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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE
DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
SARA DE OLIVEIRA MARQUES
ESTUDO DE CASO: DURABILIDADE EM ESTRUTURAS
DE CONCRETO ARMADO NA ANTIGA SEDE
ADMINISTRATIVA DO TRE-RN.
NATAL-RN
2016
Sara de Oliveira Marques
Estudo de caso: Durabilidade em estruturas de concreto armado na antiga sede do TRE-RN.
Trabalho de Conclusão de Curso na
modalidade Monografia, submetido ao
Departamento de Engenharia Civil da
Universidade Federal do Rio Grande do
Norte como parte dos requisitos necessários
para obtenção do Título de Bacharel em
Engenharia Civil.
Orientador: Prof.ª Dr.ª Maria das
Vitórias Almeida de Sá
Coorientador: Prof.ª MsC.ª Fernanda
Karolline de Medeiros
Natal-RN
2016
Catalogação da Publicação na Fonte
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - Sistema de Bibliotecas Biblioteca Central Zila Mamede /
Setor de Informação e Referência
Marques, Sara de Oliveira.
Estudo de caso: durabilidade em estruturas de concreto armado na antiga sede do TRE-RN / Sara de
Oliveira Marques. - 2016.
52 f. : il.
Monografia (Graduação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Tecnologia,
Departamento de Engenharia Civil. Natal, RN, 2016.
Orientadora: Profª. Drª. Maria das Vitórias Almeida de Sá.
Coorientadora: Profª. Ma. Fernanda Karolline de Medeiros.
1. Engenharia civil – Monografia. 2. Concreto armado – Monografia. 3. Estruturas de concreto –
Monografia. 4. Corrosão - Monografia. 5. Tribunal Regional Eleitoral (TRE) – Rio Grande do Norte -
Monografia. I. Sá, Maria das Vitórias Almeida de. II. Medeiros, Fernanda Karolline de. III. Título.
RN/UF/BCZM CDU 624
Sara de Oliveira Marques
Estudo de caso: Durabilidade em estruturas de concreto armado na antiga sede do TRE-RN.
Trabalho de conclusão de curso na
modalidade Monografia, submetido ao
Departamento de Engenharia Civil da
Universidade Federal do Rio Grande do
Norte como parte dos requisitos necessários
para obtenção do título de Bacharel em
Engenharia Civil.
Aprovado em 18 de Novembro de 2016.
___________________________________________________
Prof.ª Dr.ª Maria das Vitórias Almeida de Sá – Orientador
___________________________________________________
Prof.ª MsC.ª Fernanda Karolline de Medeiros – Coorientador
___________________________________________________
Prof. Dr. Marcos Lacerda Almeida– Examinador interno
___________________________________________________
Prof. Ítalo Vale Monte Júnior – Examinador externo
Natal-RN
2016
DEDICATÓRIA
"Projetando uma ideia, transformando em
realidade, com esforço e dedicação constroem-se
pontes, casas e cidades”
(Samuel Urbano)
A meus Pais que sempre me ensinaram que o
conhecimento é o único bem que ninguém
pode me roubar e que acreditam que eu sou
capaz de conseguir tudo que eu desejar.
AGRADECIMENTOS
A Deus por seu meu guia e fiel amigo, aquele que me deu todas as forças e habilidades
para conquistar o impossível, consolo no momento em que se acha que tudo vai dar
errado e melhor orientador para fazer tudo dar certo;
A minha família, que torce por mim e se orgulha de todos os meus sucessos;
A meus pais, criadores da minha personalidade, meu caráter e persistência, mainha com
seu carinho e compreensão inigualável e painho com todo aprendizado e exemplo a
passar;
A meus irmãos que são companheiros e melhores ouvintes;
A meu parceiro de vida, acompanhante durante todos esses anos, meu ombro amigo,
obrigada pelo seu carinho, broncas e ouvidos, Sérgio Torres;
Às amigas de todas as horas e que tanto me salvaram em momentos de aperto: Aline,
Flávia, Bárbara e Letícia;
Aos colegas de faculdade e de trabalho, que estarão sempre guardados na lembrança;
A meus chefes, contribuintes da minha formação, com quem sempre pude contar: Eng.
Hudney, Seu Ivo e Seu Genival;
A meus mestres, educadores, meu muito obrigado pela paciência, conselhos, e
ensinamentos que levarei por toda minha vida;
Aos órgãos e empresas que me auxiliaram com dados, permissões, ensaios e materiais:
UFRN, IFRN, TRE-RN e Construtora IG Potiguar, nas pessoas de Sandro, Seu Ivo e
Engenheiro Ronald;
Á minha orientadora que transformou o meu medo e situação complicada em uma obra
concretizada, Dra. Maria das Vitórias sempre salvando;
À minha leal orientadora que me disse sim sem pestanejar, que me auxiliou em todo o
processo deste trabalho e foi além, me aconselhando para um futuro tão amedrontador,
me ouviu sempre e fez com que tudo isso pudesse dar certo, muito obrigada,
Fernandinha, espero te encontrar muito mais durante nossas vidas.
Sara de Oliveira Marques
RESUMO
Estudo de caso: Durabilidade em estruturas de concreto armado na antiga sede do
TRE-RN.
Este trabalho visa apresentar um estudo sobre a durabilidade das estruturas de
concreto armado de um edifício antigo de um órgão público (Tribunal Regional
Eleitoral) no estado do Rio Grande do Norte, analisando as patologias presentes, com
enfoque na corrosão das armaduras, e o serviço de recuperação que ocorreu no presente
ano. A análise parte de inspeção visual e do projeto, ensaios in loco e em laboratório
atrelado ao estudo do histórico do prédio, no intuito de descobrir as possíveis causas,
avaliando, assim o procedimento de restauração das estruturas desde a escolha do
procedimento à sua execução e fiscalização.
Palavras-chave: Patologia, recuperação estrutural, concreto armado, corrosão,
durabilidade, TRE-RN
ABSTRACT
Case Study: Durability of reinforced concrete structures in the former
headquarters of the TRE-RN
This research presents a study on the durability of the reinforced concrete structures on
an old public repartition building (the Regional Electoral Court), in the state of Rio
Grande do Norte, analyzing the existent pathologies mainly the steel’s corrosion as well
as the recovery service that occurred this year. There was analysis of the visual
inspection and projects, testing on site and laboratory, together with the study of the
building's history, in order to discover the possible causes to evaluating the recovery
process of the structures, from the choice of procedure to its implementation and
supervision.
Key-words: Pathology, structural recovery, reinforced concrete, corrosion, durability,
TRE-RN
SUMÁRIO
1.Introdução ............................................................................................................................... ...1
1.1.Justificativa ............................................................................................................................. 2
1.2.Objetivos ................................................................................................................................. 2
1.2.1.Geral...............................................................................................................................2
1.2.2. Específicos .................................................................................................................... 3
1.3 Materiais e Métodos.................................................................................................................3
1.4.Estrutura da monografia...........................................................................................................5
2.Fundamentação teórica ............................................................................................................... 6
2.1.Retrospectiva histórica .......................................................................................................... 10
2.2.Corrosão de armaduras .......................................................................................................... 11
2.2.1.Processo químico ........................................................................................................ 12
2.2.2.Agentes causadores ..................................................................................................... 13
2.3.Carbonatação ......................................................................................................................... 14
2.3.1.Ensaio de profundidade de carbonatação ................................................................... 15
2.4.Ação dos íons cloretos............................................................................................................17
2.4.1.Ensaio de presença de cloretos no concreto ............................................................... 18
2.5.Reforço, reparo e recuperação de estruturas..........................................................................19
2.5.1. Recuperação de corrosão de armaduras.....................................................................21
3. O edifício sede do TRE-RN ................................................................................................ 23
3.1.O projeto.................................................................................................................................24
3.2.A execução.............................................................................................................................25
3.3.Manutenções preventivas e uso da edificação.......................................................................27
3.4.Manutenções corretivas..........................................................................................................28
3.4.1.Ensaios realizados ................................................................................................... 29
3.4.2.Recomendações do laudo ........................................................................................ 31
4.Reparo nos brises de concreto .................................................................................................. 34
4.1.Materiais utilizados................................................................................................................34
4.2.Procedimento de execução.....................................................................................................36
5.Considerações finais ................................................................................................................. 42
5.1.Resultados e discussões..........................................................................................................42
5.1.1.Ensaio de profundidade de carbonatação ................................................................. 42
5.1.2.Ensaio de presença de cloretos ................................................................................. 43
5.1.3.Ensaio de resistência à compressão do concreto atual ............................................. 44
5.1.4.Ensaio de resistência a compressão da argamassa ................................................... 46
5.1.5.Diagnótico das patologias apresentadas na estrutura do edifício ............................. 47
5.1.6.Avaliação técnica do procedimento de reparo ocorrido nos brises ........................... 47
5.2.Conclusões ............................................................................................................................ 48
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS........................................................................................52
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 - Incidência de patologias em edificações no Brasil ....................................................... 7
Figura 2 - Origens de manifestações patológicas em edificações no Brasil .................................. 7
Figura 3 - Classe de agressividade ambiental ............................................................................... 8
Figura 4 - Fatores mínimos para garantir a qualidade do concreto ............................................... 9
Figura 5 - Espessuras de cobrimentos mínimas ............................................................................ 9
Figura 6 - Processo eletroquímico da pilha de corrosão ............................................................. 13
Figura 7 - Reações que causam a carbonatação .......................................................................... 14
Figura 8 - Grau de carbonatação em função da umidade relativa do ar ...................................... 15
Figura 9 - Influência da relação água/cimento e da cura na profundidade de carbonatação ....... 15
Figura 10 - Técnicas e materiais contra a corrosão de armaduras ............................................... 22
Figura 11 - Localização da sede administrativa do TRE-RN ...................................................... 23
Figura 12 - Armaduras do brise (longitudinal, estribos e de engastamento) ............................... 25
Figura 13 - Defeitos de concretagem em viga da entrada, concreto visualmente com pouca pasta
de cimento e agregados graúdos de grande dimensão ................................................................. 26
Figura 14 - Aços na rampa mureta da rampa de acesso do prédio. a) Bitola de 20mm no início
da rampa e b) Bitola de 5mm cerca de 5m distantes da foto anterior ......................................... 26
Figura 15 – Escoamento de água dos drenos de ar-condicionado sobre as vigas ....................... 27
Figura 16 -Parede do reservatório com armadura em estado de corrosão ................................... 28
Figura 17 - Viga com armadura corroída e concreto desagregado .............................................. 28
Figura 18 - Armadura de pilar exposta após corrosão ................................................................. 29
Figura 19 - Massa de areia não argamassada no pilar ................... Erro! Indicador não definido.
