16
Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das estruturas de concreto dezembro/2015 ISSN 2179-5568 Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 10 Vol. 01/ 2015 dezembro/2015 Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das estruturas de concreto Julhana Bacichetti da Silva [email protected] MBA Projeto, Execução e Controle de Estruturas e Fundações Instituto de Pós-Graduação - IPOG Florianópolis, SC, 20/11/2014 Resumo Nos últimos anos é crescente o número de edificações com estrutura de concreto armado que apresentam deterioração precoce, com danos de diversas origens. Dentre essas, destaca-se a ausência quase absoluta de manutenção das estruturas. Os fatores que levam a isto são muitos, destacando-se o conceito errôneo de que as estruturas de concreto devem durar tempo indeterminado sem a devida manutenção. A constatação que as estruturas de concreto estavam sujeitas a ocorrência de deteriorações ao longo do tempo levou a busca de estudos e conceitos sobre durabilidade e vida útil da estrutura. Com a evolução do conhecimento conclui-se que a manutenção estrutural deve iniciar já na etapa de concepção de acordo com critérios rigorosos de projeto de estruturas duráveis, observando o grau de agressividade do ambiente e a durabilidade da estrutura de concreto para qual foi projetada, tornando possível a execução de mecanismos apropriados para inspeções periódicas. Este trabalho é resultado de pesquisas em livros e publicações, com o intuito de apresentar aspectos relevantes sobre a durabilidade e vida útil da estrutura de concreto e, a influência que a manutenção adequada exerce sobre a vida útil da estrutura. Palavras-chave: Durabilidade; Vida útil; Estrutura; Concreto; Manutenção. 1. Introdução O desempenho insatisfatório de estruturas relativamente novas exigiu que se aprofundasse o estudo sobre os aspectos voltados à durabilidade e ao aumento da vida útil da estrutura de concreto. Assim a durabilidade do concreto passou da condição de característica secundária, à condição de critério, não só em projeto, mas também na execução da obra. O concreto sendo um material sólido sofre ações agressivas ao longo do tempo, ocasionando assim, à degradação. Sua durabilidade vai depender da maneira que foi elaborado, desde a fase de projeto até o produto final, seguindo as fases de inspeções e manutenções ao longo da vida útil. Souza e Ripper (1998) dizem que “uma estrutura, durante a vida para a qual foi projetada, deve ser utilizada segundo as premissas de projeto e estar sempre sujeita a manutenção mais apropriada”. Com isso existe a necessidade de estratégias de manutenção de acordo com o tipo de obra e os cuidados que ela venha a requerer, em função da concepção, da utilização e do ambiente a qual está inserida. 2. Durabilidade e Vida Útil da Estrutura 2.1 Conceituação

Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das ... A NBR (6118:2014) diz que: Durabilidade consiste na capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais previstas

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das ... A NBR (6118:2014) diz que: Durabilidade consiste na capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais previstas

Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das estruturas de concreto dezembro/2015

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 10 Vol. 01/ 2015 dezembro/2015

Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das estruturas

de concreto

Julhana Bacichetti da Silva – [email protected]

MBA Projeto, Execução e Controle de Estruturas e Fundações

Instituto de Pós-Graduação - IPOG

Florianópolis, SC, 20/11/2014

Resumo

Nos últimos anos é crescente o número de edificações com estrutura de concreto armado que

apresentam deterioração precoce, com danos de diversas origens. Dentre essas, destaca-se a

ausência quase absoluta de manutenção das estruturas. Os fatores que levam a isto são muitos,

destacando-se o conceito errôneo de que as estruturas de concreto devem durar tempo

indeterminado sem a devida manutenção. A constatação que as estruturas de concreto

estavam sujeitas a ocorrência de deteriorações ao longo do tempo levou a busca de estudos e

conceitos sobre durabilidade e vida útil da estrutura. Com a evolução do conhecimento

conclui-se que a manutenção estrutural deve iniciar já na etapa de concepção de acordo com

critérios rigorosos de projeto de estruturas duráveis, observando o grau de agressividade do

ambiente e a durabilidade da estrutura de concreto para qual foi projetada, tornando possível a

execução de mecanismos apropriados para inspeções periódicas. Este trabalho é resultado de

pesquisas em livros e publicações, com o intuito de apresentar aspectos relevantes sobre a

durabilidade e vida útil da estrutura de concreto e, a influência que a manutenção adequada

exerce sobre a vida útil da estrutura.

Palavras-chave: Durabilidade; Vida útil; Estrutura; Concreto; Manutenção.

1. Introdução

O desempenho insatisfatório de estruturas relativamente novas exigiu que se aprofundasse o

estudo sobre os aspectos voltados à durabilidade e ao aumento da vida útil da estrutura de

concreto. Assim a durabilidade do concreto passou da condição de característica secundária, à

condição de critério, não só em projeto, mas também na execução da obra.

O concreto sendo um material sólido sofre ações agressivas ao longo do tempo, ocasionando

assim, à degradação. Sua durabilidade vai depender da maneira que foi elaborado, desde a

fase de projeto até o produto final, seguindo as fases de inspeções e manutenções ao longo da

vida útil. Souza e Ripper (1998) dizem que “uma estrutura, durante a vida para a qual foi

projetada, deve ser utilizada segundo as premissas de projeto e estar sempre sujeita a

manutenção mais apropriada”. Com isso existe a necessidade de estratégias de manutenção de

acordo com o tipo de obra e os cuidados que ela venha a requerer, em função da concepção,

da utilização e do ambiente a qual está inserida.

