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X Congreso Latinoamericano de Patologa y XII Congreso de Calidad en la Construccin.CONPAT 2009. Valparaso-Chile.29 de Septiembre al 2 de Octubre
Anlise das patologias em estruturas de concreto na zona litornea da cidadedo Recife-PE
J. M. F. Mota1, R. B. Pontes1, J. A. Candeias Neto1, M. F. Oliveira1, H. T. Almeida1, A. M. P. Carneiro1
1Departamento de Engenharia Civil e Programa de Ps-graduao em Engenharia Civil, Centro de Tecnologia eGeocincia, Universidade Federal de Pernambuco, [email protected]
RESUMO
A inevitvel agresso em estruturas de concreto localizadas em zonas costeiras remete a
necessidade imperativa de manutenes preventivas, tendo em vista que a nvoa salina apresenta-
se como um elemento veicular operante de ataque por transportar cloretos, fundamentalmente,
em peas de concreto armado aparente. Portanto, equipamentos com estrutura de concreto
armado situados na orla martima do Recife, tais como, observatrio, chuveiro, bancos, poste de
iluminao e aparelhos para exerccios, encontram-se visualmente num estgio avanado dedeteriorao. Este trabalho tem o objetivo de analisar as patologias em peas de concreto de uma
Regio litornea do Recife-PE. Foi realizada in loco uma ampla inspeo visual com acervo
fotogrfico e ensaio de carbonatao, bem como se coletou diversas amostras do concreto para
verificar o teor do cloreto em laboratrio. Os resultados indicaram que, segundo a anlise do
nvel de deteriorao estabelecido pelo boletim 162 do CEB (1983), as maiorias das peas
precisam de intervenes imediatas e que, o nvel de cloretos encontrados em todas as amostras,
eram superiores aos nveis aceitveis e prescritos na NBR 6118 (2004) e em outras normas
internacionais.
Palavras chave:Concreto, atmosfera marinha, corroso de armadura.
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1. INTRODUO
A concreta agressividade imposta pela nvoa salina em estruturas de concreto armado, situadasem Regies litorneas, apresenta-se como uma forma peremptria para o surgimento de
patologias. Pontes et al. (2007) corrobora dizendo que um dos agentes mais agressivos ao
concreto armado o on cloreto oriundo da atmosfera marinha (fundamentalmente, quando o
elemento de concreto encontra-se a at 400 m do mar), que so transportados pelo ar, onde esse
on ataca a camada passiva da armadura, ocasionando uma corroso pontual conhecida como pite.
No estudo realizado na cidade do Recife por Pontes et al. (2007), foi apresentado a deposio
mdia de cloretos nas distncias em relao ao mar de 7 m, 100 m, 160 m, 230 m e 320 m, de tal
forma que, se concluiu, respectivamente, 586,27 (mg/m2.dia), 297,10 (mg/m2.dia), 119,32
(mg/m2.dia), 35,85 (mg/m2.dia) e 35,87 (mg/m2.dia).
Sabe-se que desde a entrada da obra em servio, o planejamento para a manuteno das estruturas
de concreto no pode ser negligenciada, tendo em vista que conforme a lei dos cinco de Sitter
(1984 apud Carneiro, 2007 e Helene 2005), cada unidade monetria deixada de ser aplicada na
etapa da manuteno preventiva poder corresponder cerca de 25 vezes mais, para o caso de uma
manuteno corretiva.
Diversas manifestaes patolgicas so encontradas no territrio nacional com relao sestruturas de concreto armado, onde a corroso de armadura responsvel por quase 20% dentre
todas (Helene, 1992). Em diferentes regies no Brasil, a exemplo, no Estado do Rio Grande do
Sul, observa-se que a incidncia de corroso das armaduras da ordem de 30% (Galvo, 2004), e
que um ndice dessa mesma ordem foi encontrado na cidade de Braslia (Selmo et al., 2000). Na
cidade do Recife foi detectado um ndice preocupante e mais elevado devido possivelmente a sua
posio geogrfica, um valor prximo de 65% (Andrade, 1997).
A corroso de armadura em concreto armado funo basicamente de aspectos fsicos (barreira -
cobrimento da armadura) e qumicos (alcanilidade do concreto). Os agentes agressivos como
sulfatos, cidos, reao lcali-agregado podem levar a deteriorao do cobrimento, propiciando
as condies necessrias para a despassivao da armadura devido ao ataque de materiais
deletrios como CO2 e ons cloreto (Helene, 1997). Por conseguinte, a ltima reviso da
NBR 6118 (2004) estabeleceu valores considerveis no quesito cobrimento das armaduras.
