Reabilitação de Betões e Cantarias

Licenciatura em Engenharia Civil

Tecnologias das Construções

Trabalho realizado por:

Maio de 2012

Resumo

Este trabalho apresenta uma síntese sobre a degradação natural que acontece em

estruturas de Betão Armado e em Cantarias.

Com o auxilio da norma EN 1504 e vários livros conseguimos identificar as

principais causas de deterioração dos elementos atrás referidos, bem como os

sintomas que as identificam e os melhores métodos para a resolução destas

patologias.

Ao longo do trabalho os métodos irão ser descritos com detalhe e a maneira como

os podemos adaptar aos nossos problemas. Sempre que for possível iremos apresentar

os materiais disponíveis no mercado que melhor se adequam à resolução das

patologias inerentes aos casos em estudo.

Em consonância com o que foi dito atrás, iremos apresentar também quando

possivel exemplos de casos práticos bem sucedidos de obras de reabilitação.

O trabalho é acompanhado de um registo fotográfico de forma a que os diferentes

assuntos abordados sejam compreendidos de forma clara.

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Abstract

This work presents a synthesis of the natural degradation that occurs in reinforced

concrete structures and Stonework.

With the aid of EN 1504 and several books were able to identify the main causes of

deterioration of the elements above and identify the symptoms and the best methods

for resolving these pathologies.

Throughout the work methods will be described in detail and the way we adapt to

our problems. Whenever possible we will present the materials available on the

market that are best suited to addressing the pathologies inherent to case studies.

In consonance with what was said above, we have also, wherever possible,

practical examples of successful cases of rehabilitation works.

The work is accompanied by a photographic record so that the different subjects

covered are understood clearly.

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Índice

Introdução Página 1

Objectivos Página 2

Deterioração de estruturas de Betão Armado Página 3

1 - Deterioração por Razões Mecânicas Página 3

2 - Deterioração por Ataque Químico Página 6

3 - Deterioração devido a Actividade Biológica Página 8

4 - Deterioração por Acção Física Página 8

5- Deterioração por Corrosão da Armadura Página 11

Protecção e reparação de estruturas de Betão Página 12

Escolha do método de intervenção Página 12

Preparação dos trabalhos Página 12

Técnicas de protecção e reparação de estruturas de Betão Página 19

Técnicas de Protecção Superficial Página 19

Técnicas de Prevenção de Corrosão Página 24

Técnicas de Reparação de Betão Deteriorado Página 26

Tratamento de betão contaminado com Processos Electroquímicos Página 32

Técnicas de Reforço Página 34

Cantarias Página 35

Patologias Página 37

Diagnóstico de patologias Página 38

Métodos de tratamento e conservação Página 38

Degradação da pedra Página 41

Caso de estudo Página 42

Conclusão Página 43

Bibliografia Página 44

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Índice de Figuras

Figura 1 - Deformação na base de um pilar (esq.), deformação na face inferior de uma laje (dir.)

Figura 2 - Deformação de uma laje devido a carregamento excessivo e assentamento do solo

Figura 3 - Estrutura de betão armado após explosão de bomba (esq.), danos numa estrutura por efeito da ação do fogo (dir.)

Figura 4 - Fendilhação mapeada devido reações alcalis sílica

Figura 5 - Degradação do betão devido a ataque químico (esq.), eflorescências devido à escorrência de sais (dir.)

Figura 6 - Ataque biológico na base de um pilar

Figura 7 - Fendilhação devido a ciclos gelo/degelo

Figura 8 - Fendilhação em lajes devido a acção térmica

Figura 9 - Colapso de uma conduta de barragem devido ao efeito da cavitação

Figura 10 - Deterioração zonas delaminadas

Figura 11 - Fendilhação devido a corrosão

Figura 12 - Limpeza da superfície de betão com jacto de areia (esq.), limpeza com jacto de água (dir.)

Figura 13 - Criação de rugosidade com martelo de agulhas (esq.), camada de argamassa de reparação com irregularidades (dir.)

Figura 14 - Remoção de betão através de martelo hidráulico

Figura 15 - Corte de betão com disco (esq.), corte com lança térmica (dir.)

Figura 16 - Hidrodemolição de grande potência com robot (esq.), hidrodemolição manual (dir.)

Figura 17 - Antes e após a aplicação a impregnação

Figura 18 - Efeito obtido após a utilização de um Revestimento por PinturaAplicação de membrana tipo tela numa laje existente (esq.), aplicação de membrana líquida numa fachada (dir.)

Figura 19 - Aplicação de protecção de varões de aço

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Figura 20 - Aplicação de protecção de varões de aço

Figura 21 - Fenda injectada com calda de cimento e selagem com poliuretano (esq.), injecção com resina epoxy (dir.)

Figura 22 - Faseamento do trabalho de Injecção de Fendas

Figura 23 - Selagem superficial de uma fenda (esq.), Injecção de fenda com polímeros (dir.)Figura 24 - Grampeamento de uma fenda (esq.), colocação de varões inclinado numa fenda para reforço (dir)Figura 25 - Distribuição de esforços antes e após reparação

Figura 26 - Esquema do tratamento electroquímico para extracção de cloretos (esq.), malha de aço instalada com pasta para realcalização do betão (dir.)

