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Desempenho em serviDesempenho em servi ççoo
Prof. Maristela Gomes da SilvaDepartamento de Engenharia Civil
Bibliografia referência para esta aula
� ISAIA, G. C. (editor) Materiais de Construção Civil e Princípios de ciência e Engenharia de Materiais. IBRACON. Vol. 1, capítulo 2 e 3.
Solicitações e desempenho
recalque
radiação solar chuva dirigida
vento poluição
1
2
3
Avaliação de desempenho
recalque
radiação solar
vento
2
3
recalque
radiação solar chuva dirigida
vento poluição
1
2
3
Avaliação de desempenho
recalque
chuva dirigida
poluição
1
2
3
recalque
radiação solar chuva dirigida
vento poluição
1
2
3
Avaliação de desempenho
recalque
radiação solar chuva dirigida
vento poluição
1
2
3
Avaliação de desempenho
� Problema: � Inexistem normas
� Risco de falha
� Análise de desempenho:adequação ao uso
� Independente do produto
especificações por desempenho
necessidades dos usuários
requisitos de desempenho
critérios de desempenho
Seleção de materiais e custo de manutenção
Requisitos de desempenho e necessidades dos usuários
� Segurança� estrutural
� ao fogo
� no uso
� Estanqueidade
� Qualidade do ar interno
� Higiene
� Adaptação ao uso
� Conforto � acústico
� tátil
� antropodinâmico
� higrotérmico
� visual
� Economia
� Durabilidade e vida útil
� Construtibilidade
Outras exigências dos usuários
� Adaptabilidade� crescimento econômico
� novas tecnologias� computação,…
� mudanças nos ocupantes
� envelhecimento
� filhos
� crescimento da empresa
� ...
� Sustentabilidade� uso racional de água
� uso racional de energia
� < materiais não renováveis
� Facilidade de manutenção (uso e operação)
Requisitos de desempenho: sustentabilidade
desempenho consumo de energia
Seleção de materiais e desempenho na conservação de energia
Paredes exteriores:
35% das perdas
de energia da edificação
DurabilidadeMateriais interagem com o meio ambiente
usuários
produtos do uso
água
radiação solar
variação térmicaesforços cíclicos
animais emicro-organismos agentes agressivosagentes agressivos
Materiais & Durabilidade� Cada material ésensível a diferentes mecanismos de deterioração
� Projeto:
� medidas de proteção
� selecionar material mais adequado àaplicação
� Fatores de deterioração
� Ambientais� sol, chuva, radiação, agentes químicos
� Carga� cargas cíclicas, cargas permanentes, cargas acidentais
� Biológicos� roedores, microrganismos
� Produtos do uso (material de limpeza)
Exemplos
Mecanismo dedeterioração
Medida de projeto/proteção
polímeros fototérmico
soltemperaturas elevadas
aço corrosão umidadecloretos
concreto cobrimentoresistência mecânica
madeira ataque poração de fungos
Material
redução de umidade
carbonatação e ataque de cloretos
Ataques químicos em uma estrutura de concreto aparente
pasta
argamassa
concreto
CO2
O2
sulfatoscloretosH2Ochuva ácida
Patologias em estruturas de concreto aparente
Deterioração química
7%
fissuras21%
manchas superficiais22%
corrosão das armaduras20%
ninhos de concretagem20%
flechas excessivas10%
(HELENE, 1992)
Manchas superficiais
Corrosão de armaduras
Corrosão das armaduras
Projeto, cobrimento e qualidade de concreto
Obras especiais(estação de tratamento de água)
Corrosão de armaduras
Corrosão de armaduras
Obras especiaisObras especiais(obras marinhas)(obras marinhas)
Ninhos de concretagemNinhos de concretagem
Ninhos de concretagem
cuidados em elementos com concentração de armadura
Deterioração química
Dissolução, lixiviação e carbonatação
Corrosão das armaduras
Cobrimento e qualidade de concreto
Concreto revestido
Durabilidade?
PinturaPintura
CerâmicaCerâmica
Eflorescências
Lixiviação e cristalização de sais em cerâmica
Eflorescências
Entendimento do mecanismo: eflorescências
Transporte e evaporação de água com sais solúveis d o interior do material até a superfície ou sua concent ração em um ponto no seu interior (criptoflorescência)
Principais mecanismos de deterioração do concreto armado
Carbonatação
Ataque microbiológico, retenção de fuligem e de sais
Dissolução e lixiviação
Retração
Ataques de ácidos e bases fortes
Fenômenos eletroquímicos (corrosão)
Ataque sulfático
Principais mecanismos de deterioração do concreto armado
Carbonatação
Ataque microbiológico, retenção de fuligem e de sais
Dissolução e lixiviação
Retração
Ataques de ácidos e bases fortes
Fenômenos eletroquímicos (corrosão)
Ataque sulfático
Ações químicas !
