural com blocos de concreto, com idades até 40
anos, com tipologia, localização e alturas distintas, com fachadas constituídas
de revestimentos cerâmicos ou em argamassa com acabamentos em pintura.
O método de avaliação utilizado neste estudo será resultado de
adaptações da metodologia proposta por Castro (1994) para Manutenção de
Estruturas de Concreto Armado e da metodologia proposta por Gaspar e Brito
(2005) de mapeamento da sensibilidade dos revestimentos de fachada às
manifestações patológicas.
30
A metodologia adotada será fundamentada, basicamente, na sequência
das seguintes etapas: Levantamento de dados referentes à edificação em
estudo, ensaios laboratoriais, aplicação de metodologia de avaliação de
degradação, tratamento e análise dos dados.
3.2. Levantamento de dados
O trabalho de avaliação será iniciado por meio de uma vistoria prévia de
edificações, a fim de coletar informações necessárias para auxiliar no
entendimento do seu comportamento em uso.
Antunes (2010) propõe a coleta de documentações técnicas, caso
existam, como projetos e histórico de construção. Além disso, a idade da
edificação, número de pavimentos, tipo de uso, orientação cardeal das
fachadas, tipo de acabamento de fachada; a existência de projeto de
revestimento, intervenções já realizadas, frequência de manutenções,
condições climáticas, incidência de ventos, índice pluviométrico, umidade
relativa do ar, variações térmicas e presença de agente agressivo no ambiente.
Durante a etapa de levantamento de dados, são realizadas inspeções da
edificação, sendo necessárias ferramentas para auxiliar na identificação,
mapeamento e classificação das manifestações patológicas. Dentre as
ferramentas utilizadas, estão os binóculos, martelo de borracha, trena e câmera
fotográfica de resolução conveniente.
A inspeção deve ser capaz de identificar falhas e danos visíveis
existentes no sistema de revestimento de fachada, como regiões de
descolamentos, fissuras, eflorescências, falhas construtivas, infiltrações; de
determinar se os fenômenos estão estabilizados ou não; permitir decidir se há
riscos imediatos e medidas urgentes a serem tomadas; identificar se o meio
ambiente é danoso ao edifício e, ainda prever os locais onde há necessidade
de se examinar com maior rigor (Antunes, 2010).
3.3. Ensaios laboratoriais
Em determinadas situações, análises mais aprofundadas das
manifestações patológicas detectadas são necessárias. Desta forma, são
realizados ensaios específicos em laboratório.
31
3.3.1. Ensaio de resistência à compressão dos blocos
O ensaio de resistência à compressão será realizado nas idades de 3, 7,
14, 28 e 45 dias, com seis blocos em cada idade, a sua realização será feita
em conformidade com a NBR 12118:2014. Para isso os blocos serão
retificados por meio de uma lima de pedra, a fim de manter a sua superfície
devidamente lisa para a aplicação da carga.
Após o lixamento do bloco, o mesmo será submetido à compressão
numa prensa hidráulica de 2000KN, a velocidade de carga aplicada será de
0,05 0,01MPa/s, conforme NBR 12118:2014.
3.3.2. Ensaio de absorção total de água dos blocos
O ensaio de absorção será realizado no Centro de Tecnologia de Argamassas
(CETA) da UFBA, obedecendo aos critérios da NBR 12118:2014, sendo
anotada a sua massa seca ao ar (m3), após isso serão colocados em estufa à
temperatura de 110 ± 5°C, por um período mínimo de 24h, medindo a sua
massa a cada 2h, até que a sua variação de massa não seja superior a 0,5%
da massa anterior, sendo então considerada como a massa seca (m1). Após
isso os blocos serão resfriados em temperatura ambiente e colocados em
imersão com água à temperatura de 23 ± 5°C por 24h, para provocar
saturação, sendo então anotada a sua massa saturada (m2) e assim calculada
a absorção.
3.3.3. Ensaio do Índice de Absorção Inicial de Água (AAI)
O índice de absorção inicial de água é um ensaio especial preconizado
pela NBR 15270-3: para blocos cerâmicos, e que será estudado neste trabalho
com aplicações para blocos de concreto. O seu fundamento está na sucção de
água que o substrato promove nas argamassas de assentamento e
revestimento, promovendo influência na aderência substrato/argamassa.