Figura 27 - Reforço com laminados de fibras de carbono (esq.), reforço com chapas metálicas (dir.)Figura 28 - Colunas de Pedra

Figura 29 - Arcos de Pedra

Figura 30 - Guarnecimentos em cantaria de granito num edifício antigo

Figura 31 - Guarnecimentos em cantaria de granito num edifício recente

Figura 32 - Escadas e degraus

Figura 33 - Limpeza manual de fachadas com escova

Figura 34 - Limpeza química de fachadas com jacto de água e fungicida

Figura 35 - Limpeza mecânica de fachadas com jacto de água

Figura 36 - Limpeza mecânica de fachadas com ar comprimido

Figura 37 – Exemplo de Igreja com Cantarias danificadas

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Índice de Quadros

Quadro I - Interacção entre patologias das cantarias Página 44

Quadro II - Interacção entre patologias das cantarias Página 44

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Introdução

A área da Reabilitação de Edifícios é das áreas da Engenharia Civil que mais se tem desenvolvido nos últimos anos pois esta aparece como solução á convencional demolição. Esta não resolve todos os problemas de elementos mal construídos ou desgastados, mas oferece um enorme leque de soluções a estes. Neste trabalho vais ser dada especial atenção às soluções que são oferecidas ao Betão e às Cantarias.

Vamos fazer uma abordagem a este trabalho apresentando sempre primeiro as causas da degradação e de seguida as soluções que podem ser adoptadas para melhor resolver os problemas.

Iremos começar por apresentar as causas de deterioração do Betão Armado, seguidamente a maneira como interagir com o problema na estrutura no tema da protecção e reparação de estruturas de betão, e fecharemos o tema do betão armado com a exposição das técnicas utilizadas na protecção e reparação de estruturas de betão.

Concluído o tema de betão armada passaremos para o outro subtema deste trabalho que são as Cantarias. Iremos abordar estas da mesma maneira que o outro subtema sempre com a relação problema solução em vista.

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Objectivos

- Nomear e dar a conhecer os agentes agressivos para o Betão e para as Cantarias;

- Indicar a metodologia a seguir aquando da realização de uma reabilitação em Betões ou em Cantarias;

- Demonstrar várias e diversas técnicas para a reabilitação tanto do Betão como das Cantarias.

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BETÃO ARMADO

DETERIORAÇÃO DE ESTRUTURAS DE BETÃO ARMADO

Apresenta-se de seguida as causas de deterioração, bem como de sintomas, diagnóstico e métodos de reparação propostos baseando-se e aprofundando-se na informação presente na parte 9 da EN1504.

1. DETERIORAÇÃO POR RAZÕES MECÂNICAS

1.1. Devido a Impacto

O impacto de elementos contra estruturas de betão gera tensões elevadas na superfície do elemento e, eventualmente, esforços superiores aos resistentes. A inspecção visual irá detestar danos localizados na zona do impacto, como esmagamento, destaque da superfície do betão e fendilhação.

Fig. 1 – Deformação na base de um pilar (esq.), deformação na face inferior de uma laje (dir.)

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1.2 Devido a Carregamento Excessivo

As cargas excessivas podem ser de curta ou longa duração, como a colocação de mobílias ou arquivos em zonas de habitação. Da acção destas cargas podem resultar esforços superiores aos resistentes e/ou deformações excessivas.

Para diagnosticar correctamente este tipo de situações será necessário avaliar a história e situação actual de carga a que o elemento se encontra sujeito. Esta inspecção irá detectar a existência de fendas de flexão e/ou corte, esmagamento do betão e deformações excessivas nas zonas mais esforçadas.

Fig. 2 –

1.3 Devido a Deslocamentos

As estruturas de betão armado são a maior parte das vezes bastante rígidas e no caso de acontecer algum deslocamento significativo, estas não tem a capacidade de deformação para acomodar esses deslocamentos e esforços que surgem.

Para diagnosticar este tipo de deformações a inspecção visual com apoio de levantamento topográfico irá detectar o desaprumo da estrutura e deformações elevadas.

1.4. Devido a Explosões

As explosões causam vários danos nas estruturas de betão devido aos seguintes factores: impacto de estilhaços, sobrepressão, fluxo térmico e ondas de choque

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transmitidas pelo terreno. A sobrepressão é o aumento de uma carga excessiva. O fluxo térmico causa um aumento súbito da temperatura. Por fim as ondas de choque causam a vibração do elemento e esforços semelhantes ao de um sismo.

Para o diagnóstico a inspecção visual irá detectar a maior parte dos sintomas: danos na superfície por impacto de estilhaços, fendilhação e deformação do elemento.

Geralmente a superfície poderá estar chamuscada e com estilhaços incrustados.

Fig. 3 – Estrutura de betão armado após explosão de bomba (esq.), danos numa estrutura por efeito da acção do fogo (dir.)

1.5 Devido a Vibrações

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As vibrações podem ser uma acção de curta duração, como um sismo, ou podem ser contínuas e repetidas, como a de máquinas a funcionar, resultando na fendilhação ou perda de resistência do elemento.

Para o diagnóstico a inspecção visual irá detectar fendilhação da superfície do betão, e no caso de haver uma acção repetida os defeitos concentram-se na zona onde se sucederam as vibrações.

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2. DETERIORAÇÃO POR ATAQUE QUÍMICO

Geralmente a deterioração do betão por ataque químico está relacionado com a elevada concentração de hidróxido de cálcio que o cimento Portland contem no seu interior. Esta elevada concentração faz com que o betão seja bastante alcalino e, como tal, possa sofrer alguns dos ataques que em seguida se descrevem.

2.1. Devido a Reacções Álcalis Agregado

Estas reacções caracterizam-se pela reacção dos produtos alcalinos da hidratação do betão com alguns tipos de agregados. Destas reacções as mais prejudiciais são as álcalis-sílica que acontecem com os agregados siliciosos.

Para o diagnóstico, na inspecção visual irá revelar-se uma fendilhação mapeada e com eventual exsudação de gel à superfície. Em casos mais avançados o betão apresenta um aspecto de que está a “inchar”.