2. Durabilidade e Vida Útil da Estrutura

2.1 Conceituação

Page 2: Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das ... A NBR (6118:2014) diz que: Durabilidade consiste na capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais previstas

Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das estruturas de concreto dezembro/2015

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 10 Vol. 01/ 2015 dezembro/2015

A durabilidade é o resultado da interação entre a estrutura de concreto, o ambiente, as

condições de uso e a manutenção para a qual foi projetada.

A NBR (6118:2014) diz que: Durabilidade consiste na capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais

previstas e definidas em conjunto pelo autor do projeto estrutural e pelo contratante,

no início dos trabalhos de elaboração do projeto (ABNT NBR 6118:2014, item

5.1.2.3).

A vida útil da estrutura de concreto deve ser focada de forma completa, ordenada e ampla,

compatibilizando ações coordenadas e realizadas em todas as etapas do processo construtivo e

principalmente durante a etapa de utilização da estrutura. Já que é nessa etapa que a

manutenção preventiva e corretiva será indispensável para a correta consideração da vida útil

da estrutura.

A NBR (6118:2014) descreve que:

As estruturas de concreto devem ser projetadas e construídas de modo que, sob as

condições ambientais previstas na época de projeto e quando utilizadas conforme

preconizado em projeto, conservem sua segurança, estabilidade e aptidão em serviço

durante o prazo correspondente, à sua vida útil (ABNT NBR 6118:2014, item 6.1).

Souza e Ripper (1998) salientam que:

A modelização do mecanismo de estudo da durabilidade passa pela avaliação e

compatibilização entre agressão ambiental, por um lado, e a qualidade do concreto e

da estrutura, por outo, sendo este cenário definido à luz do tempo e do custo da

estrutura (SOUZA E RIPPER, 1998:19).

Na definição de vida útil para Helene (1997), o importante é construir um sistema abrangente

que permita deixar claro o critério de julgamento; fixar uma probabilidade alta de sucesso,

pois o engenheiro terá que projetar e garantir aquilo que projetou; estimular a inspeção e

observação periódica das estruturas; revalorizar o papel da técnica na decisão da durabilidade.

Helene (1997) mostra na figura 1 uma proposta de definição clara de vida útil de projeto,

limitada aos fenômenos de corrosão.

Page 3: Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das ... A NBR (6118:2014) diz que: Durabilidade consiste na capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais previstas

Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das estruturas de concreto dezembro/2015

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 10 Vol. 01/ 2015 dezembro/2015

Figura 1 – Conceituação de vida útil das estruturas de concreto tomando por referencia o fenômeno de corrosão

de armaduras.

Fonte: HELENE (1997)

Interpretando, segundo Medeiros, Andrade e Helene (2011), a figura 1, temos as seguintes

definições: ■Vida útil de projeto: período de tempo que vai até a despassivação da armadura,

normalmente denominado de período de iniciação. Corresponde ao período de

tempo necessário para que a frente de carbonatação ou a frente de cloretos atinja a

armadura. O fato da região carbonatada ou de certo nível de cloretos atingirem a

armadura e teoricamente despassivá-la, não significa que necessariamente a partir

desse momento haverá corrosão importante, apesar de que em geral ocorre. Esse

período de tempo, no entanto ,é o período que deve ser adotado no projeto da

estrutura, a favor da segurança;

■vida útil de serviço: período de tempo que vai até o momento que aparecem

manchas na superfície do concreto, ou ocorre fissuras no concreto de cobrimento, ou

ainda quando há o destacamento do concreto de cobrimento. É muito variável de um

caso para o outro, pois depende das exigências associadas ao uso da estrutura.

Enquanto em certas situações é inadmissível que uma estrutura de concreto

apresente manchas de corrosão ou fissuras, em outros casos somente o início da

queda de pedaços de concreto, colocando em riso a integridade de pessoas e bens,

pode definir o momento a partir do qual se deve considerar terminada a vida útil de

serviço;

■vida útil última ou total: período de tempo que vai até a ruptura ou colapso parcial

ou total da estrutura. Corresponde ao período de tempo no qual há uma redução

significativa da seção resistente da armadura ou perda importante da aderência

armadura/concreto, podendo acarretar o colapso parcial ou total da estrutura;

■vida útil residual: corresponde ao período de tempo em que a estrutura ainda será

capaz de desempenhar suas funções, contando nesse caso a partir de uma data

qualquer, correspondente a uma vistoria. Essa vistoria e diagnóstico podem ser

Page 4: Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das ... A NBR (6118:2014) diz que: Durabilidade consiste na capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais previstas

Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das estruturas de concreto dezembro/2015

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 10 Vol. 01/ 2015 dezembro/2015

efetuados a qualquer instante da vida em uso da estrutura. O prazo final, nesse caso,

tanto pode ser o limite de projeto, o limite das condições de serviço, quanto o limite

de ruptura, dando origem a três possíveis vidas úteis residuais, uma mais curta,

contada até a despassivação da armadura, outra até o aparecimento de manchas,

fissuras ou destacamento do concreto e outra longa contada até a perda significativa

da capacidade resistente do componente estrutural ou seu eventual colapso

(MEDEIROS, ANDRADE E HELENE, 2011).