Figura 20 - Teores de cloretos nos locais analisados .................................................................. 30
Figura 21 - Potencial de Corrosão dos locais analisados ............................................................ 31
Figura 22 - Superfície porosa do concreto .................................................................................. 31
Figura 23 - Diversos pontos de corrosão com desplacamento e redução de concreto de
cobrimento................................................................................................................................... 32
Figura 24 - Corrosão dos elementos brises da fachada ............................................................... 32
Figura 25 - Pedaço de concreto do brise que segregou e foi ao chãoErro! Indicador não
definido.
Figura 26 - Argamassa misturada para aplicação em balde e colher de pedreiro ....................... 35
Figura 27 - Informações sobre a argamassa fornecidas pelo fabricante ...................................... 36
Figura 28 - Procedimento de retirada do concreto segregado ou em segregação........................ 37
Figura 29 – Fissuras que permaneceram mesmo após o serviço de recuperação ........................ 38
Figura 30 - Viga passou por tratamento somente na parte de concreto que segregou, mesmo com
aparentes sinais de corrosão em trecho próximo ......................................................................... 38
Figura 31 - Defeito em brise que expõe a armadura não foi retirado o concreto para tratar o aço,
somente foi revestido com argamassa para retirar os poros ........................................................ 39
Figura 32 - Armaduras sãs a esquerda que substituíram as armaduras corroídas à direita ......... 39
Figura 33 - Processo de limpeza das barras corroídas ................................................................. 40
Figura 34 - Pintura das armaduras ............................................................................................... 40
Figura 35 - Procedimento de recomposição do elemento estrutural com argamassa polimérica 41
Figura 36 –a)Medida da espessura do brise com paquímetro; b) Face de concreto após reação
com indicador de Ph .................................................................................................................... 42
Figura 37 - Resultados do segundo ensaio .................................................................................. 43
Figura 38 – a) Primeiro ensaio em 10/08/16 de presença de cloretos; b) Segundo ensaio em
16/08/16 de presença de cloretos ................................................................................................ 43
Figura 39 - Conra-prova feita na viga próximo aos brises .......................................................... 44
Figura 40 - Fotos do concreto de brises desagregando com o toque ........................................... 45
Figura 41 – a) Medidas das dimensões usando o paquímetro; b)Corpo de prova no momento da
ruptura no ensaio ......................................................................................................................... 45
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 1 - Teores de cloretos normativos ................................................................................... 18
Tabela 2 - Resultados do rompimento de corpos de prova do concreto dos brises ..................... 44
Tabela 3 - Resultados do ensaio de compressão das argamassas do grupo A ............................. 46
Tabela 4- Resultados do ensaio de compressão das argamassas do grupo B .............................. 46
SIMBOLOGIA
SÍMBOLO SIGNIFICADO
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
A Área da seção transversal
a/c Relação água/cimento
AgNO3 Nitrato de Prata
ASTM C American Society for Testing and Materials
Ca(OH)2 Hidróxido de cálcio
Ca2+ Íon de cálcio
CAA Classe de agressividade ambiental
CaCl2, Cloreto de cálcio
Cl- Íon cloreto
cm Centímetro
cm² Centímetro quadrado
CO2 Gás carbônico
CO32- Carbonato
CP Corpo de prova
CPV-4 Semi-pilha
C-S-H Silicato de cálcio hidratado
d Dimensão básica
DDP Diferença de potencial
e- Elétron
EN Norma espanhola
fck Resistência característica do material
Fe Ferro
H2O Água
ISO Organização internacional de Padronização
kg/cm² Kilograma por centímetro quadrado
kg/dm³ Kilograma por decímetro quadrado
kgf Kilograma força
m Metro
mm Milímetro
MPa Mega Pascal (106 Pascal)
NB Norma Brasileira
NBR Norma regulamentadora brasileira
NP EN Norma Portuguesa
O2 Oxigênio
OH- Íon hidróxila
Ph Potencial Hidrogeniônico
RILEM CPC União internacional de laboratórios e experts em materiais de construção
rpm Rotações por minuto
TRE-RN Tribunal Regional Eleitoral do Rio Grande do Norte
UFRN, Universidade Federal do Rio Grande do Norte
UNI Norma Italiana
V Volts
1
CAPÍTULO I
1. Introdução
A durabilidade vem sendo cada vez mais estudada no ramo da construção
civil nos últimos anos, com a normatização mais ativa nesse ponto garantir a vida útil
das estruturas agora é objetivo imprescindível de qualquer projeto. Mas quando a
edificação teve seu projeto concebido sob as instruções anteriores a esse conceito a
dificuldade está em intervir na estrutura de forma a prolongar essa vida útil.
É comum identificar prédios antigos que apresentem manifestações de
diversas patologias dentre elas a mais preocupante é a corrosão das armaduras em
estruturas de concreto armado. Segundo a ABNT NBR 6118-2014 o risco e a evolução
da corrosão do aço dependem essencialmente da qualidade e da espessura do concreto
de cobrimento da armadura, dessa forma torna-se fácil entender o porquê de edifícios
construídos há mais de 20 anos apresentarem problemas com armaduras corroídas.
A espessura de cobrimento usual há 20 anos atrás era 10 à 20mm, valores
muito inferiores aos indicados por normas atuais – cerca de 30mm a depender da classe
de agressividade. Quanto às características do concreto observa-se resistências médias
de 15Mpa, que segundo Ho e Lewis (1987) estão intimamente ligados à altas relações
água/cimento as quais conferem grande porosidade e permeabilidade, ao concreto,
tornando-o susciptivel no surgimento de manifestações patologicas..
A fim de avaliar a durabilidade de um edifício sede TRE/RN propõe-se
neste trabalho realizar inspeções, ensaios e avaliações, estudando a presença de corrosão
das armaduras presentes principalmente em peças chamadas brises - que tem função de
proteção solar às janelas – identificando as origens e consequências, bem como
acompanhar a solução tomada pelo órgão como reparo, sua execução e os materiais
empregados.
Dessa forma, busca-se entender como o ambiente, o projeto, os materiais,
o processos contrutivos e o histórico de manutenções são cooperadores do surgimento
da patologia, além de apresentar uma visão técnica da proposta de reparo executada pelo
tribunal.
2
1.1. Justificativa
O conceito de durabilidade nas edificações é relativamente novo com
relação à orientações normativas, começando a existir na versão de 2003 da NBR6118
que revolucionou a maneira de projetar e construir no Brasil. As estruturas de concreto
armado são normalmente construídas no intuito de deter-se uma grande vida útil, a fim
de evitar à reparos e recuperação, que representam custos adicionais, e por
consequência, transtornos, no que se refere a utilização de edificação. Quanto ao prédios
públicos em muitas situações, é importante ressaltar que muitos não possuem equipe
técnica para gerenciar a manutenção dos prédios, e os que a tem, muitas vezes são
funcionários mais antigos e sem conhecimentos dos fundamentos teóricos, fazendo com
que o conceito de durabilidade das edificações e cuidado com as manifestações
patológicas presentes não seja tratado com o devido valor.
Devido a esta situação é comum observar os edifícios sede de tribunais,
prefeituras e fóruns com diversas patologias, devido ao método construtivo empregado
na época de sua construção, bem como a falta de manutenções preventivas necessárias.
Quando as manifestações patológicas começam a dificultar ou até mesmo impedir a
funcionalidade do prédio, as manutenções corretivas e reparos aparecem, no entanto,
por falta de equipe técnica suficientemente treinada, nem sempre as soluções são as
mais econômicas e duradouras.
Com isso, apresenta-se o tema deste trabalho de conclusão de curso
(TCC), com o intuito de demonstrar uma situação comum nos edifícios publicos
brasileiros mais antigos, enfatizando a necessidade de capacitação e pesquisas dos
engenheiros responsáveis, no que diz respeito aos cuidados com a durabilidade das
construções, reparos em patologias e reforços em estruturas de concreto armado.
1.2. Objetivos
1.2.1. Geral
Identificar as manifestações patológicas presentes e avaliar a recuperação
estrutural em brises de concreto armado, os quais apresentam grande corrosão de
armaduras e segregação do concreto, na antiga sede do TRE-RN construída nos anos 80
– não havendo o registro de nenhuma manutenção nas peças - identificando a patologia,
3
possíveis causas, nível de degradação e coerência da recuperação aplicada. Contribuir
para o conhecimento técnico da equipe do TRE/RN no que se refere as manifestações
patólogicos e procedimentos de reparo, contribuir para o prolongamento da vida útil das
estruturas do TRE.
1.2.2. Específicos
a) Vistoriar o edifício para identificação dos problemas patológicos encontrados
nas estruturas;
b) Realizar ensaios que indiquem o ataque por carbonatação e íons cloretos, bem
como os ensaios de resistência a compressão a fim de avaliar a qualidade do
concreto atual;
c) Diagnosticar as possíveis causas da patologia através de um estudo do projeto,
métodos construtivos da época, localização do prédio e manutenções
preventivas;
d) Ensaiar a argamassa utilizada no reparo quanto a resistência à compressão;
e) Analisar o método de recuperação aplicado no edifício, julgando-o ou não
procedente do ponto de vista técnico;
1.3. Materiais e Métodos
Os processos metodologicos usados para realização do TCC se deram
primordialmente por identificarem as manifestações patológicas e acompanhamento da
execução da recuperação estrutural requisitado pelo órgão. Observando os processos
como escolha e preparação da argamassa, identificação dos locais a serem reparados,
tratamento das barras em estado de corrosão, aderência do concreto velho com o novo
produto de reparo, avaliação do reparo, cuidados com danos à estrutura já fragilizada e
execução de cura e tratamento de fissuras.
Paralelo a isto, aconteceram os ensaios que buscam mensurar os ataques
ao concreto. Primeiramente relativos à carbonatação, seguindo a descrição da RILEM
CPC-18 (1984), foi aspergido uma solução de fenolftaleína à 1% em alcóol etílico na
parte interna de concreto, ou seja, a camada superficial deveria ser retirada com
ponteiros e marretas até que uma face interna fosse visualizada, então a solução foi
borrifada à face e as reações aconteceram, apresentando uma coloração vermelho-
4
carmim no concreto ainda não carbonatado e ficando incolor no material que já sofreu o
ataque. Outro ataque que foi avaliado é o por íons cloretos, esse aconteceu pela aspersão
de solução de nitrato de prata, indicador químico de presença de cloreto (0,1 M
AgNO3), seguindo a norma UNI 7928 (1978), de forma análoga ao processo anterior as
cores apresentadas serão marrom/alaranjado para o concreto saudável e ocorrência de
precipitado branco no concreto com a patologia, como afirma Botelhoe Silva (2008).
Também foram realizados ensaios no laboratório de materiais do Núcleo
de Tecnologia da UFRN, para determinar resistência à compressão, do concreto
atualmente presente nos brises e da argamassa de reparo utilizada.