Fig. 4 – Fendilhação mapeada devido reacções alcalis sílica

2.2. Devido a Agentes Agressivos

Entre os agentes químicos agressivos que podem causar a deterioração do betão destacam-se os ácidos, as águas puras, os sulfatos e alguns sais. Os ácidos causam a deterioração do betão. As águas puras, ou seja, as águas com poucos minerais,

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decompõem a pasta de cimento. Os iões de sulfato provocam a expansão interna da pasta de cimento. A expansão cristalina dos sais dissolvidos na água imediatamente abaixo da superfície provoca danos de acção física, pois leva ao surgimento de tensões elevadas nessa zona.

Para o diagnóstico as análises laboratoriais do betão e do ambiente em que este se encontra permitem conhecer com precisão as causas, os agentes agressivos e o grau de risco a que a estrutura se encontra sujeita.

Fig. 5 – Degradação do betão devido a ataque químico (esq.), eflorescências devido à escorrência de sais (dir.)

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3. DETERIORAÇÃO DEVIDO A ACTIVIDADE BIOLÓGICA

Em colectores de esgotos podemos encontrar algumas bactérias que podem afectar o betão, devido á libertação de agentes agressivos como o acido sulfúrico. Por outro lado, também existem alguns moluscos e vermes que podem furar o betão, especialmente se o agregado utilizado for de calcário.

Os sintomas e o diagnóstico são parecidos aos de um ataque químico, sendo que as superfícies do betão onde as bactérias se depositam ficam escorregadias. Para as minhocas, através de uma inspecção visual podemos verificar se existe furos nas paredes.

Fig. 6 – Ataque biológico na base de um pilar

4. DETERIORAÇÃO POR ACÇÃO FÍSICA

4.1. Devido a Ciclos Gelo/Degelo

Em Portugal este problema não tem grande relevância, pois sucede-se em zonas onde a temperatura possa descer abaixo dos 0ºC, e que estando os betões saturados podem correr o risco de sofrer deterioração, pois a água contida nos poros expande gerando tensões internas. Estes ciclos consecutivos criam uma expansão que se acumula, logo tensões no interior do betão que aumentam.

Através da inspecção visual podemos detectar fendilhação, destacamento da superfície do betão ou mesmo a sua desintegração.

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Fig. 7 – Fendilhação devido a ciclos gelo/degelo

4.2. Devido a Acção Térmica

As mudanças de temperatura originam variações do volume do betão por dilatação/contracção que, quando restringidas, originam tensões.

Através da inspecção visual podemos detectar fendilhação regular e que poderá atravessar toda a secção, com maior incidência na zona de restrição.

Fig. 8 – Fendilhação em lajes devido a acção térmica

4.3. Devido à Retracção

Existem dois tipos de retracção: secagem (plástica e térmica) e autogénea. Na retracção de secagem existe uma perda de água do betão e uma variação de temperatura do mesmo. A retracção autogénea dá-se ao longo do tempo. Em ambos os casos o volume do betão endurecido diminui e se se encontrar restringida, gera tensões no elemento.

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Através de inspecções visuais vamos detectar a existência de fendas no betão, igualmente espaçadas, e que poderão atravessar todo o elemento.

4.4. Devido a Erosão

Existem dois tipos de erosão: abrasão ou cavitação. Na abrasão verificamos degradação da superfície de betão, devido ao efeito repetido do impacto, esfregamento ou fricção de elementos desgastantes. Já a cavitação pode ocorrer na superfície de estruturas sujeitas a fluxos de água de altas velocidades. Devido á redução instantânea de volume, vai originar uma onda de choque que, ao atingir a superfície de betão, causa tensões elevadas numa área muito pequena. A degradação da superfície de betão acontece devido á repetição deste acontecimento.

Através da inspecção visual vamos detectar, no caso de abrasão, que a superfície revela-se suave com depressões localizadas, que podem corresponder a zonas de impacto. Em relação á cavitação a superfície vai encontrar-se rugosa, com pequenas cavidades.

Fig. 9 – Colapso de uma conduta de barragem devido ao efeito da cavitação

4.5. Devido a Utilização

Do mesmo modo como ocorre com a abrasão, mas de uma forma menos intensa, a utilização das estruturas de betão causa o desgaste natural das superfícies. Essa degradação acontece essencialmente por fricção.

Através da inspecção visual vamos detectar que a superfície se encontra uniformemente suavizada. Claro que, o conhecimento da idade da estrutura e da intensidade e tipo de utilização validarão o diagnóstico.

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5. DETERIORAÇÃO POR CORROSÃO DA ARMADURA

As armaduras que se encontram dentro do betão, estão protegidas contra a corrosão por uma camada de óxido que se deposita na superfície do aço (mantêm-se estável para pH superior a 9,5). A esta camada dá-se o nome de película passiva. Quando esta camada é destruída, a armadura fica despassivada e pode dar-se a corrosão.

5.1. Devido a Carbonatação

Verifica-se a destruição da camada de protecção passiva das armaduras pelo abaixamento do pH do betão (valores inferiores a 9.5), iniciando-se assim a corrosão das armaduras, que neste caso é habitualmente generalizado a grandes áreas. Este é um processo lento de difusão que vai depender da qualidade do betão.

Através da inspecção visual irá verificar-se na superfície de betão manchas de ferrugem, fendilhação segundo linhas paralelas, com intervalos constantes e alinhada com as armaduras. Também através de análises químicas simples de carotes ou furos vamos conhecer a profundidade da carbonatação, por análise do pH do betão.

