Patologia de fachadas pré-fabricadas em betão armado

João António Alberto Abreu

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em

Engenharia Civil

Orientadora: Professora Doutora Inês dos Santos Flores Barbosa Colen

Júri

Presidente: Professor Doutor Nuno Gonçalo Cordeiro Marques de Almeida

Orientadora: Professora Doutora Inês dos Santos Flores Barbosa Colen

Vogal: Doutor Rui Vasco Pacheco Santos da Silva

Outubro de 2017

I

“You need to spend time crawling alone

through shadows to truly appreciate what it is to stand in the sun”

Shaun Hick

II

III

Resumo

As fachadas em betão pré-fabricado permitem uma redução do desperdício em obra, uma redução da

intervenção humana (industrialização) e uma aceleração do processo de conclusão da obra. Estas

vantagens das fachadas em betão pré-fabricado são coincidentes com alguns dos desígnios da

construção em todo o mundo, podendo dizer-se que se trata de uma tecnologia com potencial de

crescimento no futuro. A presente dissertação apresenta uma pesquisa ao nível técnico e normativo,

sobre painéis de fachada pré-fabricados em betão e a sua patologia.

Para aprofundar o conhecimento sobre a patologia destas fachadas foram desenvolvidos inquéritos

às empresas de pré-fabricação de betão. De modo a enquadrar as anomalias dos painéis de fachada

pré-fabricados em betão e perceber os problemas de uma forma global, as questões nos inquéritos

foram elaboradas com crescente especificidade, iniciando-se com uma abordagem geral do mercado

da pré-fabricação e finalizando com as causas das anomalias dos painéis de fachada. Foram também

realizadas inspecções visuais a edifícios, recorrendo a fichas de inspecção.

Foi possível constatar que o mercado da pré-fabricação de betão é dominado por pequenas e micro

empresas, com reduzida especificidade, apresentam a certificação de produto, marcação CE, como

certificação mais usada e fase de fabrico é considerada como estando na origem das principais

anomalias. As manchas e os defeitos de planeza foram considerados os defeitos mais importantes.

Os casos de estudo permitiram revelar a importância das fissuras como anomalia muito significativa e

destacar a importância e o rigor necessários em cada fase da pré-fabricação.

Palavras-chave: Betão; Pré-fabricação; Fachadas; Anomalias; Painéis de fachada; Betão-pré-

fabricado.

IV

V

Abstract

Precast concrete facades allow a waste reduction on the job site, a reduction of human intervention

(industrialization) and an acceleration of the process of "delivery" of the work. These advantages of

precast concrete facades coincide with some of the building goals around the world, which can be said

to be a technology with future growth potential. The following dissertation presents a research at the

technical and normative level, to understand the state of the art in relation to precast concrete facade

panels and their problems.

To deepen the knowledge about these facades pathology, surveys were made among precast

concrete companies. To put in perspective the pre-fabricated concrete facade panels anomalies and

understand the problems in a global way, questions in the surveys were elaborated with the increasing

specification, starting with a general approach of the precast market and finishing with the causes of

facade panel anomalies. Visual inspection of buildings was also carried out using inspection

worksheets.

It was possible to verify that the precast concrete market is dominated by small and micro enterprises,

with low specificity, present the product certification, CE marking, as the most used certification and

the manufacturing phase is considered to be the origin of the main anomalies. Flat spots and defects

were considered the most important defects.

The case studies revealed the importance of fissures as a very significant anomaly and highlight the

importance and rigor required at each stage of precast.

Key words: Concrete; Precast; Facades; Anomalies; Facade panels.

VI

VII

Agradecimentos

Esta dissertação é o culminar de um percurso académico com muitos altos e baixos, e bastante

longo. Durante este percurso, muitas foram as pessoas que contribuíram e me acompanharam para o

final feliz desta importante etapa da minha vida. Entre as quais destaco:

A Professora Inês Flores-Colen, minha orientadora científica, pela transmissão de conhecimentos,

disponibilidade, rigor, excelente orientação, paciência e palavras de incentivo. Foi um absoluto

privilégio e honra, ser orientado por alguém com tão extraordinárias qualidades técnicas e humanas.

O Engenheiro Barros Viegas, da Associação Nacional dos Industriais de Prefabricação em betão –

ANIPB - pela colaboração e partilha de conhecimentos, disponibilidade, contribuição para os

inquéritos e utilização dos recursos da ANIPB junto das empresas.

O Engenheiro Romeu Reguengo, da empresa Concremat, pela partilha de informação sobre os casos

de estudo, disponibilidade e possibilidade de visitar as obras com PFPB.

O Engenheiro Rui Pragosa, da empresa Aníbal Oliveira Cristina Lda, pela partilha de conhecimentos,

disponibilidade e possibilidade de visitar a obra da superfície comercial em Montemor-o-Novo.

O Professor José Silvestre pela partilha de informação, disponibilidade e contribuição para o

desenvolvimento do tema da dissertação.

O Professor Luís Castro, pela disponibilidade, pela partilha de experiência, pelo esclarecimento de

dúvidas e pelas palavras de incentivo e motivação numa altura tão complicada, do meu percurso

académico.

O Gonçalo, pela disponibilidade, incentivo e motivação, críticas construtivas e fundamentais para o

evoluir da dissertação. Por ter sido fundamental para a dissertação sair de um impasse e por puxar

por mim, até o objectivo estar cumprido.

À minha mãe, pela presença constante, apoio permanente e incentivo, compreensão, paciência,

carinho e persistência, que permitiram chegar ao fim.

Aos meus avós Maria Casimira e Leandro Alberto, pelo apoio permanente, pela coragem em dizerem

o que pensam, pela humildade, pela lição de vida e pela sua casa ser sempre um porto seguro. Ao

meu avô, que apesar de já não estar entre nós, ser a minha referência. A eles, dedico a minha

dissertação.

O meu primo Carlos e o filho Pedro, pelo apoio incondicional e permanente sob as mais variadas

formas.

À minha irmã e aos meus sobrinhos, que entretanto nasceram, pelo carinho, e por se tornarem em

mais um motivo, para ser mais e melhor.

VIII

O Ricardo, pelo apoio e motivação, pela paciência, pelas revisões e críticas construtivas aos

capítulos, e pela grande amizade.

O Nélson, pelo apoio e motivação, pela paciência, por ter partilhado a sua experiência e

conhecimentos, por ter sido tantas vezes o meu “coach” e pela grande amizade.

À Andreia e a Isabel, por terem sido um apoio constante no meu percurso académico e muito mais

que isso.

À Marta, pelo carinho, pela compreensão, amizade e por apesar de não termos o mesmo tipo de

relação, ter também sido um exemplo para mim.

Por fim, gostaria de agradecer a todos aqueles que se cruzaram no meu percurso, ou que de algum

modo me influenciaram a chegar até aqui.

IX

Índice

Resumo .................................................................................................................................................. III

Abstract.................................................................................................................................................... V

Agradecimentos ..................................................................................................................................... VII

1 Introdução ........................................................................................................................................ 1

1.1 Enquadramento geral ................................................................................................................... 1

1.2 Objectivos e metodologia do trabalho .......................................................................................... 1

1.3 Organização do trabalho .............................................................................................................. 2

2 Patologia e inspecção de elementos pré-fabricados ...................................................................... 5

2.1 Considerações gerais ................................................................................................................... 5

2.2 Importância da pré-fabricação ...................................................................................................... 6

2.3 Betão arquitectónico ...................................................................................................................10

2.4 Patologia em fachadas de betão arquitectónico ........................................................................12

2.4.1 Anomalias estéticas em betão arquitectónico: Cor e variação de tonalidade ............... 13

2.4.2 Anomalias de forma e superfície em betão arquitectónico ........................................... 14

2.4.3 Eflorescências ............................................................................................................... 21

2.4.4 Corrosão ........................................................................................................................ 21

2.5 Aspectos gerais de classificação................................................................................................22

2.5.1 Nível de segurança ........................................................................................................ 22

2.5.2 Durabilidade ................................................................................................................... 23

2.5.3 Aspectos estéticos ......................................................................................................... 24

2.5.4 Normalização ................................................................................................................. 24

2.6 Metodologia de inspecções ........................................................................................................25

2.7 Síntese do capítulo ...........................................................................................................................27

3 Inquéritos ....................................................................................................................................... 29

3.1 Objetivos .....................................................................................................................................29

3.2 Considerações gerais .................................................................................................................29

3.3 Metodologia utilizada ..................................................................................................................29

3.4 Respostas aos inquéritos ...........................................................................................................31

3.5 Análise Crítica.............................................................................................................................39

3.6 Conclusões do capítulo ..............................................................................................................41

4 Casos de estudo ............................................................................................................................ 43

4.1 Considerações gerais .................................................................................................................43

X

4.2 Metodologia utilizada ..................................................................................................................43

4.3 Caracterização dos casos de estudo .........................................................................................43

4.3.1 Caso A ........................................................................................................................... 45

4.3.2 Caso B ........................................................................................................................... 46

4.3.3 Caso C ........................................................................................................................... 47

4.3.4 Caso D ........................................................................................................................... 50

4.4 Discussão e síntese dos resultados ...........................................................................................50

4.4.1 Caso A ........................................................................................................................... 50

4.4.2 Caso B ........................................................................................................................... 53

4.4.3 Caso C ........................................................................................................................... 55

4.4.4 Caso D ........................................................................................................................... 58

4.4.5 Análise Crítica ................................................................................................................ 60