2.2 Durabilidade e vida útil da estrutura de concreto

A ocorrência de deterioração em estruturas tidas como novas, fez com que houvesse o

aprofundamento sobre o conhecimento do material utilizado para a resistência adotada na

etapa do projeto. Então a durabilidade do concreto passa a ser uma condição de critério de

recebimento e aceitação na obra.

Helene (1997) cita que “resistência da estrutura de concreto a ação do meio ambiente e ao

uso dependerá, no entanto, da resistência do concreto e da resistência da armadura. Qualquer

dos dois que se deteriore, comprometerá a estrutura como um todo”.

Os estudos da durabilidade passam pela compatibilização entre a agressão ambiental e a

qualidade do concreto e da estrutura. O concreto armado tem demonstrado possuir uma

durabilidade adequada para a maioria dos usos a que se destina. Está durabilidade é resultado

da combinação entre o concreto e o aço, sendo que, o cobrimento de concreto é uma barreira

física, além da elevada alcalinidade que o concreto desenvolve sobre o aço, formando uma

camada passiva, conhecida como passivação, que o mantém inalterado por um tempo

indefinido. Entretanto, como diz Neville e Brooks (2013),

caso o concreto seja permeável de modo que a carbonatação atinja o concreto em

contato com o aço ou que soluções como cloretos possam penetrar até a armadura e

existindo água e oxigênio, será iniciado processo de corrosão da armadura. A

formação de compostos ferrosos expansivos resulta em um aumento do volume em

relação ao aço original, de modo que as tensões de expansão causam fissuração e

lascamento do concreto (NEVILLE E BROOKS 2013:268).

Quanto maior e mais compacta está barreira, mais difícil será o transporte de agentes

agressores do meio ambiente chegarem até a superfície da armadura. Entretanto, as estruturas

de concreto armado têm apresentado problemas com poucos anos de uso. Com isso, estudos

vêm sendo desenvolvidos com o intuito de conhecer um pouco melhor essa característica tão

importante do concreto que é a durabilidade.

Os mecanismos de transporte de agentes agressores no concreto dependem dos seguintes

aspectos:

a)das características químicas e físicas dos agentes agressivos, de suas concentrações na

superfície do concreto e das condições ambientais;

b)da forma e distribuição dos poros e presença de microfissuras;

c)da temperatura;

d)do grau de umidade do concreto.

Helene (1997) diz que: O estudo da durabilidade das estruturas de concreto armado e protendido têm

evoluído graças ao maior conhecimento dos mecanismos de transporte de líquidos e

de gases agressivo nos meios porosos, como o concreto, que possibilitaram associar

o tempo aos modelos matemáticos que expressam quantitativamente esses

mecanismos (HELENE, 1997).

Page 5: Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das ... A NBR (6118:2014) diz que: Durabilidade consiste na capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais previstas

Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das estruturas de concreto dezembro/2015

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 10 Vol. 01/ 2015 dezembro/2015

Neville (1997), fala que a durabilidade inadequada se manifesta por uma deterioração que

pode ser originada por fatores externos ou por causas internas no interior do próprio concreto.

As diferentes formas de ação podem ser físicas, químicas ou mecânicas.

As causas físicas são os efeitos de temperatura ou de diferenças de coeficiente de dilatação

térmica do agregado e da pasta de cimento hidratado. As causas químicas podem incluir as

reações álcali-sílica e álcali-carbonato. Já o ataque químico externo se dá principalmente pela

ação de íons agressivos, como cloretos, sulfatos ou dióxido de carbono e muitos líquidos e

gases naturais ou industriais. As causas mecânicas podem ser impacto, abrasão, erosão ou

cavitação.

As maiorias dos danos em elementos estruturais são do tipo evolutivo, podendo comprometer

a estabilidade da estrutura. Com isso Bauer (2009), diz que a deterioração de uma estrutura

poderá estar relacionada com as seguintes causas, a seguir relacionadas em grupo:

a) Grupo I: erros de projeto estrutural – detalhes mal especificados ou falta de detalhamento,

cargas ou tensões não consideradas no cálculo estrutural, variações bruscas de seção em

elementos estruturais, deficiência ou falta de projeto de drenagem, efeitos da fluência do

concreto não considerado;

b)Grupo II: emprego de materiais inadequados – a não consideração de que os materiais

deverão ser criteriosamente conhecidos, de acordo com ensaios prévios, de maneira a

caracterizá-los, conforme norma e procedimentos dos mesmos, em relação as características

de projeto, utilização e condições ambientais, a que estarão sujeitos, ou seja, a realização de

controle tecnológico durante a execução ;

c)Grupo III: erros de execução – São inúmeras as falhas que podem ocorrer, vou citar

algumas como falta de planejamento necessário para bom andamento da obra, iniciar a obra

antes da conclusão da etapa de concepção dos projetos, não capacitação profissional da mão-

de-obra, irresponsabilidade técnica, detalhamento inadequado da armadura, escoras mal

posicionadas, retirada das mesmas antes da hora;

d)Grupo IV: agressividade do meio ambiente – a agressividade do meio ambiente está

relacionada a ações físicas e químicas, independentemente das ações mecânicas, das variações

térmicas, da retração hidráulica e de outras previstas do dimensionamento da estrutura de

concreto. A consideração da agressividade do ambiente deve ser feita com base nas condições

de exposição da estrutura, devendo levar em conta o clima atuante sobre a obra e suas partes

críticas.