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A pesquisa justificada, uma vez que a cidade do Recife apresenta-se com uma considervel
densidade de construes prximas ao litoral, bem como mostra uma elevada agressividade
advinda do transporte de ons cloreto atravs das nvoas salinas.
Nesse contexto, este trabalho objetiva analisar as patologias em peas de concreto armado de uma
delimitada Regio litornea, mais precisamente, do Bairro de Boa Viagem, Recife-PE.
2. METODOLOGIA
A pesquisa foi realizada na Avenida Boa Viagem, prximo ao nmero 7058 / clube da
Aeronutica, Bairro de Boa Viagem, Recife-PE. Optou-se por examinar algumas peas de
concreto armado localizadas no calado da orla martima, logo aps a areia da praia (cerca de7 m do mar e com altitude entre 1 m e 4 m, aproximadamente), haja vista que essas estruturas
sofreram as mais elevadas agresses dos cloretos advindos das nvoas salinas.
Destaca-se que as peas estudadas representavam diversos outros conjuntos de elementos de
concreto armado com as mesmas caractersticas, finalidades e patologias, situadas ao longo de
toda Avenida Litornea - bairro de Boa Viagem, onde desta forma, propicia-se mais um registro
para servir como um possvel parmetro nesse encadeamento.
A Figura 1 mostra esquematicamente onde ocorreram os ensaios.
Figura 1. Regio em que se encontravam as peas de concreto ensaiadas (earth.google.com,2008)
A Figura 2 apresenta a distribuio em que se encontravam os elementos estruturais (todos de
concreto armado), sendo assim identificados: 1 Observatrio para salva-vidas; 2 Chuveiro;
3 Bancos; 4 Prancha para exerccios; 5 Barras para exerccios e 6 Poste de iluminao
pblica.
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Figura 2. Distribuio dos elementos de concreto armado
Ressalta-se que, visualmente, os elementos estruturais mostravam-se em sua maioria
deteriorados, indicando falta de manutenes preventivas e, ou, intervenes corretivas
inoperantes. Deve-se salientar que dever da engenharia despertar a ateno da sociedade civil
para a necessidade cvica de planejar a manuteno e a reabilitao de todo patrimnio edificado,individualmente e coletivamente (Ripper, 2005).
As Figuras 3 A, B, C, D e E apresentam os elementos de concreto ensaiados.
(A) Observatrio para salva-vidas (B) Bancos
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(C) Poste e barras para exerccio (D) Chuveiro
(E) Prancha para exerccios
Figura 3 Peas estruturais estudadas (Observatrio para salva-vidas, bancos, poste deiluminao pblica, chuveiro, barras e pranchas para exerccios)
O planejamento experimental comportou duas fases, a saber:
a) Em campo - com uma minuciosa inspeo visual que resultou em um rico acervo
fotogrfico, focou-se na verificao da carbonatao, atravs de asperso contnua da
soluo de 1% de fenolftalena, 70% de lcool etlico e 29% de gua destilada e no
acolhimento de amostras do concreto para, em laboratrio, detectar os teores de cloreto;
b) Em laboratrio analisou-se o nvel de deteriorao a partir do que se encontra
estabelecido no boletim 162 do Comit International Du Beton CEB (1983) e os nveis de
cloreto encontrados nas amostras coletadas.
Relativo carbonatao, observa-se que o intervalo da mudana de cor da soluo de
fenolftalena situa-se numa faixa de pH entre 8,3 e 10, isto , quando a cor encontrada
vermelho-carmim o concreto apresenta-se no carbonatado, entretanto, caso fique incolor, de
fato, o concreto est carbonatado (Basset et al., 1981).
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No que tange a obteno do teor de cloreto em laboratrio, fez-se com que o p fino gerado da
moagem da amostra do concreto de cada elemento, fosse adicionado a uma soluo contendo
HNO3 (cido ntrico) e AgNO3 (nitrato de prata), concluindo ao final do processo do ensaio, o
percentual em relao ao cimento (Andrade, 1992).
