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Universidade Federal do Paraná
Departamento de Construção Civil
Materiais de Construção Civil III
10/08/2015
Material Profª. Heloisa Fuganti Campos 1
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO DE CONSTRUÇÃO CIVIL
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
CIVIL III
MATERIAIS E TÉCNICAS PARA REPARO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO – PARTE 2
Profª.: MSc. : Heloisa Fuganti Campos
2
MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS
DURABILIDADE
Vida útil
NBR 15575
SUSTENTABILIDADE
INTRODUÇÃO
3
INTRODUÇÃO
CONCRETO:
MATERIAL +
UTILIZADO EM
CONSTRUÇÕES
MATERIAL
INSTÁVEL AO
LONGO DO TEMPO
DETERIORAÇÃO
REPAROS
RECUPERAÇÃO
REFORÇO
4
INTRODUÇÃO
• Alemanha - 2004: ≈ 90 bilhões de euros com manutenção e
reparo de estruturas de concreto armado;
• Gastos com reparos e manutenção: 15% do total gasto pela
indústria da construção civil;
• Itália: Parcela dos gastos com manutenção e reparo chega
a 57%.
FONTE: GROCHOSKI e HELENE, 2008.
CUSTOS DIRETO + SOCIAIS + INDIRETOS
5
INTRODUÇÃO
• Desempenho insatisfatório: Recuperar,
reforçar, limitar seu uso ou ainda, no
caso mais extremo, demolir;
• Pontos principais de um projeto de
recuperação: Avaliação das condições
da estrutura existente a ser reparada,
as soluções cabíveis e proteções
adicionais.
Ponto de vista:
Técnico;
Econômico;
Socioambientais.
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INTERVENÇÕES
6
INTRODUÇÃO
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998.
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Materiais de Construção Civil III
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7
INTRODUÇÃO
ANTES DA RECUPERAÇÃO/REFORÇO DA ESTRUTURA
• Trabalho extensivo de investigação, buscando-se a
“memória” da obra Projetos iniciais, plantas, memórias de
cálculo, especificações de materiais e resistências, dentre
outros documento;
• Se existentes, poderão ser conferidos durante vistoria local.
Caso contrário, deverá ser providenciado levantamento
detalhado da estrutura.
FONTE: TIMERMANN, 2011.
8
INTRODUÇÃO
Serviços de reabilitação: Implementação de uma
série de procedimentos necessários à restituição dos
requisitos de segurança estrutural e de durabilidade
originalmente previstos para essas estruturas e/ou
adequar estruturas a novos requisitos estruturais.
FONTE: TIMERMANN, 2011.
9
INTRODUÇÃO
• Necessidades:
Vistoria completa nas estruturas – registro de anomalias;
Coleta de dados de campo e de ensaios em laboratório;
Formulação de um diagnóstico e prognóstico.
DIAGNÓSTICO: ORIGEM DO
PROBLEMA
PROGNÓSTICO: CONSEQUENTE
EVOLUÇÃO
FONTE: TIMERMANN, 2011.
10
INTRODUÇÃO
Os processos de deterioração de estruturas podem
ser divididos em dois grupos:
Causas intrínsecas Origem nos materiais, nos
elementos estruturais e por ações externas;
Causas extrínsecas Origem no comportamento
estrutural.
Ex.: Deflexão excessiva de um elemento estrutural.
FONTE: TIMERMANN, 2011.
11
INTRODUÇÃO
• Atuações emergenciais:
Risco de colapso total ou parcial da estrutura elevado;
Medidas de proteção devem ser tomadas rapidamente
de forma a evitar a ruína desta, ou ainda, acidentes de
maiores proporções.
TIPOS DE ATUAÇÕES
FONTE: GROCHOSKI e HELENE, 2008.
12
INTRODUÇÃO
• Atuações de prevenção e/ou proteção:
Grau de deterioração baixo;
Atuar de maneira preventiva, protegendo a estrutura
com a o ingresso de contaminantes e, assim, reduzindo
a velocidade de degradação da mesma.
TIPOS DE ATUAÇÕES
FONTE: GROCHOSKI e HELENE, 2008.
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13
INTRODUÇÃO
• Reparos:
Intervenção superficial;
Solução de pequenos problemas ou defeitos.
TIPOS DE ATUAÇÕES
FONTE: GROCHOSKI e HELENE, 2008.
14
INTRODUÇÃO
• Reforços:
Existe um erro de projeto, e/ou execução na estrutura
que não atende as solicitações de carregamento para a
qual fora executada, ou quando se pretende alterar o
uso previsto em projeto;
A capacidade portante é aumentada.
TIPOS DE ATUAÇÕES
FONTE: GROCHOSKI e HELENE, 2008.
