efeitos e consequÊncias da fissuraÇÃo em … · definição tanto em alvenarias quanto nas...

EFEITOS E CONSEQUÊNCIAS DA

FISSURAÇÃO EM ESTRUTURAS DE

CONCRETO

Causas

Mecanismos de formação

Configuração

Definição

Tanto em alvenarias quanto nas estruturas de concreto, a

fissura é originada por atuação de tensões nos materiais.

Mecanismo

A fissuração ocorre sempre que a

deformação a tração a que o concreto

esta submetido excede sua própria

resistência.

A formação das fissuras está ligada a

situações externas ou internas.

Mecanismo

Entre as ações externas aos componentes, estão:

As fissuras causadas por movimentações

térmicas;

Movimentações higroscópicas;

Sobrecargas;

Deformações de elementos de concreto armado e;

Recalques diferenciais.

Mecanismo

Entre as ações internas, as causas das fissuras

estão ligadas à:

• Retração dos produtos à base de cimento e;

• Às alterações químicas dos materiais de

construção.

PENSE E RESPONDA...

VOCÊ SABE POR QUÊ O

CONCRETO POSSUI BAIXA

RESISTÊNCIA À TRAÇÃO?

Microestrutura do concreto

• Na presença de água, os silicatos e os aluminatos

apresentados na tabela acima formam produtos de

hidratação que, com o transcorrer do tempo, dão origem a

uma massa firme e resistente;

• A hidratação dos aluminatos (C3A e C4AF) na presença do

gesso –adicionado na fabricação do cimento – resulta na

formação de etringitas que assumem formas de agulhas e

começam minutos após o início da hidratação, sendo estas

responsáveis pelo fenômeno da pega.

Microestrutura do concreto

Microestrutura do concreto

• A hidratação dos silicatos se dá algumas horas após o

início da hidratação do cimento.

• A hidratação do C3S e C2S origina silicatos de cálcio

hidratados que possuem composição química muito

variada e são representados genericamente por C-S-H e

hidróxido de cálcio –Ca(OH)2, compostos que preenchem o

espaço ocupado previamente pela água e pelas partículas

de cimento em dissolução.

• Os cristais de C-S-H formados são pequenos e fibrilares e

o Ca(OH)2 forma grandes cristais prismáticos.

Microestrutura do concreto

• O C-S-H é um material

frágil com baixa

resistência à tração.

• É também responsável

pela instabilidade

dimensional dos

produtos à base de

cimento.

• A natureza e o teor de

C-S-H controlam

aspectos como

retração total e

fluência.

Classificação das fissuras

Algumas normas e alguns peritos podem classificar as

fissuras com diferentes nomes, conforme a sua espessura.

Essa nomenclatura pode ser aplicada às trincas passivas.

Classificação das fissuras

Trincas/fissuras passivas

Não variam ao longo do tempo;

São causadas por solicitações que não

apresentam variações sensíveis ao longo

do tempo;

Podem ser consideradas estabilizadas.

Classificação das fissuras

Trincas/fissuras ativas

Têm variações sensíveis de abertura e

fechamento;

Podem ser sazonais ou progressivas;

As sazonais estão correlacionadas à variação

de temperatura e umidade e não indicam

problemas estruturais;

As progressivas apresentam abertura sempre

crescente e podem representar problemas

estruturais

Causas de fissuras

As principais fontes geradoras de fissura no

concreto e concreto armado são:

Retração;

Variação do teor de umidade;

Variação de temperatura;

Sobrecarga;

Corrosão das armaduras.

PENSE E RESPONDA...

COMO PODEMOS ELIMINAR AS

FISSURAS DE TRAÇÃO DO

CONCRETO?

Concreto protendido

Fissuras causadas pela retração

do concreto

Tipos de retração:

Retração química;

Retração de secagem;

Retração por carbonatação;

Retração plástica.

Fissuras causadas pela retração

do concreto

Fatores intervêm na retração de um produto à

base de cimento:

• Composição química e finura do cimento;

• Quantidade de cimento adicionada à mistura;

• Natureza do agregado;

• Granulometria dos agregados;

• Quantidade de água na mistura;

• Condições de cura: se a evapora.