Concisamente, todas as consideraes acerca das peas estudadas, foram dadas atravs da mdia
das anlises do conjunto de cada tipo de elemento, ou seja, o resultado mdio das anlises de
todos os bancos de concreto gerou a concluso tcnica concernentes aos bancos, e assim para os
demais elementos (peas).
3. RESULTADOS E DISCUSSES
As condies ambientais foram caracterizadas pelos dados obtidos atravs do Instituto Nacional
de Meteorologia INMET, localizado em Recife-PE, conforme mostra a Tabela 1. Postou-se 12
meses para uma maior representatividade. Evidencia-se que os fatores ambientais, em geral, no
so relevantes em estruturas internas, entretanto, externamente, o nvel de agressividade ao
concreto armado torna-se mais aguado (Silva et al., 2003).
Tabela 1. Dados climatolgicos no perodo de um ano
Ms/Ano
Direopredominante
do vento
Umidaderelativa
(%)
Velocidadedo vento
(m/s)
Precipitao(mm)
Temperatura(C)
Insolao(h)
1.a 2.a01/2007 SE E 75 2,2 83,5 27,2 256,702/2007 SE NE 76 2,2 226,7 27,4 196,203/2007 SE S 78 2,1 138,7 27,0 226,304/2007 SE Calmo 82 1,7 347,3 26,3 212,405/2007 SE S 85 1,6 208,3 25,6 205,1
06/2007 S SE 85 1,6 390,8 24,8 129,807/2007 S SE 84 1,7 331,0 24,0 191,708/2007 S SE 81 2,2 223,7 24,3 196,409/2007 S SE 79 2,4 127,1 24,7 207,210/2007 SE S 74 2,8 25,6 25,6 231,811/2007 SE E 72 2,7 40,0 26,5 261,112/2007 SE E 71 2,5 30,6 27,1 265,5
As peas estudadas apresentavam desempenho em servio j comprometido em quase sua
totalidade. Sabendo que no se encontrou registros oficiais que caracterizassem os elementos
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estruturais estudados, buscaram-se dados que representasse de forma mais fidedigna, o tempo de
construdo e a resistncia compresso de cada pea.
Portanto, no decorrer deste trabalho, em entrevista realizada, o engenheiro civil Gomes (2007)
informou os perodos estimados de construdos e as resistncias compresso dos elementos de
concreto armado estudados, conforme mostra a Tabela 2.
Tabela 2. Caracterizao das peas estruturais ensaiadasPeas de concreto
armadoTempo em servio
(anos)Resistncia
compresso (MPa)Tipo de
revestimentoBanco de concreto 16 15 Aparente
Poste deiluminao
18 13,5 Aparente
Observatrio parasalva-vidas
30 15Argamassa e
pinturaPrancha para
exerccios16 15 Aparente
Barras paraexerccios
16 15Argamassa e
pintura
Chuveiro 16 15Argamassa e
pintura
3.1 Inspeo visual
Sublinha-seque todas as peas investigadas estavam posicionadas externamente, salientando os
bancos, as pranchas, as barras e o poste de iluminao pblica pelos quais eram de concreto
aparente, sendo os demais, revestidos com argamassa e pintura.
As Tabelas 3a e 3b apresentam resultados mdios dos danos catalogados por elemento (grupo de
elementos) estrutural analisado, relatando aspectos identificados e suas causas provveis.