15
INTRODUÇÃO
• Substituição da estrutura:
Custo da intervenção na estrutura é tão elevado e/ou a
sua importância econômico-social é baixa, que a melhor
alternativa pode ser a substituição da mesma, ou de
parte desta.
TIPOS DE ATUAÇÕES
FONTE: GROCHOSKI e HELENE, 2008.
16
CLASSIFICAÇÃO
1. Polimento;
2. Reparos superficiais Argamassa/Concreto/Graute;
3. Tratamento de fissuras;
4. Reforços de Estruturas de Concreto;
5. Proteções superficiais de Estruturas de Concreto;
6. Reparo em estruturas de concreto com corrosão de
armaduras:
• Tradicionais/Localizados;
• Nova geração: Proteção catódica, extração de cloretos e
realcalinização.
17
POLIMENTO
• Técnica muito utilizada nos casos que a superfície
de concreto se apresenta inaceitavelmente áspera!
• Causas:
• Deficiências executivas Dosagens inadequadas,
uso de formas brutas ou áspera, vibração
inadequada, etc.
• Desgaste da superfície pelas intempéries.
FONTE: TIMERMANN, 2011.
18
POLIMENTO
• Polimento: Reconstituir a superfície de concreto à
sua textura original, lisa e sem partículas soltas
Manualmente: Ação energética de pedras de polir
apropriadas;
Mecanicamente: Lixadeiras portáteis, ou em grandes
estruturas – máquinas de polir.
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POLIMENTO
• Polimento exige pleno conhecimento de utilização de
equipamentos apropriados e mão de obra especializada.
20
REPAROS SUPERFICIAS
• Para aplicação de materiais com a função de recompor a
seção original do concreto Preparação da superfície:
Remover camada superficial do concreto deteriorado;
Garantir aderência entre o material novo e o antigo.
PREPARAÇÃO DA SUPERFÍCIE
FONTE: TIMERMANN, 2011.
21
1. Suporte provisório – Analisar necessidade
PREPARAÇÃO DA SUPERFÍCIE
REPAROS SUPERFICIAS
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22
REPAROS SUPERFICIAS
2. Detectar área a ser reparada – Teste de percussão/exame
visual
PREPARAÇÃO DA SUPERFÍCIE
23
REPAROS SUPERFICIAS
PREPARAÇÃO DA SUPERFÍCIE
3. Definir área a ser removida
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24
REPAROS SUPERFICIAS
3. Definir área a ser removida
PR
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• Contorno das aberturas bem definido;
• Faces laterais com ângulos que favoreçam a
aderência, facilitem a aplicação e garantam a
espessura mínima do material de reparo.
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REPAROS SUPERFICIAS
PREPARAÇÃO DA SUPERFÍCIE
4. Corte ou remoção do concreto:
• Remoção do concreto;
• Martelo demolidor elétrico ou pneumático;
• Além de remover o concreto degradado, garantir a futura
imersão das barras em meio alcalino;
• Corte além das armaduras, em profundidade de pelo
menos 2 cm ou o diâmetro das barras;
• Corte em + ou – 90º.
FONTE: TIMERMANN, 2011.
26
REPAROS SUPERFICIAS
PREPARAÇÃO DA SUPERFÍCIE
CORTE DO CONCRETO MOSTRANDO A PROFUNDIDADE DE
REMOÇÃO
FONTE: SOUZA E RIPPER, 1998.
27
REPAROS SUPERFICIAS
PREPARAÇÃO DA SUPERFÍCIE
ASPECTO FINAL DA CAVIDADE DE INTERVENÇÃO
FONTE: SOUZA E RIPPER, 1998.
QUAL ESTÁ CERTO?
28
REPAROS SUPERFICIAS
PREPARAÇÃO DA SUPERFÍCIE
www.equipedeobra.com.br
29
REPAROS SUPERFICIAS
PREPARAÇÃO DA SUPERFÍCIE
APICOAMENTO DA REGIÃO A SER RECUPERADA
FONTE: TIMERMANN, 2011.
30
REPAROS SUPERFICIAS
PREPARAÇÃO DA SUPERFÍCIE
5. Limpeza:
• Retirar material deteriorado;
• Jatos de areia, ar comprimido ou água;
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REPAROS SUPERFICIAS
PREPARAÇÃO DA SUPERFÍCIE
6. SATURAÇÃO - ADERÊNCIA
• Processo preparatório que visa garantir aderência dos
materiais que serão aplicados;
• Tempo de saturação: Depende do material, em média 12h;
• Aplicação de água ou molhagem de elementos
intermediários;
• Argamassas poliméricas industrializadas, recomenda-se
ponte de aderência de base acrílica.