Fig. 10 – Deterioração zonas delaminadas

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5.2. Devido a Contaminantes Agressivos

5.2.1 Cloretos presentes na Mistura

Na constituição do betão, mesmo antes deste entrar em serviço, se a quantidade de cloretos que tiverem sido introduzidos na mistura seja superior a um valor critico, a película passiva é destruída podendo acontecer a corrosão das armaduras.

Através da inspecção visual irá verificar-se na superfície do betão manchas de ferrugem (mais localizadas do que no caso da carbonatação), fendilhação segundo linhas paralelas, com intervalos constantes e alinhada com as armaduras. Também através de análises químicas de pó extraído do betão vão permitir conhecer a quantidade de cloretos presentes.

Fig. 11 – Fendilhação devido a corrosão

5.2.2. Cloretos com origem no Ambiente Exterior

Mais uma vez, e tal e qual como nos casos anteriores os cloretos provocam a corrosão da armadura por destruição da película passiva. Para além do teor de cloretos que pode existir no meio exterior, a penetração destes vai depender da permeabilidade e grau de saturação do betão. Assim sendo, é importante definir a origem dos cloretos para prever meios de protecção contras futuras penetrações.

Todas as estruturas que são construídas em ambiente marítimo estão sujeitas á acção dos cloretos, pelo que a durabilidade exige a adopção de medidas especiais e elevados recobrimentos das armaduras.

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PROTECÇÃO E REPARAÇÃO DE ESTRUTURAS DE BETÃO

Escolha do Método de Intervenção

Existem vários métodos possíveis de protecção ou reparação a adoptar para uma estrutura de betão, de acordo com a Parte 9 da norma EN1504, dependendo dos objectivos que se pretendam alcançar com a intervenção. Assim sendo, a parte mais importante, que norma define é a escolha do método de reparação.

As considerações a ter em conta no início do processo de escolha são o dimensionamento e especificação da intervenção. Por outro lado, a escolha não pode ser tomada unicamente com base em aspectos técnicos: há que considerar aspectos de ordem económica, ambiental e social.

Tudo isto são orientações gerais mas que servem para estabelecer uma linha de pensamento, que pretende definir de forma integrada todo o processo de intervenção.

Preparação dos Trabalhos

Relativamente á preparação dos trabalhos, que é abordada na parte 10 da Norma EN 1504, existe um conjunto de trabalhos de preparação comuns a todos os métodos apresentados, ou seja, envolvendo o betão e o aço.

1.Preparação do Betão Existente

1.1 Limpeza do Betão

Os vários processos utilizados para limpar o betão existente dependem do tipo de sujidade em causa. Por exemplo, no caso em que o betão se encontre sujo com gordura ou óleo utiliza-se para a sua remoção detergentes químicos. Noutro caso em que a sujidade é maior poderá utilizar-se quantidades controladas de ácido. Para além deste processo, também é conveniente a utilização de jacto de água ou jacto de areia.

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Fig. 12 – Limpeza da superfície de betão com jacto de areia (esq.), limpeza com jacto de água (dir.)

1.2. Aderência Entre Materiais

O próximo passo, depois da limpeza estar concluída, é o de garantir uma boa aderência entre o material existente e o material utilizado na intervenção. Para isso deve-se criar uma rugosidade no substrato, utilizando por exemplo, ferramentas mecânicas de impacto, como o martelo de agulhas. No caso de a rugosidade no substrato não ser suficiente para a criação de aderência poderá colocar-se uma camada de um material fino, utilizando um produto de ligação entre os dois materiais.

Fig. 13 – Criação de rugosidade com martelo de agulhas (esq.), camada de argamassa de reparação com irregularidades (dir.)

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1.3. Remoção do Betão Danificado

Depois de garantida uma boa aderência entre o material existente e o material utilizado na intervenção, o betão danificado deverá ser removido, sobretudo se este se encontrar delaminado ou fendilhado. Toda a remoção do betão danificado deverá ser acompanhada de alguns cuidados, não só porque a segurança da estrutura poderá ser comprometida, mas também porque a remoção de grandes áreas de betão tem um custo significativo no contexto da intervenção.

Alguns dos principais cuidados a considerar nesta operação são os seguintes:

Remoção mínima do betão necessário; A remoção do betão não poderá por em causa a segurança da estrutura; A profundidade da remoção do betão deverá ser no mínimo igual á

profundidade de carbonatação;

As técnicas utilizadas para a remoção do betão depende de alguns factores como: impacto ambiental dos fragmentos retirados, custo, quantidade e qualidade do betão a remover, risco de dano no betão a manter, restrições de ruído e ocupação.

As técnicas correntes de remoção do betão são as seguintes:

Remoção por corte - aplicação de forças de corte; Remoção por esmagamento - aplicação de forças hidráulicas para esmagar e

romper. É o processo mais corrente, utilizando martelo pneumático; Remoção por impacto - impacto cíclico de um peso; Remoção por explosão - colocação de material explosivo; Remoção por indução de fendilhação - colocação de químicos expansivos; Remoção por abrasão - aplicação de forças abrasivas; Remoção com jacto de água - utilizado em zonas de betão fragilizado;

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Fig. 14 - Remoção de betão através de martelo hidráulico

Fig. 15 - Corte de betão com disco (esq.), corte com lança térmica (dir.)

Fig. 16 - Hidrodemolição de grande potência com robot (esq.), hidrodemolição manual (dir.)

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2.Preparação do Aço

Dos métodos de protecção e reparação já referidos, alguns exigem a limpeza do aço, principalmente se este já estiver corroído. Para isso, deve-se primeiro de tudo, retirar o betão que envolve os varões, utilizando um pequeno martelo Essa remoção deverá ser concretizada com muito cuidado e com conhecimento prévio da localização das armaduras para que estas não sejam danificadas.