No caso dos projetos usuais de concreto, podem-se considerar as classes adotadas pela NBR

(6118:2014), de acordo com a tabela mostrada a seguir:

Page 6: Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das ... A NBR (6118:2014) diz que: Durabilidade consiste na capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais previstas

Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das estruturas de concreto dezembro/2015

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 10 Vol. 01/ 2015 dezembro/2015

Figura 2 – Tabela 6.1 – Classes de agressividade ambiental

Fonte: NBR (6118:2014, item 6.4.2).

Para Medeiros, Andrade e Helene (2011), “na realidade o mais importante é a resistência da

estrutura ao meio ambiente e esta depende não só da qualidade do concreto, mas também da

execução, do uso correto e de critérios adequados de projeto”. Neste sentido a NBR

(6118:2014) diz que para evitar envelhecimento precoce da estrutura e satisfazer as exigências

de durabilidade devem ser observados os seguintes critérios de projeto:

a)prever uma drenagem eficiente;

Page 7: Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das ... A NBR (6118:2014) diz que: Durabilidade consiste na capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais previstas

Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das estruturas de concreto dezembro/2015

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 10 Vol. 01/ 2015 dezembro/2015

b)evitar disposições arquitetônicas ou construtivas que possam reduzir a durabilidade da

estrutura, prevendo o acesso para a inspeção e manutenção de partes da estrutura com vida

útil inferior ao todo;

c)garantir concreto de qualidade, com cobrimentos de concreto apropriados para a proteção

das armaduras;

d)assegurar detalhamento adequado das armaduras;

e)controlar a fissuração dos elementos estruturais;

f)em condições de exposição adversas, devem ser tomadas medidas especiais de proteção e

conservação;

g)prever estratégia que facilite a inspeção e manutenção preventiva.

Helene(1997) diz que a literatura técnica ressalta que a durabilidade da estrutura de concreto

pode ser determinada de acordo com quatro tópicos identificados como regra dos 4C:

- Composição do concreto;

- Compactação efetiva do concreto na estrutura;

- Cura efetiva do concreto na estrutura;

- Cobrimento das armaduras.

Por exemplo, um adensamento mal executado pode resultar num índice de vazios muito altos,

produzindo um concreto altamente poroso. Uma cura mal feita, por sua vez, produz baixo

grau de hidratação do cimento, resultando em alta permeabilidade do concreto de superfície e

baixa durabilidade das peças.

2.3 Algumas orientações Normativas sobre a durabilidade e vida útil das estruturas

Existe um esforço no sentido de se tentar especificar valores numéricos para a vida útil da

estrutura. Porém essa tarefa é bastante complexa, devido à quantidade e variabilidade dos

parâmetros intervenientes. Contudo alguns organismos internacionais apresentam valores de

referência para vida útil. Assim Medeiros, Andrade e Helene (2011), descrevem na figura 3 e

4 alguns órgãos internacionais que apresentam valores de referência para a vida útil,

considerando principalmente o tipo de obra:

Page 8: Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das ... A NBR (6118:2014) diz que: Durabilidade consiste na capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais previstas

Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das estruturas de concreto dezembro/2015

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 10 Vol. 01/ 2015 dezembro/2015

Figura 3 – Vida útil de projeto recomendada na Inglaterra (BS 7543:1992)

Fonte: HELENE (1997)

Figura 4 – Vida útil de projeto recomendada pelas normas da Europa (EN 206-1:2007)

Fonte: HELENE (1997)

Observa-se que os valores acima apresentados nas duas normas são bem semelhantes,

considerando tipos específicos de estruturas.

Nota-se que para estruturas correntes a vida útil é de no mínimo de 50 anos. Este valor é de

grande importância para garantir os níveis mínimos de desempenho exigidos pela estrutura. Já

para estruturas de caráter especial, como as obras de arte, a exigência de valores é da ordem

de 120 anos.

3. Considerações sobre Desempenho

Page 9: Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das ... A NBR (6118:2014) diz que: Durabilidade consiste na capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais previstas

Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das estruturas de concreto dezembro/2015

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 10 Vol. 01/ 2015 dezembro/2015

O desempenho de uma edificação deve satisfazer às condições de utilização dos usuários,

com durabilidade adequada ao longo de sua vida útil, considerando as intervenções de

manutenção.

