CLASSIFICAÇÃO DAS PATOLOGIAS DE MANUTENÇÃO PREDIAL NO RELATÓRIO DE VISTORIA TÉCNICA CLASSIFICATION OF PATHOLOGIES OF BUILDING MAINTENANCE FOR A TECHNICAL REPORT
Marco Aurélio Greco Nordhausen Domingues, Especialista em Engenharia de Avaliações e Perícias, Universidade Nove de Julho, UNINOVE, 01156-050, São Paulo, SP, E-mail:
[email protected] Claudineia Helena Recco, Mestre, Universidade Nove de Julho, UNINOVE, 01156-050, São Paulo, SP, E-mail:
[email protected]
Resumo
As patologias afetam as estruturas de concreto das edificações, muitas não estão classificadas em um material para fácil acesso. O presente artigo objetiva classificar e ordenar as patologias que atingem as estruturas de concreto das edificações, afim de que sejam identificadas para posterior correção por meio de serviços de manutenção. É importante ordenar e classificar as patologias de manutenção predial, desta forma, os profissionais e peritos que elaboram o relatório de vistoria técnica serão atendidos nas suas necessidades para trabalhar.
Palavras-chave: Patologia. Relatório de vistoria técnica. Manutenção predial. Estrutura de concreto.
ABSTRACT
The pathologies attacks the concrete structures on buildings, many of them are not classified for easy access. This report objective is to classify and organize the pathologies that may occur on the concrete structure of edifications, in order to identify them to provide repair by maintenance services. It is important to ordinate
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and classify the building maintenance pathologies, therefore the professionals that writes technical reports will be attended on their needs to work.
Keywords: Pathologie. Technical report. Building maintenance. Concrete structure.
1. Introdução
As patologias em estruturas de concreto são encontradas em tipos variados de edificações, quando são detectadas a tempo de serem corrigidas, os serviços de manutenção podem ser realizados corrigindo os problemas encontrados. A elaboração de um Parecer Técnico, Laudo de Vistoria Técnica para a área de manutenção predial engloba: visitas minuciosas ao local, análise de plantas e documentos; prospecção táctil e visual e obtenção de fotos com equipamento adequado; elaboração e emissão de parecer técnico contendo análise e conclusão sobre as irregularidades encontradas, ilustrado com fotografias dos itens mais relevantes e seguindo os critérios da Norma de Inspeção Predial do Instituto Brasileiro de Avaliações e Perícias de Engenharia – SP para Vistoria Civil. Diversas patologias afetam diferentes elementos das edificações, porém, algumas das patologias afetam a estrutura de concreto. Este artigo visa classificar as patologias que afetam as estruturas de concreto. Portanto, serão listadas as patologias em estrutura de concreto, mais comuns encontradas nas edificações para a elaboração do Parecer Técnico considerando a sua possível manifestação e diagnóstico. Na manifestação será apresentada a patologia, no diagnóstico será apresentado o conhecimento ou juízo ao momento feito pelo profissional de engenharia.
2. Classificação das patologias em estrutura de concreto
As patologias em estrutura de concreto serão descritas a seguir, deve-se atentar para o fato de que existem causas variadas para as patologias que podem 2
ter sua origem ainda na fase de projeto, antes do início das obras, e/ou na fase de execução da obra. O estudo das causas responsáveis pela implantação dos diversos processos de deterioração das estruturas de concreto é complexo, sendo matéria em constante evolução. Mesmo o agrupamento destas causas por similaridade, por exemplo, poderá ser extremamente discutível. De qualquer forma, mais recentemente surgiram duas classificações gerais, causas intrínsecas e causas extrínsecas. (SOUZA, VICENTE CUSTÓDIO MOREIRA DE, 1998, p. 28).
