Manual de Reparo, proteção e reforço de estruturas de concreto, Trabalhos de Projeto Estrutural e Arquitetura

Baixe Manual de Reparo, proteção e reforço de estruturas de concreto e outras Trabalhos em PDF para Projeto Estrutural e Arquitetura, somente na Docsity!

Introdução

INTRODUÇÃO

Patologia Terapia Diagnóstico Sintoma Mecanismo Origem Causa Conseqüências e oportunidade da intervenção Terapia Procedimento

PROJETO OU ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA DA INTERVENÇÃO

1. Introdução
2. Serviços
3. Materiais para Reparo e Sistemas de Proteção
4. Equipamentos
5. Mão de obra
6. Licitação

CONTEÚDO DESTE MANUAL

18 Introdução

Contudo, o Manual não dispensa o especialista em patologia, que é quem formula o diag-nóstico correto do problema - chave do sucesso da correção - nem prescinde do controle de qualidade da execução propriamente dita, que deve ser efetuado por equipes multidisciplinares de laboratórios de ensaios e controle.

Isto significa dizer que este Manual deve ser utilizado e consultado por profissionais responsáveis que conheçam o assunto ou sejam assessorados por especialistas, de modo a efetivamente obter o melhor resultado em suas intervenções em estruturas de concreto que necessitem manutenção, correções, reforços ou proteção no começo ou ao longo de sua vida útil.

Foto 1. Ruptura de pilar de ponte rodoviária por cisalhamento devido a empuxo ocasionado por deslizamento de terra (Curitiba, Paraná)

(^1) N.T.: Os especialistas referidos são representantes da Argentina, Bolívia, Brasil, Chile, Colômbia, Cuba, Espanha, México, Paraguai, Peru, Portugal, Uruguai e Venezuela. A MBT/Degussa atua diretamente ou via operações vizinhas em todos esses países.

Para padronizar a linguagem, vale a pena recordar que a Patologia pode ser entendida como a parte da Engenharia que estuda os sintomas, os mecanismos, as causas e as origens dos defeitos das construções civis, ou seja, é o estudo das partes que compõem o diagnóstico do problema.À Terapia cabe estudar a correção e a solução desses problemas patológicos, inclusive aqueles devidos ao envelhecimento natural. Para obter êxito nas medidas terapêuticas de correção, reparo, reforço ou proteção, é necessário que não apenas o estudo precedente, o diagnóstico da questão, tenha sido bem conduzido, mas principalmente que se

Red Rehabilitar Cyted XV. F Manual de Recuperação de Estruturas de Concreto 19

conheça muito bem as vantagens e desvantagens dos materiais, sistemas e cada um dos procedimentos de recuperação de estruturas de concreto, pois para cada situação particular existe uma melhor alternativa de intervenção.

Foto 2. Corrosão de armaduras por cloretos em apoio de ponte rodoviária de concreto em zona marítima (Recife, Pernambuco)

Foto 3. Intervenção inadequada, na face inferior de laje, agravando ainda mais o problema inicial Coletor de Águas Servidas e Pluviais (Montevidéu, Uruguai)

Red Rehabilitar Cyted XV. F Manual de Recuperação de Estruturas de Concreto 21

Mecanismo

Todo problema patológico, chamado em linguagem jurídica de vício oculto, vício de construção ou dano oculto, ocorre a partir de um processo, de um mecanismo. Por exemplo: a corrosão de armaduras no concreto armado é um fenômeno de natureza eletroquímica, que pode ser acelerado pela

Figura 1. Distribuição relativa da incidência de manifestações patológicas em estruturas de concreto arquitetônico.

presença de agentes agressivos externos, do ambiente, ou internos, incorporados ao concreto.

Por exemplo, para que a corrosão se manifeste é necessário que haja oxigênio (ar), umidade (água) e o estabelecimento de uma célula de corrosão eletroquímica (heterogeneidade da estrutura), que só ocorre após a despassivação da armadura, conforme se vê na Figura 2.