Para o primeiro foram rompidos 3 corpos de prova cúbicos de aresta de
aproximadamente 5cm, baseada na norma européia NP EN 12390-1 onde no item 4.1
está escrito: “a dimensão básica deverá ser escolhida para ter no mínimo três vezes e
meia a dimensão nominal do agregado do betão”. Como o concreto do brise é composto
de brita 0 (cascalhinho) tem dimensão máxima de 9,5mm resultanto em d=33,25mm no
mínimo. O rompimento destes corpos de prova seguem a ABNT NBR 5739-2010, e a
extração ocorreu de partes do concreto que segregaram, uma vez que a extração de
corpos de prova testemunho foi inviabilizada devido aos danos à estrutura já debilitada.
Já para a argamassa utilizada no reparo foram moldados 8 corpos de
prova cilíndricos, com 5cm de diâmetro e 10cm de altura, sendo 2 com argamassa que
estava sendo utilizada para recuperação no momento, denomidados A-1 e A-2 e 6 com
argamassa preparada somente para moldagem dos cp’s (B-1, B-2, B-3, B-4, B-5 e B-6),
seguindo a ABNT NBR7222-1994.
O diagnóstico da possível origem das manifestações patológicas
presentes, foi realizado através da união dos conhecimentos teóricos aplicados no
contexto do edifício. Para isso além dos ensaios foram analisados as pranchas dos
projetos estruturais, as evidências de construção como alguns aspectos presentes no
concreto – presença de defeitos de concretagem ou fissuras por retração devido à
ausência de cura, por exemplo – e os documentos técnicos ao longo da vida da
edificação como laudos, projetos de licitações e registros fotográficos.
5
1.4. Estrutura da monografia
Para melhor entendimento e organização das análises realizadas no
presente trabalho, este foi divido em capítulos, são eles:
Capítulo I:introdução ao assunto do trabalho, explicando do que se trata
o tema, sua importância de estudo, objetivos a serem alcançados, bem como a forma de
estruturação do TCC.
Capítulo II: histórico de estudos sobre o tema, juntamente com uma
fundamentação teórica sobre o assunto, revisão bibliográfica sobre durabilidade,
corrosão das armaduras, ataques ao concreto do por meio de carbonatação e íons
cloreto, e sobre os ensaios realizados no trabalho, além de pesquisas sobre a os reparos
estruturais em casos semelhantes de patologias.
Capítulo III: caracterização da edificação quanto à métodos
construtivos, localização, agressividade, manutenções preventivas e corretivas.
Capítulo IV: explanação a respeito da execução do reparo estrutural
ocorrido nos brises, comentando os materiais utilizados e métodos aplicados.
Capítulo V: Resultados, discussões e conclusões.
6
CAPÍTULO II
2. Fundamentação teórica
A durabilidade de uma estrutura é a capacidade de resistir à ação de
intempéries, ataque químico, abrasão, ou qualquer outro processo de deterioração
(METHA e MONTEIRO,2008). Já a vida útil segundo a ISO 13823:2008 é “o período
efetivo de tempo durante o qual uma estrutura ou qualquer de seus componentes
satisfazem os requisitos de desempenho do projeto, sem ações imprevistas de
manutenção ou reparo”. O concreto é um material amplamente utilizado no Brasil
devido a vantagens como preço, disponibilidade de materiais, pouca energia de
fabricação, resistência mecânica, mão-de-obra vasta, entre outras, é considerado durável
pois as estruturas em concreto armado chegam a possuir mais de 50 anos de vida útil,
porém sua durabilidade está intrínseca à qualidade da produção, podendo apresentar
diversos problemas prematuramente devido à má qualidade.
Definindo patologia como o baixo, ou o fim do desempenho da esturtura
em si, no que diz respeito à estabilidade, estética, servicibilidade e, principalmente,
durabilidade da mesma com relação às condições a que está submetida (RIPPER;
SOUZA, 1998) pode-se ligar a existência de patologias como a diminuição ou o fim da
vida útil em um edifício. A manifestação patológica advém de causas intrínsecas e
extrínsecas à edificação, as intrínsecas são inerentes à própria edificação podendo ser
falhas humanas durante a execução, ausência de manutenção, causas naturais químicas,
físicas e biológicas, ou próprias a estrutura porosa do concreto; enquanto as extrínsecas
são agentes externos que interferem na edificação como falhas de projeto ou utilização,
ações mecânicas, físicas, químicas e biológicas.
Carmona e Marega em 1988 realizaram estudos sobre patologias em
edificações identificando quais as maiores incidências, como na Figura 1, se mudança
de utilização, colapso, umidade, deslocamentos, corrosão, defeitos executivos ou
fissuras; e ainda as origens destas manifestações, como na Figura 2, separando-as em
erro de projeto, execução, utilização, materiais, fortuitas (acidentais), conservação ou
congênitos (ataque de sulfatos em reservatórios químicos em industrias, por exemplo).
As Figuras 1 e 2 ilustram ...
7
Figura 1- Incidência de patologias em edificações no Brasil.
FONTE: Carmona e Marega, 1988.
Figura 2 - Origens de manifestações patológicas em edificações no Brasil.
FONTE: Carmona e Marega, 1988.
No item 7 da ABNT NBR 6118-2014 são apresentados alguns critérios
de projeto que visam a durabilidade dentre eles a drenagem da água em superfícies de
concreto, formas arquitetônicas e estruturais, detalhamento da armadura, controle da
fissuração, medidas especiais (como impermeabilização e proteção catódica), inspeção e
manutenção preventiva e qualidade do cobrimento do concreto. Destaca-se este último
como primordial, uma vez que o concreto de cobrimento é a principal proteção a
entrada de agentes agressores que possam atingir o aço – material mais sensível à
ataques químicos e principal causador de manifestações patológicas como corrosão e
fissuras.
A depender do tipo de ambiente que a estrutura de concreto está
submetida o risco de deterioração da estrutura é maior ou menor, devido à concentração
de agentes agressivos como gás carbônico e cloretos. Classifica-se cada ambiente em
8
uma agressividade ambiental (CAA) apresentada na tabela 6.1 ABNT NBR6118:2014
disponível na Figura 3.
Figura 3 - Classe de agressividade ambiental
FONTE: ABNT, 2014.
Segundo a referida norma, a durabilidade das estruturas é altamente
dependente das características do concreto e da espessura e qualidade do concreto do
cobrimento da armadura, e por isso, especifica essas características nas tabelas 7.1 e 7.2
apresentadas nas Figuras 4 e 5.
9
Figura 4 - Fatores mínimos para garantir a qualidade do concreto
FONTE: ABNT, 2014.
Figura 5 - Espessuras de cobrimentos mínimas
FONTE: ABNT, 2014.
10
Ademais a ABNT NBR6118-2014 preconiza o atendimento do cimento às
normas aplicáveis e o consumo mínimo de cimento por metro cúbico de concreto,
proíbe o uso de aditivos à base de cloreto (limitada pela ABNT NBR 12655-2006) .
No que se refere à durabilidade, a água no concreto é considerada um dos
principais agentes deletérios, desde o estado fresco do concreto onde é necessário o uso
de água na mistura, a sua dosagem correta é essencial, pois a água em excesso não é
usada para reagir com o cimento e formar os produtos de hidratação que conferem
resistência, mas é em sua grande parte evaporada formando poros no concreto, que
aumentam a sua permeabilidade. Não obstante a água pode atuar como agente lixiviador
causando patologias como eflorecência e também é composto essencial para a
carbonatação, reação álcalis-agregado e corrosão de armadura.
A deterioração do concreto é dividida em duas classes de causas: físicas e
químicas. As físicas subdivididas em mais 2 categorias sendo o desgaste superficial ou
perda de massa devido à abrasão, erosão e cavitação; e fissuração devido à gradientes
normais de temperatura e umidade, cristalização dos sais nos poros, carregamento
estrutural e exposição a temperaturas extremas, como congelamento ou fogo. Já as
químicas possuem 3 categorias a hidrólise dos componentes da pasta de cimento por
água mole; reação de troca catiônica entre flúidos agressivos e a pasta de cimento; e
reações químicas levando a formação de produtos expansivos, como no ataque por
sulfato, reação álcali-agregado e corrosão da armadura (METHA e MONTEIRO, 2008).
Mesmo havendo essa distinção das causas o mais comum é a ocorrência simultânea
como a erosão seguida de hidrólise por água mole.
2.1. Retrospeciva histórica
A norma brasileira ABNT NBR 6118-2014 pode ser considerada uma
grande referência para qualquer trabalho que trate da elaboração de projetos de
estruturas de concreto armado. Nas suas últimas revisões o documento vem
apresentando grandes mudanças, devido principalmente ao conceito de projeto ter
sofrido alteração. A era da tecnologia trouxe aos projetistas o conceito de
responsabilidade pela durabilidade e vida últil da estrutura que anteriormente não era
um objetivo a ser atingido e o maior rigor por padrões de qualidade com preceitos da
11
ISO (International Organization for Standardization) levou a associação a adaptar a
normatização.
A primeira norma foi criada em 1940, chamada NB-1 é a pioneira da
associação brasileira de normas técnicas trazia pouca ou nenhuma recomendação que
visasse o cumprimento da vida útil, foi modificada nos anos de 1960, 1978, 2003 e mais
recentemente em 2014. Os 25 anos de lacuna que existiram entre a revisão de 78 e de
2003 foram os mais impactantes, pois nos anos 90 que as maiores mudanças ocorreram.
Devido a isso, toda a estrutura da norma mudou, começando pelo fato que a nova
revisão só contemplava a elaboração do projeto e não mais procedimentos de execução,
além disso, novos capítulos foram criados como durabilidade.
Desde o final dos anos 80 surgiram bibliografias tratando das patologias,
porém, o foco principal era na conFiguração de aparecimento e no tratamento. Como o
livro do Thomaz em 1988 tratando das tricas em edifícios, ou Souza e Ripper em 1998
com um livro específico em recuperação de estruturas de concreto.
É notório o aumento de pesquisas sobre a durabilidade nos anos 2000,
principalmente após a revisão da norma, e livros que buscavam entender os processos
patológicos a nível de microestrutura começaram a surgir, como os dos autores Metha e
Monteiro. Temas de artigos em congressos ficaram mais comuns, Isaia em parceria
com o Ibracon lança o livro tratando do concreto e comentando os processos de
degradação deste.
Além disso, com o enfoque na sustentabilidade surgiram os concretos
especiais com adições, e as pesquisas com esses materiais são atreladas, em sua maioria,
em análises de durabilidade e ataques patológicos, como as dissertações de Barroso em
2013 com adições de Metacaulim e de Medeiros em 2016 com adições de cinzas de
cana de açucar.
2.2. Corrosão de armaduras
A corrosão do metal é um processo químico, natural e inerente a barra de
aço utilizada no concreto armado. Quando trata-se de concreto armado, a interação dos
dois materiais é benéfica ao aço, evitando a corrosão através de dois mecânismos de
12
proteção, fisicamente o concreto atua como barreira impedindo o contato do aço com o
exterior, e quimicamente o elevado Ph do concreto promove a formação de uma película
passivadora, fina camada de óxidos de ferro na superfície da barra, protegendo o aço
contra o início de corrosão (SANTOS, 2015).