No caso de um concreto estrutural, o principal desempenho, mas não o único, está relacionado

à resistência à compressão. Exceto por alguns mecanismos de deterioração, essa resistência é

crescente, tendendo a um valor limite, devido à hidratação gradual do cimento, contribuindo

para o incremento do desempenho mecânico da própria estrutura. Contudo, esse mesmo

concreto estará sujeito à ação do gás carbônico existente no ambiente, que reduzirá com o

tempo, a sua alcalinidade, ou seja, seu desempenho químico. Esse fenômeno provoca a

despassivação da armadura, dando caminho ao processo de corrosão que, depois de entrar na

fase de propagação, contribuirá para a perda do desempenho mecânico da estrutura. Nesse

caso, o desempenho do concreto está relacionado à alcalinidade mínima necessária para

garantir a proteção da armadura na parte do seu cobrimento, estando profundamente ligada ao

próprio desempenho da estrutura.

Embora a carbonatação não influencie no desempenho mecânico da estrutura, o concreto só

pode ser considerado satisfatório, ao nível de durabilidade, se num tempo determinado em

projeto e se, sob a ação agressiva do gás carbônico no ambiente onde a estrutura está

localizada, a alcalinidade do concreto ainda for apto de proteger a armadura.

A perda de desempenho do concreto pode não estar associada ao nível estrutural, a qual está

diretamente relacionada à estabilidade da edificação e à segurança dos usuários, porém pode

comprometer no aspecto do conforto e do ponto de vista estético.

Medeiros, Andrade e Helene (2011) dizem que a questão nunca foi contemplada

objetivamente nas normas, nem a questão estética, nem a de conforto psicológico. Que para

essas exigências humanas, é preciso criar novos requisitos e novos critérios de

dimensionamento, a partir do conhecimento, de preferência, da observação histórica de

estruturas com problemas patológicos de uma determinada natureza, devendo considerar o

custo e os problemas de uma intervenção corretiva, adaptando-se aos mesmos princípios

básicos que conduzem o projeto estrutural clássico.

4. Mecanismos de envelhecimento e deterioração

A NBR (6118:2014, item 6.3) descreve os mecanismos mais importantes e frequentes de

envelhecimento e deterioração das estruturas de concreto que são:

a)Mecanismos preponderantes de deterioração relativos ao concreto:

- lixiviação – ação de águas puras, carbônicas agressivas, ácidas e outras;

- expansão por sulfato – expansão por ação de águas ou solos que contenham ou estejam

contaminados com sulfatos, dando origem a reações expansivas e deletérias com a pasta de

cimento hidratado;

- reação álcali-agregado – expansão por ação das reações entre os álcalis do concreto e

agregado reativo.

b) Mecanismos preponderantes de deterioração relativos à armadura:

-despassivação por carbonatação – corrosão devido à carbonatação;

-despassivação por ação de cloretos – corrosão por elevado teor de íon-cloro.

c)Mecanismos de deterioração da estrutura propriamente dita: ações mecânicas,

movimentações de origem térmica,impactos,ações cíclicas,retração,fluência e relaxação, em

como as diversas ações que atuam sobre a estrutura. (ABNT NBR 6118:2014, item).

Page 10: Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das ... A NBR (6118:2014) diz que: Durabilidade consiste na capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais previstas

Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das estruturas de concreto dezembro/2015

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 10 Vol. 01/ 2015 dezembro/2015

No quadro abaixo está apresentada uma visão geral dos principais mecanismos físico-

químicos de deterioração das estruturas de concreto armado e protendido de acordo com

Medeiros, Andrade e Helene (2011):

Figura 2 – Principais mecanismos de deterioração das estruturas d concreto armado

Fonte: MEDEIROS, ANDRADE E HELENE (2011).

A espessura de cobrimento das armaduras é fundamental para a proteção da armadura, já que

o aço é mais sensível a ataques do meio ambiente. Então o cobrimento deve ser projetado e

executado para garantir o desempenho para qual a estrutura foi projetada.

Para o cobrimento mínimo da armadura a ABNT NBR (1618:2014) determina entre 25 mm e

50 mm para pilares e vigas, conforme as condições de exposição da estrutura.

5. Manutenção Estrutural

5.1Conceituação

Segundo Souza e Ripper (1998):

Entende-se por manutenção de uma estrutura o conjunto de atividades necessárias à

garantia do seu desempenho satisfatório ao longo do tempo, ou seja, o conjunto de

rotinas que tenham por finalidade o prolongamento da vida útil da obra, a um custo

compensador (SOUZA E RIPPER, 1998:19).

Page 11: Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das ... A NBR (6118:2014) diz que: Durabilidade consiste na capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais previstas

Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das estruturas de concreto dezembro/2015

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 10 Vol. 01/ 2015 dezembro/2015

Para Mário Brito (2003), “manutenção é um conjunto de ações realizadas ao longo da vida

útil do equipamento ou bem, de forma a manter ou repor sua operacionalidade nas melhores

condições de qualidade, custo e disponibilidade, de uma forma segura”.

Assim, manutenção pode ser entendida como o conjunto de ações tomadas para conservar as

condições de funcionalidade de um bem ao longo de sua existência. Então manutenção

estrutural é o conjunto de ações tomadas, para uma determinada estrutura, que sejam capazes

de desempenhar as funções para as quais a estrutura foi projetada, de uma forma segura, com

qualidade e com relação custo benefício.