As causas intrínsecas (inerentes às estruturas) são todas as que têm sua origem nos materiais e peças estruturais durante a fase de execução e/ou de utilização das obras, por falhas humanas, por questões próprias ao material e por ações externas e causas naturais. As causas extrínsecas são as que independem do corpo estrutural em si, assim como da composição interna do concreto, ou de falhas inerentes ao processo de execução, podendo, de outra forma, serem vistas como os fatores que atacam a estrutura de fora para dentro, durante as fases de concepção ou ao longo da vida útil desta envolvendo: falhas humanas durante o projeto, falhas humanas na utilização, ações mecânicas como recalque de fundações, acidentes, ações físicas como a variação de temperatura, ações químicas e biológicas. A questão da vida útil das estruturas de concreto é, portanto, um assunto complexo e que merece ser tratado com bastante cuidado. É preciso aplicar todo o conhecimento disponível a respeito do tema, no sentido de tornar possível uma avaliação coerente do comportamento das obras e dos custos envolvidos durante um determinado período de tempo, evitando assim gastos e intervenções desnecessários. (HELENE, PAULO, 2003, p. 114).
A seguir serão descritas algumas das causas de patologia em estrutura de concreto considerando sua possível manifestação e diagnóstico. Helene (2003, p. 116) diz que a ação da variação térmica se manifesta através de fissuras ou trincas por ação da variação térmica ambiental (sazonal e diária) em lajes, marquises e cortinas. Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: variação de temperatura, retração e dilatação volumétrica, geração de esforços de tração e formação de fissuras ativas.
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Helene (2003, p. 115) aponta que a ação de gelo e degelo se manifesta através de deterioração por ciclos de gelo e degelo em laje de cobertura, marquises, pavimentos rodoviários, tabuleiros de pontes, pilares, cortinas e muros parcialmente imersos. Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: água nos poros da pasta e de agregados de elevada absorção, diminuição da temperatura, congelamento da água, aumento de volume, tensões internas de tração, fissuras na pasta em torno e através dos agregados, aumento da temperatura. A movimentação térmica ambiental se manifesta através de fissuração devida à movimentação térmica ambiental em pórticos, vigas, lajes e pilares conforme menciona Helene (2003, p. 117). Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: gradiente de temperatura interno e externo, dilatação do elemento que está exposto (coeficiente de dilatação térmica do concreto 9x10-6 m/m/ºC), fissuração dos elementos que não se dilatam com o aumento da temperatura. Helene (2003, p. 119) diz que a retração hidráulica se manifesta através de fissuras que surgem durante as primeiras horas após a concretagem em decorrência da perda de água por evaporação. Esta diminuição de volume ocorre no concreto ainda no estado plástico sem que haja terminado o processo de hidratação do cimento. Também costumam aparecer fissuras de retração durante o processo de endurecimento, se o elemento encontra-se confinado não pode ter livre retração, portanto, as tensões são maiores que a resistência à tração do concreto aparecendo fissuras que o seccionam. Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: secagem prematura do concreto por cura inadequada, alta relação água/cimento, elemento com pouca quantidade de aço de retração, elementos confinados, excesso de cimento ou finos, excesso de vibração. Helene (2003, p. 120) aponta que a dessecação superficial se manifesta através de fissuração por dessecação superficial em vigas, lajes, pilares e cortinas. Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: alta relação água/cimento, excesso de vibração, exsudação, evaporação da água de amassamento, absorção excessiva de água pelos agregados ou pelas formas, surgimento de fissuras nas primeiras horas. 4
Helene (2003, p. 122) afirma que a ação de água pura se manifesta através de ataque por água pura em lajes, tanques, canaletas, canais e pisos. Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: água de chuva, água de degelo, água de condensação de vapores, águas industriais destiladas, ou deionizadas (água sem íons e sais minerais removidos por filtragem), água corrente ou infiltrada sobre a superfície do concreto, dissolução ou hidrólise da cal livre hidratada, lixiviação do hidróxido de cálcio, dissolução dos silicatos, aluminatos e ferritos hidratados, que são estáveis em solução de Ca(OH)2, diminuição da alcalinidade do concreto, aumento da porosidade do concreto, remoção da pasta e exposição dos agregados. Os incêndios se manifestam através de ação do fogo, todas as estruturas de concreto estão sujeitas a ação do fogo em caso de incêndio de acordo com Helene (2003, p. 121). O seu diagnóstico segue a tabela 1 considerando a resistência residual como uma porcentagem da resistência inicial. Tabela 1 – Resistência residual do concreto com o aumento da temperatura. Fonte: HELENE, PAULO, (2003, p. 121).