FONTE: TIMERMANN, 2011.
32
REPAROS SUPERFICIAS
PREPARAÇÃO DA SUPERFÍCIE
7. PREENCHIMENTO DO MATERIAL DE REPARO
8. CURA DO MATERIAL DE REPARO
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REPAROS SUPERFICIAS
PREPARAÇÃO DA SUPERFÍCIE
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REPAROS SUPERFICIAS
PREPARAÇÃO DA SUPERFÍCIE
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35
REPAROS SUPERFICIAS
• Reparos superficiais: Profundidade inferior a 2 cm;
• Semiprofundos: entre 2 e 5 cm;
• Profundos: Superior a 5 cm.
• Os semiprofundos e profundos normalmente atingem a
armadura;
• Na composição dos materiais, pode-se adicionar aditivos
inibidores de corrosão que colaboram para evitar novos
processos corrosivos.
FONTE: TIMERMANN, 2011.
36
REPAROS SUPERFICIAS
ARGAMASSA
• Destinam-se a superfícies com qualquer tamanho em
área, mas apenas para pequenas profundidades –
máximo 5 cm;
• Normalmente empregado no caso do concreto
deteriorado ser a camada de cobrimento das armaduras;
• Importante que a impermeabilidade seja garantida;
• Tipos: Cimento e areia, argamassas com polímeros,
argamassas epoxídicas e projetada.
FONTE: TIMERMANN, 2011.
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REPAROS SUPERFICIAS
ARGAMASSA
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REPAROS SUPERFICIAS
ARGAMASSA DE CIMENTO E AREIA
• Preencher cavidade originada pela deterioração ou
desgastes superficiais;
• Cimento, água e areia – ≈ 1:3 com relação a/c 0,45;
• Espessura mínima de argamassa: 2,5 cm;
• Cura úmida, um a três dias;
• Películas de cura química.
39
REPAROS SUPERFICIAS
ARGAMASSA COM POLÍMERO
• Adição de resina sintética polimérica à argamassa de cimento
e areia;
• Reduz a água de mistura necessária, mantém a plasticidade,
reduz a permeabilidade e apresenta ótimo poder de aderência;
• Industrializada ou preparada no local;
• Recomenda-se ponte de aderência composta por solução
adesivo e de água com pincel ou trincha sobre a superfície
antes da aplicação da argamassa;
• Cura úmida, um a três dias e pode utilizar também películas de
cura química.
FONTE: TIMERMANN, 2011.
40
REPAROS SUPERFICIAS
ARGAMASSA COM
POLÍMERO
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ARGAMASSA DE
CIMENTO E AREIA
41
REPAROS SUPERFICIAS
ARGAMASSA EPOXÍDICAS
• Elevadas resistências mecânicas e químicas;
• Excepcional aderência ao aço e concreto;
• Recomendadas para casos em que a necessidade de
liberação da estrutura poucas horas após serviço;
• Para aplicação: Substrato seco e isento de poeira.
FONTE: TIMERMANN, 2011.
42
REPAROS SUPERFICIAS
ARGAMASSA PROJETADA
• Alto custo de mobilização do equipamento – método
recomendado apenas para grandes áreas,
superficiais ou semiprofundas;
• Substrato preparado com jato de areia ou de areia e
água de forma a ficar limpo e áspero;
• Superfície deve ser umedecida com jato de água e
deve ser seguida com jato de ar, pois a superfície
deve ficar apenas umedecida e não encharcada.
FONTE: TIMERMANN, 2011.
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REPAROS SUPERFICIAS
ARGAMASSA PROJETADA
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REPAROS SUPERFICIAS ARGAMASSA PARA REPARO - VÍDEO
45
REPAROS SUPERFICIAS
REPAROS COM CONCRETO
• Consistem na substituição do concreto defeituoso ou
deteriorado por outro de boa qualidade que tenha
maior afinidade possível com o concreto base;
• Técnica usual em casos de preenchimento de vazios
ou ninhos de agregados nos elementos estruturais de
estruturas recém-construídas, ou ainda, em estruturas
deterioradas.
FONTE: TIMERMANN, 2011.
46
REPAROS SUPERFICIAS
REPAROS COM CONCRETO
• Estruturas recém-construídas: Reparos devem ser feitos
imediatamente após a retirada da fôrma para diminuir a
possibilidade de existirem grandes diferenças entre as
propriedades dos dois concretos;
• Concreto de reposição: Resistência ≥ Concreto existente;
• Apresentar trabalhabilidade conveniente;
• Cura adequada.
FONTE: TIMERMANN, 2011.