A NBR (5674:2012, item 4.1.3) apresenta três tipos de manutenção necessários a depender de

cada caso, conforme se segue:

a)manutenção rotineira, caracterizada por um fluxo constante de serviços,

padronizados e cíclicos ,citando-se, por exemplo, limpeza geral e lavagem de áreas

comuns;

b)manutenção corretiva caracterizada por serviços que demandam ação ou

intervenção imediata a fim de permitir a continuidade do uso dos sistemas,

elementos ou componentes das edificações, ou evitar graves riscos ou prejuízos

pessoais e/ou patrimoniais aos seus usuários ou proprietários; e

c)manutenção preventiva, caracterizada por serviços cuja realização seja

programada com antecedência, priorizando as solicitações dos usuários, estimativas

da durabilidade esperada dos sistemas, elementos ou componentes das edificações

em uso, gravidade e urgência, e relatórios de verificações periódicas sobre o seu

estado de degradação. (ABNT NBR 5674:2012, item 4.1.3).

Nos manuais de operação, uso e manutenção entregues pelas construtoras aos usuários, em

sua maioria, também abordam a manutenção preditiva, onde as ações são tomadas a partir de

monitoramento constante do estado de conservação da estrutura, prevendo a realização de

checagem dos componentes antes de uma efetiva intervenção, diminuindo as perdas devidas a

substituições prematuras.

5.2 Estratégias de manutenção das estruturas

De acordo com Souza e Ripper (1998), é necessário definir estratégias de manutenção das

estruturas em função da sua utilização, concepção e construção. Podemos definir dois grandes

grupos classificadores, que são:

a)estruturas que previsivelmente terá um só responsável durante a sua vida útil que

geralmente acontece com estruturas de grande porte, como pontes ,viadutos ,galerias ,metrô.

b)estruturas para as construções em que os proprietários ou responsáveis serão vários,

sucedendo-se durante a vida útil delas. Esta é a situação mais comum para os edifícios

residenciais e comerciais, onde a analise econômica comporta horizontes previsivelmente

curtos.

Assim sendo o ideal seria que a audácia na concepção e construção ficasse nas estruturas que

previsivelmente terão um só responsável, pois será razoavelmente mais simples de se

implantar uma política correta de utilização e manutenção. Mas para isso, será necessário que

os órgãos competentes e responsáveis tenham possibilidades para definir a mais adequada

política de manutenção, dispondo de pessoal capacitado, prevenindo degradações e até

mesmo, em estágios avançados, evitando custos sociais tão elevados. Já para o caso em que

existem vários proprietários, será mais difícil criar estratégias corretas de inspeções e de

Page 12: Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das ... A NBR (6118:2014) diz que: Durabilidade consiste na capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais previstas

Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das estruturas de concreto dezembro/2015

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 10 Vol. 01/ 2015 dezembro/2015

manutenção. O mais cauteloso seria contemplar uma estrutura mais robusta, seguindo ao

máximo as normas já estabelecidas.

Uma estratégia de manutenção exige, em princípio, um programa de inspeções ordenadas, que

identifique a necessidade, a situação e a extensão da intervenção em uma estrutura. Assim, as

inspeções são parte fundamental desse processo, considerando os aspectos de segurança,

funcionalidade e estética, onde a estrutura está relacionada com a sua utilização e com as

condições ambientais em que está submetida. Dessa forma, Souza e Ripper (1998) citaram

que os trabalhos de manutenção estratégica de uma dada estrutura contemplariam, pelo

menos, as seguintes fases:

a)cadastramento;

b)inspeções periódicas;

c)serviços de limpeza;

d)reparos de pequena monta;

e)reparos de grande monta;

f)reforços (SOUZA E RIPPER, 1998:233).

5.2.1 Inspeção das estruturas e diagnóstico

É de suma importância a realização de inspeções através de profissional habilitado, para que

sintomas de enfermidades possam ser detectados precocemente. Assim quanto mais cedo se é

detectada a enfermidade, menor terá sido a perda de desempenho e, mais simples e barato será

o tratamento.

Durante a inspeção, para a elaboração de diagnóstico com a determinação das possíveis

causas de dano e dos fatores que os influenciam, podem ser necessários, além da inspeção

visual, alguns ensaios que possam direcionar melhor o diagnóstico. Com isso Alonso e

Andrade (1992) indicam alguns procedimentos que podem ser adotados nas vistorias de

estruturas:

-exame visual da estrutura, com o objetivo de identificar os sintomas e a natureza do dano,

bem como, sua repetição na estrutura;

- observação de parâmetros específicos, tais como abrasão e erosão, presença e tamanho de

fissuras, esfoliação, desagregação da superfície do concreto;

-definição da agressividade ambiental, devendo ser avaliada com base nas condições de

exposição da estrutura e na atuação do clima sobre a obra e suas partes critica;

-retirada do recobrimento, em determinados pontos, para a observação das armaduras. Caso

exista dano é importante saber a estrutura do ataque (localizado ou generalizado).

-realização de ensaios a respeito do estado e composição do material.