Nos processos de limpeza do aço deve-se cumprir as seguintes especificações:

Toda a ferrugem e outras sujidades deverão ser totalmente retiradas; O perímetro de todo o varão deverá ser limpo; Depois de limpo, o varão deverá ser protegido até se proceda á

intervenção; A limpeza não deverá prejudicar o varão nem contaminar o betão

adjacente; Nos casos em que o varão se encontre contaminado por cloretos ou

outros agentes, estes deverão ser retirados por jacto de água;

Para as limpezas de pequenas extensões de aço pode-se utilizar um processo de limpeza manual com recurso a esfregão de aço. Para extensões maiores, pode-se recorrer á utilização de jacto de areia húmida ou jacto de água. Caso, na colocação do novo betão, as armaduras já contenham de novo ferrugem, deve-se retirar a que se solta com facilidade, mas mesmo que esta esteja firmemente ligada ao varão, já não irá ser prejudicial.

3. Controlo de Qualidade

Quanto ao controlo de qualidade e avaliação de conformidade de produtos e sistemas, referidos na parte 8 da norma EN1504, nos é apresentado informações sobre as necessidades de realizar ensaios de desempenho para garantir que produtos e sistemas respeitam as especificações apresentadas nas restantes partes da norma como também, indicações relativas a equipamento, rotulagem de materiais e fiscalização. No entanto na parte 10 da Norma, são especificados os ensaios a realizar para garantir a qualidade dos trabalhos.

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Com isto indicam-se alguns aspectos que devem ser concretizados para assegurar a qualidade dos trabalhos:

Limpeza do substrato, Tensão de arrancamento do produto aplicado ao substrato, Teor de cloretos, Nível de humidade do ambiente, Resistência dos materiais aplicados, Nível de preenchimento das fendas, Aderência das armaduras ao betão

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TÉCNICAS DE PROTECÇÃO E REPARAÇÃO DE ESTRUTURAS DE BETÃO

Tendo em conta as situações apresentadas no capítulo anterior, a partir de agora iremos apresentar as técnicas utilizadas para a protecção e reparação das estruturas de betão tentando sempre fazer uma relação problema / solução tendo sempre a conta a norma EN 1504.

Além da explicação das técnicas que são utilizadas iremos também, sempre que possível, referir alguns dos produtos que intervêm nestas e que estão disponíveis no mercado por parte dos fornecedores de maior renome nesta área como a SIKA e a TECNOCRETE.

Iremos neste capítulo falar de:

- Técnicas de Protecção Superficial;- Técnicas de Prevenção de Corrosão; - Técnicas de Reparação de Betão Deteriorado;- Tratamento de Betão por Processos Electroquímicos, - Técnicas de Reforço.

1. TÉCNICAS DE PROTECÇÃO SUPERFICIAL

1.1. Impregnação

A protecção superficial das estruturas de betão com recurso à técnica da impregnação visa limitar o acesso de contaminantes à estrutura e aumentar a sua resistência superficial, sem alterar o seu aspecto, uma vez que não há aumento de espessura nem mudança de cor. Esta técnica é muitas vezes utilizada em simultâneo com outras formas de tratamento superficial, como os revestimentos, para aumentar a sua eficiência, nomeadamente, por diminuição da permeabilidade.

A norma EN 1504 faz a diferenciação entre Impregnação Simples e a Impregnação Hidrofóbica, sendo que ambas consistem num tratamento de superfície, que a impregna e penetra.

Fig.

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A Impregnação Simples tem como objectivo a redução da porosidade superficial e reforçar a superficial e reforçar a superfície, preenchendo parcial ou completamente os poros. Os materiais mais utilizados são tintas acrílicas ou compostos à base de silicatos, tendo ambos como função endurecer o interior dos poros, preenchendo-os. Utilizando estes materiais é necessário a permeabilidade mínima de modo a que a carbonatação do betão continue a acontecer.

No caso da Impregnação Hidrofóbica o tratamento cria uma superfície repelente à água, impedindo-a de ser absorvida por capilaridade. Tendo este princípio em conta não há preenchimento dos poros, havendo total passagem dos gases dentro do betão. Os componentes mais utilizados são os silicatos e os siloxanos que em conjunto com os componentes do betão formam uma superfície hidrofóbica.

As referências na norma relativamente a esta técnica são muito breves, não tendo muitos condicionalismos á sua aplicação. Como exemplos de materiais utilizados temos o Sikagard 700 S proveniente da SIKA e vindo da TECNOCRETE temos o Impermeabilizante WP-55, tipo CLS.

1.2. Revestimento Superficial

Consideram-se como revestimento superficial as técnicas que garantem a protecção do elemento com uma camada contínua colocada sobre a sua superfície, podendo-se distinguir dois tipos: Revestimento por Pintura e Revestimento com Ligantes Minerais e Mistos. Com a aplicação desta técnica temos uma redução da porosidade e permeabilidade da superfície.

A diferença da impregnação relativamente ao revestimento superficial é que, no primeiro caso, apenas existe uma penetração superficial dos poros do betão e no segundo o material deposita-se quase na totalidade à superfície, aumentando a espessura do elemento.

O Revestimento por Pintura consiste na aplicação de uma ou várias demãos de tinta ou verniz, sendo escolhido a tinta/verniz consoante características ao ambiente circundante. As tintas deverão garantir um certo grau de permeabilidade ao vapor de água por uma questão de durabilidade, visto que a acumulação de vapor junto à superfície gera bolhas na pintura que ao rebentarem formam buracos que comprometem a eficácia do revestimento.