47
REPAROS SUPERFICIAS
REPAROS COM CONCRETO
48
REPAROS SUPERFICIAS
REPAROS COM GRAUTE
• Graute de base mineral ou de base epóxi:
Grande fluidez;
Alta resistência;
Não apresentar retração;
Reparos profundos e semiprofundos;
• A superfície que vai receber o graute deve ser preparada a
úmido;
• Cura úmida.
FONTE: TIMERMANN, 2011.
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REPAROS SUPERFICIAS ANÁLISE DO REPARO COM GRAUTE - VÍDEO
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TRATAMENTO DE FISSURAS
• Sistemas:
Base epóxi;
Poliuretano;
Microcimento;
Acrílicas.
51
TRATAMENTO DE FISSURAS
• Mais utilizadas;
• Produtos não retráteis;
• Baixa viscosidade;
• Alta capacidade resistente e aderente;
• Bom comportamento em presença de agentes
agressivos;
• Endurecimento rápido.
RESINAS EPOXÍDICAS
FONTE: TIMERMANN, 2011.
52
TRATAMENTO DE FISSURAS
• Fornecidos em dois componentes líquidos:
Resina;
Endurecedor.
São misturados por volta de 2 a 3 minutos.
RESINAS EPOXÍDICAS
53
TRATAMENTO DE FISSURAS
• Características:
Flexibilidade Fissuras ativas e passivas;
Baixa viscosidade;
Excelente aderência ao substrato de
concreto, mesmo com fluxo de água;
Durabilidade Superam 100 anos em
estruturas de concreto!
RESINAS POLIURETÂNICAS
FONTE: TIMERMANN, 2011.
54
TRATAMENTO DE FISSURAS
Resina de poliuretano Resina epóxi
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TRATAMENTO DE FISSURAS
• Características:
Flexibilidade Podem ser aplicadas para formar uma
membrana impermeabilizantes por detrás da estrutura;
Hidroestruturada Podem ser aplicadas mesmo contra
fluxo de água;
Excelente aderência ao substrato de concreto, mesmo
com fluxo de água;
Durabilidade Superam 100 anos em estruturas de
concreto!
RESINAS ACRÍLICAS
FONTE: TIMERMANN, 2011.
56
REFORÇO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
• Antes da realização do reforço Avaliar qual o
tipo de deficiência que a estrutura apresenta;
Ex: Deficiências de armaduras, esmagamento,
falta de inércia da seção do elemento
estrutural, etc.;
• Avaliar espaço disponível para a sua implantação
e qual a interferência na arquitetura.
FONTE: TIMERMANN, 2011.
57
REFORÇO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
• Mais comum: Polímeros Reforçado com Fibras
em função das pequenas espessuras das
camadas, apesar de apresentarem maiores
custos;
• Principais técnicas: Encamisamento, Protensão
externa, Reforço com chapas e perfis metálicos e
com Polímeros Reforçado com Fibras.
58
REFORÇO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
• Inserção de uma nova camada que pode ser constituída
por concreto, microconcreto ou graute;
• Reforço em elementos com deficiência de inércia ou
corrosão com perda de seção das armaduras;
• Inseridas novas armaduras Passivas ou protendidas;
• Necessário conhecimento completo da estrutura
Acréscimos às seções originam sobrecarga, podendo
gerar problemas em outros elementos estruturais.
ENCAMISAMENTO
FONTE: TIMERMANN, 2011.
59
REFORÇO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
ENCAMISAMENTO PARA REFORÇO DAS ESTACAS DA PONTE
SOBRE O RIO PARAÍBA DO SUL
FONTE: TIMERMANN, 2004.
ENCAMISAMENTO
60
REFORÇO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
PROTENSÃO EXTERNA
• Técnica do protendido Casos em que se
chegou a uma situação estrutural grave de
elementos horizontais tais como viga;
• Técnica permite, pelo emprego de elementos
auxiliares, resolver problemas que não teriam
solução com o uso de outro sistema de reforço.
FONTE: TIMERMANN, 2011.
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61
REFORÇO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
• PROTENSÃO??
• Introduzir em uma estrutura um estado prévio de
tensões, capaz de melhorar sua resistência ou
seu comportamento sob diversas condições de
carga.
PROTENSÃO EXTERNA
62
REFORÇO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
• Técnica de reforço ativo, que modifica o estado de tensão da
estrutura Introduzida uma força exterior capaz de compensar
a existência de acréscimo de tensões;
• Superposição de esforços do elemento estrutural e dos cabos
tracionados;
• Gerar forças que irão assegurar o equilíbrio e a resistência da
estrutura;
• Aplicação adequada para casos de estruturas que apresentam
danos que se devem a projetos, execução ou causas
acidentais, que tenham diminuído a capacidade de carga.