4.5 Proposta de classificação de anomalias ....................................................................................62

4.6 Conclusões do capítulo ..............................................................................................................62

5 Conclusões e desenvolvimentos futuros ....................................................................................... 65

5.1 Conclusões gerais ......................................................................................................................65

5.2 Desenvolvimentos futuros ..........................................................................................................66

6 Referências bibliográficas ............................................................................................................. 67

Anexos ..................................................................................................................................................... A

A.1 Ficha de inspecção- Caso de estudo A ............................................................................................ A

A.2 Ficha de inspecção- Caso de estudo B ............................................................................................ C

A.3 Ficha de inspecção- Caso de estudo C ............................................................................................ E

A.4 Ficha de inspecção- Caso de estudo D ............................................................................................ G

XI

Índice de figuras

FIGURA 2.1- PORMENOR DE PAREDE COM VAZIOS (DAAB, 2008) ...................................................................................... 11

FIGURA 2.2- DETALHE DA FIGURA ANTERIOR COM PORMENOR DE FOLHAS IMPRESSAS (DAAB, 2008) ........................................ 11

FIGURA 2.3- EDIFÍCIO EM CONSTRUÇÃO COM PAINÉIS AUTOPORTANTES. COLORADO, USA (PCI, 2007). ................................... 12

FIGURA 2.4- EDIFÍCIO CONSTRUÍDO COM PAINÉIS AUTOPORTANTES JÁ CONCLUÍDO. COLORADO, USA (PCI, 2007). ..................... 12

FIGURA 2.5- EDIFÍCIO COM PAINÉIS DE CISALHAMENTO. SARASOTA, FLORIDA (PCI, 2007) ...................................................... 13

FIGURA 2.6- EXEMPLO DE PAINÉIS DE CORTINA OU REVESTIMENTO. HUNTINGTON AVENUE, BOSTON, MASSACHUSETTS (PCI, 2007)

...................................................................................................................................................................... 13

FIGURA 2.7- POROS/VAZIOS (NPCA, 2013) ................................................................................................................. 17

FIGURA 2.8- DESTACAMENTO (NPCA, 2013)................................................................................................................ 17

FIGURA 2.9- FISSURAÇÃO MAPEADA (DAAB, 2008) ........................................................................................................ 18

FIGURA 2.10- FISSURAÇÃO (NPCA, 2013) ................................................................................................................... 18

FIGURA 2.11- SUPERFÍCIE COM EFLORESCÊNCIAS (MOREIRA, 1991) ................................................................................... 21

FIGURA 2.12- CORROSÃO PONTUAL (NUNES, 2013)........................................................................................................ 22

FIGURA 2.13- EXPOSIÇÃO DE ARMADURAS (NUNES, 2013) ............................................................................................... 22

FIGURA 3.1- PERCENTAGEM DE EMPRESAS COM ASSOCIAÇÃO À ANIPB ............................................................................... 31

FIGURA 3.2- DIMENSÃO DAS EMPRESAS DE PRÉ-FABRICAÇÃO DE BETÃO EM PORTUGAL ........................................................... 32

FIGURA 3.3- CERTIFICAÇÕES MAIS USADAS NAS EMPRESAS DE PRÉ-FABRICAÇÃO ..................................................................... 33

FIGURA 3.4- TIPOS DE PRÉ-FABRICAÇÃO MAIS PRODUZIDOS ............................................................................................... 34

FIGURA 3.5- COTA DE MERCADO DOS PRODUTOS DAS EMPRESAS ........................................................................................ 35

FIGURA 3.6- PRODUTOS MAIS PRÉ-FABRICADOS PELAS EMPRESAS ....................................................................................... 36

FIGURA 3.7- PRODUTOS MAIS PRÉ-FABRICADOS PELAS EMPRESAS EM SEGUNDO LUGAR ........................................................... 36

FIGURA 3.8- PRODUTOS MAIS PRÉ-FABRICADOS PELAS EMPRESAS EM TERCEIRO LUGAR ........................................................... 37

FIGURA 3.9- NORMAS USADAS NA PRODUÇÃO DOS ELEMENTOS MAIS FABRICADOS ................................................................. 38

FIGURA 3.10- PRINCIPAIS PATOLOGIAS NOS PFPB, SEGUNDO A OPINIÃO DAS EMPRESAS INQUIRIDAS ......................................... 38

FIGURA 3.11- FASES DA PRÉ-FABRICAÇÃO QUE ORIGINAM AS PRINCIPAIS ANOMALIAS NOS PAINÉIS DE FACHADA .......................... 39

FIGURA 3.12- CAUSAS PARA OS ÍNDICES DE PRODUÇÃO NÃO AUMENTAREM .......................................................................... 40

FIGURA 4.1- PROPOSTA DE FICHA DE INSPECÇÃO – DADOS DE IDENTIFICAÇÃO ....................................................................... 44

FIGURA 4.2- PROPOSTA DE FICHA DE INSPECÇÃO- DADOS DAS SUPERFÍCIES VISTORIADAS ......................................................... 44

FIGURA 4.3- PROPOSTA DE FICHA DE INSPECÇÃO- ANOMALIAS E CAUSAS PROVÁVEIS .............................................................. 45

FIGURA 4.4- LOCALIZAÇÃO DO CASO DE ESTUDO EM RELAÇÃO À CIDADE DE LISBOA ................................................................. 45

FIGURA 4.5- LOCALIZAÇÃO NO MONTIJO ....................................................................................................................... 46

FIGURA 4.6- FACHADA LATERAL .................................................................................................................................... 46

FIGURA 4.7- LOCALIZAÇÃO DO CASO DE ESTUDO B NA CIDADE DE LISBOA ............................................................................. 47

FIGURA 4.8- LOCALIZAÇÃO JUNTO AO ESTÁDIO DE ALVALADE ............................................................................................. 47

FIGURA 4.9- FACHADA PRINCIPAL (VISTA PRÓXIMA DA EXTREMIDADE DIREITA) ....................................................................... 47

FIGURA 4.10- FACHADA DE TARDOZ .............................................................................................................................. 47

FIGURA 4.11- FACHADA LATERAL DIREITA E VISTA PARCIAL DA FACHADA DE TARDOZ ............................................................... 48

FIGURA 4.12- FACHADA PRINCIPAL (PORMENOR DA EXTREMIDADE DIREITA QUE SE APRESENTA RECUADA) .................................. 48

FIGURA 4.13- LOCALIZAÇÃO DO CASO DE ESTUDO C EM RELAÇÃO A LISBOA .......................................................................... 48

FIGURA 4.14- LOCALIZAÇÃO EM MONTEMOR-O-NOVO .................................................................................................... 48

FIGURA 4.15- VISTA ÁREA DO EDIFÍCIO DO CASO DE ESTUDO B (IMAGEM COM ORIENTAÇÃO) ................................................... 49

FIGURA 4.16- LEVANTAMENTO E COLOCAÇÃO EM POSIÇÃO FINAL, DO PFPB, COM RECURSO A GRUA ......................................... 49

FIGURA 4.17- AJUSTE DA POSIÇÃO FINAL DO PAINEL USANDO CUNHAS E ALAVANCAS .............................................................. 49

FIGURA 4.18- ESQUADROS METÁLICOS USADOS PARA FIXAÇÃO DOS PFPB AO EDIFÍCIO PREEXISTENTE ........................................ 50

FIGURA 4.19- ELEVAÇÃO DE UM PFPB COM GRUA E FIXAÇÃO (AUXÍLIO DE GRUA DE BRAÇO ARTICULADO, ALAVANCAS E CUNHAS NA

BASE) .............................................................................................................................................................. 50

FIGURA 4.20- LOCALIZAÇÃO DO CASO DE ESTUDO D EM RELAÇÃO À CIDADE DE LISBOA ........................................................... 51

XII

FIGURA 4.21- VISTA DA FACHADA PRINCIPAL DA SUPERFÍCIE COMERCIAL. É VISÍVEL A SEPARAÇÃO ENTRE O PARAMENTO SUPERIOR E O

PARAMENTO INFERIOR ........................................................................................................................................ 52

FIGURA 4.22- PONTOS DE FERRUGEM À SUPERFÍCIE DO PARAMENTO INFERIOR. SÃO TAMBÉM VISÍVEIS MANCHAS DE ESCORRÊNCIA

SUPERFICIAL ..................................................................................................................................................... 52

FIGURA 4.23- PONTOS DE OXIDAÇÃO À SUPERFÍCIE DO PARAMENTO SUPERIOR NA FACHADA PRINCIPAL DA SUPERFÍCIE COMERCIAL .. 53

FIGURA 4.24- PONTOS DE OXIDAÇÃO À SUPERFÍCIE DO PARAMENTO INFERIOR (OUTRA VISTA). SÃO TAMBÉM VISÍVEIS MANCHAS DE

ESCORRÊNCIA SUPERFICIAL .................................................................................................................................. 53

FIGURA 4.25- PONTOS DE OXIDAÇÃO NA FACHADA LATERAL. FRACTURAÇÃO DO BETÃO JÁ VISÍVEL COM GEOMETRIA CONCÊNTRICA.. 53

FIGURA 4.26- PONTOS DE OXIDAÇÃO E FRACTURAÇÃO CONCÊNTRICA DO BETÃO. É TAMBÉM VISÍVEL A TRANSPARÊNCIA DE AGREGADOS

(CANTO INFERIOR ESQUERDO) .............................................................................................................................. 53