Este ensaio estima a retirada de água da argamassa e a aderência do
conjunto argamassa-bloco, indicando se será necessário o prévio
umedecimento do bloco antes do levante das paredes. A NBR 15270-3:2005
estabelece que o limite de absorção de água inicial para blocos cerâmicos deve
ser atingir valor máximo de (30g/193,55cm2)/min, e caso esse valor seja
32
superior ao limite normativo, os blocos devem ser devidamente umedecidos
antes da utilização.
Para a realização do ensaio de absorção inicial de água serão usados os
mesmos blocos ensaiados para absorção total de água, três corpos de prova
para cada amostra de blocos nas idades de 3, 7, 14, 28 e 45 dias, sendo
realizado no Centro de Tecnologia de Argamassas (CETA) da UFBA.
3.3.4. Ensaio de resistência à compressão de prismas
O ensaio atenderá às exigências estabelecida pela NBR 15961-2:2011,
com a confecção de 12 prismas no Laboratório de Estruturas sobre um calço
de madeira para facilitar o transporte à Máquina de Ensaios. Sendo realizados
com deformação controlada, à velocidade do pistão de 0,005mm/s, gerando
uma curva tensão-deformação da estrutura até o momento da ruína e após o
pico de carregamento, possibilitando analisar a resistência, rigidez e ductilidade
do elemento estrutural.
3.3.5. Ensaio de Absorção de água de chuva
De acordo com a NBR15575-4:2013, o ensaio consiste em submeter,
durante um tempo determinado, a face externa da parede a uma vazão de
água, criando uma película homogênea e contínua, com a aplicação simultânea
de uma pressão pneumática sobre essa face.
A parede será com ou sem pintura ou revestimento, devendo ser plana e
verticalmente no prumo, possuir largura e comprimento de no mínimo 105 cm e
135 cm, respectivamente. Não há restrições quanto à sua espessura. No caso
de pintura, a tinta deve ser aplicada sobre a face externa da parede e suas
superfícies adjacentes, exceto na face interna, de acordo com as
recomendações do fabricante. O tempo de secagem da pintura, antes do início
do ensaio, não deve ser inferior a sete dias.
O ensaio deve ser realizado em pelo menos dois corpos-de-prova
preparados de maneira idêntica.
33
3.3.6. Ensaio para a determinação da resistência à compressão da argamassa
O ensaio atenderá às exigências estabelecida pela NBR 15961-2:2011,
sendo confeccionados 6 exemplares de amostras da argamassa.
As rupturas devem ser realizadas aos 28 dias 8h. E a aplicação de
carga será de (500±50) N/s até a ruptura do corpo de prova.
3.3.7. Determinação da resistência de aderência à tração
A execução do ensaio atenderá às exigências da NBR 13528:2010. A
norma determina que antes da aplicação da argamassa, deve ser feita uma
limpeza na superfície do substrato para a eliminação de agentes
contaminantes, que possam prejudicar a aderência entra a argamassa e o
substrato. Cada ensaio será composto por 12 corpos de prova de mesmas
características.
3.3.8. Análise microbiológica dos revestimentos de argamassa
Bach e Rangel (2005) afirmam que na composição das tintas, aplicadas
nos revestimentos, existem vários elementos que servem de nutrientes para
micro-organismos como os fungos que podem ser prejudiciais na sua qualidade
de proteção e estética, e na saúde dos usuários do ambiente, podendo
provocar doenças alérgicas, como verificado no estudo dos autores.
O trabalho experimental a ser realizado, seguirá o método de
microbiologia básica adotado por SHIRAKAWA et al. (1995), que inclui no seu
procedimento as etapas de coleta, transporte, semeadura, isolamento e
identificação dos micro-organismos. Sendo que, em todas as etapas, os
materiais para coleta e recipientes para transporte devem estar totalmente
esterilizados.
3.4. Metodologia proposta por Castro (1994)
Castro (1994) apresenta uma proposta de metodologia para a
manutenção de estruturas de concreto armado, destinada a edificações usuais,
cujo objetivo se refere à quantificar o grau de deterioração dos elementos
estruturais isolados e da estrutura como um todo, baseando-se em parâmetros
que consideram as manifestações mais frequentes de danos, sua evolução e a
influência do meio ambiente em que a estrutura está inserida.