PROTENSÃO EXTERNA
63
REFORÇO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
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PROTENSÃO EXTERNA
64
REFORÇO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
REFORÇO DE VIGA COM PROTENSÃO EXTERNA EM PONTO
SOBRE O RIO SAMAMBAIA
FONTE: TIMERMANN, 2008.
PROTENSÃO EXTERNA
65
REFORÇO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
REFORÇO COM CHAPAS E PERFIS METÁLICOS
• Colagem de chapas de aço ao concreto através de resina
epóxi;
• Resinas epóxi Boa aderência sobre o concreto e o aço;
• Reforço em um elemento estrutural submetido a ações
superiores àquela para o qual for projetado Mudança da
distribuição das cargas que atuam no mesmo ou devido a
deficiência no projeto e/ou execução.
FONTE: TIMERMANN, 2011.
66
REFORÇO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
REFORÇO COM CHAPAS E PERFIS METÁLICOS
• Técnica de unir a chapa de aço ao concreto
Trabalhe nas tensões previstas;
• Continue trabalhando nessas condições ao longo
do tempo;
• Eficácia das uniões Tão elevada que raras
vezes se produzem falhas por falta de aderência.
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67
REFORÇO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
REFORÇO COM CHAPAS E PERFIS METÁLICOS
REFORÇO EM CHAPAS DE AÇO EM ARCO DE PONTE SOBRE
O RIO JUQUERI
FONTE: TIMERMANN, 2003.
68
REFORÇO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
REFORÇO COM POLÍMEROS REFORÇADOS COM
FIBRAS
• Aplicação principal Elementos que necessitam
de acréscimos aos esforços de tração;
• Vantagens: Leve e rápida execução;
• Mais utilizadas: Fibras de carbono.
FONTE: TIMERMANN, 2011.
69
REFORÇO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
REFORÇO COM POLÍMEROS REFORÇADOS COM
FIBRAS
EXEMPLOS DE PROPRIEDADES MECÂNICAS DE FIBRAS PARA
REFORÇO
FONTE: Adaptado de BERTOLINI, 2010.
MATERIALDensidade
(g/cm³)
Módulo de
elasticidade
(Gpa)
Resistência
à tração
(MPa)
Alongamento
por ruptura
(%)
Absorção
de umidade
(%)
Fibras de carbono de alta resistência 1,78 270 3400 1,4 0,1
Fibras de carbono de alto módulo 1,83 530 2250 0,5 0,1
Fibras de carbono de módulo ultra-alto - 640 1900 0,3 -
Fibras aramíducas de alta resistência 1,39 81 3470 4,5 3,2
Fibras aramíducas de alto módulo 1,45 125 2800 2 2,5
Fibras de vidro 2,58 73 2000 3,5 0,5
70
REFORÇO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
REFORÇO COM POLÍMEROS REFORÇADOS COM
FIBRAS
• As fibras mais utilizadas são de carbono Tecidos ou
lâminas;
Tecidos: Aplicadas em camadas aderidas com
resinas geralmente de base epoxídica, até atingir a
espessura de fibras necessárias para o reforço;
Lâminas: Produtos industrias Alinhadas e
revestidas por resina em uma única aplicação.
71
REFORÇO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
REFORÇO COM POLÍMEROS REFORÇADOS COM
FIBRAS
• Ponto crítico: Aderência dos compósitos à superfície;
• Superfície de aplicação: Concreto íntegro, sem
manifestações patológicas e limpo, sem materiais
pulverulentos;
• Proteção: Necessário proteger esses elementos a ações
do meio ambiente, como os raios ultravioletas, agentes
químicos ou incêndios;
• Estudo do sistema de proteção – pinturas ou
revestimentos em argamassa.
72
REFORÇO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
REFORÇO COM POLÍMEROS REFORÇADOS COM
FIBRAS
REFORÇO COM POLÍMERO EM SUPERESTRUTURA DE
VIADUTO
FONTE: TIMERMANN, 2003.
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REFORÇO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
REFORÇO COM POLÍMEROS REFORÇADOS COM
FIBRAS
MANTAS DE FIBRA DE CARBONO
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74
SISTEMAS DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL
75
SISTEMAS DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL
FONTE: KAZMIERCZAK, 2011.
• Alternativa para diminuir a velocidade de degradação de
uma estrutura já existente ou permitir a uma nova
estrutura atingir uma determinada vida útil;
• Pode ser realizada pela aplicação de tintas, vernizes e
silicones hidrofugantes ou revestimentos que aumentem a
durabilidade;
• Especificação do sistema Procedida de
questionamentos quanto à durabilidade do sistema de
proteção a ser adotado, necessidade de manutenção,
desempenho esperado e estimativas dos custos.