FIGURA 4.27- FACHADA PRINCIPAL DO EDIFÍCIO DE ESCRITÓRIOS COM MANCHAS VISÍVEIS ........................................................ 55

FIGURA 4.28- FACHADA PRINCIPAL DO EDIFÍCIO DE ESCRITÓRIOS COM MANCHAS VISÍVEIS ........................................................ 55

FIGURA 4.29- FACHADA PRINCIPAL (EXTREMIDADE INFERIOR ESQUERDA) COM MANCHAS VISÍVEIS NOS PAINÉIS E NOS PILARES DA

FACHADA ......................................................................................................................................................... 55

FIGURA 4.30- FACHADA PRINCIPAL EM 13/09/2002 [W8] .............................................................................................. 55

FIGURA 4.31- FACHADA DE TARDOZ SEM ANOMALIAS APARENTES (EXTREMIDADE DIREITA) ...................................................... 56

FIGURA 4.32- FACHADA DE TARDOZ SEM ANOMALIAS APARENTES (EXTREMIDADE ESQUERDA) .................................................. 56

FIGURA 4.33- COLOCAÇÃO DE PFPB NA POSIÇÃO FINAL COM RECURSO DE GRUA E CABOS DE AÇO ............................................ 56

FIGURA 4.34- DESAGREGAÇÃO DO BETÃO NA EXTREMIDADE DO APOIO PARA A LAJE ............................................................... 57

FIGURA 4.35- DESAGREGAÇÃO/DESTACAMENTO NA SUPERFÍCIE DE UM PAINEL. SÃO AINDA VISÍVEIS OS PRUMOS QUE LHE SERVEM DE

SUSTENTAÇÃO ................................................................................................................................................... 57

FIGURA 4.36- MANCHAS NA SUPERFÍCIE DOS PAINÉIS ....................................................................................................... 57

FIGURA 4.37- PORMENORES DO PROJECTO DE ESTRUTURAS DOS PAINÉIS .............................................................................. 57

FIGURA 4.38- AMPLIAÇÃO DO PORMENOR DO ACABAMENTO, RETIRADO DO PROJECTO (FIG.4.37) ........................................... 58

FIGURA 4.39- FACHADA FRONTAL DO EDIFÍCIO PRINCIPAL DO EDIFÍCIO DE HABITAÇÃO NA COSTA DA CAPARICA (PARALELA À LINHA DE

COSTA) ............................................................................................................................................................ 59

FIGURA 4.40- FISSURAÇÃO E DESTACAMENTO DO BETÃO. É POSSÍVEL VER TAMBÉM O VARÃO JÁ OXIDADO .................................. 59

FIGURA 4.41- FISSURAÇÃO DO BETÃO EM PORMENOR (AMPLIAÇÃO DA FIGURA 4.39) ............................................................ 60

FIGURA 4.42- FISSURAÇÃO E DESAGREGAÇÃO DO BETÃO. MANCHA DE COR ALARANJADA TAMBÉM VISÍVEL ................................. 60

FIGURA 4.43- FISSURAÇÃO DO BETÃO EM PORMENOR (AMPLIAÇÃO) ................................................................................... 61

FIGURA 4.44- SEPARAÇÃO DE BETÃO E MANCHA ALARANJADA NA SUPERFÍCIE DE BETÃO .......................................................... 61

XIII

Índice de tabelas

TABELA 2.1- IMPERFEIÇÕES DE COR MAIS COMUNS E AS SUAS CAUSAS (FIB, 2003) ................................................................ 16

TABELA 2.2- TAMANHO MÁXIMO E QUANTIDADE DE FRACTURAS VISÍVEIS EM SUPERFÍCIES DE BETÃO .......................................... 17

TABELA 2.3- NORMAS MAIS RELEVANTES NO PROCESSO DE PRÉ-FABRICAÇÃO DOS PAINÉIS DE FACHADA ...................................... 25

TABELA 4.1- PROPOSTA DE “CHECKLIST” DE ACORDO COM A PROPOSTA DE CLASSIFICAÇÃO (1ªPARTE) ....................................... 63

TABELA 4.2- PROPOSTA DE “CHECKLIST” DE ACORDO COM A PROPOSTA DE CLASSIFICAÇÃO(2ªPARTE) ........................................ 64

XIV

XV

Abreviaturas

ANIPB - Associação Nacional dos Industriais de Prefabricação em Betão

PPB - Produtos pré-fabricados de betão

PF - Painéis de fachada

PFPB - Painéis de fachada pré-fabricados em betão

BA - Betão arquitectónico

I

1 Introdução

1.1 Enquadramento geral

A invenção do betão armado por Lambot (1848) e a intervenção do arquitecto Perret (1898) serviram

de bases para o uso do betão como material de construção, dando um passo importante no

desenvolvimento da construção do séc. XX. As primeiras obras de betão armado apareceram na

segunda metade do séc. XIX, nos Estados Unidos e França, devido ao esforço de François

Hennebique. A função inicial do betão era a de conferir resistência, camuflando-se por baixo de

outros materiais (pedras, tijolos, ladrilhos e rebocos), devido a considerar-se um material “rude” para

o gosto da época (Moreira, 1991)

A pré-fabricação é uma das duas grandes vias de construção industrializada, que teve viabilidade

económica após a 2ª Guerra Mundial. A evolução da pré-fabricação, de uma maneira geral, e

nomeadamente em França (CSTB, 1997), fez-se através de um primeiro período de 1947 até meados

da década de 70, com o começo da industrialização da construção, marcado pela quantidade e pela

necessidade da massificação da construção. Um segundo período ocorreu a partir de meados da

década de 70, no qual a qualidade se foi sobrepondo à quantidade. Em Portugal, embora com atraso,

houve um desenvolvimento mais intenso da pré-fabricação pesada a partir de 1964 até meados da

década de 70. Nesta altura estimava-se haver uma carência de 500.000 fogos, representativos de

uma significativa carência no sector da habitação e que este desenvolvimento contribuiu para

colmatar (Pinto, 2000).

O betão apresenta-se como um produto industrial com elevadas possibilidades na materialização da

concepção arquitectónica devido à sua fluidez, moldabilidade e devido ao facto de se tratar de um

material composto (Inácio, 2005).

1.2 Objectivos e metodologia do trabalho

Os revestimentos exteriores representam a primeira e simultaneamente a mais externa, camada que

separa o espaço interior dos agentes ambientais e por esta razão são particularmente propensas a

falhas e defeitos, que terão consequências directas na qualidade do espaço urbano, conforto dos

utilizadores e custos de reparação e manutenção (Gaspar & Brito (2007), citando Kirkham &

Boussabaine (2005)).

Com o presente trabalho pretende-se atingir os seguintes objectivos:

i. Com os inquéritos: pretende-se aprofundar os conhecimentos sobre as empresas e o

mercado da pré-fabricação de betão em Portugal, de uma forma geral. Pretende-se incidir, em

particular, nas empresas e mercado da pré-fabricação de Painéis de Fachada Pré-fabricados em

Betão (PFPB).

2

ii. Com os inquéritos pretende-se também, compreender quais as principais anomalias nas

superfícies das fachadas pré-fabricadas em betão, as suas origens e os principais factores que

contribuem para o aparecimento das mesmas anomalias.

iii. Com os casos de estudo, pretende-se ilustrar casos reais de anomalias de betão

arquitectónico, tratado e não tratado, nos PFPB; pretende-se ainda entender o impacto que o

processo de pré-fabricação dos PFPB, pode ter no produto final. Para esta compreensão, as

anomalias são analisadas e caracterizadas, através dos critérios de patologia de betão.

O presente trabalho inicia-se com um levantamento bibliográfico, baseado em livros, publicações

científicas, atas de congressos e conferências e documentos normativos. Com esta pesquisa,

pretende-se criar um enquadramento teórico que servirá de base aos inquéritos e aos casos de

estudo.

De modo a perceber o funcionamento do mercado da pré-fabricação de betão e em particular o

mercado dos PFPB, os seus condicionalismos e as patologias desta solução de revestimento de

fachada, entendeu-se necessário conhecer esta realidade sob a perspectiva das empresas. Para isso

foram usados os inquéritos às empresas nacionais deste sector.

De uma perspectiva diferente, seria imprescindível, na opinião do autor, analisar a realidade da

patologia dos PFPB do ponto de vista da “obra feita” e a sua evolução em estado de utilização, e foi

isso que foi feito com os casos de estudo. Um dos casos de estudo foi analisado, ainda em fase de

obra, o que permitiu enriquecer os conhecimentos obtidos, sob a referida perspectiva, e conhecer

melhor a fase de transporte e montagem destes painéis.

1.3 Organização do trabalho

O presente trabalho divide-se em 5 capítulos, que são: introdução, patologia e inspecção de

elementos pré-fabricados, inquéritos, casos de estudo e por último, conclusões.

No presente capítulo, faz-se uma explicação do tema abordado na dissertação, destacando o seu

enquadramento no quotidiano e relevância no panorama da construção nacional.

No capítulo 2, é feita uma caracterização da tecnologia disponível actualmente, sobre as anomalias

em painéis de fachada de betão arquitectónico. São explicitados os vários conceitos envolvidos na

temática da dissertação, com especificidade crescente. Posteriormente são elencadas as patologias

em betão arquitectónico, e introduzidas formas de classificar os painéis de fachada pré-fabricados em

betão arquitectónico. Por fim, são introduzidas as inspecções aos edifícios que possuem estes

painéis na sua fachada, e feita uma síntese do capítulo.