A corrosão é entendida como um ataque da natureza preponderantemente
eletroquímica do aço que ocorre em meio aquoso, ocorre quando há a formação de uma
película de eletrólito devido à umidade do concreto (BOTELHO E SILVA, 2008).
Dessa forma, é mais fácil previnir que o fenômeno aconteça que tentar sanar o problema
ocorrido.
Segundo METHA E MONTEIRO (2008), à corrosão das armaduras é
atribuído o efeito combinado de mais que uma única causa. É uma das patologias mais
frequentes por ser processo inerente do material, mesmo quando adequadamente
executadas, e, causadora de ruína em edifícios, dada a importância do aço na absorção
de tensões de tração. Os danos à estrutura caminham de fissuração do concreto, perda de
aderência aço-concreto e diminuição da seção transversal da barra ou ainda sua ruptura.
2.2.1. Processo químico
A corrosão nada mais é que uma pilha eletroquímica, ocorre devido à
diferença de concentração de íons dissolvidos (diferença de potencial – DDP) como
álcalis do cimento ou cloretos livres. Para tanto supõe-se uma reação de oxidação e uma
de redução com circulação de íons por um eletrólito, gerando, então, na superfície do
metal duas zonas: o ânodo, produz oxidação do metal liberando elétrons; e o cátodo, que
recebem os elétrons reagindo para produzir a redução de alguma substância presente no
eletrólito (LAPA, 2008). Na Figura6 é apresentado o processo ilustrativos das seguintes
reações que ocorrem na pilha:
ÂNODO:
CÁTODO:
13
Figura 6 - Processo eletroquímico da pilha de corrosão.
FONTE: METHA e MONTEIRO, 2008.
Dessa forma, faz-se necessária a presença de água e oxigênio para a
reação de corrosão. Além disso, são formados produtos (óxido de ferro – ferrugem) de
maiores volumes, o que gera a expansão (até 600% em relação ao metal original)
causadora da fissuração do concreto, o que torna o aço mais susceptível aos agentes
externos aumentando a velocidade das reações.
2.2.2. Agentes causadores da corrosão das armaduras
O processo anódico não ocorre sem que o filme de óxido de ferro
protetor seja removido em ambiente ácido – por exemplo, a carbonatação do concreto -
ou se torne permeável pela ação de íons cloretos. Uma vez iniciada a corrosão, através
da quebra da película passivadora, para o processo catódico são necessário oxigênio e
água, METHA e MONTEIRO (2008). Dessa forma, atribui-se a causa da corrosão os
mecanismos de carbonatação do concreto e ataque dos íons cloretos, sendo
indispensável a presença de CO2 ou Cl- para início do processo e água e oxigênio para
prolongação, como a entrada destes agentes se dá principalmente através dos poros, um
concreto permeável é a origem principal desta patologia.
14
2.3. Carbonatação
Por definição a carbonatação é a reação que transforma íons alcalinos
como cátions de sódio, potássio e cálcio em sais de carbonatos desses elementos, pela
ação ácida do CO2 presente no ar (ISAIA, 2011). Segundo Vaghetti (2005) o hidróxido
de cálcio e o gás carbônico se dissolvem na solução aquosa dos poros do concreto
liberam Ca2+
e CO32-
que reagem formando o carbonato de cálcio conforme as equações
presentes na Figura 7.
FONTE: ADAPTADO DE SANTOS, 2015.
O produto desta reação, o carbonato, é maior em volume que o hidróxido
de cálcio consumido, diminuindo os poros e consequentemente, deixando a reação mais
lenta com o tempo, porém há um aumento da porosidade capilar (ISAIA, 2011).
Segundo Neville (1997), a carbonatação pode ocorrer mesmo em ambientes com baixa
concentração de CO2 na atmosfera (0,03% em volume – ambientes rurais) fazendo,
então, que a carbonatação seja um dos agentes iniciadores da corrosão mais importantes.
Destaca-se nas alterações físicas que esta reação ocasiona o aumento da
dureza superficial do concreto, como afima Isaia (2011), o que vem a camuflar os
ensaios de esclerometria utilizados em inspeções de estudos patológicos para correlação
com a resistência à compressão do concreto. Como principal consequência tem-se a
diminuição do Ph saindo da ordem de 12,5 devido primordialmente ao Ca(OH)2
consumido na reação, para cerca de 9,4, fator iniciadorda perda da camada de
passivação da armadura e sua corrosão (LAPA, 2008).
A ocorrência e velocidade da reação dependem das condições de
exposição (ambiente) e das caracterísicas do concreto. No tocante ao ambiente tem-se a
concentração de CO2 da atmosfera, a temperatura e principalmente a umidade relativa,
que possui valor ótimo entre 50-70%, como apresentado na Figura 8, já que os poros
Figura 7 - Reações que causam a carbonatação
15
precisam está parcialmente saturados para garantir a difusão do íon carbonato e entrada
do gás carbônico (VENUAT e ALENXANDRE, 1969 APUD ROSENBERG ET AL,
1989).
Figura 8 - Grau de carbonatação em função da umidade relativa do ar
FONTE: VENUAT e ALEXANDRE, 1969 APUD ROSENBERG ET AL, 1989.
Quanto as características do concreto, destaca-se o sistema de poros do
concreto, uma vez que são necessários que os agentes estejam presentes nos poros do
concreto para que aconteçam as reações apresentadas a quantidade de poros e sua
ligação é de extrema importância. Os fatores que interferem no sistema de poros são a
relação água/cimento, o tipo do cimento, o teor do cimento, as adições minerais e a
cura. O aumento da relação água/cimento gera um aumento da permeabilidade e da
profundidade de carbonatação, devido a facilidade de difusão do CO2, conforme
apresentado na Figura 9(LAPA, 2008).
Figura 9 - Influência da relação água/cimento e da cura na profundidade de
carbonatação
FONTE: SALTA,1996 APUD PINA, 2009.
16
O teor de cimento, o tipo do cimento e as adições minerais além de
influenciarem na formação dos poros tem papel primordial na composição da reserva
alcalina do concreto. O cimento é necessário para formação do hidróxido de cálcio
consumido na reação de carbonatação, portanto, maiores teores de hidróxido de cálcio
significam mais produtos para reação desacelerando a frente de carbonatação levando a
maiores tempos para atingir a armadura. No entanto, o cimento pode gerar retração e
fissuração da pasta, favorecendo a entrada de gás carbônico e acelerando a carbonatação
na peça (ISAIA, 2011).
A carbonatação não deteriora o concreto, porém é o agente despassivante
da armadura e causa o início da corrosão. Portanto, para fins de durabilidade é
necessário se conhecer a profundidade carbonatada do concreto, para identificar sua
proximidade com a armadura e assim impedir a despassivação.
Quanto aos reparos e proteção do concreto à reação de carbonatação vem
ocorrendo a implantação da EN 1504 (2009), norma européia que traz uma nova
abordagem. Com o conceito do princípio 7 a norma visa preservar e restaurar a
passividade da armadura, dentre os métodos tem-se o aumento do cobrimento com um
revestimento adicional antes de ocorrer a carbonatação (argamassa, tintas ou concreto),
a subistituição do concreto carbonatado (quando ainda não atingiu a armadura) e a
realcalinização do concreto (eletroquímica ou por difusão), esta última ainda
incoviniente, segundo Isaia (2011), por ser demorada e de difícil controle da correta
distribuição do material de revestimento.
2.3.1. Ensaio de profundidade de carbonatação
Segundo Isaia (2011) existem alguns procedimentos e técnicas para
avaliar a carbonatação, como análise do microscópico eletrônico de varredura, análise
termogravimétrica, difração de raio-X, análise petrográfica, espectroscopia de
infravermelho, densimetria por radiação gama e a aspersão de indicadores de Ph. Este
último normatizado pelada RILEM CPC-18 (1988), o ensaio para detectar a
profundidade que o concreto sofreu carbonatação é altamente difundido e utilizado em
laudos de perícias e avaliações.
17
Em contato com a solução alcalina do concreto os indicadores
apresentam diferentes colorações para o concreto são e o carbonatado, é importante,
então conhecer o ponto de virada do indicador, para identificar a variação no Ph
prejudicial para a despassivação da armadura, no caso, cerca de 9 como já referenciado
anteriormente, dessa forma, o uso da fenolftaleína é normatizado e indicado.
2.4. Ação dos íons cloretos nas estruturas de concreto
Segundo Andrade (1993), a corrosão das armaduras devido aos íons
cloretos ocorre quando o conteúdo de íons em contato com o aço ultrapassa um valor
limite. Ou seja, o cloreto é também um agente iniciador de corrosão, despassivante da
armadura, porém, se difere da carbonatação uma vez que participa ativamente das
reações de corrosão como catalizador acelerando o processo, e ainda não é consumido
permanecendo próximo a armadura o que aumenta substancialmente a condutividade
elétrica do eletrólito, potencializando o processo (TESARI, 2001).
Os mecanismos de entrada do cloreto no concreto vão desde a própria
composição do concreto através da água ou agregados contaminados, ou aditivos como
aceleradores de pega com CaCl2, até mesmo adivindos do ambiente quando há contato
com água do mar, atmosfera marinha, poluentes industriais e produtos agressivos
(MEDEIROS, 2016). No entanto nem todos os cloretos presentes no concreto são
agentes despassivadores, segundo Crauss (2010), pode-se encontrar os cloretos
combinados quimicamente ao C-S-H ou aos cloroaluminatos de cálcio, sais de Friedel
(C3A.CaCl2.10H2O), adsorvidos nas paredes dos poros ou ainda livres em solução dos
poros do concreto, este último responsável pelo desencadeamento do processo
corrosivo.
Ambientes com CAA IV são ainda mais agressivos quando se trata de
ataque por íons cloretos, os respingos de maré gerão um ciclo de umidecimento
provocando uma sucção capilar, pois os poros estavam secos e por diferença de pressão
a água salgada adentra nos poros carreganto cloretos, quando a maté baixa o poro deixa
de está saturado, no entando o cloreto permanece e o ambiente fica propício ao ataque.
As condições de ocorrência da reação se assemelham à carbonatação,
poros parcialmente saturados e permeabilidade do concreto, portanto os fatores que
18
influenciam as velocidade da carbonatação como teor de cimento, adições minerais e
relação água/cimento também alteram as reações com íons cloreto. Porém o resultado
do ataque por íons cloretos é mais agressivo por causarem uma corrosão do tipo pite,
puntiforme, ou seja, cavidade com elevada relação entre o comprimento e o diâmetro
(RIBEIRO, 2014).