76
SISTEMAS DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL
• Formadores de película;
• Bloqueadores de poros;
• Hidrofugantes de superfície.
CLASSIFICAÇÃO
77
SISTEMAS DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL
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78
SISTEMAS DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL
• Formam, após a cura, uma película
contínua de baixa permeabilidade;
• Impedem ou diminuem o contato de
elementos agressivos com a superfície
do concreto;
• Tintas e vernizes;
• Proteção contra carbonatação,
penetração de cloretos, ataques ácidos,
entre outros.
FORMADORES DE PELÍCULAS
FONTE: KAZMIERCZAK, 2011.
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Materiais de Construção Civil III
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SISTEMAS DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL
• Base homogênea e lisa;
• Não absorvem fissurações posteriores;
• BR: + utilizados: Látex PVA, látex acrílico,
poliuretano e epóxi.
FORMADORES DE PELÍCULAS
80
SISTEMAS DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL
• Tinta látex vinílica (PVA)
Base de água;
Fácil aplicação, secagem rápida, baixo odor e facilidade de
repintura;
Não suportam ação constante da água ou umidade;
Pequena resistência à abrasão, ataque químico, ataque de
agentes biológicos;
Baixa elasticidade da película seca;
Ambientes protegidos de intempéries.
FORMADORES DE PELÍCULAS
81
SISTEMAS DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL
• Tinta látex acrílica
Facilidade de aplicação, secagem rápida, baixo odor e
facilidade de repintura;
Boa elasticidade, retenção de brilho e resistência a ação
de solventes;
Resistem a alcalinidade;
Média resistência à abrasão;
Elevada durabilidade;
Adequada para superfícies expostas à intempéries.
FORMADORES DE PELÍCULAS
82
SISTEMAS DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL
• Tinta e verniz poliuretânico
Alta resistência às intempéries;
Alta resistência à abrasão;
Boa resistência à alcalinidade;
Boa aderência ao concreto;
Elástico;
Tipo de tinta com menor permeabilidade;
Difícil repintura.
FORMADORES DE PELÍCULAS
83
SISTEMAS DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL
• Epóxi
Adesão ao concreto e resistência mecânica;
Impermeabilidade;
Resistem a solventes e a produtos químicos;
Resistência ao ataque de agentes biológicos;
Suportam bem a alcalinidade;
Desvantagem: Tendência a deteriorarem quando
expostas a radiação ultravioleta e difícil repintura.
FORMADORES DE PELÍCULAS
84
SISTEMAS DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL
• Cristalizantes de superfície
Compostos químicos que, ao
entrarem em contato com a
água de infiltração, cristalizam-
se para constituir uma barreira
impermeável resistente a
pressões negativas;
Mais utilizados: Silicato;
Cura importante.
BLOQUADORES DE POROS
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FONTE: KAZMIERCZAK, 2011.
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85
SISTEMAS DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL
• Penetram nos poros capilares da superfície
de concreto e alteram o ângulo de contato
entre as paredes desses poros e a água;
• Tornam o concreto hidrorrepelente;
• Permitem a passagem de vapor de água e
gases;
• Não alteram o aspecto superficial do
concreto;
• Produtos mais utilizados: Silicones –
silanos e siloxanos.
HIDROFUGANTES
FONTE: KAZMIERCZAK, 2011.
86
SISTEMAS DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL
• Silicones hidrofugantes:
Resistentes aos raios ultravioletas;
Suportam elevadas temperaturas;
Não alteram a cor do substrato;
Vantagem em relação aos formadores de película:
Podem ser aplicados sobre concretos com elevada
rugosidade superficial.
HIDROFUGANTES
87
SISTEMAS DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL
• Silicones hidrofugantes:
Mantém o substrato em condições de baixa
umidade
Reduzem velocidade de carbonatação e corrosão após a
despassivação das armaduras!
Não permitem passagem de água liquida
Eficientes na prevenção ao ingresso de cloretos!
HIDROFUGANTES
88
SISTEMAS DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL
• Os sistemas mistos procuram unir propriedades de
duas ou mais resinas, de modo a proporcionar maior
proteção ao concreto;
• Ex.:
Epóxi-poliuretano Poliuretano tem a função de
proteger o epóxi da degradação pela radiação
ultravioleta.
SISTEMAS MISTOS
89
SISTEMAS DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL
FONTE: BROWNE, 1987, apud KAZMIERCZAK, 2011.
90
SISTEMAS DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL
Conhecimento das exigências do usuário;
Conhecimento das condições de exposição
• Sistema deve possuir formulação que lhe confira
proteção contra o intemperismo;
• Não proporcionar condições adequadas para ação de
micro-organismos;
• Manter aparência superficial dentro do previsto no
projeto.