No capítulo 3, apresenta-se a pesquisa que foi feita ao mercado da pré-fabricação de betão em

Portugal, através de inquéritos às empresas de pré-fabricação. Os inquéritos são apresentados

inicialmente, é explicada a metodologia e reveladas as respostas aos inquéritos. É feita uma análise

crítica dos inquéritos, que pretende avaliar as mais-valias e limitações dos inquéritos.

3

No capítulo 4, são apresentados 4 casos de estudo que possuem esta tecnologia de revestimento de

fachadas. Nos casos de estudo, são usadas fichas de inspecção que permitiram uma aquisição de

conhecimento mais intuitiva, aquando das visitas aos locais de inspecção. Estas fichas tiveram por

base, a pesquisa feita anteriormente.

No capítulo 5, são apresentadas as conclusões da dissertação e desenvolvimentos futuros.

Em anexo, são incluídas algumas das normas importantes para os painéis de betão pré-fabricado, as

questões dos inquéritos e as fichas de inspecção para os quatro casos de estudo.

4

5

2 Patologia e inspecção de elementos pré-fabricados

2.1 Considerações gerais

De acordo com Moreira (1991), o “betão é uma pedra artificial, constituída por pedras naturais com

dimensões variáveis que vão das areias às britas, cimento e água, que misturados dão origem a um

material que se pretende o mais homogéneo e plástico possível”.

A definição de pré-fabricação, segundo Freyssinet citado por OE (1968), é um “método de construção

por montagem rápida de elementos idênticos, fabricados em série, mecânica e antecipadamente”.

Segundo a OE (1968), a pré-fabricação é dividida em 2 géneros distintos:

- Pré-fabricação leve – que se caracteriza pela produção de elementos de dimensões consideráveis

mas os quais têm um peso que ainda permite o seu transporte a grandes distâncias bem como a

montagem com equipamento rudimentar.

- Pré-fabricação pesada – caracteriza-se pelos elementos pré-fabricados poderem atingir pesos da

ordem das 8 a 9 toneladas (painéis maciços de betão) pelo que a sua produção, transporte e

montagem recorrem a equipamento pesado e dispendioso. Neste tipo de pré-fabricação procura-se

incluir de forma significativa o acabamento e os painéis são dimensionados com toda a altura do pé-

direito do edifício.

O betão aparente ou betão arquitectónico define-se segundo Moreira (1991), como “todo aquele cujas

superfícies vistas não sejam recobertas por qualquer material aplicado após a descofragem, com

exclusão de tintas e vernizes. Em particular, vai ser abordado o betão aparente não tratado, ou seja,

o betão exposto por descofragem em que os paramentos não têm qualquer tratamento posterior,

segundo o mesmo autor.

O betão arquitectónico pré-fabricado apresenta-se sob a forma de um “produto com um determinado

nível de aparência uniforme, detalhes de superfície, cor e textura. O betão arquitectónico possui um

elevado padrão de qualidade de acabamento e com uma tolerância mais rigorosa do que os restantes

produtos pré-fabricados” (NPCA, 2013).

A degradação visual da fachada (devido a manchas, fendilhação, e frequentemente efeitos

combinados de mecanismos de degradação) possui um forte impacto na qualidade do ambiente

urbano (Gaspar & Brito, 2008). A degradação das fachadas ocorre devido aos efeitos combinados da

chuva, vento, luz solar e poluentes biológicos e atmosféricos. Este processo é despoletado pela água

da chuva e pela sua escorrência através da fachada, da qual resultará lavagem ou deposição de

sujidade sobre a sua superfície (Gaspar & Brito, 2008).

São também causas fundamentais da não qualidade dos edifícios: a falta de sistematização do

conhecimento; a ausência de informação técnica; a inexistência de um sistema efectivo de garantias

e seguros; a velocidade exigida ao processo de construção; as novas preocupações arquitectónicas;

6

a aplicação de novos materiais, sem que previamente tenha havido um estudo de caracterização

experimental do seu desempenho; e a não existência na equipa de projecto de um especialista em

física das construções.

O investimento na reabilitação urbana em Portugal é reduzido, atingindo os 6,2% do peso da

Reabilitação Residencial na Produção Total da Construção (AECOPS, 2009) contrariamente a muitos

países da União Europeia em que esse factor corresponde a uma fatia superior a 20% (AECOPS,

2009)). A ausência de investimento na reabilitação tem como consequência a degradação dos

centros urbanos e da qualidade de vida dos cidadãos.

É necessário inverter esta situação nas próximas décadas, o que exige: o desenvolvimento de

metodologias para a elaboração de projectos de reabilitação de edifícios, a implementação de

estudos de diagnóstico suportados por medições in situ e em laboratório, o conhecimento das

anomalias mais correntes, o conhecimento do desempenho dos materiais e tecnologias utilizadas em

reabilitação, bem como a elaboração de cadernos de encargos exigenciais (Freitas, 2003).

O presente capítulo pretende explicitar o estado e os conhecimentos actuais sobre a temática da

patologia de elementos pré-fabricados de betão, particularizando para o caso de fachadas de

edifícios. Este capítulo pretende fornecer bases, para o conhecimento de um tema, sobre o qual há já

significativas realizações (painéis de fachada em betão), mas que, devido a variados

condicionalismos (que serão explicitados), é relativamente pouco divulgada em Portugal.

2.2 Importância da pré-fabricação

O interesse por sistemas pré-fabricados tem aumentado na indústria da construção. Os motivos que

impulsionaram esta tendência foram as vantagens inerentes a este tipo de produção que permitem

alcançar objectivos impossíveis de cumprir com o método tradicional. Os benefícios principais deste

tipo de sistema são a rapidez de execução em obra e a qualidade das peças produzidas. Este tipo de

produção racionalizada foi transposto para a produção de fachadas, emergindo novos sistemas e

tecnologias (Fernandes, 2008).

A 2ª Guerra Mundial, devido à sua significativa destruição, trouxe a necessidade da rápida construção

de casas, tanto na Europa como na América e foi por isso um ponto importante para a evolução

técnica da pré-fabricação, associada ao grande desenvolvimento verificado na indústria devido aos

esforços da guerra. Era necessário construir bem e depressa mas com qualidade, para que não se

cometessem erros passados em que as construções pré-fabricadas não correspondiam aos padrões

de qualidade exigidos, tendo sido, por essa razão, deixadas ao “abandono”. Surgem então, inúmeros

esquemas de sistemas de construção pré-fabricada, os quais submetidos a um controle oficial

oportunamente estabelecido, deram origem a algumas dezenas de protótipos reproduzidos depois em

construções definitivas. Com a construção massificada foi possível corrigir erros de concepção e

trazer uma evolução significativa, às técnicas de pré-fabricação (Pereira, 2010).

7

A competitividade no ramo da construção obrigou as empresas a uma constante actualização e

desenvolvimento tecnológico, e à criação de novos processos construtivos com vista a uma maior

eficiência e economia. Um dos grandes problemas que a construção enfrenta é a escassa

industrialização do ramo, pela necessidade da realização de muitas tarefas “in loco”(Alves, 2008).

Pode-se afirmar que a indústria da construção vai sofrer a evolução natural de cada vez mais se

industrializar, ou seja, “vai desenvolver métodos baseados essencialmente em processos

organizados de natureza repetitiva, nos quais a variabilidade incontrolável e casual da cada fase de

trabalho, que caracteriza as acções artesanais, é substituída por graus pré-determinados de

uniformidade e de continuidade de execução, características das modalidades operacionais ou

totalmente mecanizadas” (Couto e Couto, (2007), citado por Pereira (2010)).

Este método de produção terá um maior impacto no futuro, em comparação com as soluções

tradicionais, se houver uma maior informação e aprovação por parte dos projectistas (Alves, 2008). É

aqui que a pré-fabricação assume um papel fulcral e mostra que é o caminho a ser tomado no futuro

para uma construção mais eficaz, de maior qualidade e mais competitiva (Pereira, 2010).

Os produtos pré-fabricados, nomeadamente os painéis de fachada, são produtos industriais e, como

tal, a sua produção está sujeita a um sistema de tolerâncias dimensionais. No entanto, em obra, os

elementos pré-fabricados são combinados com elementos betonados in situ, nos quais são aplicadas

as regras da construção tradicional, com as respectivas tolerâncias dimensionais, que são maiores.

Como resultado, um plano integrado de tolerâncias, terá que ser definido, de maneira a combinar os

dois tipos de construção, e reduzindo as incompatibilidades em obra. Deste modo, tem que haver

uma boa circulação de informação mas também uma clara divisão de responsabilidades, entre as

partes envolvidas no processo: arquitecto, engenheiro, fabricante dos elementos pré-fabricados e

empreiteiro, assegurando a qualidade da construção (FIB, 2007). Dessa forma, o tempo utilizado para

planeamento, tem o seu retorno na forma de economia de tempo e de custos [W1].

As soluções designadas por soluções mistas compõem o pré-fabricado com o moldado no local,

podendo no entanto, esta definição abarcar casos que englobam o pré-moldado com outros sistemas

construtivos. A interface entre o sistema pré-moldado e outro sistema construtivo é perfeitamente

viável, devido à grande flexibilidade dos elementos pré-fabricados de betão [W1].