Fissuras causadas pela retração

do concreto

Fissuras causadas pela retração

do concreto

Fissuras causadas pela retração

do concreto

Fissuras causadas pela retração

do concreto

Fissuras no concreto devido à

variação do teor de umidade

A mudança de umidade a que fica submetida a

peça de concreto gera uma variação

dimensional por absorção ou perda

higroscópica;

Essa alteração de volume pode causar fissuras

se houver vínculos que impeçam o elemento de

se movimentar;

Nesses casos as fissuras poderão aparecer ao

longo da peça ou junto aos vínculos.

Fissuras no concreto devido à

variação do teor de umidade

Fissuras no concreto devido à

variação do teor de umidade

A umidade pode ter acesso aos materiais de

construção através de diversas vias:

• Umidade resultante da produção dos

componentes;

• Umidade proveniente da execução da obra;

• Umidade do ar proveniente de fenômenos

meteorológicos;

• Umidade do solo.

Fissuras no concreto devido à

variação do teor de umidade

Trincas horizontais na alvenaria

provenientes da expansão dos

tijolos

Trincas nas peças estruturais: a

expansão da alvenaria solicita o

concreto à tração

Fissuras no concreto devido à

variação do teor de umidade

A expansão dos tijolos por

absorção de umidade provoca o

fissuramento vertical da alvenaria,

no canto do edifício

Destacamentos entre argamassa

e componentes de alvenaria

Fissuras no concreto devido à

variação de temperatura

No concreto fresco:

Acontecem durante as reações exotérmicas na

hidratação do cimento e a posterior contração

diferencial pelo resfriamento.

No concreto endurecido:

Os deslocamentos estão associados às variações

de temperatura a que a estrutura está sujeita.

Fissuras no concreto devido à

variação de temperatura

Propagação das tensões numa laje de cobertura com

bordos vinculados devido a efeitos térmicos

Fissuras no concreto devido à

variação de temperatura

Movimentação que ocorreu numa laje de

cobertura, sob ação da elevação da

temperatura

Trinca típica presente no topo da

parede paralela ao comprimento da

laje

Fissuras no concreto devido à

variação de temperatura

Fissura causada pela

expansão térmica da laje de

cobertura

Fissura causada pela

retração térmica da laje de

cobertura

Fissuras no concreto devido à

flexão

Esta situação surge quando:

O engenheiro calculista não faz uma avaliação

correta da carga que será aplicada no elemento

estrutural;

Devido à deficiência dos materiais empregados

e em condições de uso quando se aplica uma

sobrecarga maior que a prevista em projeto.

Fissuras no concreto devido à

flexão

Fissuração típica em viga

subarmada solicitada à

flexão

Fissuramento típico de lajes

simplesmente apoiadas

Fissuras no concreto devido à

flexão

Fissuras no concreto devido à

flexão

Fissuração por flexão, como

consequência da insuficiente seção

de aço diante do momento negativo

Fissuração por flexão, como

consequência da insuficiente seção

de aço diante do momento positivo

Fissuração por esmagamento do

concreto, por insuficiência da

armadura de compressão

Fissuração por cisalhamento, por

insuficiência de armaduras para

combate ao cortante

Fissuras no concreto devido ao

cisalhamento

As fissuras de cisalhamento normalmente ocorrem nos

pontos de cortante máxima e são geradas por:

• Seção insuficiente;

• Excesso de carga;

• Falta de armadura ou disposta de forma incorreta para

combater esse tipo de esforço.

Fissuras no concreto devido ao

cisalhamento

Ruptura por cisalhamento

Ruptura da armadura transversal, peça se parte em duas.

Fissuras no concreto devido ao

cisalhamento

Ruptura por cisalhamento

Fissuras no concreto devido ao

cisalhamento

Fissuras por cisalhamentoFissuras causadas por armadura de cisalhamento

insuficiente. Essa armadura pode entrar em escoamento,

provocando intensa fissuração sobrecarregando o concreto,

que pode sofrer esmagamento.