É comum a ocorrência dos dois mecânimos patológicos em conjunto, a
carbonatação e o ataque por íons cloretos, e um potencializa o outro. Segundo Tuutti
(1982) o concreto possui uma certa quantidade de cloretos combinados e livres, e
mesmo que esta quantidade não for necessária para despassivar a armadura, após a
carbonatação parte dos cloretos combinados passa a condição de livres podendo quebrar
a película passivadora e assim iniciar a corrosão.
Uma polêmica em relação aos cloretos, segundo Bauer (2005), é a
concentração crítica de íons que provocam a despassivação. Os instrumentos
normativos internacionais fazem menção a porcentagem de cloretos em relação à massa
de cimento, conforme a tabela 1.
Tabela 1 - Teores de cloretos normativos
NORMA PARA CONCRETO TEOR DE Cl (%)
EH – 88 (Espanhola) 0,4
PR EM – 206 (Espanhola) 0,4
BS – 8110/85 (Inglesa) 0,2-0,4*
ACI – 318/83 (Norte americano) 0,15-0,3-1,0**
* O limite varia em função do tipo do cimento
** O limite varia em função da agressividade ambiental
FONTE: ADAPTADO DE CASCUDO,1997 APUD BOTELHO E SILVA, 2008.
2.4.1. Ensaio de presença de cloretos no concreto
Com o objetivo de identificar a presença de cloretos livres no concreto se
é utilizado o método clorimétrico. Tal procedimento consiste na aspersão de solução de
nitrato de prata em área superficial de concreto recém fraturado. Foi desenvolvido por
Collepardi et al., e posteriormente normatizado na Itália (BOTELHO E SILVA, 2008).
19
É um método qualitativo, pois apenas informa a presença de cloretos por diferença de
coloração e não indica a quantidade de íons, no entanto, é de grande auxílio para um
teste inicial evitando de se realizar outros testes mais onerosos quantitativos.
2.5. Reforço, reparo e recuperação de estruturas de concreto
Uma vez detectada a patologia da estrutura de concreto armado,
conforme Souza e Ripper (1998), deve-se realizar uma inspeção detahada no intuito de
determinar as condições da estrutura avaliando as anomalias, encontrando as causas, as
ações a serem tomadas e assim os métodos a serem adotados na recuperação. Uma
metodologia genérica para inspeção de estruturas pode ser dividida em três partes
principais: levantamento de dados, análise e diagnótico (AMBROSIO, 2004).
Dentre as três etapas o levantamento de dados deve ser realizada com
critérios pré-estabelidos, pois a par dos dados corretos que se chega a uma boa análise e
diagnótico. Segundo Ambrosio (2004), deve ser dada a devida atenção para: a
classificação do agressividade do ambiente; observações visuais com medições de
elementos; estimativa das possíveis consequências a fim de tomada de medidas
preventivas como escoramentos ou interdição da estrutura; documentação fotográfica,
medições de deformações; avaliação dos agentes agressores como o cloreto e a
carbonatação; identificação e medidas de trincas e fissuras, avaliar o projeto; a
execução, o uso e manutenção da edificação; instrumentação e ensaios labotatoriais
necessários.
A análise dos dados é a etapa que conduz ao entendimento do
comportamento e do surgimento das patologias tomando-se o cuidado para o
encobrimento de problemas mais graves por sintomas mais simples ou ainda o
conhecimento que o conjunto de causas é mais comum que um problema singular, já a
última etapa, o diagnóstico é a conclusão da análise dos dados levantados, sendo
necessário, muitas vezes, voltar à primeira etapa para recolhimento de algum dado
pendente crucial para tomada de decisões, além disso, o diagnóstico depende de
diversos fatores como econômicos e de segurança, por exemplo, e um problema pode
apresentar diversas soluções que se encaixam ou não nestes fatores (AMBROSIO,
2004).
20
Quando há uma análise precisa das causas e efeitos das patologias é
possível definir as técnicas adequadas, selecionar os materiais, equipamentos e mão-de-
obra necessários para a qualidade do serviço de recuperação. Quando é identificado
grande comprometimento das armaduras e das peças é provavél que a recuperação
esteja atrelada ao reforço estrutural, que demanda o engenheiro calculista para o serviço.
Ambrosio (2004) em sua monografia escreveu: “O projetista deve
esclarecer sobre as diversas hipóteses que porventura possam ocorrer, comparando
custos de execução e qualidade final (resultado do serviço)”. Acrescentando que a
segurança atingida e a previsão de custos com manutenções futuras devem ser
conhecidas do cliente para que este seja apto a optar pela execução do reparo, a não
intervenção ou a demolição e inativação do local.
2.5.1. Recuperação de corrosão de armaduras
Arivabene (2015) apresenta a corrosão como uma patologia decorrente
da exposição ao ambiente agressivo, utilização de materiais de má qualidade e
negligência nos processos de execução. E como já referenciado é necessário tratar a
causa do problema para a recuperação ser de quaidade.
Quando há a patologia é identificada inicialmente e a armadura ainda
possui as suas características preservadas, como seção transversal sem perdas e
integridade da barra, é possível realizar o reparo no concreto que a envolve, devolvendo
sua alcalinidade perdida no caso de carbonatação ou retirando os íons cloretos livres que
desencaderam o processo de corrosão. No entanto, quando é identificado
comprometimento da armadura é necessário substituir o aço para que a estrutura
mantenha sua capacidade de suporte.
“O tratamento da corrosão, tanto do aço como do concreto, implica em
remoção de concreto, com limpeza e, às vezes, com a substituição de
armaduras e com recomposição das partes removidas. Como a remoção do
concreto pode fragilizar a estrutura, prejudicando sua estabilidade, qualquer
tratamento somente poderá ser iniciado após uma inspeção e a existência de
um projeto com especificações.”
Lapa, 2008.
Segundo Lapa (2008), o tratamento pode ser divido em etapas, porém
algumas podem ou não ser executadas a depender do que o projeto explicita, são elas:
21
definição da área a ser tratada;
remoção do concreto contaminado com cuidados para não
prejudicar ainda mais a armadura (uso de jato d’água ou
ferramentas manuais), deve-se deixar folga entre armadura e
concreto de no mínimo 2cm e ser prolongada até atingindo o
comprimento de ancoragem na barra ainda não corroída; limpeza
das barras corroídas com escova de aço;
avaliar a perda de seção transversal das barras para substituições
necessárias (perdas maiores que 10% são indicadas a
substituição);
pintura das barras com tinta anti-ferrugem;
recompor a seção da peça com concreto convencional ou
projetado e desempenado, cuidando do lançamento e
adensamento, como também a cura úmida de sete dias;
a resistência do novo concreto deve ser até 20% maior que o
existente.
Atualmente, existem novos materiais no mercado que podem substituir o
concreto para recomposição da peça. Arivane (2015) mostra o uso de materiais de
consistência plástica que vão de argamassas a concretos próprios para recuperação
fazendo a ressalva de não ser um elastômero e de resistência compatível de modo a
tornar o elemento estrutural monolítico novamente.
Além disso, após a recuperação é possível realizar a prevenção de novos
pontos de corrosão ocorrerem. Isaia (2011) aponta como métodos de proteção contra a
corrosão a proteção por barreira, a repassivação, a proteção catódica e por inibição;
algumas técnicas e materiais são apresentados na Figura 10.
22
Figura 10 - Técnicas e materiais contra a corrosão de armaduras
Fonte: Figuereido e Meira (2011) apud Isaia (2011).
23
CAPÍTULO III
3. O edifício sede do Tribunal Regional Eleitoral do RN
Localizado no centro de Natal-RN, a menos de 300m do Rio Potengi e 2
quilômetros do mar, apresentado na Figura 11(segundo caminho pelo google maps), a
sede do Tribunal tem o projeto datado em 1972 e foi inaugurado 8 anos depois. O
ambiente em que esta inserido possui alta agressividade quanto ao ataque de cloretos
devido à proximidade com o mar, bem como a alta insidência de ventos de altas
velcidades e baixo gabarito do prédio.
Figura 11 - Localização da sede administrativa do TRE-RN
FONTE: Google Maps, 2016.
Com três pavimentos o prédio foi projeto pelo Arquiteto João Maurício,
que optou pelo conceito Modernista, o Brutalismo, com as peças em concreto aparente,
o que acarreta em nenhuma proteção às intemperes, exceto a própria espessura de
cobrimento.Contruído antes da lei de licitação entrar em vigor – Lei n o 8.666 de 21 de
Junho de 1993 – não havia muitos critérios quanto a obrigatoriedade de acervo técnico
da empresa construtora, e também, poucos são os registros de materiais empregados e
controles de qualidade da época de obra.
24
3.1. O projeto do Tribunal Regional Eleitoral do RN
O conceito arquitetônico escolhido opta por elementos estruturais em
concreto aparente e com grandes dimensões. Ainda regido pela norma NB1 1960, o
projeto estrutural foi concebido em 1972. O instrumento normativo previa
caracterização da resistência à compressão do concreto dada por σR (tensão mínima de
ruptura à compressão do concreto), determinada em 150kg/cm². Foi verificada seções
bem maiores que as necessárias quando comparadas ao dimensionamento atual. As
vigas, por exemplo, com vãos próximos aos 5m tem altura de 90cm, quando o pré-
dimensionamento pede 50cm, porém, quanto à durabilidade não há registros, tanto
quanto não há especificação de traço, de forma que se possa conhecer a relação água
cimento e informação que o cobrimento é de 1,5 cm.
Essas grandes dimensões peças de concreto são positiva para a
durabilidade e segurança da edificação, pois mesmo identificadas diversas patologias
não há prejuízo visível quanto à segurança do prédio– deslocamentos excessivos e
fissuras, por exemplo – muito devido ao baixo nível de tensões tanto no concreto, assim
como nas armaduras. Os pontos de corrosão que ocorrem nas armaduras retiram boa
parte da sua funcionalidade, tanto pela perda de aderência com o concreto e
impossibilidade de absorver as tensões quanto pela perda de seção transversal que
diminui a taxa de tensão que a armadura é capaz de absorver. No entanto, estas
armaduras não são prioritariamente essenciais para resistir as tensões, devido ao
superdimensionamento, logo as cargas se redistribuem para os pontos do elemento em
que a patologia ainda não se instalou.
Outro fato importante de destaque é que os brises em que ocorreu a
recuperação estudada neste trabalho não possuem projeto de detalhamento, não sendo
possível saber qual o diâmetro da armadura utilizada e nem como foram ligados ao
restante da estrutura. No momento da execução do reparo observou-se barras de 8mm
na longitudinal dos brises e estribos de 5mm, além de barras mais robustas (10mm) que
estruturalmente desempenham o papel de engastes nos elementos de apoio, como
mostra a Figura 12.
25
Figura 12 - Armaduras do brise (longitudinal, estribos e de engastamento).
FONTE: Autor, 2016.