Em Portugal, a utilização da pré-fabricação na construção ainda não tem tanto significado como o

registado em outros países da Europa e do resto do Mundo (ANIPB, 2008). Um dos principais

entraves para que a pré-fabricação seja implementada, é o facto da mão-de-obra em Portugal ser de

baixo custo, o que faz com que grande parte das construtoras não tenha interesse em investir em

mão-de-obra especializada e nas tecnologias necessárias para executar a pré-fabricação, que

necessita de ter grande rigor tanto em fase de projecto como na fase de execução. Existe ainda o

facto de haver uma tendência para os arquitectos deixarem um cunho pessoal ao procurarem fazer,

para cada edifício que projectam, uma obra singular, em detrimento de actuarem numa óptica de

repetições de processos construtivos. Esta situação dificulta a utilização da pré-fabricação, que para

8

ser rentável necessita de uma quantidade mínima de elementos iguais a fabricar, o que não se tem

verificado, conduzindo a que a pré-fabricação não se consiga impor em Portugal (Pereira, 2010).

Como vantagens da pré-fabricação, e particularizando para o caso do betão pré-fabricado, pode-se

fazer a seguinte divisão [W2, Inácio (2005), Cunha (2011);

i) Vantagens da concepção

Controle de qualidade: a pré-fabricação permite um controle “apertado”, levando a uma

fachada uniforme, de elevada qualidade, com formas, texturas e as cores desejadas. A

superfície acabada pode ser inspeccionada antes da montagem;

Plasticidade: a plasticidade inicial do betão pré-fabricado permite a realização de formas e

configurações complexas, com viabilidade económica e atendendo às necessidades criativas

do projectista;

Liberdade conceptual: para obter as expressões estéticas desejadas, é possível uma

grande amplitude nas particularidades do projecto, flexibilidade de concepção da cor, da

textura, do tamanho e da forma. O betão pré-fabricado pode ser concebido de modo a

permitir uma harmonização com outros materiais de construção (Figura 2.1 e 2.2).

ii) Vantagens funcionais:

Invólucro eficiente: a construção em painéis de betão pré-fabricado, que possuem uma

menor quantidade de juntas, permite uma excelente protecção contra as condições

climáticas. A alta densidade e o bom controlo do ruído destes elementos estão na origem da

sua estanquidade, ao ar e à água,

Propriedades térmicas: um elevado grau de eficiência energética pode ser atingido, através

de uma concepção das paredes com características térmicas específicas para cada face da

estrutura, satisfazendo assim a orientação solar e o ambiente natural. O isolamento térmico

pode ser aplicado no interior deste tipo de painéis, designando-se assim os painéis por

painéis “sandwich”;

Isolamento acústico: a densidade do betão pré-fabricado permite um controlo eficiente e

económico, do som;

Resistência ao fogo: o betão pré-fabricado não é combustível e permite a proteção das

armaduras;

Durabilidade: a resistência ao desgaste por acção do tempo e a resistência à corrosão são

duas características dos painéis em betão pré-fabricado;

Manutenção reduzida ou inexistente: a produção destes painéis, permite um produto

acabado com reduzidas patologias. As superfícies dos painéis são limpas e densas,

originando uma acumulação de sujidade e bactérias mais difícil.

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iii) Vantagens da execução em fábrica:

Economia de tempo: a combinação entre montagem e pré-fabricação permite que a

construção total tenha uma duração mais reduzida. A pré-fabricação dos painéis pode

desenvolver-se em simultâneo com outros trabalhos em obra, possibilitando a chegada ao

estaleiro e respectiva montagem, de acordo com o plano de trabalhos e evitando atrasos.

Deste modo, as operações de betonagem podem desenvolver-se de uma forma flexível e

contínua, nomeadamente através da supressão dos tempos despendidos com a cura inicial

do betão e com a montagem das cofragens;

Montagem económica: a produção em estaleiro tem uma duração reduzida e é

independente dos factores meteorológicos;

Fecho rápido do edifício: o uso destes painéis permite um acesso mais rápido ao edifício,

bem como uma conclusão célere da obra e consequentemente uma redução de prejuízos e

um retorno financeiro mais ágil;

Planificação de trabalhos: os painéis pré-fabricados permitem uma redução da

sobreposição de trabalhos e por conseguinte uma aceleração do processo construtivo;

Eliminação de cofragens: A construção com painéis pré-fabricados não necessita de

cofragens e escoramentos. Visto que o trabalho é realizado a partir do interior do edifício,

geralmente dispensam-se os andaimes, possibilitando um incremento de segurança no

trabalho;

Qualidade do produto final: há uma maior qualificação de mão-de-obra, pois há

possibilidade de tornar os trabalhadores especialistas nos produtos que estão a executar;

existem melhores instalações e equipamentos nas fábricas, próprios para as tarefas

específicas; a possibilidade de automação de procedimentos, o que implica menor esforço

humano; há um maior controlo, para proporcionar as melhores condições para a cura do

betão; obtém-se uma maior precisão das peças, o que implicará melhores acabamentos e

existe também a possibilidade de inspecções com maior regularidade e avaliações

experimentais, para um melhor controlo da qualidade do produto.

iv) Vantagens económicas:

Poupança de recursos humanos, comparativamente com os métodos tradicionais de

construção (Alves, 2008). A quantidade de trabalho em obra, relativamente à construção

tradicional, é mais reduzida e por consequência os riscos de acidentes de trabalho também

são mais baixos, bem como os custos a eles associados;

Redução do prazo da obra - diminuição do tempo que dura a construção e naturalmente o

custo do financiamento irá também diminuir.

10

A qualidade final da execução é outro ponto importante, que tem como objectivo responder cada vez

melhor às expectativas dos donos de obra e utilizadores, sendo cada vez mais valorizada (Alves,

2008). À medida que as inovações de projecto e maquinarias aumentam de produtividade, as

vantagens destacam-se. Quando as peças são executadas em fábricas especializadas pode-se

contar com inúmeras vantagens associadas, em comparação com os métodos tradicionais.

Actualmente, em Portugal, é possível adquirir produtos pré-fabricados com Certificado de Qualidade,

que obedecem às exigências da Norma NP EN ISO 9001:2000 (Alves, 2008).

Como desvantagens de pré-fabricação podem-se destacar (Cunha ,2011, [W2])

Necessidade de vias de acesso;

Devido às formas e apoios das estruturas pré-fabricadas, as verificações de segurança e

avaliação de resposta às acções, são diferentes das usadas nas estruturas “correntes”. Esta

situação propicia uma utilização mais reduzida, deste tipo de construção;

Este tipo de construção é preterido em relação à construção tradicional, no que diz respeito

ao objecto de estudo, nas principais instituições ligadas ao conhecimento.

Importância do acompanhamento, de todas as fases da pré-fabricação, devido à eventual

falta de rigor que pode originar erros sistemáticos e consequentemente à rejeição das peças;

Em obras de pequenas dimensões, torna-se uma solução dispendiosa.

As ligações entre as peças e o seu comportamento, que por vezes é difícil de prever, podem

tornar-se numa desvantagem aquando da opção pela pré-fabricação (Cunha, 2011).

2.3 Betão arquitectónico

O BA distingue-se do betão corrente pelo incremento da dosagem mínima de ligante e dos elementos

finos, pela redução da relação água/cimento – A/C (com o recurso a superplastificantes que permitem

obter valores muito elevados da relação A/C, 20% a 30%, para trabalhabilidades iguais, sem

influência no processo de hidratação. Assim, no denominado BA há um incremento significativo das

suas propriedades, o que lhe confere qualidade ao nível da aparência, do desempenho e da sua

durabilidade (Faria & Inácio, 2007).

As soluções industrializadas têm vindo a ser progressivamente mais utilizadas, por serem

economicamente viáveis e atenderem a cronogramas cada vez mais rígidos, respeitando a liberdade

arquitectónica, a criatividade e a plasticidade [W1].

Nos últimos anos tem-se assistido a um desenvolvimento acentuado de novos betões, resultante da

investigação levada a cabo nas diversas áreas que integram o seu processo construtivo, As

inovações introduzidas induziram, consequentemente, uma renovação das tecnologias de

acabamentos de superfícies em betão e introduziram na gíria da construção o conceito algo vago de

Betão Arquitectónico [BA].

11

O BA tem assim por génese os diversos avanços tecnológicos mais recentes que o material tem

vindo a sofrer, nomeadamente ao nível dos materiais constituintes e das tecnologias de fabrico com

destaque para a pré-fabricação (Faria & Inácio, 2007).

Os painéis pré-fabricados de betão arquitectónico apresentam-se como alternativa à construção

tradicional, dado que são constituídos por betão pré-fabricado ou moldado no local, podendo ter

utilização em obras industriais, comerciais e residenciais. Constituem uma tecnologia de construção

relativamente inovadora e configuram-se como práticas frequentes na Engenharia Civil (Piedade,

2003).

O BA possui exigências de ordem técnica intrínsecas ao material superior aos betões correntes

apenas com funções estruturais. Têm que apresentar uma maior homogeneidade, opacidade,

compacidade e durabilidade de aparência, pelo que existe objectivos de se atingir um bom

desempenho durante o ciclo de vida (Faria & Inácio, 2007). Segundo Marques (2012), as

características intrínsecas dos painéis de betão pré-fabricado, dão origem a uma presença de

anomalias nestas superfícies, menos significativa, do que em superfícies de betão feito in situ.

De acordo com NPCA (2012), os tipos de painéis pré-fabricados geralmente mais usados como

revestimento exterior de edifícios de pré-fabricado são os painéis autoportantes, (Figuras 2.1 e 2.2,)

painéis de cisalhamento e painéis de cortina ou de revestimento. Estes painéis resistem e transferem

cargas de outros elementos e não podem ser retirados sem alterar a estabilidade do edifício.