Temper. (ºC)
20 200 300 400 500 600 900 1000
Perda de água, reações químicas e danos
Cor do concreto
Evaporação da água capilar
Cinza
Perda da água de gel, aparecimento das primeiras fissuras superficiais, CA(OH)2 transforma-se em CaO O concreto começa a desagregar-se Concreto desagregado, sem nenhuma resistência.
Resistência residual em % da resistência inicial 100 95
Rosa
Vermelho Cinzaavermelhado Amareloalaranjado
Módulo de deformação residual em % do módulo de deformação inicial 100 70 50
88
38
75 55
35 20
10 0 0
A reação álcali-agregado se manifesta através de barragens de represas e reservatórios de acordo com Helene (2003, p. 123). Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: interação entre a sílica reativa de alguns tipos de minerais utilizados como agregados e os íons álcalis (Na + e K+) presentes nos cimentos (quando em porcentagem > 0,6%), liberados durante a 5
hidratação; umidade relativa do ambiente > 75% ou presença de fontes externas de umidade; agregado com sílica; silicato ou carbonato reativo; reação entre os álcalis do aglomerante com o agregado reativo; produção de gel de sílica; expansão e geração de tensões internas, formação de microfissuras internas; aparecimentos de fissuras superficiais na forma da rede. A reação com sulfatos se manifesta através de ataque por sulfatos, qualquer estrutura de concreto exposta a águas residuais industriais ou solos sulfatados, água do mar ou chuvas ácidas por poluição urbana, fundações, galerias de efluentes de esgoto, estruturas de concreto conforme descrito por Helene (2003, p. 124). Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: intervenção de sulfato com os hidróxidos de cálcio livre e com os aluminatos de cálcio hidratados, aumento de volume dos sólidos provocando a expansão, fissuração contínua e severa. Helene (2003, p. 125) afirma que a ação de soluções ácidas se manifesta através de ataque por soluções ácidas em tanques, galerias de efluentes de esgotos, canaletas, canais e pisos. Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: fonte de soluções de ácidos orgânicos ou inorgânicos, dissolução da camada superficial carbonatada, formação de sais (CaCl, AlCl3, FeCl3), mais solúveis que CaCO3, reação entre os ácidos e o hidróxido de cálcio, formação de sais de cálcio solúveis em água, lixiviação dos compostos de cálcio solúveis em água, remoção da pasta e exposição dos agregados. A ação da água do mar se manifesta através de estruturas de concreto expostas às águas do mar de acordo com Helene (2003, p. 126). Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: impacto das ondas do mar, contato direto com a água do mar, com ciclos alternados de molhagem e secagem, ação de cloretos ou ação de sulfatos. A ação da solução alcalina se manifesta através de ataque por solução alcalina em pisos canais e canaletas conforme aponta Helene (2003, p. 127). Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: troca iônica entre o agente alcalino e os compostos do cimento formando sais mais solúveis (C 3A + Na(OH)2 ® Aluminato de sódio), deterioração do concreto pela diminuição da resistência, lixiviação, expansão causada pela penetração da solução alcalina nos poros do concreto e cristalização dos subprodutos que se acumulam nos poros. 6
A eflorescência se manifesta através de lajes, muros e paredes cortinas de contenção de solo, tanques e silos conforme apontado por Helene (2003, p. 128). Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: água infiltrada sob pressão através dos poros do concreto ou fissuras, dissolução ou hidrólise da cal livre hidratada, hidróxido de cálcio, até a superfície do concreto – lixiviação, acumulo de solução saturada de hidróxido de cálcio na superfície do concreto – eflorescência, carbonatação do hidróxido de cálcio na superfície do concreto com o transporte do anidrido carbônico para dentro dos poros do concreto, reação com o hidróxido de cálcio do concreto formando o carbonato de cálcio o que implica na carbonatação do concreto expresso pela fórmula: Ca(OH)2 + CO2
CaCO3 + H2O.