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Tabela 3a. Catalogao dos danosPeas deconcretoarmado
Danos Aspectos identificados Causas provveis
Banco deconcreto
Bolor Manchas escurecidas Elevada umidadeEflorescncia Manchas brancas LixiviaoLasqueamento
do concretoGrandes lascas e, ou,
rachaduras do concreto
Corroso da armadura comalto grau de expanso no
interior do concreto
Manchas decorroso
Manchas avermelhadas naregio da armadura
Cobrimento deficiente,armaduras expostas e comperda elevada da seo
RunaEsgotamento estrutural -
colapso praticamente total
Cobrimento nfimo e perdade quase toda seo da
armadura na regio centraldos vos (flexo mxima)
Poste deiluminao
pblica
Bolor Manchas escurecidas Elevada umidadeEflorescncia Manchas brancas LixiviaoDeterioraode partes do
concreto
Grandes lascas e, ou,rachaduras
Corroso da armadura comalto grau de expanso no
interior do concreto
Manchas decorroso
Manchas avermelhadas naregio da armadura
Cobrimento deficiente,armaduras expostas e comperda elevada da seo
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Tabela 3b. Catalogao dos danosPeas deconcretoarmado
Danos Aspectos identificados Causas provveis
Prancha paraexerccios
Bolor Manchas escurecidas Elevada umidadeEflorescncia Manchas brancas LixiviaoLasqueamento
do concretoGrandes lascas e, ou,
rachaduras do concreto
Corroso da armadura comalto grau de expanso no
interior do concreto
Manchas decorroso
Manchas avermelhadas naregio da armadura
Cobrimento deficiente,armaduras expostas e comperda elevada da seo
Runa parcialDesagregao avanada do
concreto e reparos
inoperantes
Cobrimento nfimo e perdaelevada da seo da armadura
Barras paraexerccios
Bolor Manchas escurecidas Elevada umidadeEflorescncia Manchas brancas Lixiviao
LasqueamentoGrandes lascas e, ou,
rachaduras do concreto
Corroso da armadura comalto grau de expanso no
interior do concreto
Manchas decorroso
Manchas avermelhadas naregio da armadura
Cobrimento deficiente,armaduras expostas e comperda elevada da seo
Chuveiro
Bolor Manchas escurecidas Elevada umidadeEflorescncia Manchas brancas Lixiviao
Lasqueamentodo concreto Grandes lascas destacadado concreto
Corroso da armadura comalto grau de expanso nointerior do concreto
Manchas decorroso
Manchas avermelhadas naregio da armadura
Cobrimento deficiente,armaduras expostas e comperda elevada da seo
Runa parcialDesagregao avanada do
concreto e reparosinoperantes
Cobrimento nfimo e perdaelevada da seo da armadura
Observatrio
para salva-vidas
Bolor Manchas escurecidas Elevada umidadeEflorescncia Manchas brancas Lixiviao
Lasqueamentoe rachaduras Grandes lascas e/ourachaduras do concreto
Corroso da armadura comalto grau de expanso nointerior do concreto
Alm dos aspectos de projeto e execuo identificados que colaboraram para as patologias das
peas, isto , processo tcnico no normalizado, os fatores ambientais contriburam
categoricamente baila, devido exposio em todo tempo de servio e substancialmente pelo
acondicionamento exagerado da nvoa salina, essencialmente, pela proximidade do mar.
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Remete-se a inspeo visual aos nveis de deteriorao dos elementos de concreto armado, em
conformidade com o boletim 162 do CEB (1983).
Esse boletim estabelece nveis de deteriorao de A at E, onde a partir dos nveis C e D, a
interveno dever ser imediata, tendo em vista a ocorrncia do esgotamento quase que integral
da vida til da pea estrutural.
Nesta tica, a seguir apresentar-se-o as consideraes de anlise mdia por grupo de elementos
segundo o CEB (1983).
a) Grupo de bancos de concreto Nvel E;
b) Postes de iluminao pblica Nvel D;
c) Postos de observao para salva-vidas (corpo de bombeiros) Nvel C;
d)
Grupo de pranchas para exerccios Nvel C;e) Grupo de barras para exerccios Nvel C;
f)
Grupo de chuveiro Nvel D.
3.2 Anlise da carbonatao
Verificou-se que o nvel de carbonatao (ataque da estrutura por CO2) na maioria dos casos foi
baixo, haja vista as anlises investigatrias realizadas in loco com aplicao da fenolftalena.
Em condies similares, esse resultado tambm foi atestado por Castro et al. (2000a), uma vezque esses autores verificaram em pesquisa realizada no Mxico uma limitada carbonatao em
estrutura de concreto em Regio do litoral, atribuindo a corroso da armadura ao ataque de
cloreto, sendo, no entanto, a carbonatao existente tanto maior, quanto maior fossem o tempo de
operao (servio), a altitude e a distncia do mar (at 200 m aproximadamente).
Nesta linha, Castro et al. (2000c) atravs de ensaios realizados, concluram como fatores
provveis na limitao da carbonatao, a proximidade do mar e uma elevada resistncia
compresso da estrutura de concreto. Nessas condies, pode-se concluir que em ambientes com
substancial umidade e salinidade, a penetrao do CO2 dificultada (Lopes e Gonzlez, 1993).