Figura 2.1- Pormenor de parede com vazios

(Daab, 2008)

Figura 2.2- Detalhe da figura anterior com

pormenor de folhas impressas (Daab, 2008)

Os painéis de cortina ou de revestimento, Figura 2.3, são os mais usados para o fecho dos edifícios,

e não transmitem cargas verticais, exceptuando o peso próprio. São projectados para resistir ao vento

e às forças sísmicas resultantes do seu peso.

Os painéis de cisalhamento, Figura 2.4, resistem às cargas laterais quando se combina o seu peso

com a acção de diafragma das lajes de piso. A eficácia destes painéis é largamente dependente das

conexões entre painéis.

12

Por vezes usam os painéis pré-fabricados como cofragens para betão betonado in situ. Enquanto

estes painéis servem como forma e servem também de acabamento, o betão in situ vai ter função

estrutural (Gaudette, 2009). Os painéis de betão pré-fabricados assumem um carácter estrutural

assim como o betão in situ. No caso dos elementos pré-fabricados- pré-lajes- que possuem

armaduras, e que após serem colocadas na posição final, são betonadas e vão aguentar o peso do

betão complementar colocado por cima até ficar tudo autoportante.

Figura 2.3- Edifício em construção com painéis autoportantes. Colorado, USA

(PCI, 2007).

Figura 2.4- Edifício construído com painéis autoportantes já concluído.

Colorado, USA (PCI, 2007).

As ligações entre painéis são essencialmente metálicas e quanto à sua forma de fixação podem ser

soldadas, aparafusadas e ancoradas. Devem apresentar características de ductilidade, resistência

mecânica e resistência à corrosão. Quanto ao tipo de fixação podem ser de alinhamento, de apoio

vertical e de apoio lateral segundo FIB (2011) citado por Marques (2012).

2.4 Patologia em fachadas de betão arquitectónico

As anomalias em elementos de betão aparente, devidas ao projecto, produção, transporte e

montagem, normalmente não têm influência na capacidade resistente deste elemento, mas afectam a

sua durabilidade. Embora este problema seja actualmente extremamente difícil de quantificar, as

condições que reduzem a durabilidade do elemento podem, frequentemente, ser compensadas com

tratamentos superficiais, que ainda assim, terão que ser sujeitos a um acordo entre a empresa de

pré-fabricação e o cliente (FIB, 2007).

Proceder a uma reparação sem um diagnóstico correcto das causas, frequentemente leva à

eliminação dos sintomas de uma forma ineficaz e temporária e consequentemente ao seu

reaparecimento, ou até, a intervenções inadequadas que podem piorar a situação já analisada

(Ribeiro et al, 2003).

13

Figura 2.5- Edifício com painéis de cisalhamento. Sarasota, Florida (PCI,

2007)

Figura 2.6- Exemplo de painéis de cortina ou revestimento. Huntington Avenue,

Boston, Massachusetts (PCI, 2007)

Segundo Piferi (2006), as fachadas de betão arquitectónico sem defeitos são praticamente

impossíveis. No entanto é possível estabelecer limites, para que esses defeitos possam ser ou não

aceites. Este autor refere que o estabelecimento destes limites é complexo, em particular para os

defeitos e anomalias que possuem um carácter estético, devido à subjectividade dos julgamentos

qualitativos.

O aspecto final da superfície depende do tipo de constituintes do betão - cimento, água, areia,

agregados e aditivos – e da relação entre eles, da grande variedade de moldes que podem ser

usados, das diferentes técnicas de moldagem (orientação das superfícies expostas durante o fabrico

e procedimentos de compactação, entre outros) (Inácio, 2005).

Neste contexto, Piferi (2006) divide as anomalias, de forma genérica, em estéticas e de forma e

superfície.

2.4.1 Anomalias estéticas em betão arquitectónico: Cor e variação de tonalidade

A tonalidade do betão é influenciada pelo tipo de cimento, pela superfície do molde, pela cor dos finos

e pela relação a/c. Com o uso de diferentes pigmentos corados e agregados, o betão pode ser

produzido com praticamente qualquer superfície corada de betão. Uma certa variação de cor é

normal em superfícies de betão. Até uma superfície cinzenta de betão tem variações na tonalidade e

na cor. A norma ISO 2470 classifica a brancura do betão numa escala de 0 a 100, em que ao valor

100 se considera o branco e ao valor 0 se considera o preto. Um betão branco encontra-se, nesta

escala, com um valor de 75-80 e um betão Portland normal encontra-se com um valor de 24-30.

O sistema CIELAB Colouring System é um sistema de medida que pode ser usado na avaliação de

superfícies de referência tanto em betão cinzento como em betão corado. Estes sistemas, são muito

precisos mas envolvem um esforço considerável, bem como um custo elevado, justificando-se o seu

uso, apenas em obras de significativa importância, em que sejam exigidos elevados níveis de

controlo da cor. A um nível mais prático, o controlo da cor pode ser especificado sobre uma superfície

de betão usando como referência um painel de teste ou quadro que mostra a gama de tons.

14

Para betões cinzentos ou levemente corados, o relatório CIB W-29 nº 24 “Tolerances on blemishes of

concrete” (CIB report no. 24, 1973) pode ser usado para avaliar a superfície acabada. A aceitação

de coloração de determinada superfície vai variar consoante a classe de acabamento que se

pretende dar à referida superfície. De acordo com relatório CIB W-29 nº24, para as superfícies da

classe AA e classe A poderá haver uma discrepância máxima de 2 tons e na classe B, de 3 tons. A

comparação é feita com o betão seco, à sombra e visto a uma distância mínima de 3 metros da

superfície.

Para superfícies de betão coradas, o método mais prático é usando o painel de teste. Este deverá ser

parte integrante da documentação de projecto podendo ser usado como mecanismo de controlo. O

painel deverá ser largo o suficiente de modo a mostrar a amplitude de tons aceitáveis. As variações

entre o painel de teste e a superfície do edifício podem ser inspeccionadas e avaliadas segundo os

critérios de aceitação especificados.

Imperfeições em superfícies de betão corado são muito difíceis de resolver. Os métodos para resolver

estas imperfeições, vão depender da classe de acabamento requerida e do tipo de betão usado e

podem variar de projecto para projecto. Para superfícies cinzentas, a rectificação pode ir, desde

fricção ou lapidação à superfície para menores descolorações até revestimentos com base de

cimento aplicado em casos de imperfeições severas. Para a rectificação de superfícies coradas, as

opções são muito limitadas e qualquer coisa que não seja uma pequena imperfeição pode requerer a

aplicação de um acabamento sobre a totalidade da superfície. Para dar uma cor mais homogénea da

superfície, recomenda-se que a pasta de cimento endurecido seja removida das superfícies coloridas

através de algum tipo de tratamento ou decapagem ácida (FIB, 2007).

2.4.2 Anomalias de forma e superfície em betão arquitectónico

2.4.2.1. Uniformidade das superfícies

Dentro da estética, a uniformidade das superfícies tem uma relevância significativa e as imperfeições

mais correntes são: indentações, poros, nódulos, cavidades, destacamento, zonas de cicatriz na

costura do molde e zonas de curvatura e ondulação da superfície (FIB, 2007). De seguida especifica-

se cada um destes defeitos (BY 40 (2003), citado por FIB, (2007)):

nódulos - normalmente causados por uma reentrância no interior do molde. Caracteriza-se

por altura e largura;

cavidades - normalmente causadas pela subida ou pela falta de limpeza, da superfície do

molde. Caracterizam-se por profundidade e largura;

costuras extrudidas - causadas por betão extrudido da costura do molde. Caracterizam-se

por largura e altura;

cicatrizes - causadas por betão que se separou nas juntas do molde. Caracterizam-se por

largura e profundidade;

15

indentações - causadas pela falta de nivelamento entre as placas de forma. Caracterizam-se

por uma dimensão que mede o desnivelamento entre as superfícies;

poros - pequenas cavidades redondas criadas por bolhas de ar ou água, que se acumularam

junto da superfície. Caracterizam-se por largura e profundidade (Figura 2.7);

separação da superfícies exterior ou outros defeitos - usualmente causadas por um

destacamento, reduzida percentagem de finos ou insuficiente vibração. Caracterizam-se por uma

área, ou seja duas dimensões (Figura 2.8);

curvatura e ondulação da superfície - causadas pela falta de nivelamento da superfície do

molde (nódulos, cavidades e poros não fazem parte deste desvio). Caracterizam-se pela máxima

medida do desvio por cada 1,5m (FIB, 2007);

A Tabela 2.1 descreve imperfeições de cor típicas e suas causas prováveis de acordo com FIB

(2003).

2.4.2.1 Fracturação das superfícies

A fracturação da superfície do betão pode influenciar a durabilidade da estrutura para além de poder

constituir um problema estético. Fracturas com aberturas inferiores a 0,05 mm são denominadas

micro-fracturas e normalmente não são consideradas. Neste documento não serão igualmente

consideradas. Fracturas com aberturas de 0,3 mm são consideradas mais normais e precisam de

algum tipo de tratamento para superar a durabilidade e/ou problemas estéticos. A tabela 2.2 (BY 40,

2003) menciona alguns valores limite para fracturas visíveis. O primeiro valor na tabela, significa a

largura da fractura e o segundo significa comprimento total da fenda numa área máxima de 1 m2.