34
Com os dados obtidos nos levantamento, são montadas "matrizes de
desempenho", segundo o tipo de elemento estrutural e, através da utilização de
uma formulação matemática simples, é determinado o grau de deterioração
dos elementos isolados e da estrutura como um todo.
3.4.1. Descrição da metodologia proposta
Princípios gerais
A metodologia é apresentada no fluxograma da Figura 3, contendo os
procedimentos a serem seguidos, de forma sistemática, para o
desenvolvimento das inspeções estruturais e avaliação dos resultados.
Figura 3. Fluxograma da metodologia para o cálculo do Grau de Deterioração da
Estrutura ( ).
Fonte: (CASTRO, 1994).
35
As inspeções estruturais são realizadas com base em um Caderno de
Inspeção, desenvolvido pela autora, onde constam, além das informações
básicas sobre a estrutura, diversas matrizes que reúnem os dados necessários
ao desenvolvimento do fluxograma.
A estrutura da edificação selecionada é dividida em "famílias" de
elementos estruturais típicos. Para cada elemento de uma família é elaborada
uma matriz onde são listadas as possíveis manifestações de danos,
específicas daquela família, com o respectivo "fator de ponderação do dano".
De acordo com Castro (1994), este fator visa quantificar a importância relativa
de um determinado dano no que se refere às condições gerais de estética,
funcionalidade e segurança do elemento.
Na matriz de um elemento, deve ser atribuída uma pontuação que
classifica o nível de gravidade de uma determinada manifestação de dano
naquele elemento, denominada "fator de intensidade do dano", segundo o qual
pode-se inferir a evolução da deterioração estrutural.
Após o levantamento dos dados em campo, determina-se, para cada
elemento de uma família, um "grau de deterioração" individual e o consequente
"grau de deterioração da família de elementos". Obtidos os graus de
deterioração das diversas famílias de elementos que compõem a estrutura e
entrando com um "fator de relevância estrutural da família", previamente
estabelecido segundo a importância relativa na funcionalidade e segurança
estrutural, determinasse finalmente, através de uma formulação matemática
descrita a seguir, o "grau de deterioração da estrutura".
Desta forma, pode-se definir a necessidade, momento e tipo de
intervenção na estrutura, de forma a interromper ou minimizar a evolução dos
danos mais significativos, evitando custos mais elevados de reparo,
considerando-se, de forma global, os aspectos de segurança, funcionalidade e
estética da edificação.
Classificação das famílias de elementos
No caso de edificações usuais com estrutura de concreto armado, em
geral, podem ser definidas as seguintes famílias: pilares, vigas, lajes, cortinas,
36
escadas e rampas, reservatório superior e inferior, blocos, juntas de dilatação e
elementos de composição arquitetônica.
Dependendo das características particulares de cada estrutura, as
famílias de elementos estruturais podem ser divididas de forma diferente e
acrescentadas outras famílias de elementos de acordo com seu interesse para
a avaliação estrutural.
Fator de ponderação do dano
O fator de ponderação do dano (Fp) visa quantificar a importância relativa
de um determinado dano, no que se refere às condições gerais de estética,
funcionalidade e segurança dos elementos de uma família. Para sua definição
são estabelecidos os problemas mais relevantes, passíveis de serem
detectados, quanto aos aspectos de durabilidade e segurança estrutural. Uma
determinada manifestação patológica pode ter fatores de ponderação
diferentes de acordo com as características da família onde o elemento se
insere, dependendo das consequências que o dano possa acarretar. Nesta
metodologia, foi adotada a escala variando de 1 a 10.
A Figura 4 apresenta alguns tipos de matrizes, para as famílias de
elementos mais comuns de edificações usuais, com os danos possíveis e
respectivos fatores de ponderação atribuídos no presente trabalho.
37
Figura 4. Famílias de elementos estruturais, danos e fatores de ponderação .