Com a análise desses procedimentos poderá se conduzir à caracterização das seguintes

situações descrita por Souza e Ripper (1998):

-danos desprezíveis ou inexistência de danos → nenhuma atitude a tomar;

-pequenos danos → originam trabalhos de pequena monta, que poderão ser

realizados por pessoal não especializado e, por outro lado, passam a condicionar as

inspeções de rotina, ressaltando a observação das peças danificadas;

-danos importantes → originam trabalhos de maior envergadura; embora esses

danos possam ocasionar sérios prejuízos à durabilidade da estrutura e à segurança da

estrutura, normalmente levam a trabalhos que podem ser executados por empresas

de pequeno ou médio porte, sob a supervisão de um engenheiro com conhecimento

em trabalhos de recuperação;

Page 13: Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das ... A NBR (6118:2014) diz que: Durabilidade consiste na capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais previstas

Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das estruturas de concreto dezembro/2015

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 10 Vol. 01/ 2015 dezembro/2015

- danos emergenciais → são casos de grande perigo à segurança da obra, que darão

origem à convocação de especialistas ao local para realização de uma inspeção

especial e tomada das providências necessárias;

-alarme → são os casos de ruína iminente, quando então deverão ser tomadas as

medidas necessárias para o escoramento parcial ou total da estrutura, ou mesmo para

a sua interdição, com imediata convocação de equipe técnica especializada (SOUZA

E RIPPER, 1998:235-236).

O diagnóstico é a fase mais importante do processo. Ele que definirá o sucesso ou o fracasso

do tratamento a ser adotado. Um diagnóstico equivocado provocará intervenções que não

conseguirão curar a patologia, e ainda dificultarão análises e estudos futuros, além do

desnecessário dinheiro gasto.

O diagnóstico pressupõe o entendimento de um quadro geral de fenômenos e manifestações

dinâmicas, implicando no conhecimento de seus sintomas, mecanismos, causas e origens.

Após a definição do diagnóstico, devem-se levantar hipóteses sobre a evolução futura do

problema, o prognóstico. Através do prognóstico, o especialista define a finalidade da

intervenção, que poderá ser:

- erradicar a enfermidade;

- impedir ou controlar a evolução;

- estimar o tempo de vida da estrutura;

- limitar sua utilização;

- não intervir;

- indicar sua demolição.

5.2.2 Reparo e reforço das estruturas

Definido o diagnóstico, vem à fase de elaboração das intervenções possíveis e a escolha

daquela que será seguida.

As intervenções que pretendem erradicar uma enfermidade consistem em:

- corrigir pequenos danos → reparo;

- devolver à estrutura o desempenho original perdido → recuperação;

- aumentar o desempenho → reforço.

A partir das intervenções possíveis, a escolha daquela a ser adotada deve ser feita com base,

no mínimo, nos seguintes critérios:

- grau de incerteza sobre os efeitos que produzirão;

- relação custo/benefício;

- disponibilidade de tecnologia para execução dos serviços.

Para Souza e Ripper (1998) os reparos podem ser classificados em:

Reparos de pequena monta e reparos de grande monta. Os reparos de pequena monta

são os reparos ocasionais ou de manutenção rotineira, que poderão ser executados,

sem maiores problemas, por pessoal próprio de manutenção. São os seguintes os

serviços que podem se assim classificados:

-reparos de parte danificadas dos pavimentos (de pontes, terraços, “

playgrounds”,etc.) e de revestimentos, incluindo a remoção do pavimento ou do

revestimento danificado;

-selagem de juntas de dilatação com elastômeros;

-modificação da declividade em pisos, no caso em que poças d’água estejam sendo

formadas;

-reconstituição de pingadeiras e de pinturas protetoras contra a ação das águas;

Page 14: Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das ... A NBR (6118:2014) diz que: Durabilidade consiste na capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais previstas

Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das estruturas de concreto dezembro/2015

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 10 Vol. 01/ 2015 dezembro/2015

-pequenos trabalhos de reconstituição do cobrimento de armaduras que foram

expostas por erosão do concreto ou por choque mecânico;

-em pontes, os casos mais simples de nivelamento do aterro nos encontros, para que

assim se elimine o choque das rodas dos veículos contra a estrutura, na entrada da

ponte, e seu consequente efeito dinâmico.

Já os reparos de grande monta podem ser divididos em três grupos básicos:

-renovação integral do pavimento;

-revisão da impermeabilização;

-execução de reparos estruturais.

Os dois primeiros grupos são importantes no sentido de se proteger a estrutura

contra a ação abrasiva, contra choques mecânicos e contra agressão química e

biológica (água, gases, etc.). A renovação total de um pavimento implica remoção

do pavimento existente, o que pode ferir a impermeabilização da estrutura. Assim

deve-se verificar, antes da colocação do novo pavimento, se a impermeabilização foi

ou não atingida.

Os reparos estruturais de grande monta são, em sua quase totalidade, trabalhos

especializados e que só devem ser executados por pessoal técnico qualificado.

Assim, além de ser absolutamente necessário contar, para sua execução, com pessoal

e empresas altamente especializadas, é imprescindível que haja um projeto de

reforço realizado por engenheiro estrutural familiarizado com este tipo de serviço.

(SOUZA e RIPPER, 1998:240-241).

5.2.3 Análise da intervenção e registro do caso

Após a execução da intervenção, o desempenho da edificação, deve ser acompanhado para

uma comparação entre resultados observados e previstos.