Outro aspecto a ser considerado concernente ao baixo ndice de carbonatao a umidade
relativa do ar da cidade do Recife (em mdia acima de 80%), pois conforme Newville 20 uma
faixa de umidade tima para gerar as condies ideais para o avano da carbonatao seria em
ambientes com umidade entre 50% e 70%. Vale dizer que, uma vez carbonatada, sua
profundidade na estrutura de concreto, em condies higromtricas estveis, dependente do
tempo de construdo e da capilaridade do concreto (Andrade, 1992e Carneiro, 2007), conforme a
expresso:
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D = Kt0,5 (1)
Sendo:
D - profundidade de penetrao de CO2(mm)
K - coeficiente de carbonatao (mm/ano0,5)
t tempo (anos)
A Figura 4 mostra resultado tpico do ensaio de carbonatao.
Figura 4. Ensaio de carbonatao com a utilizao de soluo de fenolftalena nas barras paraexerccios e banco
3.3 Teor de cloretosDiferentemente da carbonatao, os teores de cloretos encontrados em todas as amostras
coletadas mostraram-se elevados quando analisados comparativamente com os nveis
estabelecidos em normas pertinentes.
Essa verificao pode explicar o elevado grau de fissurao das peas devido, basicamente, a
foras internas de expanso de at 15 MPa das armaduras despassivada. sabido que, o banho
que a nvoa salina impe s peas de concreto, transporta ons cloreto suficiente para se
combinar (capturar) com elementos que constituem a camada passivadora e protetora da
armadura (Carneiro, 2007).
Dentro das seis amostras de concreto e uma da argamassa de recuperao, encontraram-se os
percentuais de cloretos, a saber: Cl- encontrado na amostra em relao massa de cimento
1,2%, 0,97%, > (0,6%, 0,6%, 0,6%) e 0,21% (essa amostra apresentava-se com uma elevada
alcalinidade) e 0,4% para argamassa de restauro. Percentual mdio similar ao apresentado,
tambm foi encontrado em pesquisa realizada por Castro et al. (2000b) em rea prxima a orla
martima da cidade do Recife.
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Ademais, concernente concentrao de cloreto encontrado em peas de concreto armado,
Castro et al. (2000b) verificaram em pesquisas realizadas (Yucatn Mxico; Maracaibo
Venezuela e Recife Brasil) que o percentual dessa concentrao era maior quanto menor fosse
altitude (at 7,5 m aproximadamente) e a qualidade do concreto (elevada relao a/c), bem como,
quanto maior fosse o perodo de exposio em meio ambiente de agressividade severa. Tambm
no se encontrou cloreto em regies de elevadssima umidade ou seca, observando, entretanto,
altos teores de cloreto em concretos que sofreram ciclos de molhagem e secagem constantes.
Por conseguinte, independente de alguns detalhes que devam ser considerados para avaliar os
percentuais de cloretos, tais como, tipo de cimento, finura, dentre outros, os teores de cloretos
superaram, de forma geral, os prescritos em normas como a NBR 6118 - 0,03%; BS 8110 - 0,2
a 0,4%; ACI 318 - 0,15 a 0,30%; EP - 0,4% e Cyted (1997) apud IBRACON (2005).Pode-se exprimir que esse trabalho buscou unicamente analisar a influncia do meio marinho
agressivo em estruturas de concreto armado. Ademais, sabido que toda essa Regio investigada
j se encontra prontamente recuperada pelos rgos competentes.
4. CONCLUSO
Constatou-se na anlise visual a necessidade de reabilitaes imediatas, corroboradoposteriormente com o que estabelece no boletim 162 do CEB (1983), ou seja, as peas de
concreto estudadas apresentavam nveis de deteriorao elevados, indicando que a vida til
encontrava-se praticamente esgotada.
Quanto carbonatao, verificou-se na maioria dos grupos de elementos estruturais analisados,
um ndice de alcalinidade satisfatria, remetendo para o ataque dos ons cloreto, a causa principal
da deteriorao avanada das peas, tendo em vista os percentuais elevados de cloreto, em
relao massa de cimento, quando comparado com o limiar prescrito na literatura (0,4%) e, ou,
mdia do que rege as normas pertinente.
Por fim, pode-se realar a importncia do projeto estrutural que contemple a durabilidade e da
manuteno, pois essas se apresentam como as mais eficazes aes para subsistncia saudvel de
elementos estruturais, uma vez que, todas as patologias encontradas nessa pesquisa, seriam,
possivelmente, inibidas ou controladas, sendo certamente sanadas com menores custos.
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