Mecanismos de deterioração do concreto armado
Carbonatação
Ataque microbiológico, retenção de fuligem e de sais
Dissolução e lixiviação
Retração
Ataques de ácidos e bases fortes
Fenômenos eletroquímicos (corrosão)
Ataque sulfático
Mecanismos de deterioração do concreto armado
Carbonatação
Ataque microbiológico, retenção de fuligem e de sais
Dissolução e lixiviação
Retração
Ataques de ácidos e bases fortes
Fenômenos eletroquímicos (corrosão)
Ataque sulfático
Ações químicas !
Avaliação de desempenho
� Análise de projeto� analogias
� modelos matemáticos� conforto térmico
� durabilidade do concreto
� segurança estrutural
� baixo custo
� Ensaios de desempenho� simulação de situações de uso
� custo elevado
Ensaios de laboratório
Corpos-de-prova
Compressão diametral
Tração por compressão diametral
Slump test
Ensaios de laboratório
Módulo de deformação
Resistência à flexão
Ensaios de laboratórioRetração por secagem
Absorção por capilaridade
Carbonatação
Ensaios de laboratório
Blocos em tanques com sistema de simulação do efeito de marés(condição de serviço)
Ensaios de laboratório
Difusão de cloretos
Ensaios de laboratório
Ataque de sulfatos
Corrosão das armaduras Resistividade elétrica
Corrosão das armadurasPotencial elétrico
Ensaios de laboratório
Corrosão das armadurasPerda de massa
Ensaios de laboratório
Lixiviação e solubilização
Ensaios de laboratório
Ensaios de laboratório
Blocos após desmoldagem Blocos em ambiente marinho
Ensaios de campo
Impacto no meio ambiente
Ensaios de campo
Ensaios de desempenho
Ensaios de desempenho
Ensaios de desempenho
Leitura� ISAIA, G. C. (editor) Materiais de Construção Civil e Princípios de ciência e Engenharia de Materiais. IBRACON. Vol. 1, capítulo 2 e 3.
Entregar no início da aula (05/05) resumo(máximo 06 páginas).ISAIA, G. C. (editor) Materiais de Construção Civil e Princípios de ciência e Engenharia de Materiais. IBRACON. Vol. 1, capítulos capítulo 2 e 3.
Exercício 10
Exercício 11 (início na aula de 05/05, 2 alunos, texto e apresentação oral de 10 minutos em 12/05, 14:00-18:00)
Levante mecanismos de deterioração e requisitos de desempenho em serviço a serem observados
por ocasião da especificação e da seleção de materiais nos sistemas externos (não importa o material!!!) de um edifício residencial de Vitória (proximidade ao mar, Tambiente = 35oC, UR=85%, ventos,
proximidade a indústrias). . Justifique.
Sistemas do Exercício 11
� Sistemas de vedações verticais
� Sistemas de vedações horizontais (forros e coberturas)
� Sistemas de revestimentos e acabamentos
� Sistemas estruturais
� Sistemas de pintura e proteção
� Sistemas de impermeabilização
� Sistemas de isolamento térmico e acústico
� Sistemas de instalações prediais
� ...
� 14. cerâmica vermelha� 15. cerâmica para acabamentos e aparelhos (ex.
louças)� 16. materiais para alvenaria estrutural� 17. materiais refratários e abrasivos� 18. vidro� 19. madeira para acabamentos� 20. madeira como material estrutural� 21. plásticos� 22. tintas, hidrofugantes e vernizes� 23. sistemas de impermeabilização e isolamento
térmicos� 24. borrachas, mastiques e selantes� 25. materiais betuminosos� 26. compósitos de matriz polimérica� 27. fibrocimento� 28. resíduos, fibras naturais e materiais
alternativos
� 1. metais não estruturais (alumínio, cobre, entre outros)
� 2. aço para concreto armado e alvenaria estrutural
� 3. aço para estruturas metálicas� 4. solo como material de construção (ex.
terra crua, solo-cimento, solo-cal)� 5. rocha para revestimento (mármore e granito)
� 6. agregados para concretos e argamassas� 7. cimento Portland� 8. cimentos especiais com base mineral� 9. cal� 10. gesso� 11. argamassas� 12. concreto de cimento Portland� 13. produtos a base de cimento
Materiais do Exercício 11
Sistemas do Exercício 12
� Sistemas de vedações verticais
� Sistemas de vedações horizontais (forros e coberturas)
� Sistemas de revestimentos e acabamentos
� Sistemas estruturais
� Sistemas de pintura e proteção
� Sistemas de impermeabilização
� Sistemas de isolamento térmico e acústico
� Sistemas de instalações prediais
� ...
Leitura (aula 19/05)
� forças interatômicas� ligações� estrutura dos sólidos (molecular, cristalina e
vítrea� defeitos
Capítulos 2, 3 e 4 (est. cristalina) (CALLISTER,2008)Capítulo 6 (estrutura atômica e molecular dos materiais (ISAIA,
2007)