Fissuras no concreto devido à

compressão

Fissuras no concreto devido à

compressão

Quando uma peça de concreto apresenta fissuras

de compressão pode significar que a peça está na

iminência de um colapso, ou pior, que já perdeu a

capacidade de suportar carga;

No caso de pilares submetidos apenas a esforços

de compressão, e quando a carga aplicada

excede a capacidade de suporte da peça,

podemos encontrar trincas típicas de

esmagamento, ou de falta de estribos.

Fissuras no concreto devido à

compressão

Fissuras no concreto devido à

compressão

Fissuras no concreto devido à

compressão

Fissuras no concreto devido à

compressão

Outras trincas provocadas por compressão ocorrem em consoles e

dentes gerber e são resultantes da concentração de tensões normais

e tangenciais nessa região da peça.

Isso normalmente acontece pela ineficiência ou inexistência do

aparelho de apoio, sendo que em alguns casos a deficiência está no

dimensionamento estrutural ou na colocação incorreta da armadura

Fissuras no concreto devido à

compressão

Fissuras no concreto devido à

torção

Quando uma peça de concreto está submetida a um esforço de

rotação em relação a sua seção transversal, podemos dizer que ela

está sofrendo uma torção;

O caso de mais comum de peça de concreto armado sujeita a

momento de rotação são as marquises.

Fissuras no concreto devido à

torção

Fissuras provocadas por torção

Fissuras no concreto devido à

punção

Esse fenômeno ocorre em elementos delgados, recebendo um

esforço pontual; É o caso de lajes que se apoiam diretamente

sobre pilares ou vice-versa.

Fissuras no concreto devido à

punção

As trincas ocorrem devido a vários fatores:

Quando há um excesso de carga;

Concreto de resistência inadequado;

Laje muito delgada;

Armadura insuficiente ou mal posicionada junto aos apoios;

Erro de projeto ou falha de execução.

Fissuras no concreto devido à

punção

Fissuras no concreto devido à

punção

Fissuras no concreto devido à

corrosão do aço

O processo de corrosão causa:

Aumento de volume em até oito vezes na parte

afetada da armadura;

Tensões de tração que o concreto não resiste;

Pequenas fissuras ao longo das armaduras

situadas mais próximas da superfície do

elemento estrutural.

Fissuras no concreto devido à

corrosão do aço

Essas fissuras permitem que o aço fique mais exposto

ao ataque externo, acelerando o processo de corrosão,

chegando a destacar partes do concreto;

Fissuras no concreto devido à

corrosão do aço

Principais causas de corrosão de armaduras

Má execução.

Concreto inadequado.

Ambiente agressivo.

Proteção insuficiente.

Manutenção inadequada.

Gradiente térmico.

Presença de cloreto.

Fissuras no concreto devido à

corrosão do aço

Fissuras no concreto devido à

corrosão do aço

PENSE E RESPONDA...

VOCÊ CONHECE O CONCRETO

AUTOCICATRIZANTE?

Valendo-se da nanotecnologia, estuda-se a introdução de

microcápsulas na formulação do concreto, que ao se

romperem, em decorrência da manifestação da fissura,

poderiam liberar compostos que, combinando-se ou não

com a portlandita, obturariam a fissura, dificultando ou

mesmo impedindo o acesso de elementos agressivos ao

concreto e às armaduras.

Concreto Auto Cicatrizante

• Os concretos autocicatrizantes (CAC) vêm,

gradativamente, ganhando espaço em obras no Brasil.

• A mais recente aplicação do material foi nas lajes de

fundo das estações Praça Nossa Senhora da Paz,

Jardim de Alá e Antero de Quental, da futura Linha 4 do

Metrô do Rio de Janeiro.

• É utilizado aditivo cristalino;

• No Brasil, a tecnologia dos concretos autocicatrizantes é

desenvolvida nos laboratórios de pesquisa do

Departamento de Materiais do Instituto Tecnológico da

Aeronáutica (ITA).

Concreto Auto Cicatrizante

OBRIGADA!!