Fracturação abaixo 0,05 mm não é tida em conta. Em superfícies revestidas, fracturas não podem ser

observadas após a aplicação do revestimento. Os requisitos de durabilidade são avaliados

separadamente (FIB, 2007).

2.4.2.3. Deflexão e curvatura

O betão é um material que possui características que variam ao longo do tempo. A fluência e a

retracção ocorrem ao longo do tempo e são causas fundamentais que têm influência nas

deformações. É muito complicado avaliar as deformações exactas de uma estrutura.

Esta situação torna-se ainda mais significativa quando a estrutura é construída com elementos

betonados in situ e pré-fabricados, com partes fabricadas com diferentes betões, de diferentes idades

e resistências e consequentemente, com valores de fluência e retracção distintos.

Estes aspectos, somados às normais complexidades do betão, levam uma avaliação exacta das

deformações da estrutura ao longo do tempo, a tornar-se difícil e pouco rigorosa. As deformações

reais podem diferir dos valores estimados, particularmente se os valores dos momentos aplicados

estiverem próximos do momento de fendilhação. As diferenças vão depender da dispersão das

propriedades dos materiais, das condições ambientais, da história de carregamento, das restrições

impostas pelas condições de apoio, condições do solo, etc..

16

Tabela 2.1- Imperfeições de cor mais comuns e as suas causas (FIB, 2003)

Imperfeição Descrição Causa Provável

Variação de cor ao longo da superfície

Variação da cor da superfície

Materiais: tipo de cimento ou variação de qualidade; mudança da origem dos materiais;

variação nas misturas.

Mistura de betão: variação nos processos de mistura

Transparência dos agregados

Superfície aparece mosqueada com áreas

escuras de tamanho e forma semelhante aos agregados

grossos

Cofragem: demasiado flexível e resulta numa acção de bombeamento durante a

compactação

Mistura de betão: quantidade de finos insuficiente; deficiente calibração da areia

Métodos de colocação: Vibração excessiva

Transparência dos agregados

em negativo

Superfície aparece mosqueada com áreas

claras de tamanho e forma semelhante aos agregados

grossos

Materiais: Agregados secos ou demasiado porosos

Cura: Secagem rápida da superfície devido a uma cura inadequada

Descoloração de hidratação

Variação na sombra da superfície devido ao

movimento da humidade dentro do betão plástico.

Manchas e descolorações tendem para ser piores no topo de um elevador e nas

juntas

Cofragem: absorvência variável da superfície; fuga através das juntas

Mistura de betão: elevada relação a/c; mistura com elevada água superficial

Agente descofrante: irregular ou usado de forma inadequada

Cura: cura irregular

Descoloração de segregação ou movimento de

areias

Variação da cor, sombra ou textura devido à separação

das partículas finas e presença de água

superficial. Resulta numa aparência manchada da

superfície.

Cofragem: reduzida absorção da superfície; água no fundo do molde

Mistura de betão: mistura de má qualidade com elevada relação água-cimento

Métodos de colocação: Vibração excessiva do betão; Baixas temperaturas de colocação

Descoloração do corante ou

contaminação

Descoloração devido à contaminação de materiais

Cofragem: manchas, alteração de cor, sujidade na cofragem, manchas de madeira,

ferrugem devido às armaduras ou componentes de metal

Agente descofrante: impuro ou usado de forma imprópria

Materiais: Sujos ou contaminados

Cura: componentes de cura impuros; água de cura suja; coberturas de cura sujas

Além das cargas verticais e horizontais, temperatura, humidade e agentes químicos é importante

avaliar as deformações. Normalmente, a deformação ao longo do tempo é avaliada, multiplicando a

deformação devido a cargas instantâneas, por um coeficiente que tem em conta a fluência, a

retracção, o conteúdo em armadura e a duração da carga. Em lajes de piso de edifícios comuns, a

deformação a longo prazo é aproximadamente 2,8 vezes a deformação instantânea, ainda que esta

informação seja de relevância pouco significativa, num texto que aborda essencialmente o envelope

exterior dos edifícios e em particular as fachadas. Actualmente, a maioria dos textos faculta maneiras

aproximadas de calcular deformações reais (FIB, 2007).

17

Figura 2.7- Poros/Vazios (NPCA, 2013)

Figura 2.8- Destacamento (NPCA, 2013)

O controlo das deformações é relevante por razões estruturais. As deformações têm que ser também

controladas por razões relacionadas com o uso dos edifícios e normalmente são estas restrições que

limitam o projecto. Por exemplo, em edifícios, as restrições são requeridas para controlar

deformações de divisórias e fachadas (FIB, 2007).

Tabela 2.2- Tamanho máximo e quantidade de fracturas visíveis em superfícies de betão (BY 40, 2003).

Tratamento da superfície Classe AA Classe A

Superfície clara do molde, aço polido, agregados finamente lavados, projecção de areia fina ou tratamento superficial

com ácido não permitido 0,1/500

Superfície escura do molde, madeira polida, escovado ou projecção superficial de areia média

0,1/500 0,2/500

0,2/500 0,1/500

Superfícies revestidas

Estrutura interior 0,2/1000

0,1/5000

Estrutura exterior 0,3/3000

0,2/5000

Curvatura é a deflexão ascendente de um elemento, devido ao pré-esforço. Esta deformação é muito

dependente da resistência do betão quando os cabos de pré-esforço são libertados, estado de tensão

do elemento, humidade, temperatura e tempo em carga. Assim o cálculo da curvatura depende de

muitos factores que fazem com que seja difícil conseguir um resultado preciso. Por exemplo o tempo

de armazenamento tem mais influência na curvatura do que qualquer outro factor. Os limites de

curvatura na altura da montagem são frequentemente especificados para os elementos pré-

fabricados. No entanto, esta situação fornece pouca informação sobre o desempenho do elemento

dentro da estrutura completa. Coberturas de betão feitas in situ podem afectar as deformações e

podem ser usadas para mascarar curvaturas excessivas. Quando os elementos pré-fabricados são

colocados adjacentes entre si, as deformações relativas podem ter que ser limitadas por razões

estéticas ou razões funcionais, se não existir nenhum betão feito in situ, a ligá-los. Informação sobre

deflexões para membros a resistir a cargas verticais, quer sejam vigas ou lajes, é fornecida em

muitos textos, mas há pouca informação sobre deformações em elementos verticais devido a cargas

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horizontais. Limitações às deformações e curvaturas podem ser encontradas nas normas EN 13225,

e EN 1992-1-1 (FIB, 2007).

2.4.2.4. Fendilhação

A fendilhação no betão pode ser o resultado de um ou da combinação de factores, todos eles

envolvendo alguma forma de restrição. A causa mais comum das fendas inclui a secagem de

retracção, contracção ou expansão térmica ou tensões aplicadas. As forças podem acumular-se no

interior do betão devido a qualquer um destes factores e quando as forças excederem a resistência

do material, as fendas desenvolvem-se. A fendilhação é influenciada pela qualidade dos materiais

constituintes do betão, condições meteorológicas, cura, processo de manufactura e manuseamento.

As fendas são inerentes ao betão armado e a sua ocorrência não implica necessariamente

problemas. Enquanto que as fendas são normalmente, mais uma preocupação estética do que uma

preocupação estrutural, estas poderão ser um indicador de problemas no exterior, nomeadamente um

projecto inadequado ou carga excessiva.

Para elementos pré-fabricados de betão, as fendas podem ser divididas nos seguintes tipos: fendas

térmicas; fendas devidas a assentamento plástico e retracção autogénea; fendas devidas a retracção

de secagem; e fendas mecânicas (FIB, 2007).

i) Fendas térmicas

O betão dilata e contrai com as variações de temperatura. As fendas devido às diferenças de

temperatura ocorrem quando as tensões de tracção induzidas, durante o período de arrefecimento,

são maiores do que a capacidade de tracção do betão (FIB, 2007).

Figura 2.9- Fissuração mapeada (Daab, 2008)

Figura 2.10- Fissuração (NPCA, 2013)

Os factores que afectam a fendilhação térmica são os seguintes:

Tipo de cimento e do conteúdo - a hidratação do cimento é uma reacção exotérmica. A

quantidade total de calor e taxa de produção de calor é uma característica do tipo de cimento

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e do teor de cimento. Quanto menos calor for produzido, menores serão as hipóteses de se

formarem fendas. Betões baseados em Sulfate Resistant Portland Cement geralmente

originam temperaturas mais baixas do que betões normais baseados em cimento Portland.

Betões baseados na substituição de cimento por outros materiais nomeadamente cinzas

volantes ou escória de alto forno poderão auxiliar na redução das temperaturas mais

elevadas. O aumento do teor de cimento dá origem a maior calor e a um aquecimento do

betão e consequente expansão. O teor de cimento é designado através dos requisitos de

resistência e durabilidade. Elevados teores de cimento podem originar outros problemas, tais

como elevadas retracções de secagem e coesão excessiva (FIB, 2007).

Tipo de agregados - betão com um baixo coeficiente de expansão térmica reduz

significativamente o risco de fendilhação térmica. O coeficiente de expansão térmica do betão

é dependente dos coeficientes de expansão térmica dos agregados (FIB, 2007).

Método de cura - o método de cura pode ter influência nas fendas térmicas. Elementos pré-

fabricados de betão são normalmente cobertos por películas de polietileno até o betão chegar

à resistência à compressão pretendida. Isto minimiza a taxa de variação da temperatura e

reduz a probabilidade de fendas térmicas (FIB, 2007).

ii) Fendas devidas a assentamento plástico e retracção autogénea

Fendas devidas a assentamento plástico, aparecem imediatamente depois do betão ser colocado e

são causadas pelo movimento ascendente da água para a superfície e pelo assentamento do betão.