Fig. 18 - Efeito obtido após a utilização de um Revestimento por Pintura

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Os Revestimentos de Ligantes Minerais e Mistos são caracterizados pela sua elevada quantidade de inertes e polímeros, sendo os mais utilizados o cimento e a cal hidratada. A utilização de uma mistura de ambos garante um bom resultado pois o cimento fornece boa resistência e baixa permeabilidade e a cal diminui a retracção, melhora a trabalhabilidade e aumenta a aderência do revestimento.

Nos casos em que o elemento se encontra deteriorado, nomeadamente, com bastante fendilhação, a adopção de revestimentos com capacidade de selar e cobrir as fendas representa uma grande vantagem, uma vez que se evita o trabalho prévio de selar todas as fendas.

Devido ao facto de estes revestimentos ficarem expostos às acções deteriorantes do edifício, a escolha dos produtos utilizados deve ser convenientemente considerada, sendo alguns dos factores a considerar:

a) Permeabilidade ao vapor de água;

b) Resistência à penetração da chuva arrastada pelo vento, para que esta não danifique este elemento mas também pelos agentes químicos que podem existir na chuva;

c) Os revestimentos deverão ter a flexibilidade necessária para suportar as dilatações e contracções naturais de uma estrutura de betão.

A norma EN 1504 recomenda que na aplicação de revestimentos deve-se efectuar uma limpeza prévia da superfície e com a necessidade de garantir a adesão do material novo à superfície do elemento. Também se refere a eventual necessidade de colocar primeiro uma camada de revestimento para regularizar superfície e tapar vazios, antes da aplicação da camada final.

Relativamente aos materiais mais utilizados temos Sikagard 680/681, Sikagard 255 (entre outros) provenientes da SIKA e o IMLAR CPC da TECNOCRETE.

1.3. Membranas

As membranas são um tipo muito específico de revestimento superficial, caracterizado por serem totalmente impermeáveis e bastante flexíveis, e sendo ainda algumas impermeáveis a gases. Com este tipo de protecção consegue-se evitar a penetração de contaminantes como a água, cloretos, dióxido de carbono e outros gases, alguns agentes químicos, etc.

As membranas são materiais de base polimérica, betuminosa ou de cimento, que podem pré-fabricadas. Estas são utilizadas em condições de serviço consideradas agressivas, nomeadamente, em casos de grande pressão hidrostática ou em que o meio é quimicamente agressivo. Uma característica importante que as membranas devem garantir é a capacidade de acompanhar os movimentos de contracção/dilatação do betão cobrindo as fendas activas.

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Na norma EN1504 não existem indicações dos cuidados a ter com a preparação da superfície ou com os trabalhos de aplicação de membranas, no entanto aconselha-se que as superfícies em que são aplicadas as membranas estejam secas de modo a não prejudicar estas últimas pois pode-se gerar acumulação e formação de bolhas. Tal se verifica devido ao facto de estas serem impermeáveis impossibilitando libertação do vapor de água.

Fig. 19 - Aplicação de membrana tipo tela numa laje existente (esq.), aplicação de membrana líquida numa fachada (dir.)

Alguns produtos disponíveis no mercado para realizarem este tipo de trabalho são Sikalastic 450, Igolastic proveniente da SIKA e o Tecnoriv EP 600 da TECNOCRETE.

1.4. Colocação de Nova Camada de Recobrimento – Argamassas e Microbetão DE Protecção

A colocação de novas camadas de recobrimento proporciona a protecção das estruturas de betão. A espessura das camadas pode ir de 5mm a muito espessas (mais que 60mm). Para camadas com espessuras superiores a 60mm recomenda-se a utilização de agregados de pequena dimensão juntamente com a argamassa, ou seja, microbetão, para controlar a fendilhação devido aos fenómenos de retracção.

O que condiciona esta técnica são os objectivos que temos a atingir com ela, tendo abordagem diferente se pretender-se melhorar a resistência física da estrutura ou se pretendermos diminuir a vulnerabilidade da estrutura aos agentes agressivos. A diferença relativamente à técnica de revestimento superficial é a espessura final da protecção ser muito superior neste caso, o que proporciona, de certa forma, um escudo físico à estrutura.

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- Argamassa ou Microbetão de Cimento

A argamassa de recobrimento tem como base o cimento Portland e podem ser usadas em casos que se pretende reparar superfícies deterioradas ou, por exemplo, aumentar o recobrimento de armaduras. De modo a aumentar o leque de características desta argamassa/microbetão podemos adicionar, por exemplo, sílica de fumo, que torna a nossa solução mais resistente e diminui a sua permeabilidade.

- Argamassa ou Microbetão com Polímeros

Também se utilizam recobrimentos com polímeros, que consistem em cimento misturado com látex ou resinas sintéticas, como a epoxy. A vantagem da utilização de polímeros é o aumento da capacidade de adesão à superfície a proteger, garantia de maior resistência física e química, maior elasticidade e menor permeabilidade.

O tipo de resina sintética mais utilizada em argamassas de protecção é a resina epoxy, embora também se possa recorrer à utilização de resina de poliéster ou resina acrílica. Estes materiais têm um elevado módulo de elasticidade e a utilização em grandes áreas poderia resultar em problemas de retracção.

As resinas epoxys aumentam bastante a impermeabilidade e rigidez da argamassa.

O látex é um polímero de utilização corrente nestas aplicações sendo escolhido:

- Por ser um plastificante da argamassa, possibilita baixos ratios água/cimento; - Tem baixo módulo de elasticidade o que aumenta a capacidade de deformação

do recobrimento;- Diminui a permeabilidade da argamassa à água, dióxido de carbono e outros

contaminantes;- Melhora a ligação da argamassa à estrutura.