Figura 2. Célula de corrosão eletroquímica em concreto armado

22 Introdução

Conhecer o mecanismo do problema é fundamental para uma terapêutica adequada. É imprescindível, por exemplo, saber que devem ser limitadas as sobrecargas ou cimbrar a estrutura antes ou durante o reforço das vigas quando as fissuras são conseqüência, por exemplo, de momento fletor. Neste caso, não basta a injeção das fissuras, pois estas poderiam reaparecer em posições muito próximas das iniciais.

Origem

O processo de construção e uso pode ser dividido em cinco grandes etapas: planejamento, projeto, fabricação de materiais e componentes fora do canteiro, execução propriamente dita e uso, esta última etapa mais longa, que envolve a operação e manutenção das obras civis, conforme se vê na Figura 3.

Se, por um lado as quatro primeiras etapas envolvem um período de tempo relativamente curto - em geral menos de dois anos - por outro lado, as construções devem ser utilizadas durante períodos longos - em geral mais de cinqüenta anos para edificações e mais de duzentos para barragens e obras de arte.

Figura 3. Etapas de produção e uso das obras civis

Os problemas patológicos só se manifestam durante a construção ou após o início da execução propriamente dita, a última etapa da fase de produção. Normalmente ocorrem com maior incidência na etapa de uso. Certos problemas, como por exemplo os resultantes de reações álcali-agregados, só aparecem com intensidade após mais de seis anos. Há casos de corrosão de armadura em lajes de forro/piso de apartamentos que se manifestaram intensamente, inclusive com colapso parcial, depois de apenas treze anos de uso do edifício.

Um diagnóstico adequado do problema deve indicar em que etapa do processo construtivo teve origem o fenômeno. Por exemplo, uma fissura de momento fletor em vigas tanto pode ter origem num projeto inadequado, quanto na

24 Introdução

Conseqüências e oportunidade da intervenção

Um bom diagnóstico se completa com algumas considerações sobre as conseqüências do problema no comportamento geral da estrutura, ou seja, um prognóstico da questão. De forma geral, costuma-se separar as considerações em dois tipos: as que afetam as condições de segurança da estrutura (associadas ao estado limite último) e as que comprometem as condições de higiene, estética, etc., ou seja, as denominadas condições de serviço e funcionamento da edificação (associadas aos estados limites de utilização).

Foto 5. Recuperação de estrutura de concreto danificada por corrosão de armadura devida a carbonatação (São Paulo, SP)

Em geral os problemas patológicos são evolutivos e tendem a se agravar com o passar do tempo, além de acarretarem outros problemas associados ao inicial. Por exemplo: uma fissura de momento fletor pode dar origem à corrosão de armadura; flechas excessivas em vigas e lajes podem acarretar fissuras em paredes e deslocamentos em pisos rígidos apoiados sobre os elementos fletidos (vide fotos 5 e 6).

Pode-se afirmar que as correções serão mais duráveis, mais efetivas, mais fáceis de executar e muito mais econômicas quanto mais cedo forem ejecutadas. A demostração mais expressiva desta afirmação é a chamada «lei de Sitter» que mostra os custos crescendo segundo uma progressão geométrica.

Red Rehabilitar Cyted XV. F Manual de Recuperação de Estruturas de Concreto 25

Foto 6. Corrosão de armaduras por ação de cloretos em ponte rodoviária (Mongaguá, Brasil)

Dividindo as etapas construtivas e de uso em quatro períodos correspondentes ao projeto, à execução propriamente dita, à manutenção preventiva efetuada antes dos cinco primeiros anos e à manutenção corretiva efetuada após o surgimento dos problemas, a cada uma corresponderá um custo que segue uma progressão geométrica de razão cinco, conforme indicado na Figura 5.