As fendas devidas à retracção autogénea, ocorrem quando o betão ainda está húmido ou quando

ainda está num estado muito precoce (FIB, 2007).

iii) Fendas devidas à retracção de secagem

A retracção de secagem a longo prazo é causada pela saída de água dos poros de gel, dentro da

pasta de cimento do betão. Isto dá origem à existência de tensões internas, que se forem superiores

à capacidade de tracção do betão, vão levar à fendilhação. As fendas aparecem quando a taxa de

evaporação da água da superfície do betão é superior à subida de água para a superfície. Esta

situação é comum, quando está calor, tempo seco e/ou ventoso ou quando a cura é adiada

A retracção de secagem normalmente ocorre da seguinte forma:

14 a 34% da retracção última ocorre em 2 semanas;

40 a 80% da retracção última ocorre em 3 meses;

66 a 85% da retracção última ocorre em 1ano.

Os factores que afectam a retracção de secagem incluem: relação agregado-pasta; volume-área de

superfície dos componentes; relação água-material cimentício; distribuição do tamanho dos poros;

tipo e quantidade de cimento; e quantidade de agregados finos e grosseiros.

A fendilhação pode ser reduzida usando um projecto de mistura de betão com uma quantidade

mínima de água necessária para distribuir a pasta sem vazios (FIB, 2007).

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iv) Fendas mecânicas

As fendas mecânicas podem ser devidas a acidentes, a manuseio incorrecto dos elementos de betão

ou projecto inadequado para resistir às acções aplicadas. Estes são geralmente, os problemas pós-

produção. As fendas que ocorrem durante o empilhamento e o manuseamento do produto podem ser

o resultado de: sobrecarga na fábrica; problemas de elevação; ou de erros de empilhamento.

As fendas que ocorrem durante a montagem podem indicar um problema mais sério e devem ser

referidas ao projectista para avaliação (FIB, 2007).

2.4.2.5. Fragmentação, divisão e ruptura

As fendas relacionam-se com, a transferência das forças de pré-esforço, para os membros de betão.

O uso mais típico do pré-esforço em construção com betão pré-fabricado, é a pré-tensão, na qual os

cabos de pré-esforço estão ancorados ao betão por ligação dos cabos ao betão. As fendas por

fragmentação, divisão e ruptura podem ocorrer nas zonas terminais dos elementos pré-esforçados

onde as forças se concentram e passam para uma distribuição de tensões linear ao longo da secção

de betão. Esta zona é conhecida como o “comprimento de transferência”. No EC-2 (EN 1992, 2004)

“comprimento de transferência” é chamado “comprimento de dispersão”.

Num elemento pré-fabricado as tensões compressivas e de tracção não são distribuídas linearmente.

Esta situação frequentemente gera tensões de pico superiores ao que é permitido para a resistência

à tracção do betão em distribuições lineares de tensão. Também ocorrem outras tensões de tracção,

perpendiculares ao eixo do elemento.

i) Fendas de divisão

As fendas de divisão resultam de forças de tracção nos cabos de pré-esforço, que são transferidas

por ligações, para o betão. Estas só podem ocorrer em elementos pré-tensionados.

ii) Fendas de ruptura

As fendas de ruptura são devidas à divisão da força principal de tracção. Ocorrem muito perto dos

cabos de pré-esforço e dão origem a tensões de tracção circunferenciais.

iii) Fendas de fragmentação

As fendas de fragmentação resultam de uma força secundária de divisão. A força de tracção neste

caso é essencialmente vertical e muito próxima do final do elemento. Podem ocorrer em elementos

pré-tensionados e pós-tensionados. Os elementos pré-fabricados podem sofrer danos acidentais

devido ao manuseamento, a qualquer altura, desde a manufactura até à montagem em obra. Estes

danos não cobrem defeitos que surgem consistentemente de situações específicas (tal como

fissuração sistemática durante a elevação) que são, em vez disso, indicação de um projecto

defeituoso ou manuseamento inadequado. Danos acidentais que ocorrem durante a manufactura,

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armazenamento, expedição ou montagem são difíceis de classificar e enumerar a vasta gama de

situações envolvidas.

Grandes danos ocorrem quando elementos são largados durante a montagem, ou envolvidos em

acidentes de expedição, fogos ou semelhantes situações, embora seja necessários casos de estudo

específicos (FIB, 2007).

2.4.3 Eflorescências

As eflorescências constituem depósitos de cristais, que se apresentam sob a forma de manchas

brancas de cor branca, à superfície do betão, (Figura 2.11). Resultam da evaporação à superfície, de

soluções aquosas com sais dissolvidos, que circulam no interior do betão (Silva, 2015). O mesmo

autor refere, que esta anomalia pode ser também originada por capilaridade de águas provenientes

dos solos.

Figura 2.11- Superfície com eflorescências (Moreira, 1991)

Flores et al. (2010) inclui esta anomalia na categoria das manchas, de cor branca, e apresenta outras

duas origens possíveis para além da existência de sais solúveis, nomeadamente a presença de

matéria orgânica nos agregados ou água de amassadura.

Segundo Nunes (2013), o agente descofrante ou os adjuvantes podem possuir na sua composição

química, elementos que potenciem o aparecimento das eflorescências. Segundo o mesmo autor, a

escolha dos mesmos deverá criteriosa e se possível previamente testada em protótipos.

Para esta anomalia ocorrer, terão que ocorrer condições de humidade propícias nos poros do betão,

para haver dissolução dos sais, aliada à pressão hidrostática que possibilite a sua migração,

evaporação superficial e posterior depósito dos sais à superfície (PCI (2007), citado por Silva (2015)).

2.4.4 Corrosão

As manchas de corrosão, devem-se à deposição de óxidos metálicos à superfície do betão. Podem

ter origem na oxidação das armaduras, óxidos metálicos presentes nos agregados que se depositam

à superfície ou elementos circundantes que mancham a superfície (Coelho, 2015). A oxidação das

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armaduras de espera, pode também dar origem a estas manchas, através do aumento de volume do

aço (Nunes, 2013).

Frequentemente estas manchas, estão associadas a outros problemas, com origem na oxidação das

armaduras e consequente perda de secção, constituindo problemas de natureza estrutural. Outra

possível origem destas manchas, será a oxidação dos arames de atar, que poderão ficar virados para

fora do elemento a betonar, e ao oxidar originam pontos de ferrugem (Figura 2.12) na superfície do

elemento (Nunes, 2013).

Segundo Silva (2015) este fenómeno, pode estar associado a descasques do betão, devido à

expansão do aço, expondo as armaduras (Figura 2.13).

A oxidação das armaduras, pode estar associada a recobrimentos insuficientes, movimentação das

armaduras aquando das betonagens, colocação incorrecta de espaçadores ou erros de projecto. O

uso de cofragens inox, não permite a acumulação de corrosão, sendo por isso recomendado o seu

uso (Brito et al. (2009) e Nunes (2013) citados por Silva (2015)).

A vibração do betão deve ser um requisito a ter especial atenção, de modo a evitar manifestações

patológicas capazes de expor a armadura.

Figura 2.12- Corrosão pontual (Nunes, 2013)

Figura 2.13- Exposição de armaduras (Nunes, 2013)

2.5 Aspectos gerais de classificação

2.5.1 Nível de segurança

A uniformidade da cor e a intensidade da sombra são avaliadas visualmente, e por essa razão são

sujeitas à subjectividade do observador. Alguma diferença de tom entre painéis idênticos é inevitável,

mas uma variação de cor entre e dentro de painéis tem que ser mantida dentro de certos limites (PCI,

2007).

O nível de segurança requerido é definido pelos códigos (regulamentos) segundo os quais a estrutura

é projectada. Estudos prévios mostram que o nível de segurança atingido é essencialmente o

mesmo, qualquer que seja o código, e na prática as diferenças entre eles são mais devidas aos

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coeficientes de correcção de segurança que dependem da qualidade de construção em cada país do

que questões conceptuais.

Qualquer falha, seja nas dimensões, qualidade do material ou na engenharia da estrutura, pode-se

traduzir numa redução da capacidade resistente. O principal problema é estabelecer o limite superior

para o qual o membro em questão é tecnicamente aceitável e não necessita de intervenção. Isto

naturalmente, não impede ajustes financeiros, dado que não é esperado que os criadores paguem o

mesmo preço por componentes com falhas aceitáveis, ou por elementos conformes. Mesmo onde

este limite é ultrapassado, certos elementos podem ainda ser tecnicamente aceitáveis, quando

sujeitos a reparação ou reforço. Finalmente, há um segundo e último limiar, para lá do qual a rejeição

é inevitável, porque o elemento não é tecnicamente aceitável e a reparação ou reforço, são

impraticáveis ou tecnicamente impossíveis.

No caso de um elemento imperfeito, ou séries de elementos, então, o impacto da imperfeição tem

que ser determinado em termos da perda de capacidade resistente no respectivo membro.

Onde as características e extensão da falha são conhecidos, tal como baixa resistência do betão ou

falta de armadura, o elemento ou elementos podem ser reformulados para comparar a sua

capacidade real com os requisitos especificados. O projectista pode fazer então o julgamento racional

sobre o uso ou não dos elementos.

Onde as características da falha não forem conhecidas, uma abordagem prática e realista terá que