SELEÇÃO DO SISTEMA DE PROTEÇÃO
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SISTEMAS DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL
• Sempre que possível os sistemas devem ser de
fácil aplicação e manutenção;
• Possuir custo adequado ao tipo de uso!
SELEÇÃO DO SISTEMA DE PROTEÇÃO
92
SISTEMAS DE PROTEÇÃO SUPERFICIAL
BOM SISTEMA DE PROTEÇÃO
IMPEDIR PENETRAÇÃO DE ÁGUA
Água Veículo para a penetração de
agentes agressivos!
93
TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS PARA REPARO E PROTEÇÃO DE
ESTRUTURAS
94
REPARO EM ESTRUTURAS COM CORROSÃO DAS ARMADURAS
• Reparo tradicional
• Proteção catódica;
• Extração de cloretos;
• Realcalinização.
PROMOVEM
REPASSIVAÇÃO DAS
ARMADURAS!!
95
REPARO EM ESTRUTURAS COM CORROSÃO DAS ARMADURAS
Reparo tradicional
• Remover concreto deteriorado;
• Limpeza;
• Aplicação de produtos.
Proteção catódica
• Potenciais de corrosão;
• Tratamento permanente;
• Par galvânico e corrente impressa.
Extração de cloretos
• Remover os cloretos;
• Tratamento temporário (≈ 5 a 10 semanas).
Realcalinização
• Aumentar o pH do concreto;
• Tratamento temporário (≈ até duas semanas).
TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS
96
TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS PARA REPARO E PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS
PROTEÇÃO CATÓDICA
• Conceitos de eletroquímica;
• Redução dos potenciais das
armaduras para valores na
região de imunidade no
diagrama de Pourbaix
Representação gráfica das
possíveis fases
de equilíbrio estáveis de uma
sistema eletroquímico.
FONTE: GROCHOSKI e HELENE, 2008.
Potencial de corrosão - milivolts
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97
TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS PARA REPARO E PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS
PROTEÇÃO CATÓDICA
• Imposição de uma corrente contínua que pode ser
fornecida por:
Fonte externa de alimentação: Proteção por corrente
impressa
Metal de potencial mais negativo: Proteção por ânodo de
sacrifício - contato elétrico entre o metal a proteger e
um outro metal de potencial de corrosão inferior
• A área anódica existente na célula eletroquímica, em vez
de perder elétrons passa a recebê-los.
FONTE: GROCHOSKI e HELENE, 2008.
98
TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS PARA REPARO E PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS
PROTEÇÃO CATÓDICA – CORRENTE IMPRESSA
• Aplicação de uma corrente contínua entre um ânodo na superfície
do concreto e a armadura;
• Ânodo de sacrifício: Normalmente colocado sobre a estrutura de
concreto armado a ser protegida e revestido com uma argamassa
de fixação;
• Utilizados metais nobres como
titânio Baixas taxas
de corrosão: Não se dissolvem
e portanto não é necessária
sua substituição periódica!
99
TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS PARA REPARO E PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS
PROTEÇÃO CATÓDICA – CORRENTE IMPRESSA
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TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS PARA REPARO E PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS
FONTE: GONÇALVEZ et al, 2003, apud GROCHOSKI e HELENE, 2008.
Exemplo de um ânodo de sacrifício na forma de malha,
aplicado em uma estrutura real
101
TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS PARA REPARO E PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS
PROTEÇÃO CATÓDICA – PAR GALVÂNICO
• Quando dois metais de natureza distinta entram em contato
dentro de um eletrólito, o metal mais anódico se corrói;
• Utiliza-se um metal de sacrifício anódico, de forma a se contrapor
a célula de corrosão naturalmente existente na estrutura,
conferindo às armaduras de aço, proteção;
• Ânodo de sacrifício, metais
como o zinco, que possuem
caráter fortemente anódico.
102
TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS PARA REPARO E PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS
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103
TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS PARA REPARO E PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS
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2010
Ânodo de sacrifício para proteção de armaduras:
• Reduz o aparecimento de ânodos próximos aos reparos localizados;
• Mitiga a corrosão das regiões próximas ao reparo localizado;
• Posterga o aparecimentos de regiões anódicas em estruturas novas.
104
TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS PARA REPARO E PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS
EXTRAÇÃO ELETROQUÍMICA DE CLORETOS
• Íons cloretos são removidos com a influência de uma
corrente eletroquímica temporária Repassiva as
armaduras!
• Método: Aplicação de um campo elétrico entre as
armaduras presentes no interior do concreto e um eletrodo
externo constituído por uma malha metálica ou
equivalente, imersa em um reservatório de eletrólito.