3.2. A execução da obra do Tribunal Regional Eleitoral do RN
Não existem registros da execução da obra do edifício sede do TRE-RN.
É sabido, a partir de relatos dos servidores, que esta iniciou-se por volta dos anos 1978 e
foi finalizada no ano de 1980 com a sua inauguração. Essa época é marcada por
ausência de leis e controles de qualidade nas construções de prédios públicos,
principalmente. Foi relatado que a obra foi executada por um construtor conhecido na
época e não por uma empresa especializada e com competências técnicas exigidas.
Observando a edificação é possível perceber um certa falta de cuidados
no tocante à padronização e qualidade conhecidas na construção civil atual. Locais de
elementos estruturais com defeitos de concretagem – comumente chamadas “bicheiras”
– são fáceis de se encontrar, como ilustra a Figura 13, concreto com aparência
segregável com pouca pasta de cimento e agregado graúdo de dimensão máxima
grande, além de terem sido detectadas armaduras de diferentes diâmentros na mesma
peça, sem motivo técnico detectado. (Na Figura 14 é possível observar um aço de
20mm “a)” e aço de 5mm separados a menos de 5m “b)” na mureta da rampa de acesso
ao edifício, aparentemente com a mesma função estrutural).
26
Figura 13 –A) Defeitos de concretagem em viga da entrada, B) concreto
visualmente com pouca pasta de cimento e agregados graúdos de grande dimensão
(A) (B)
FONTE: Autor, 2016.
(A) (B)
FONTE: Autor, 2016.
Figura 14 - Aços na rampa mureta da rampa de acesso do prédio. A) Diâmetro de
20mm no início da rampa e B) Bitola de 5mm cerca de 5m distantes da foto (A)
27
3.3. Manutenções preventivas e uso do Tribunal Regional
Eleitoral do RN
O tribunal regional eleitoral possui na sua sede administrativa um Setor
de Engenharia que é responsável pelas obras de manutenção e recuperações prediais. O
setor conta com um grupo de engenheiros e arquitetos. Estes identificam a necessidade
de manutenções, programando-as, abrindo licitações e fiscalizando as empresas
contratadas. No tocante as estruturas de concreto armado do edifício não existe um
plano de manutenções específico, sendo portanto realizadas manutenções mais
corretivas que preventivas quando são detectados defeitos.
O prédio é usado desde sua inauguração como sede administrativa do
TRE-RN, porém diversas mudanças ocorreram, sendo a principal delas a instalação de
ares-condicionados. Na época da construção não era comum o uso de condicionadores
de ar como objetos de refrigeração de ambiente, e por isso, o projeto original não
possuia estrutura para comportar as máquinas. Quando foi decidido instalar os ares-
condiocionados se fizeram sem determinar local para os drenos, e estes hoje despejam,
muitas vezes, a água sobre os elementos estruturais, como mostra a Figura 15. Esse fato
contribuir para a criação de um ambiente propícia à ocorrência de patologias como
carbonatação e corrosão de armaduras, que tem a água como condição necessária a
manifestação dos citados problemas.
Figura 15–Escoamento de água dos drenos de ar-condicionado sobre as vigas
F
O
N
T
E
:
A
A
Autor, 2016.
28
3.4. Manutenções corretivas no Tribunal Regional Eleitoral do RN
Existe registro de apenas uma grande intervenção na estrutura de
concreto do TRE/RN. No ano 2000 a administração percebeu pontos de corrosão de
armaduras e fissuras no concreto preocupantes, destacando o reservatório superior e
alguns pilares e vigas. Diante disso foi requisitado um laudo técnico de empresa
reconhecida no mercado potiguar. Este apresentou inspeções, ensaios e comentários que
auxiliam o presente trabalho a inferir informações da execução da obra. É possível
observar nas Figuras 16, 17 e18 o estado da degradação na época desta intervenção.
Figura 16-Parede do reservatório com armadura em estado de corrosão
FONTE: Laudo Técnico, 2000.
Figura 17 - Viga com armadura corroída e concreto desagregado
(A) (B) (C)
FONTE: Laudo Técnico, 2000.
29
Figura 18 –A) Armadura de pilar exposta após corrosão B) vista detalhada
(B) (A)
FONTE: Laudo Técnico, 2000.
3.4.1. Ensaios realizados pela empresa contratada
3.4.1.1.Resistência à compressão
A primeira característica estudada pelo laudo foi a resistência à
compressão do concreto, realizada a partir de extração de corpos de prova (CP’s)
testemunho cilíndricos de 5 mm de diâmetro analisados no Núcleo de Tecnologia da
UFRN. O projeto como já visto fixa uma resistência limite de σR=150 kg/cm², que
segundo Vieira Filho(2007), caso de não ser conhecido o coeficiente de variação deve-
se admitir
, e os resultados provinientes dos ensaios apresentaram valores
de 137,00 kg/cm², 108,13 kg/cm², 113,16 kg/cm² e 164,00 kg/cm², ou seja, sua maioria
inferior ao requisitado por projeto.
3.4.1.2.Porosidade do concreto
Outra análise realizada para o laudo foi da porosidade do concreto -
refenciada pela ABNT NBR9778-2005 da ABNT descumprindo o item das dimensões
da amostra – que para os 4 CP’s ensaiados observou-se valores inferiores à 10%
indicando boa qualidade do concreto, no entanto, o laudo explicita que os CP’s foram
retirados de áreas com bom aspecto de consistência, muito embora haveriam outras
regiões que possivelmente ultrapassariam o limite de norma, comprovados pelo possível
adensamento apresentado na Figura 18 (B) e explanado no texto do Laudo Técnico
30
(2000): “Neste aspecto, é importante o registro da massa de areia não argamassada no
pilar P9, ocorrência esta característica de concreto com deficiência de mistura e
adensamento.”
3.4.1.3.Profundidade de Carbonatação
A respeito da frente de carbonatação foi diagnosticado com o indicador
de Ph (fenolftaleina) a existência de frente de carbonatação em todos os locais
estudados. Dessa forma, afirma o laudo, a confirmação da influência do gás carbônico
como agente redutor do Ph da massa de concreto, devido à localização da obra. É
possível, também, inferir que os níveis de porosidade e má qualidade do concreto, bem
como, a menor espessura de cobrimento são potencializadores da entrada de CO2 na
massa de concreto até atingir a camada de passivação da armadura.
3.4.1.4.Teor de Cloretos
O referido laudo cita que devido à localização da edificação em cidade
litorânea e ainda próximo ao mar e ao rio o ataque por íons cloreto tem alta
probabilidade de acontecer. Portanto, quantificar os cloretos presentes na massa de
concreto é essencial para mensurar a segurança da estrutura. Foi utilizado o Clor-Test
para medir o teor de cloretos e os resultados maiores que 0,4%, como ver-se na Figura
20, em relação a massa de cimento levam a constatação de incorporação de cloretos.
Figura 19 - Teores de cloretos nos locais analisados
FONTE: Laudo Técnico, 2000.
3.4.1.5.Potencial de corrosão
A determinação do potencial de corrosão é medida essencial para avaliar
em que estado se encontram as armaduras da estrutura. Para obtenção desta medida no
31
laudo foi usada a Semipilha CPV-4 e foi constatada corrosão ativa, pois todos os valores
obtidos foram mais negativos que -0,350V, baseando-se na norma ASTM C – 876
(1991), conforme a Figura 21.
Figura 20 - Potencial de Corrosão dos locais analisados
FONTE: Laudo Técnico, 2000.
3.4.2. Recomendações do laudo
O documento apresenta como conclusão que o prédio possuia diversos
problemas devido à construção, como deficiência no recobrimento das armaduras e má
qualidade de adensamento, além de imperfeições e irregularidades no concreto aparente,
ver Figura 22. Quanto aos ensaios constatou-se a resistência a compressão inferior a
solicitada em projeto, presença de carbonatação no concreto, altos teores de cloretos nas
peças, além de corrosão ativa das armaduras, demonstrando a precária segurança das
peças estruturais, enfatizando o fato da maioria serem pilares que comprometem a
segurança do prédio como um todo.
Figura 21 - Superfície porosa do concreto
32
FONTE: Autor, 2016.
Foi desenvolvido um projeto de recuperação e reforço estrutural em 3
pilares e 1 viga, julgados primordiais segundo o laudo técnico, e aplicação de camada de
revestimento protetor em todo o concreto aparente do edifício. Após dezesseis anos da
execução do laudo técnico e serviços de recuperação é possível ainda observar diversos
pontos com corrosão de armadura, como na Figura 23 e 24e a camada de revestimento
requerida não é visualiada, bem como ainda se encontra escoamento de água dos
condicionadores de ar sobre as peças estruturais, agravando as patologias, como já
comentada anteriormente.
Figura 22 - Diversos pontos de corrosão com desplacamento e redução de concreto
de cobrimento
(A) (B) (C)
FONTE: Autor, 2016.
Figura 23 - Corrosão dos elementos brises da fachada
FONTE: Autor, 2016.
33
No ano de 2016 resolveu-se realizar outra manutenção nos brises
apresentados e em outros pontos de corrosão devido à queda de um pedaço do concreto
de cobrimento dos brises no momento em que uma estagiária passava.
34
CAPÍTULO IV
4. Reparo nos brises de concreto
4.1. Materiais utilizados
Para a restauração dos elementos com manifestações patológicas
presentes foi usada uma argamassa industrializada, indicada para recuperação estrutural.
O material é da empresa WEBER SAINT-GOBAIN e é denominado Argamassa
polimérica para reparos estruturais, com o código weber.repS2 e ficha técnica
disponível no site da empresa. É um produto bicomponente, composto por cimento
portland, agregados finos selecionados, aditivos especiais e polímero acrílico, segundo a
ficha técnica.
A indicação de uso segundo o fabricante é para reparos superficiais ou
ainda reconstituição de elementos em concreto armado, caso estudado no TRE. Porém,
há restrição de espessura até 25mm, e no caso dos brises, 6,9 cm foram preenchidos
com a argamassa. Ressalva para até 80mm, mas com o uso de projeção úmida,
determinação não obedecida.
Destaca-se como vantagem, segundo fabricante, altas resistências
mecânicas, facilidade de aplicação, retração compensada (aumentando a durabilidade
por não formação de fissuras), pré-dosagem (evitando erros de execução), aderência
satisfatória e permeabilidade baixa mesmo sujeita à pressões de água. Todas as
vantagens são adquiridas quando as instruções do fornecedor são cumpridas, tais como:
“4.1. Preparo do substrato: O substrato deve-se apresentar íntegro, seco,
limpo, isento de óleos, desmoldantes, compostos de cura ou outros materiais
contaminantes, partículas soltas ou pó. Delimite as áreas de reparo com
disco diamantado e remova o concreto deteriorado até atingir o concreto
são. (...) Para ampliar a proteção de áreas adjacentes à região da
intervenção em estruturas atacadas por cloretos, recomenda-se a instalação
de pastilhas de proteção catódica galvânica da linha weber.guard
galvashield. Antes da aplicação de weber.rep S2, sature a superfície
preparada com água, evitando empoçamentos, deixando-a na condição de
“saturada e seca”.”