Para uma correcta realização destes trabalhos a norma EN 1504 específica que o primeiro passo é a limpeza da superfície e criação de rugosidade para melhorar a aderência à estrutura existente. Relativamente á colocação, as camadas devem ser bem trabalhadas e compactadas para evitar a inclusão de bolhas de ar, pois caso contrário esta solução pode comprometer a sua eficiência.

Os produtos disponíveis no mercado para a realização destes trabalhos são, por exemplo, o Sikalastic 150, o Sika MonoTop 620 da SIKA e o Selflevel Normale da TECNOCRETE.

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2. TÉCNICAS DE PREVENÇÃO DE CORROSÃO

PROTECÇÃO DO AÇO CONTRA A CORROSÃO

Uma das formas de prevenir directamente a corrosão é impedir a reacção que se dá no ânodo, onde o aço se dissolve, por se encontrar despassivado. Este objectivo pode ser conseguido de duas formas: por protecção dos Varões de Aço com Revestimento ou por utilização de Inibidores de Corrosão no Betão.

- Varões de Aço com Revestimento

A norma EN 1504 fala dos Revestimentos de Varões de Aço dividindo-os em dois tipos: em pinturas que contêm Pigmentos Activos ou em Revestimentos que funcionam como Barreiras.

No primeiro caso os pigmentos activos das tintas garantem protecção catódica localizada. Os pigmentos são substâncias que fazem parte das tintas e são responsáveis pelas propriedades anticorrosivas das tintas. Por ter um potencial eléctrico inferior ao do aço um pigmento muito usado é o Zinco. Este processo pode ser considerado finito pois o potencial defensivo do pigmento relativamente ao varão vai-se acabando quando o potencial eléctrico deste primeiro se esgotar.

Em vez de pigmentos podem misturar-se aditivos químicos nas tintas que também funcionem como inibidores de corrosão, ao contrariar a formação de zonas anódicas.

É referido na norma que o cimento é considerado um pigmento activo devido à sua alcalinidade. De facto, a utilização de sistemas que garantam a formação de uma camada passiva funciona como prevenção da corrosão.

O segundo caso referido de protecção dos varões são os Revestimentos. Estes funcionam como barreira ao isolar o varão de aço da água contida nos poros do betão que o envolve. Deste modo as zonas que se iriam comportar como ânodo não emitem iões de ferro, uma vez que não existe contacto com o electrólito. Como consequência os electrões não são cedidos e o processo de corrosão não acontece. Este método só é eficiente se o aço for bem limpo e o revestimento cobrir totalmente o perímetro e ficar intacto. Por esta razão, este método pode apenas funcionar em teoria. Os materiais indicados neste caso são as tintas de epoxy e de PVC. Um aspecto importante a considerar é a tensão de aderência entre o varão e o betão, que o aplicador deve garantir ser igual ou superior ao considerado no projecto.

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Fig. 20 – Aplicação de protecção de varões de aço

- Inibidores de Corrosão no Betão

Em alternativa à protecção dos varões com produtos anticorrosivos, é possível recorrer a Inibidores de Corrosão Directamente no Betão. Estes produtos podem ser utilizados em conjunto com a argamassa de reparação, nos casos em que esta é colocada directamente em contacto com os varões, ou então, podem ser aplicados à superfície do betão ou em pequenos furos, se tiverem a capacidade de migrar em direcção aos varões de aço. Os inibidores de corrosão actuam directamente no ânodo formando uma camada passiva ou estabilizando a existente, por exemplo, por supressão dos iões de cloreto.

Esta técnica ainda levanta algumas dúvidas quanto à sua eficiência, nomeadamente, porque não existe uma total compreensão acerca dos mecanismos de inibição dos produtos comercializados.

Relativamente á aplicação de revestimentos a norma define que se deve garantir a conveniente limpeza das armaduras e garantir também a aderência dos varões ao betão.

Os produtos que se encontram disponíveis no mercado para a realização destes são por exemplo o Friazinc P e o Sika FerroGard 903 da SIKA e proveniente da TECNOCRETE o MuCis PROTEZIONE FERRO.

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3. TÉCNICAS DE REPARAÇÃO DE BETÃO DETERIORADO

3.1. Tratamento de Fendas

O betão deteriorado pode apresentar fendas por razões diversas. As fendas são pontos de entrada de agentes agressivos que comprometem a durabilidade e funcionalidade da estrutura. No geral, estruturas com muitas fendas visíveis de abertura superior a 0.3mm, devem ser reparadas. As fendas podem ser classificadas de passivas se já não registarem movimento e a causa da sua existência já não existir ou, caso contrário, são classificadas de activas.

Para definir o modo de acção temos de esclarecer primeiro o objectivo a alcançar, pois para cada objectivo há um leque diferente de técnicas disponíveis no mercado. Os objectivos a considerar são: melhorar a aparência da estrutura, impermeabilizar a estrutura, melhorar a capacidade estrutural do elemento. Após esta definição teremos de verificar se esta fenda é activa ou passiva. Tendo estas duas perguntas respondidas podemos sim partir para a escolha da técnica e do material a utilizar no nosso caso.

A parte 5 da norma EN 1504 refere-se às injecções do betão, nomeando três tipos diferentes de produtos de injecção, de acordo com os objectivos enunciados:

· Produtos que asseguram o enchimento, apto a transmitir forças, de fissuras, vazios e interstícios no betão. São produtos com a capacidade de se colarem à superfície do betão e transmitirem forças através deles. Os materiais correntes para esta aplicação são as resinas epoxys e as caldas de cimento.

· Produtos que asseguram o enchimento flexível de fissuras, vazios e interstícios no betão. São produtos flexíveis capazes de suportar movimentos posteriores. Os materiais correntes são os poliuretanos.