Figura 5. Lei de evolução de custos, lei de Sitter (Sitter, 1984 CEB RILEM)

Uma interpretação adequada de cada um desses períodos ou etapas de obra pode ser a seguinte:

Projeto: toda medida tomada a nível de projeto com o objetivo de aumentar a proteção e a durabilidade da estrutura, como por exemplo, aumentar o cobrimento da armadura, reduzir a relação água/cimento do concreto, especificar tratamentos protetores superficiais, escolher detalhes construtivos adequados, especificar cimentos, aditivos e adições com características especiais e outras, implica um

Red Rehabilitar Cyted XV. F Manual de Recuperação de Estruturas de Concreto 27

pequenos reparos localizados, como uma recuperação generalizada da estrutura, ou reforços de fundações, pilares, vigas e lajes. É sempre recomendável que, após uma das intervenções citadas, sejam tomadas medidas de proteção da estrutura, com implantação de um programa de manutenção periódica. Esse programa de manutenção deve levar em conta a vida útil prevista, a agressividade das condições ambientes de exposição e a natureza dos materiais e medidas protetoras adotadas.

Procedimento

A escolha dos materiais e da técnica de correção a ser empregada depende do diagnóstico do problema, das características da região a ser corrigida e das exigências de funcionamento do elemento que vai ser objeto da correção. Por exemplo: nos casos de elementos estruturais que necessitam serem colocados em carga após algumas horas da execução do reparo, pode ser necessário e conveniente utilizar sistemas de base epóxi ou poliéster. Nos casos de prazos um pouco mais dilatados (dias), pode ser conveniente utilizar argamassas e grautes de base mineral e, em condições normais de solicitação (após vinte e oito dias), os materiais podem ser argamassas e concretos adequadamente dosados (vide fotos 7 e 8).

Foto 7. Reparo localizado em viga de fachada danificada por corrosão de armadura devida a carbonatação (Mérida, México)

Foto 8. Reparo localizado em base de pilar danificado por corrosão de armadura devida a cloretos (Havana, Cuba)

PROJETO OU ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA DA INTERVENÇÃO

Considera-se que o projeto ou especificação técnica de uma intervenção é a chave do sucesso de uma recuperação estrutural de concreto.

A título de exemplo, um bom projeto de recuperação deverá considerar as seguintes etapas:

1 INTRODUÇÃO

2 SERVIÇOS

28 Introdução

2.1 Reparos localizados

• Localização e definição das áreas para inspeção
• Retirada das armaduras de pele
• Escarificação do concreto e delimitação com disco de corte
• Limpeza das armaduras
• Reconstituição da seção da estrutura 2.2 Reparo superficial
• Preparo do substrato
• Reconstituição da seção
• Cura 2.3 Reparo profundo
• Fôrmas
• Saturação do substrato
• Reconstituição da seção
• Retirada de fôrmas e acabamento do reparo
• Cura 3 MATERIAIS DE REPARO E SISTEMAS DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL

3.1 Argamassa de Reparo

• Especificação técnica
• Controle de recepção
• Armazenagem
• Cuidados no manuseio, mistura e preparo 3.2 Graute
• Especificação técnica
• Controle de recepção
• Armazenagem
• Cuidados no manuseio, mistura e preparo 4 EQUIPAMENTOS

4.1 Disco de corte para concreto

4.2 Rompedor mecânico 4.3 Jateamento de agua

4.4 Jateamento abrasivo (com areia) úmido 4.5 Jateamento de ar

4.6 Pulverizador (de água) 4.7 Misturador de argamassa

30 Introdução

materiais que deverão ser empregados nos serviços de reparo e proteção. Poderá ser empregado qualquer material dentre os disponíveis no mercado, considerando que as características dos materiais especificadas no projeto têm que corresponder a produtos já consagrados pelo meio técnico e com eficácia comprovada em condições semelhantes de aplicação e exposição. A qualidade dos materiais e sistemas é de responsabilidade dos fabricantes e fornecedores que deverão garanti-la formalmente.

Para cada material e sistema são abordados os seguintes tópicos principais:

• Especificações técnicas: É feita uma descrição sucinta do material, presentando-se a composição básica e estabelecendo-se requisitos mínimos de caracterização e desempenho do mesmo.
• Controle de recepção: São definidos os parâmetros e ensaios para o controle de recepção dos materiais, estabelecendo-se os critérios de aceitação/rejeição, tamanho dos lotes e critérios de amostragem.
• Acopio: São indicados os cuidados que deverão ser tomados no acopio dos materiais.
• Cuidados no manuseio, mistura e preparo: São descritos os procedimentos que deverão ser tomados durante o manuseio, mistura e preparo dos materiais, visando a obtenção das suas características ótimas pela obediência aos aspectos funcionais e de segurança.