Dessa comparação obtêm-se dados que permitem concluir pela eficiência da intervenção, ou

pela necessidade de nova análise que leve a novas medidas de correção ou recuperação.

Portanto, o processo de ação sobre os problemas patológicos é cíclico, ou seja, têm repetições

periódicas.

Enfim, o caso deve ser cuidadosamente registrado, para que possa ser mais uma fonte de

informações sobre a patologia, a recuperação e o reforço da estrutura.

O cadastramento das grandes estruturas é de suma importância, pois é através desse registro

que se tem um controle mais efetivo das atividades de inspeção. Assim torna-se possível

programar e registrar os reparos ou reforços acaso necessários durante suas vidas.

5.2.4 Serviços de Limpeza

Almeja-se que todas as construções mantenham uma rotina de limpeza, de forma a prolongar

as suas vidas úteis. No caso de estruturas expostas à ação do tempo, este serviço tem uma

importância ainda maior devido à localidade, devendo ser removidos vegetações de forma

geral, os drenos devem estar sempre desentupidos e as estruturas devem ser mantidas limpas e

isentas de poeira e óleo. Além disso, o pessoal envolvido nos serviços de limpeza deve saber a

importância da conscientização dos danos que a água pode causar às estruturas de concreto.

Souza e Ripper (1998) enfatizam que além da ação do agente naturais, deve-se considerar a

ação perigosa e descuidada dos próprios usuários das estruturas.

6. Conclusão

Diante do que foi pequisado, percebeu-se que a durabilidade da estrutura de concreto depende

de vários fatores que devem ser levados em conta desde a concepção do projeto até

Page 15: Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das ... A NBR (6118:2014) diz que: Durabilidade consiste na capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais previstas

Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das estruturas de concreto dezembro/2015

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 10 Vol. 01/ 2015 dezembro/2015

manutenção da edificação. Quanto à durabilidade do concreto, devem ser tomadas

providências para que haja baixo índice de permeabilidade, adotando-se baixa relação água-

cimento, um cobrimento adequado para cada estrutura com relação ao meio ambiente ao qual

está inserida e a sua utilização, bem como, possuir uma elevada capacidade e ter sua

fissuração controlada. Sobre a vida útil das estruturas de concreto seria um avanço o meio

técnico conhecer melhor a variabilidade efetiva dos cobrimentos, das espessuras de

carbonatação e dos perfis de cloreto. Todavia, as estratégias de manutenção são de suma

importância para o aumento e/ou conservação da vida útil da estrutura. Um planejamento

adequado, com profissionais qualificados torna a manutenção uma ferramenta importante na

prevenção das patologias estruturais, bem como no aumento da vida útil da estrutura, trazendo

grandes benefíciois, tanto para os proprietários como para seus usuários.

Referências

ABNT, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5674: Manutenção

de edificações – Requisitos para o sistema de gestão de manutenção. Rio de Janeiro 2012.

ABNT, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de

estruturas – Procedimento. Rio de Janeiro 2014.

ALONSO, C.; ANDRADE, C. Diagnostico e intervención ante fenómenos patológicos en

el hormigón y armaduras.Recomendaciones para la reparación de estructuras afectadas

por patología de los materiales.Seminário S.4:Patológia estructural en

edificación:Diagnostico y soluciones de intervención, Instituto de Ciencias de la Construcción

Eduardo Torroja.Espanha: XII CEMCO,92.

BAUER, L.A.F. Materiais de construção: Novos Materiais para Construção Civil. 5o ed.

v.1. Rio de Janeiro: LTC, 2009.

BRITO M. Manutenção. PRONACI. Portugual: AEP, 2003.

JORDÃO, Fernanda R. Caracterização de variáveis que influenciam na vida útil da

estrutura de concreto. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Uberlândia.

Uberlândia: 2006,153 p.

HELENE, Paulo R. L. Introdução da Durabilidade no Projeto das Estruturas de

Concreto. Revista Ambiente Construído. São Paulo: v.1, no2, p.45-57, jul/dez, 1997.

_________Vida Útil das Estruturas de Concreto. Congresso Ibero Americano de Patologia

das Construções. Porto Alegre: v.1,1997.

MEDEIROS, Marcelo H. F.; ANDRADE, Jairo J.O.; HELENE, Paulo. Durabilidade e Vida

Útil das Estruturas de Concreto. São Paulo: Ibracon, 2011, cap.22.

NEVILLE, A.M. Propriedades do Concreto. São Paulo: Pini, 1997.

Page 16: Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das ... A NBR (6118:2014) diz que: Durabilidade consiste na capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais previstas

Aspectos sobre durabilidade, vida útil e manutenção das estruturas de concreto dezembro/2015

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 10 Vol. 01/ 2015 dezembro/2015

NEVILLE, A.M.; BROOKS J.J. Tecnologia do Concreto. Trad. Ruy Alberto Cremonini. 2a

ed. Porto Alegre: Bookman, 2013.

SILVA, Paulo Fernando Araújo. Durabilidade das estruturas de concreto aparente em

atmosfera urbana. São Paulo: Pini, 1995.

SOUZA, Vicente Custódio Moreira; RIPPER, Thomaz. Patologia, Recuperação e Reforço

de Estruturas de Concreto. São Paulo: Pini, 1998.