(Ficha técnica. Disponível em http://www.weber.com.br/reparos-reforcos-e-
protecao-de-concreto/produtos/reparos-em-vigas-e-pilares/weberrep-
s2.html, acesso em 13/09/2016 às 17:01.)
35
Além disso, a mistura da argamassa segue orientação de ser adicionado
primeiramente, 75% do componente líquido, depois, o pó deve ser inserido aos poucos,
somente quando atingida a homogeineidade deve-se adicionar o restante do líquido.
Segundo a ficha técnica, as embalagens não devem ser fracionadas, deve-se usar
ferramente própria (weber.rep aplic mist) acoplado a uma furadeira de baixa rotação –
400 a 500 rpm – para realizar a mistura e executar cura úmida por, no mínimo, 3 dias,
além de não aplicar o produto sob insolação direta, fazendo uso de anteparos. No
entanto, o que observou-se foi a mistura com colher de pedreiro e sem preocupações de
ordem ao adicionar os componentes ou uso inteiro das embalagens (como mostra a
Figura 26), o funcionário afirma que mistura o pó e o líquido até apresentar consistência
boa e a quantidade que vai usar no momento, não houve cuidado com relação a
insolação que ocorre fortemente no local nem tampouco foi realizada a cura requisitada,
logo após a aplicação o jaú era descido e não se voltava ao local para curar a argamassa.
Figura 24 - Argamassa misturada para aplicação em balde e colher de pedreiro
(A) (B)
FONTE: Autor, 2016.
Segue na Figura 27 algumas informações dadas pelo fabricante.
36
Figura 25 - Informações sobre a argamassa fornecidas pelo fabricante
FONTE: Ficha técnica. Disponível em http://www.weber.com.br/reparos-reforcos-e-
protecao-de-concreto/produtos/reparos-em-vigas-e-pilares/weberrep-s2.html, acesso
em 13/09/2016 às 17:01.
4.2. Procedimento de execução dos reparos nas brises de concreto
A execução foi baseada segundo as requisições do caderno de
especificações técnicas fornecido no projeto básico da licitação aberta, são estas:
“Avaliação das peças, seus apoios, fissuras, trincas, pontos de corrosão,
identificando a intensidade e extensão dos danos e problemas que apresente;
Remoção de concreto desagregado ou em processo de desagregação;
Retirada de armaduras corroídas e inertes – Reforço – caso ela apresente
mais de 20% de sua seção comprometida – o que deverá ser relatado,
obrigatoriamente, à FISCALIZAÇÃO;
Limpeza (com escovas de aço) e lixamento das armaduras;
Tratamento das patologias, utilizando argamassa polimérica de alto
desempenho;”
(Projeto básico de licitação do TRE-RN, 2015)
O serviço foi acompanhado e verificou-se como se procedeu cada etapa
destas. A primeira e segunda, a avaliação das peças e retirada do concreto segregado,
foram realizadas ao mesmo tempo uma vez que a avaliação foi realizada pelos próprios
operários no momento da execução do serviço, não foi entregue a eles nenhum mapa de
37
localização de pontos a serem tratados. Quando se identificava uma fissura julgada de
corrosão pelo pedreiro era realizada uma percursão com marreta ou martelo com ajuda
de ponteiro quando necessário (conforme Figura 28), e o concreto que com isso
desagregava era considerado passível de reparo, sem nenhuma avaliação mais profunda
da extensão da corrosão. Esse procedimento além de sem embasamento técnico deu
margens para que algumas fissuras não fossem tratadas (como na Figura 29, 30 e 31) e
possibilidade de pontos internos de corrosão não pudessem ser tratados.
FONTE: Autor, 2016.
Figura 26 - Procedimento de retirada do concreto segregado ou em segregação
38
Figura 27– Fissuras que permaneceram mesmo após o serviço de recuperação
FONTE: Autor, 2016.
Figura 28 - Viga passou por tratamento somente na parte de concreto que
segregou, mesmo com aparentes sinais de corrosão em trecho próximo
FONTE: Autor, 2016.
39
Figura 29 - Defeito em brise que expõe a armadura não foi retirado o concreto
para tratar o aço, somente foi revestido com argamassa para retirar os poros
FONTE: Autor, 2016.
Quanto ao reforço das armaduras a identificação do comprometimento da
seção transversal também era de sentimento do funcionário, sem o projeto em mãos para
saber a real bitola que deveria está na peça reparada foi realizada a troca de algumas
armaduras, como as apresentadas na Figura 32.
Figura 30 - Armaduras sãs a esquerda que substituíram as armaduras corroídas à
direita
FONTE: Autor, 2016.
40
Nas armaduras que apresentavam grau de corrosão sem grandes perdas
de seção apenas a limpeza (apresentada na Figura 33) era suficente, realizada com
escova de aço essa etapa visa limpar o substrato retirando o produto da corrosão – óxido
de ferro – no intuito de parar as reações químicas naquela barra.
FONTE: Autor, 2016.
O tratamento dado as armaduras após a limpeza é a pintura (Figura 34)
com uma massa sintética para metais conhecida como zarcão que visa proteger o aço de
um nova corrosão, porém há controversas quanto a perda de aderência aço-concreto.
Com isso, é possível iniciar a recomposição do elemento estrutural com a argamassa
polimérica utilizando formas e procedimentos análogos ao de concretagem,
demonstrados na Figura 35.
Figura 32 - Pintura das armaduras
F
ONTE:
Autor, 2016.
Figura 31 - Processo de limpeza das barras corroídas
41
FONTE: Autor, 2016.
Figura 33 - Procedimento de recomposição do elemento estrutural com argamassa
polimérica
42
CAPÍTULO V
5. Considerações finais
5.1. Resultados e discursões
5.1.1. Ensaio de profundidade de carbonatação
Foram realizados os ensaios de profundidade de carbonatação em dois
brises diferentes, o primeiro no dia 10 de Agosto de 2016, foi retirado um pedaço de
concreto com auxília de serra mármore em busca de determinar a profundidade de
carbonatação, no entanto, percebeu-se que toda a espessura de 6,9cm (Figura 36 a) do
brise já se apresentava carbonatada com apenas poucos pontos reagindo com o
indicador de Ph alcalino, como apresentado na Figura 36 b.
Figura 34– a) Medida da espessura do brise com paquímetro; b) Face de concreto
após reação com indicador de Ph
FONTE: Autor, 2016.
No dia 16 de Agosto foi feito outro teste em outro brise, desta vez
somente retirando a camada superficial de cobrimento, chegando à armadura, afim de
verificar se a carbonatação chegou a camada de passivação do aço. Resultados
semelhantes foram encontrados, apresentados na Figura 37, e assegura-se que os brises
se encontram em alto estado de carbonatação.
a) b)
43
Figura 35 - Resultados do segundo ensaio
FONTE: Autor, 2016.
5.1.2. Ensaio de presença de cloretos
O ensaio de presença de Cloretos foi carbonatação, este ensaio apresenta
dificuldade de visualização, porém é possível enxergar o precipitado branco no segundo
ensaio e não há mudança de coloração pra marrom/alaranjado em nenhum caso, como
pode-se ver nas Figuras 38. Também foi realizado um contra-prova em uma viga
próximo aos brises com mais fácil visualização, que apresentou os mesmos resultados
(Figura 39), indicando a presença de cloretos livres no concreto dos brises e da viga de
contra-prova.
Figura 36–a) Primeiro ensaio em 10/08/16 de presença de cloretos; b) Segundo
ensaio em 16/08/16 de presença de cloretos
FONTE: Autor, 2016.
a) b)
44
Figura 37 - Contra-prova feita na viga próximo aos brises
FONTE: Autor, 2016.
5.1.3. Ensaio de resistência à compressão do concreto dos
brises
Realizado no dia 01 de Setembro de 2016 iniciado às 8:33h, foram
submetidas ao ensaio três amostras como apresentado na metodologia, retiradas de
brises diferentes, uma mais a esquerda, um no centro e outro mais a direita da fachada.
As características e resultados do ensaio seguem na Tabela 2.
Tabela 2 - Resultados do rompimento de corpos de prova do concreto dos brises
Corpo de prova Dimensões
(cmxcm) Área (cm²)
Carga de
ruptura (kgf)
Resistência
(Mpa)
CP1 4,39x4,3 18,88 5750 30,46
CP2 5,23x5,04 26,36 2900 11,00
CP3 5,25x5,25 27,56 3000 10,88
FONTE: Autor, 2016.
45
O corpo de prova CP1 apresentou resistência muito acima do esperado e
pode ser desprezado para efeitos de avaliação, uma vez que o concreto de projeto não
passa dos 15MPa e visualmente o concreto do local apresenta características de má
qualidade como desagregação e pouca pasta de cimento, como mostra a Figura 40.
Imagens dos ensaios realizados são apresentadas nas Figuras 41 e 42.
FONTE: Autor, 2016.
Figura 39–a) Medidas das dimensões usando o paquímetro; b) Corpo de prova no
momento da ruptura no ensaio
FONTE: Autor, 2016.
Figura 38 - Fotos do concreto de brises desagregando com o toque
a) b)
46
O resultado do CP1 pode ter sido mascarado por presença de agregados
graúdos no cp. Portanto, é possível afirmar que o concreto que compõe os brises tem
resistência à compressão de 10,94Mpa (média dos CP2 e CP3), considerada baixa do
ponto de vista dos requisitos de durabilidade normativos atuais, facilitando a
ocorrências de patologias como as encontradas nestes.
5.1.4. Ensaio de resistência a compressão da argamassa
O rompimento dos corpos de provas de argamassa foi realizado no dia
19 de setembro de 2016, aos 28 dias. Os corpos de prova apresentaram medidas de
4,7cm de diâmetro e 10,6cm de altura, resultando em uma área de seção transversal
A=17,34cm². Os resultados dos cp’s de argamassa moldados com o próprio material que
estava sendo utilizado pelos funcionários in loco foram denominados Grupo A, esses
apresentados na tabela 3. E os corpos de prova com mistura realizada em laboratório
somente para moldagem de corpos de prova denominados Grupo B na tabela 4.
Tabela 3 - Resultados do ensaio de compressão das argamassas do grupo A
Nº CP CARGA (Kgf) Resistência à compressão aos 28 dias
(MPa)
A1 4990 28,78
A2 3540 20,41
FONTE: Autor, 2016.
Tabela 4- Resultados do ensaio de compressão das argamassas do grupo B
Nº CP CARGA (Kgf) Resistência à compressão aos 28 dias
(MPa)
B1 2300 13,26
B2 5930 34,20
B3 6100 35,18
B4 4200 24,22
B5 5240 30,22
B6 6240 36,00
FONTE: Autor, 2016.