Pilar
Vigas Danos Fp
Danos Fp
Desvio de geometria 8
Segregação 4
Recalque 10
Lixiviação 5
Infiltração na base 6
Esfoliação 8
Segregação 6
Desagregação 7
Lixiviação 5
Cobrimento deficiente 6
Esfoliação 8
Manchas de corro ão 7
Desagregação 7
Flechas 10
Sinais de esmagamento 10
Fissuras 10
Cobrimento deficiente 6
Carbonatação 7
Manchas de corrosão 7
Infiltração 6
Fissuras 10
Sinais de esmagamento 10
Carbonatação 7
Presença de cloretos 10
Presença de cloretos 10
Manchas 5
Manchas 5
Lajes
Cortinas Danos Fp
Danos Fp
Segregação 5
Sinais de esmagamento 10
Lixiviação 3
Desvio de geometria 6
Esfoliação 8
Infiltração 6
Desagregação 7
Segregação 5
Cobrimento deficiente 6
Lixiviação 5
Manchas de corrosão 7
Esfoliação 8
Flechas 10
Desagregação 7
Fissuras 10
deslocam. Por empuxo 10
Carbonatação 7
Cobrimento deficiente 6
Infiltração 6
Manchas de corrosão 7
Presença de cloretos 10
Fissuras 10
Manchas 5
Carbonatação 7
Presença de cloretos 10
Manchas 5
Escadas\ Rampas
Reservatórios superior e inferior
Danos Fp
Danos Fp
Segregação 4
Imperm. Danificada 8
Lixiviação 5
Vazamento 10
Esfoliação 8
Segregação 5
Desagregação 7
Lixiviação 7
Cobrimento definitivo 6
Esfoliação 10
Manchas de corrosão 7
Desagregação 7
Flechas 10
Cobrimento definitivo 7
Fissuras 10
Manchas de corrosão 9
Carbonatação 7
Fissuras 10
Infiltração 6
Carbonatação 7
Presença de cloretos 10
Presença de cloretos 10
Manchas 5
Fonte: CASTRO, 1994.
38
Fator de intensidade do dano
O fator de intensidade do dano ( ) classifica o nível de gravidade e a
evolução de uma manifestação de dano em um determinado elemento,
segundo uma escala de 0 a 4, na forma proposta por Klein et al (1991), como
segue:
Sem lesões = 0
Lesões leves = 1
Lesões toleráveis = 2
Lesões graves = 3
Estado crítico = 4
O presente trabalho propõe uma classificação onde se identifique o nível
de gravidade das lesões e sua evolução, segundo as características
específicas, mostrada na Tabela 3.
Tabela 3. Classificações dos danos e fatores de intensidade ( ).
Tipos de danos Fator de intensidade do dano – Tipos de manifestação
Segregação 1. Superficial e pouca significativa em relações as dimensões da peça;
2. Significantes em relação às dimensões da peça; 3. Profunda em relações as dimensões da peça, com ampla
exposição da armadura; 4. Perda relevante da seção da peça.
Eflorescência 1. Início da manifestação; 2. Manchas de pequenas dimensões; 3. Manchas acentuadas, em grandes extensões.
Esfoliação 1. Pequenas escamações do concreto; 2. Lascamento de grandes proporções com exposições da
armadura; 3. Lascamento acentuada com perda relevante da seção.
Desagregação 1. Início de manifestação; 2. Manifestações leves; 3. Por perda acentuada de seção e esfarelamento do concreto.
Cobrimento 1. Menores que os previstos em norma sem, no entanto, permitir a localização da armadura;
2. Menor do que o previsto em norma, permitindo a localização da armadura ou armadura exposta em pequenas extensões;
3. Deficiente com armaduras expostas em extensões significativas.
39
Manchas de corrosão da armadura
1. Manifestações leves; 2. Grandes manchas e ou fissuras de corrosão; 3. Corrosão acentuada na armadura principal com perda
relevante de seção.
Flechas 1. Não perceptíveis a olho nu; 2. Perceptíveis a olho nu dentro dos limites previstos em norma; 3. Superiores em até 40% as previstas na norma; 4. Excessivas.
Recalque 1. Indícios pelas características de trincas na alvenaria; 2. Recalque estabilizado com fissuras em peças estruturais; 3. Recalque não estabilizado com fissuras em peças estruturais.