equipamentos

Nesta seção são apresentados os equipamentos básicos necessários para a execução dos serviços de reparo e proteção de concreto armado. São indicados o uso e as principais características técnicas requeridas para o emprego adequado dos equipamentos.

mão-de-obra

Nesta seção é apresentada uma «orientação» para a distribuição dos equipamentos e qualificação da mão-de-obra para a execução dos serviços de reparo e proteção das estruturas de concreto armado, tendo como principais objetivos facilitar o controle de execução e garantir uma maior qualidade dos serviços, assim como as responsabilidades do pessoal, incluindo a Fiscalização.

licitação

Nesta seção são apresentados subsídios básicos para a elaboração do Edital de Licitação pelo Interessado, sendo detalhadas as planilhas com as estimativas dos quantitativos dos serviços de recuperação da estrutura.

CONTEÚDO DESTE MANUAL

No Capítulo 1 são apresentados de forma ampla, incluindo os conceitos de durabilidade e vida útil, as ações que atuam sobre as estruturas de concreto durante sua existência,

Red Rehabilitar Cyted XV. F Manual de Recuperação de Estruturas de Concreto 31

considerando cargas e ações ambientais.

O Capítulo 2 foi organizado de forma tal que ajude na elaboração do diagnóstico frente as manifestações pato-lógicas usuais, indicando também as alternativas mais adequadas para a correção dos problemas. Por tratar-se de uma orientação geral, evidentemente não foi possível analisar aspectos específicos de um determinado problema ou obra, que deverão ser tratados em suas particularidades pelo especialista responsável.

O tema do Capítulo 3 é a orientação para a seleção da intervenção que fornece as diretrizes mais importantes que deverão ser levadas em conta para a escolha de uma solução.

No Capítulo 4 é apresentada uma descrição geral da natureza dos principais materiais e sistemas utilizados em repa-ros, reforços e proteção de estruturas de concreto. Por fim, são resumidos os produtos existentes, descrevendo-se suas características principais e usos recomendados, com o objetivo de auxi-liar os profissionais na seleção do produto ou sistema mais adequado para uma determinada situação. Cabe recordar que, para um mesmo problema pato-lógico, pode haver mais de uma solução.

Os procedimentos para reparo e limpeza do subs-trato são apresentados no Capítulo

5. Considera-se convenien-te destacar a importância destes procedimentos, não apenas porque influem no processo da recuperação, mas também porque muitas vezes não são do conhecimento dos profissionais. Neste capítulo são descritos os proce-dimentos para a eliminação de graxa, descontaminação do substrato, limpeza de chapas metálicas ou queima controlada da superfície do concreto.

No Capítulo 6 são apresentados os procedimentos usuais para reparar estruturas de concreto. Por razões didáticas, as correções foram apresentadas considerando-se apenas um problema patológico. Na prática, a recuperação de uma estrutura dete-riorada pode abarcar um número elevado de problemas e alternativas de soluções, e portanto para encontrar a solução adequada será necessário consultar vários pontos, conciliando de maneira planejada e inteligente cada um dos proce-dimentos indicados.

No Capítulo 7 são apresentadas as alternativas possíveis de intervenção em estruturas danificadas por corrosão de armaduras, discutindo-se as vantagens e desvantagens de cada uma delas.

O Capítulo 8 foi totalmente dedicado à apresentação de soluções de reforço de estruturas de concreto, discutindo em separado os reforços mais comuns para pilares, lajes, vigas e paredes de concreto.

O Capítulo 9 descreve os mecanismos de degradação da superfície do concreto, a natureza e característica dos principais produtos utilizados para a proteção de tais superfícies, assim como as técnicas de aplicação e os parâmetros para a manutenção preventiva e corre-tiva das fachadas, pisos e demais superfícies expostas de concreto, o denominado concreto aparente. É também apresentada uma discussão teórico- prá-tica de como pode ser planejada uma correção dos problemas patológicos derivados da corrosão das armaduras, que por sua vez é atualmente, a manifestação