47
Realizando a média das resitências obtidas tem-se 24,6MPa com desvio
padrão de 5,92 e coeficiente de variação de 24% para o grupo A. Para o grupo B tem-se
média de 32,21MPa com desvio padrão de 8,79 e coeficiente de variação de 27%. Esses
resultados foram abaixo da resistência que o fornecedor garante, muito mais para o
grupo que representa a argamassada realmente usada na execução (grupo A), no
entanto, a resistência ainda é satisfatória. A característica mais preocupante é quanto a
amostra varia, levando a crer que não há homogeneidade no preparo do material
podendo comprometer o desempenho da recuperação.
5.1.5. Diagnótico das patologias apresentadas na estrutura do
edifício
Devido à baixa qualidade comprovada do concreto de cobrimento de
proteção às armaduras, alta permeabilidade, baixas resistências e defeitos de
concretagem se instaurou os processos de carbonatação mesmo em ambiente com baixa
taxa de CO2 (cidade pouco urbanizada, longe de industrias e área bem arborizada), e
permitiu a entrada de cloretos da atmosfera agressiva (próximo o mar) no concreto.
Com isso a camada passivadora do aço foi destruída e inicou-se a corrosão
eletroquímica do aço, em ambiente favorável graças a alta permeabilidade a entrada de
oxigênio, altos potencias de corrosão segundo o laudo técnico (2000), além da umidade
relativa do ar próxima dos 70% e escoamento de água dos drenos de ar-condicionado.
A origem da corrosão das armaduras é atribuída a má qualidade do
concreto de cobrimento com causa principal a má execução e falta de controle de
qualidade da obra que a partir dos mecanismos conjuntos de carbonatação e ação por
cloretos geraram a corrosão das armaduras e segregação do concreto de cobrimento nos
brises de fachada e diversos outros pontos da estrutura no edifício.
5.1.6. Avaliação técnica do procedimento de reparo ocorrido
nos brises
Foi observado que para o serviço de reparação dos brises não houve o
cuidado de uma inspeção detalhada das patologias existentes como ocorreu no reforços
dos pilares e vigas em 2000. Sem o devido levantamento de dados não houve uma
48
criteriosa análise para se chegar a um diagnóstico de identificação das causas e
procedimentos adequados a serem tomados.
O procedimento de recuperação realizado foi estabelecido pelo corpo
técnico do órgão, e é o adequado para problemas de corrosão de armaduras. No entanto,
dois incovinientes foram detectados, o primeiro quanto à perda de seção transversal a
qual se recomenda a substituição do aço. O Tribunal requisitou suplementação em casos
com perdas de seção maiores que 20% enquanto a referência teórica indica 10%; o
material utilizado para reconstrução da peça embora adequado para recuperações possui
resistência garantida pelo fabricante muito maior que 20% da resistência especificada
em projeto para os brises, contrariando as orientações referenciadas.
Além disso, durante a execução dos serviços foram negligenciados
alguns aspectos imprescindíveis como o correto preparo do material, o que acarretou no
não atendimento da resistência garantida pelo fabricante da argamassa. A definição dos
locais onde aconteceram os reparos não estavam especificadas em projeto, e o método
de escolha ficou a cargo do funcionário da empresa sem conhecimento técnico
comprovado. Ademais, mesmo ao término dos serviços pôde-se verificar manifestações
patológicas não reparados, como fissuras, que podem ser a porta de entrada para agravar
a situação da durabilidade do edifício e tornar o serviço de recuperação muito
dispendioso para o resultado apresentado.
Não foi verificado a existência de nenhum ensaio in loco ou em
laboratório, tanto para a identificação prévia à realização do serviço como para
comprovação da qualidade dos materiais empregados. Com isso, é possível afirmar que
o procedimento de recuperação dos brises em concreto não seguiu as recomendações
técnicas e fiscalizações necessárias para que fosse comprovada a adequação dos
procedimentos empregados, e ainda, a sua execução apresentou diversas falhas que
mesmo que a técnica fosse a adequada são potencializadores de má qualidade final do
serviço.
5.2. Conclusões
O Tribunal Regional Eleitoral do Rio Grande do Norte possui seu
edifício sede com menos de 40 anos de construção com a vida útil comprometida e
49
presença de diversos problemas patológicos em suas estruturas de concreto,
apresentados desde o ano 2000 quando ocorreu a primeira intervenção para recuperação
de pilares e vigas já em altos processos de corrosão.
Com a inspeção realizada pela autora deste trabalho, corroborado com o
apresentado no laudo técnico em 2000, é possível afirmar a presença de dois agentes
agressivos, a carbonatação do concreto e o ataque por íons cloretos. Estes dois
processos deram início à corrosão detectada em diversos pontos dos elementos
estruturais.
Quanto à segurança do edifício como um todo é razoável afirmar que não
há riscos, uma vez que o projeto estrutural foi realizado com uma norma e um estilo
arquitetônico que resultaram em peças mais robustas que as necessárias para absorver as
cargas de um edifício térreo mais dois pavimentos. Especificamente, no caso dos brises
de concreto não há função estrutural, contudo, sua posição em elevada altura traz riscos
de queda de segregação de concreto em pedestres no nível térreo, daí a importância dos
reparos realizados.
O serviço de recuperação realizado apresentou diversas falhas, desde as
especificações das atitudes a serem tomadas à própria execução e fiscalização. Ao final
do processo foi notória a existência de patologias que poderiam ter sido reparadas com a
realização do procedimento correto, além dos possíveis futuros problemas gerados pela
negligência do serviço, como não ter feito a cura úmida gerando falhas que serão portas
de entrada para os agentes agressivos. Quando comparado ao procedimento ocorrido em
2000, fica o sentimento que por os brises não possuirem função estrutural não foram
tomados os devidos cuidados para a correta intervenção.
O concreto como um todo do edifício é considerado poroso e propenso a
patologias, tornando a vida útil do prédio curta e grande a possibilidade de custos com
manutenções para sua prorrogação.
Espera-se com este trabalho acrescentar a importância da durabilidade
nas estruturas e nos processos de recuperação em edifícios antigos. Especificamente ao
TRE-RN é deixada a oportunidade de realizar uma vistoria completa na estrutura do
50
edifício sede tanto para a segurança de seus usuários como para a economia com os
serviços de recuperação futuros.
Foi comprovada a importância dos cuidados na construção de edifícios
para que estes se tornem duráveis, pois mesmo com um bom projeto, a execução falha
acarreta em problemas futuros de altíssimos custos.
51
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Ambrosio, Thiago da S.Patologia, tratamento e reforço das estruturas de concreto no metrô de São Paulo.
Monografia (Graduação), Universidade Anhembi Morumbi, São Paulo, 2004,128 p.
Andrade, C.Calculationofchloridediffusioncoefficients in concrete fromionicmigrationmeasurements.
Cementand Concrete research, v. 23. 1993.
Arivabene, Antonio C. Patologias em estruturas de concreto armado – Estudo de caso.Revista Online
IPOG,Vitória, ES, dez. 2015.
ASSOCIACAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS - ABNT -NBR- 12655 Concreto de cimento Portland –
Preparo, controle e recebimento - Procedimento; Associação Brasileira de Normas Técnicas, Rio de Janeiro, 2006.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT – NBR 5739:Ensaios de compressão de corpos
de prova cilíndricos; Associação Brasileira de Normas Técnicas, Rio de Janeiro, 2010.
ASSOCIACAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS - ABNT -NBR- 6118; Projeto de estruturas de
concreto, procedimento; Associação Brasileira de Normas Técnicas, Rio de Janeiro, 2014.
ASSOCIACAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS - ABNT -NBR- 6118; Projeto de estruturas de
concreto, procedimento; Associação Brasileira de Normas Técnicas, Rio de Janeiro, 2003.
ASSOCIACAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS - ABNT -NBR- 7222 Argamassa e concreto-
Determinação de resistência à tração por compressão diametral em corpos-de-prova cilíndricos; Associação Brasileira de Normas Técnicas, Rio de Janeiro, 1994.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT – NBR 9778: Argamassa e concreto
endurecidos – Determinação da absorção de água, índices de vazios e massa específica; Associação Brasileira de Normas Técnicas, Rio de Janeiro, 2009.
Botelho, Abílio P. e Silva, David da Silva e.Corrosão das armaduras em estruturas de concreto armado. Monografia (Graduação), Universidade da Amazônia UNAMA, Belém, 2008, 85 p.
Crauss, C. Penetração de cloretos em concretos com diferentes tipos de cimento submetidos a tratamento
superficial. Dissertação (Mestrado), Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2010, 97 p.
FALCÃO BAUER, Luis Alfredo: Materiais de construção, RJ. LTC, 5º Ediçãorevisada, 2005.
HO, D.W.S.; LEWIS, R.K. Carbonation of concrete and its prediction.Cementand Concrete Research, v. 17, n. 3, p. 489-504, 1987.
Isaia, G. C. Concreto: ciência e tecnologia. São Paulo: IBRACON, v. 1, 2011.
Lapa, José S.Patologia, recuperação e reparo das estruturas de concreto. Monografia (Pós-graduação), Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2008,56 p.
Medeiros, Fernanda K.Estudo de concretos autoadensáveis com reduzidos teores de cimento e elevados teores de
adições minerais. Dissertação (Mestrado), Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2016,133 p.
MEHTA, P. K.; MONTEIRO, P.J.M.: Concreto: estrutura, propriedades e materiais.Pini, São Paulo, 2008.
Neville, A. M.: Propriedades do concreto. 2a ed., Pini, Sao Paulo, 1997.
Ribeiro, D. V.: Corrosão em Estruturas de Concreto Armado: Teoria, Controle e Métodos de Análise. 1ª ed., Elsevier, Rio de Janeiro, 2014.
52
RILEM Concrete Permanent Committee CPC-18, Measurement of hardened concrete carbonation depth,
Materiaux et Constructions, Vol. 17, n°102, 1984.
SOUZA, V. C. & RIPPER, T. Patologia, Recuperação e Reforçode Estruturas de Concreto. 1ª edição. Editora Pini. São Paulo, 1998.
Santos, Aleílson V. Corrosão de armadura em estruturas de concreto armado devido a carbonatação.Revista
Online IPOG, Salvador, BA, dez. 2015.
TUUTTI, K.: Corrosion on steel in concrete. Stockholm, CBI Forsking, Swedish Cement and Concrete Research,
1982. 486p.
Vieira Filho, José O. Avaliação da resistência à compressão do concreto através de testemunhos extraídos:
contribuição à estimativa do coeficiente de correção devido aos efeitos do broqueamento. Tese (Doutorado),
Escola Politécniica da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2007, 217 p.
TRE-RN. Projeto Básico de licitação para contratação de empresa para execução de recuperação dos brises de
concreto armado e trechos de vigas. Seção de engenharia, Natal, 2015.