Fissuras 1. Aberturas menores do que as máximas previstas em norma; 2. Estabilizadas com aberturas até 40% acima dos limites de
norma; 3. Aberturas excessivas estabilizadas; 4. Aberturas excessivas não estabilizadas.
Fonte: CASTRO, 1994.
Tabela 3. Classificações dos danos e fatores de intensidade ( ) (cont.).
Tipos de dano Fator de intensidade do dano – Tipos de manifestação
Carbonatação 1. Localizada com algumas regiões com pH<9, sem atingir a armadura; 2. Localizada atingindo a armadura, em ambiente seco; 3. Localizada atingindo a armadura, em ambiente úmido; 4. Generalizada atingindo a armadura, em ambiente úmido.
Infiltração 1. Indícios de umidade; 2. Pequenas manchas; 3. Grandes manchas; 4. Generalizada.
Presença de cloretos
1. Em elementos no interior sem umidade; 2. Em elementos no exterior sem umidade; 3. Em ambientes úmidos.
Manchas 1. Manchas escuras de pouca extensão, porém significativa; 2. Manchas escuras em todo o elemento estrutural.
Sinais de esmagamento
1. Desintegração do concreto na extremidade superior do pilar, causada por sobrecarga ou movimentação da superestrutura; fissuras diagonais isoladas;
2. Fissuras de cisalhamento bidiagonais, com intenso lascamento (esmagamento) do concreto devido ao cisalhamento e a compressão com perda substancial de seção, deformação residual aparente; exposição e início de flambagem de barras da armadura.
Desvios de geometria
1. Pilares e cortinas com excentricidade < h/100 (h=altura); 2. Pilares e cortinas com excentricidade > h/100.
Infiltração na base
1. Indícios de vazamentos em tubulações enterradas que podem comprometer as fundações;
2. Vazamentos em tubulações enterradas causando erosão aparente junto às fundações.
Juntas de dilatação obstruída
1. Perda de elasticidade do material da junta; 2. Presença de material não compressível na junta.
40
Fissuras vizinhas das dilatações
1. Lajes com início de fissuras adjacentes as juntas; 2. Grande incidência de lajes com fissuras adjacentes as juntas; 3. Idem, com prolongamento das fissuras em vigas e/ou pilares de
suporte.
Deslocamento por empuxo
1. Deslocamento lateral no sentido horizontal com excentricidade, porém estável;
2. Deslocamento lateral no sentido horizontal instável.
Fonte: CASTRO, 1994.
Grau do dano
O "grau do dano" no elemento (D) tem por objetivo quantificar a
manifestação de cada dano no elemento.
O grau do dano depende do fator de ponderação ( ), específico de cada
dano e pré-fixado de acordo com as características do elemento, e da
intensidade com que o dano se manifesta em uma determinada peça, traduzido
pelo fator de intensidade ( ).
Grau de deterioração de um elemento
O "grau de deterioração de um elemento" estrutural isolado ( ) é
determinado em função das manifestações dos danos detectados no elemento
pela inspeção, a partir do fator de intensidade atribuído a cada dano ( ), e do
grau respectivo do dano ( ).
Grau de deterioração de uma família de elementos
O "grau de deterioração de uma família" ( ) é definido como a média
aritmética dos graus de deterioração daqueles elementos que apresentem
danos expressivos. Ou seja, o cálculo do grau de deterioração da família deve
evidenciar os elementos mais danificados e não ser mascarado por aqueles
elementos com deterioração de menor grau.
Fator de relevância estrutural da família de elementos
O fator de relevância estrutural da família de elementos ( ) tem por
objetivo considerar a importância relativa das diversas famílias de elementos,
dentro do conjunto em que a obra é subdividida, no comportamento da
estrutura e bom desempenho da mesma.
Para edificações com estrutura convencional, Castro (1994) adotou em
seu trabalho uma escala que define os fatores de relevância de uma família de
elementos:
41
Elementos de composição arquitetônica: = 1,0
Reservatório superior: = 2,0
Escadas/Rampas, Reservatório inferior, Cortinas, Lajes secundárias: = 3,0
Lajes, Fundações, Vigas secundárias, Pilares secundários: = 4,0
Vigas e Pilares principais = 5,0
Alterações em alguns desses fatores, ou mesmo inclusões de outras
famílias de elementos, podem ser necessárias conforme o sistema estrutural
em análise.