Helene (2003, p. 129) aponta que a ação de carga externa ou impacto se manifesta através de impacto em pilares, paredes e muros. Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: choques de elevadores de carga, veículos ou embarcações, lascamento ou ruptura do concreto afetado. A Desintegração do concreto por abrasão se manifesta através de abrasão em pilares, paredes, pisos industriais e tabuleiros de pontes conforme descrito por Helene (2003, p. 130). Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: atrito a seco (atrito, risco superficial ou percussão), desgaste superficial, inclusive da pasta e dos agregados. A desintegração do concreto por erosão se manifesta através de erosão em pilares, cortinas, pisos, canaletas e canais de acordo com Helene (2003, p. 132). Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: desgaste pela ação de fluídos com partículas sólidas em suspensão, colisão de partículas com o concreto, desgaste superficial, quanto menor a resistência à compressão, maior o efeito da erosão. Helene (2003, p. 134) afirma que a ação de cargas externas, compressão se manifesta através de compressão em pilares e em vigas. Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: atuação de sobrecargas, formação de fissuras, concreto de resistência inadequada ou sobrecargas não previstas. Helene (2003, p. 136) afirma que a ação de cargas externas, flexão e cortante se manifesta através de flexão e força cortante em vigas.
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Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: atuação de sobrecargas, originam-se de solicitações de flexão pura ou pela combinação de flexão e cortante, fissuras por flexão pura no meio do vão que terminam na posição da linha neutra, fissuras devido a combinação de flexão e cortante, inclinadas, e se localizam entre o meio do vão e o apoio, carga distribuída, fissuras por cortante inclinadas e que se localizam próximas ao apoio. A ação de cargas externas, flexão se manifesta através de flexão em laje conforme aponta Helene (2003, p. 137). Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: laje muito flexível, em estruturas executadas pelo processo de formas tipo túnel, juntas de concretagem mal executadas, armadura insuficiente ou mal posicionada, ancoragem longitudinal insuficiente, desforma antes do tempo, sobrecarga não prevista ou fissuração. A ação de cargas externas, momento torsor se manifesta através de momento torsor em lajes conforme aponta Helene (2003, p. 138). Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: armadura de canto insuficiente ou proteção térmica insuficiente. A ação de cargas externas, torção se manifesta através de torção em vigas conforme aponta Helene (2003, p. 139). Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: atuação de sobrecargas, apresenta-se em conjunto com solicitações de flexão e cortante gerando tensões tangenciais à estrutura, de forma similar as originadas por esforços de cisalhamento, fissuras a 45º em todas as faces do elemento, de forma helicoidal, propagando-se para cima da linha neutra. Helene (2003, p. 140) diz que a aderência e a ancoragem se manifestam através de aderência e ancoragem em vigas e pilares. Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: atuação de sobrecargas, concreto com resistência inadequada, ancoragem insuficiente, exsudação na parte inferior das armaduras horizontais, deficiência de altura das nervuras, perda de aderência entre a armadura e o concreto, escoramento ou fissuração próxima às armaduras. A
corrosão
de
armaduras,
carbonatação
se
manifesta
através
de
carbonatação em qualquer estrutura de concreto conforme aponta Helene (2003, p. 141). 8
Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: penetração do CO2 da atmosfera no concreto através da porosidade e fissuras, presença de umidade nos poros do concreto, reação do CO2 da atmosfera com os componentes alcalinos da pasta de cimento hidratada, formação de carbonatos, diminuição do pH do concreto, despassivação da armadura ou corrosão. Helene (2003, p. 142) aponta que a corrosão de armaduras, ataque de cloretos se manifesta através de ataque de cloretos em qualquer estrutura de concreto. Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: origem dos cloretos no concreto por contaminação dos agregados ou da água de amassamento, combinação de certa quantidade de cloretos com os aluminatos do cimento, formação de sais ou corrosão da armadura. Helene (2003, p. 143) destaca que as fissuras ou rupturas de cisalhamento se manifestam através de fissura ou trinca com uma inclinação de 45º e 75º, as fissuras formadas dependerão da taxa de aço longitudinal. Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: sobrecargas não previstas, seção insuficiente da viga, concreto de resistência inadequada, taxa de armadura longitudinal insuficiente, desforma precoce ou estribos insuficientes. As fissuras ou rupturas por flexão e torção se manifestam através de anomalia grave onde a ruptura pode ser rápida, as fissuras tomam diferentes inclinações em cada face da viga conforme destaca Helene (2003, p. 144). Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: ancoragem insuficiente, aço de retorno mal posicionado no projeto ou durante a execução, sobrecarga não prevista, armadura de reforço insuficiente, não consideração dos esforços de torção ou concreto de resistência inadequada. As fissuras ou rupturas de compressão se manifestam através de formação de fissuras na zona de compressão por esmagamento do concreto, costumam ocorrer em vigas de pequena seção conforme aponta Helene (2003, p. 145). Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: cálculo deficiente, excesso de carga, seção insuficiente ou concreto de menor resistência com muito aço na zona de tração. Helene (2003, p. 146) destaca que as falhas construtivas – ninhos de concretagem se manifestam através de segregação devida a concretagem mal feita. 9
Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: concreto mal dosado, dimensão máxima característica do agregado maior que o espaçamento da armadura, concreto vertido de alturas superiores a 2,5 m ou compactação inadequada, excessiva ou deficiente. As falhas construtivas, deficiência no posicionamento da armadura, se manifestam através de armaduras aparentes em pilares, fundos de lajes, vigas e cortinas conforme aponta Helene (2003, p. 148). Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: falta de colocação de espaçadores, armaduras de diferentes bitolas misturadas ou deslocadas devido ao trânsito de operários ou armaduras aparentes no momento da retirada das formas. Helene (2003, p. 149) destaca que as falhas construtivas, escorregamento da armadura, se manifestam através de aparição de fissuras próximo ao apoio devido a garra insuficiente dos estribos com pequeno comprimento de ancoragem, também ocorre falha por força cortante. Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: colocar estribos sem fechar ou com comprimento de ancoragem insuficiente, má aderência do aço de reforço com o concreto, sobrecarga não prevista ou resistência inadequada do concreto. Helene (2003, p. 150) aponta que as falhas construtivas, dosagem inadequada do concreto, se manifestam através de retração plástica no topo do pilar por deficiência de dosagem do concreto. Para o seu diagnóstico há algumas possibilidades: as fissuras horizontais no topo de pilares que surgem durante a hidratação do cimento são denominadas de retração plástica. Quanto mais esbelto o pilar e mais fluído o concreto, maior quantidade de água se acumula na parte superior o que facilita a aparição de danos.
3. Considerações Finais
Foram apresentadas patologias diferenciadas que ocorrem nas estruturas de concreto que foram classificadas de acordo com sua manifestação e diagnóstico.
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Com base nas informações prestadas o profissional de engenharia responsável pela elaboração do parecer técnico poderá ter referências sobre as patologias que atingem as estruturas de concreto das edificações. Júnior, e Francisco, (2011, p. 28) apontam que o parecer técnico é a opinião, conselho ou esclarecimento técnico emitido por um profissional legalmente habilitado sobre assunto de sua especialidade. Muitos são os problemas encontrados em estruturas de concreto que poderiam ser evitados caso existisse uma preocupação maior em conhecer suas causas, os problemas decorrem em grande parte de um projeto inadequado e de uma má execução, deficiências que ainda são comuns. Os estudos das causas das patologias são essenciais para que sejam tomadas as devidas providencias para sanar os problemas encontrados porque ao se conhecerem as causas, poderá ser dado o correto encaminhamento para a melhor solução a ser aplicada. Finalmente, projetos melhores e obras mais bem executadas contribuem para que as patologias nas edificações sejam reduzidas aumentando a vida útil das edificações. Desta forma, deve-se atentar para esses dois aspectos importantes, porém, uma vez que exista uma patologia, deve-se conhecê-la, diagnosticá-la e corrigi-la. O trabalho de recuperação de estruturas de concreto não é desejável, mas deve ser feito.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
HELENE, PAULO. Manual de reparo, proteção e reforço de estruturas de concreto. Degussa, Red Rehabilitar. São Paulo, 2003.
JÚNIOR, VANDERLEI JACOB; FRANCISCO, VANESSA PACCOLA. IBAPE-SP Instituto Brasileiro de Avaliações e Perícias de Engenharia de São Paulo. NORMA DE INSPEÇÃO PREDIAL IBAPE/SP – 2011. Disponível em: . Acesso em: 29 nov. 2015.
SOUZA, VICENTE CUSTÓDIO MOREIRA DE. Patologia, recuperação e reforço de estruturas de concreto. PINI. São Paulo, 1998.
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