105
TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS PARA REPARO E PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS
EXTRAÇÃO ELETROQUÍMICA DE CLORETOS
• Os íons cloreto tendem a migrar pela ação do campo
elétrico formado, da armadura (cátodo), até a malha
externa (ânodo);
• Depois de algumas semanas, o eletrólito colocado junto ao
ânodo é removido juntamente com o ânodo e os íons
cloreto que migraram para essa região;
• “O método é um processo simples, em que os íons cloreto
são transportados para fora do concreto, por migração.”
Paulo Sérgio Ferreira de Oliveira, Fosroc Brasil.
106
TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS PARA REPARO E PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS
EXTRAÇÃO ELETROQUÍMICA DE CLORETOS
Com a aplicação da
corrente, os íons de
carga negativa, como
íons cloreto, são
atraídos para o ânodo
externo. Ocorre
também a migração de
cátions (Na+) para as
armaduras e produção
de íons hidroxila (OH-).
FONTE: NCT (1996).
107
TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS PARA REPARO E PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS
REALCALINIZAÇÃO
• Reposição dos álcalis no interior do concreto, junto às
armaduras;
• Aplicação de um campo elétrico entre a armadura da
estrutura e um ânodo externo, na presença de uma
solução alcalina (eletrólito), com o objetivo de restabelecer
a alcalinidade do concreto perdida com o processo de
carbonatação;
• Uma vez reposto o nível de álcalis na solução do poro
junto às armaduras, o pH da região é elevado para níveis
onde a armadura poderia se repassivar.
108
TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS PARA REPARO E PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS
REALCALINIZAÇÃO
• Restabelecer a alcalinidade do concreto sem romper
estruturalmente o concreto velho e sem a aplicação
permanente de corrente elétrica;
• Tratamento temporário e não destrutivo;
• Passagem de uma corrente através do concreto e da
armadura por meio da aplicação de um sistema composto
de um ânodo externo, fixado sobre a superfície do
concreto, embebido em um eletrólito alcalino e conectando
ao polo positivo de uma fonte retificadora.
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109
TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS PARA REPARO E PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS
FONTE: ARAÚJO, 2009.
REALCALINIZAÇÃO
Os álcalis da solução alcalina, aplicada na superfície da estrutura
a ser tratada, entram no concreto devido à aplicação de corrente
elétrica Ambiente alcalino!
110
ESCOLHA DO MATERIAL/SISTEMA DE REPARO DE ESTRUTURAS
Características
do sistema
Características
do Concreto
Condições de
exposição
111
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto - Procedimento, Rio de Janeiro, 2014.
• ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15575: Edificações Habitacionais — Desempenho , Rio de Janeiro, 2013.
• GROCHOSKI, M.; HELENE, P. Sistemas de reparo para estruturas de concreto com
corrosão de armaduras. Boletim Técnico, USP, São Paulo , 2008.
• HELENE, P.; TERZIAN, P. Manual de dosagem e controle do concreto. São Paulo, Pini,
1993.
• KAZMIERVZAK, C. S. Proteção Superficial em Estruturas de Concreto. In: ISAIA, G. C. Concreto: Ciência e Tecnologia. 1ª. ed. São Paulo: Ibracon, 2011. Cap. 34.
112
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
• MEDEIROS, M. H. F. et. al. Durabilidade e Vida Útil das Estruturas de Concreto. In: ISAIA, G. C. Concreto: Ciência e Tecnologia. 1ª. ed. São Paulo: Ibracon, 2011. Cap. 22.
• MEHTA, P. K.; MONTEIRO, PAULO J. M. Concreto – Estrutura, Propriedades e Materiais. 3ª. ed. São Paulo: Ibracon, 2008.
• NEVILLE A. M. Propriedades do Concreto. Tradução de GIAMMUSSO, S. E. 2ª.ed. São
Paulo: Pini, 1997.
• PIANCASTELLI, E. M. Patologia e terapia das estruturas intervenções de reparo.
Notas de aula, Universidade Federal de Minas Gerais.
• SOUZA, V. C. M. e RIPPER, T. Patologia, Recuperação e Reforço de Estruturas de Concreto 1ª.ed. São Paulo: Pini, 1998.
113
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
• TIMERMANN, J. Reabilitação e Reforços de Estruturas de Concreto. In: ISAIA, G. C.
Concreto: Ciência e Tecnologia. 1ª. ed. São Paulo: Ibracon, 2011. Cap. 33.
• TUUTTI, K. Corrosion of Steel in Concreto, Swedish Cement and Concrete. Research
Institute. Stockholm, Sweden. 1982. 469p.
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO DE CONSTRUÇÃO CIVIL
Heloisa Fuganti Campos [email protected]