Grau de deterioração da estrutura
O grau de deterioração da estrutura como um todo (Gd) é definido como
uma função dos diferentes graus de deterioração das diversas famílias de
elementos da edificação, afetados pelos respectivos fatores de relevância
estrutural, na forma proposta por Klein et al. (1991).
Considerando o conjunto de todas as "k" famílias de elementos que
compõem uma estrutura tem-se a seguinte aequação:
∑
∑
( )
Sendo:
K: número de famílias de elementos presentes na edificação;
: fator de relevância estrutural de cada família;
: grau de deterioração da família.
Após ser obtido o valor de da equação (1), uma estrutura pode ser
classificada, segundo uma escala, como apresentada pela tabela 4, em quatro
níveis de deterioração, que indicam a situação atual da estrutura e as medidas
de intervenção que deverão ser tomadas, a médio e curto prazo, objetivando
uma manutenção adequada para a estrutura.
42
Tabela 4. Classificação dos níveis de deterioração da estrutura.
Nível de deterioração Gd Medidas a serem adotadas
Baixo 0-15 Estado aceitável
Médio 15-40 Observação periódica e necessidade de intervenção em médio prazo
Alto 40-60 Observação periódica minuciosa e necessidade de intervenção em curto prazo
Crítico >60 Necessidade de intervenção imediata para reestabelecer funcionalidade e/ou segurança
Fonte: CASTRO, 1994.
3.5. Metodologia proposta por Gaspar e Brito (2005)
Gaspar e Brito (2005) apresentaram um estudo referente ao
desenvolvimento de uma metodologia que consiste numa análise probabilística
para a definição da sensibilidade às manifestações patológicas em
revestimentos de argamassas aplicados em fachadas.
Os autores observaram incidência de danos na fachada dos edifícios em
torno de seis diferentes áreas, como é apresentado na figura 5.
Figura 5. Representação esquemática da fachada.
Fonte: (GASPAR E BRITO, 2005).
43
Os autores desenvolveram para cada manifestação patológica
identificada em determinada região da fachada, níveis de degradação que
variam entre 0 (sem degradação) e 4 (elevado nível de degradação), como
apresenta a tabela 5.
Tabela 5. Nível de degradação dos revestimentos de fachada.
Nível 0 – Melhor
condição
Degradação não detectada
visualmente
Não requer
intervenção
Nível 1 – Boa
condição
Manchas na superfície
Acesso visual
Nível 2 – Degradação
suave
Fissuração (visível somente com
binóculo)
Grafite
Presença localizada de bolor
Possível infiltração de água ou sinal
suaves de eflorescência
Baixa umidade e mancha por umidade
Limpeza da
superfície
(escovação e
lavagem)
Nível 3 – Degradação
extensa
Fissuração localizada visível a olho
nu
Cantos ou bordas danificadas
Infiltrações localizadas
Eflorescências
Superfície danificada (cor e textura)
Reparo e proteção
Nível 4 – Pior
degradação
Fissuração interna
Deslocamento ou desagregação da
superfície
Infiltração interna e superfície
danificada
Elemento de aço quebrados ou
corroídos
Perda de aderência entre camadas
Destacamento da parede
Substituição
parcial ou
completa
Fonte: GASPAR E BRITO, 2005.
A fim de se identificar a ocorrência dos danos encontrados nos edifícios
emite-se em valores percentuais o quão corrente é cada tipo de manifestação
patológica verificada, em torno de cada uma das seis áreas pré-definidas,
como exemplifica a figura 6 (a).
44
Figura 6 – (a) Ocorrência das manifestações patológicas e (b) níveis de degradação próximo aos cantos e extremidades.
Fonte: (GASPAR E BRITO, 2005).
O estudo de Gaspar e Brito (2005) apresenta mapas em torno das
diferentes áreas existentes na fachada, para cada tipo de dano, a partir dos
dados obtidos. Na metodologia proposta são apresentados dois indicadores
distintos:
(a) Mapas probabilísticos: as curvas traçadas expressam a chance de
ocorrência de uma determinada manifestação patológica numa fachada, em
torno de cada uma das seis diferentes áreas de fachada previamente definidas,
observar figura 7. São obtidos através do produto da frequência de ocorrência
56,0%
15,2%
6,0% 6,0% 4,5% 4,5% 7,8%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%Fi
ssu
raçã
oD
ifer
en
cial
Um
idad
e
Fiss
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ção
po
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traç
ão
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ção
da
sup
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ênci
as
Ou
tras
(a)
21%
50%
26%
3%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
0 1 2 3 4
Nível de degradação próximo aos cantos e extremidades
45
pelo nível da degradação da manifestação patológica dada conforme a
equação 2;
sendo,
: probabilidade de ocorrência de uma manifestação patológica A
(entre 0 e 1);
: frequência de ocorrência de uma manifestação patológica A,
conforme indicado nos resultados obtidos em campo ou bancos de
dados (entre 0 e 1);
: nível de degradação registrado para uma manifestação patológica
A (entre 0 e 1), para níveis de degradação que vão de 0 (sem
degradação) a 4 (degradação intensa).
Figura 7. Mapa probabilístico da ocorrência de manifestações patológicas.
Fonte: (GASPAR E BRITO, 2005).
(b) Mapas de sensibilidade: expressam a sensibilidade de uma fachada para
uma determinada manifestação patológica (Figura 8). São obtidos pelo produto
entre a probabilidade de ocorrência “ ” e o peso de um determinado
46
problema em relação a todas as manifestações patológicas registradas, de
acordo com a equação 3;
(3)
: Sensibilidade de uma fachada para determinada manifestação
patológica A (entre 0 e 1);
: Probabilidade de ocorrência do problema A, tal como determinado
pela Equação (1);
- Peso relativo de um dado problema (A), entre todos os problemas
registrados, como os obtidos nos registros de campo ou bancos de
dados (entre 0 e 1).
Figura 8. Sensibilidade da fachada a problemas de umidade.
Fonte: (GASPAR E BRITO, 2005).
47
4. RESULTADOS ESPERADOS
Com a realização da pesquisa, espera-se obter uma avaliação adequada
do nível de degradação de edificações em alvenaria estrutural com blocos de
concreto. E com o desenvolvimento da dissertação, publicar artigos em eventos
técnicos e revistas científicas referentes ao tema de pesquisa, de forma a
contribuir com o conhecimento científico.
Tendo já publicado o trabalho: Avaliação qualitativa dos blocos de
concreto para uso em alvenaria estrutural - comercializados na cidade de
salvador e região metropolitana. 58º Congresso Brasileiro do Concreto. 2016.
Impactos esperados:
Social: Atendimento aos requisitos dos usuários das edificações.
Quanto à segurança, habitabilidade e sustentabilidade;
Científico: Contribuição para avanço de pesquisas sobre
Durabilidade de edificações em Alvenaria Estrutural;
Tecnológico: Busca-se apresentar equipamentos e técnicas de
observação de estruturas, eficientes quanto ao diagnóstico preciso
das manifestações patológicas;
Econômico: Redução de gastos com manutenções corretivas,
como por exemplo, corrigindo a verdadeira causa da manifestação
patológica;
Ambiental: Redução do impacto ambiental causado pela
degradação prematura da edificação, como por exemplo, a
redução da geração de resíduos de construção e demolição.
48
5. REFERÊNCIAS
ANDRADE, J. J. de O. (1997). Durabilidade das estruturas de concreto armado: Análise das manifestações patológicas nas estruturas no estado de Pernambuco. Dissertação de Mestrado em Engenharia civil, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 139p.
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6. CRONOGRAMA
Etapa
2016 2017 2018
Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Jan Fev
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Revisão da Literatura
Desenvolvimento da Metodologia de Inspeção
Estudo de Caso Exploratório
Defesa de projeto de dissertação
Experimentos de Laboratório
Ajuste Metodológico
Definição do Campo Amostral em Função da Classe de Agressividade Ambiental em Salvador/BA
Estudo de Caso
Defesa de qualificação
Discussões dos resultados
Defesa de dissertação