· Produtos que asseguram o enchimento expansivo de fissuras, vazios e interstícios no betão.

São produtos capazes de se expandir por absorção de água, porque as moléculas desta se ligam às moléculas dos produtos de injecção. Os materiais correntes são os geles e alguns polímeros hidroexpansivos.

Do ponto de vista da composição existem dois tipos de materiais disponíveis para a injecção ou preenchimento de fendas:

a) Os minerais ou inorgânicos, como as caldas de cimento ou cal.b) Os poliméricos ou orgânicos, como as resinas de epoxy ou de poliuretano.

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- Ligante mineral ou inorgânico

As caldas de ligante inorgânico são utilizadas para injecção ou preenchimento de fissuras passivas de grande abertura (superior a 0.3mm) uma vez que são pouco flexíveis e pouco fluidas. Têm a vantagem de ter características físicas e químicas semelhantes ao betão e como tal, serem compatíveis com a estrutura a reparar, serem de baixo custo e no geral duráveis. As desvantagens associadas à sua utilização são a baixa capacidade de penetrabilidade e a elevada retracção, que pode comprometer a aderência ao substrato.

- Ligante polimérico ou orgânico

Os materiais poliméricos podem ser bastante fluidos, servindo, por isso, para injectar fendas muito finas, na ordem dos 0.1 a 0.2mm. Caso se pretenda injectar fendas de maior abertura, até 5mm, deverão ser adicionadas cargas como pó de vidro ou areia com diâmetro inferior a 1mm.

Relativamente às caldas de ligantes minerais, os polímeros não têm problemas relevantes de retracção, o que representa um motivo importante para a sua escolha.

Fig. 21 - Fenda injectada com calda de cimento e selagem com poliuretano (esq.), injecção com resina epoxy (dir.)

As resinas de epoxy são muito rígidas e são utilizadas para devolver o monolitismo estrutural a elementos muito fendilhados. Por esta razão as epoxys não funcionam bem em fendas activas. Em alternativa à epoxy existem as resinas de poliéster que são desaconselhadas nos casos onde se haja grande transmissão de esforços.

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Também existem as resinas de poliuretano que são mais flexíveis que as epoxy, garantindo ainda assim boa aderência ao substrato e boa capacidade de transmissão de forças em fendas activas. São também indicadas para injectar fendas por onde escoam grandes quantidades de água, graças às suas características de impermeabilidade.

As desvantagens associadas à utilização de resinas prendem-se com o seu elevado custo quando comparado com as caldas de ligantes minerais, com as diferenças físicas e químicas relativamente às estruturas de betão e ao facto de serem muito sensíveis às elevadas temperaturas, não suportando por isso incêndios.

O tratamento de fendas pode ser de três tipos: Injecção das Fendas; Selagem Superficial; Reforço de Fendas.

O processo de Injecção de Fendas compreende as seguintes etapas:

1. Remoção de betão deteriorado e limpeza das fissuras e da superfície de selagem com ar comprimido ou jacto de água.

2. Colocação dos tubos de injecção, se necessário após realização de buracos para este efeito, a uma distância entre si que deve estar compreendida entre 5 e 50cm.

3. Selagem da superfície da fissura, com colocação de tubos de purga para que o ar se possa escapar.

4. Injecção contínua, no sentido ascendente da fissura para expulsão do ar (nos casos em que esta é vertical), só se passando para o tubo de injecção seguinte quando a resina lá chegar vinda do tubo anterior.

5. Remoção da selagem e limpeza das superfícies.

Fig. 22 - Faseamento do trabalho de Injecção de Fendas

A Selagem de Fendas é normalmente utilizada nos casos em que a fenda activa regista grande amplitude de movimento. Neste caso o resultado é que se materializa uma junta que permite acomodar esses movimentos. Os materiais utilizados são

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polímeros, como os mástiques nos casos em que as amplitudes são pequenas, ou produtos de silicone ou poliuretano nos casos em que a amplitude é grande.

Nos casos em que as fendas são passivas, finas e sem relevância estrutural, a sua reparação pode ser apenas superficial, com a colocação de um cordão de polímero selante num canal aberto à superfície da fenda. Este é um tipo de reparação muito simples e económico.

Fig. 23 - Selagem superficial de uma fenda (esq.), Injecção de fenda com polímeros (dir.)

O Reforço de Fendas deve ser considerado quando estas se encontram activas e se pretende garantir o monolitismo da estrutura e as forças envolvidas na sua injecção não são compatíveis com os materiais disponíveis. Neste caso as fendas podem ser “cosidas” com varões de aço inclinados que as atravessam. Os varões colocados em furos que depois são selados, restringem os movimentos na fenda, absorvendo as forças que aí se geram. Esta última solução pode ser esteticamente inaceitável e apresentar problemas de durabilidade se não forem tomadas medidas especiais, como a adopção de varões inox, uma vez que os grampos ficam expostos.

Fig. 24 - Grampeamento de uma fenda (esq.), colocação de varões inclinado numa fenda para reforço (dir)

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Em casos especiais, fendas muito finas e que não representem nenhum risco para a penetração de agentes agressivos, podemos deixar as fendas abertas pois estas eventualmente fecham-se com a ajuda de poeiras e sujidades e reacções químicas entre a água e os compostos do cimento.

Produtos disponíveis no mercado encontramos o Sikadur 52 Injection e o Sikaflex HP1 da SIKA.

3.2. Colocação de Argamassa ou Microbetão em zonas de superfície deteriorada

A deterioração do betão muitas vezes origina a necessidade de se proceder à colocação de argamassa ou microbetão à superfície da estrutura para reposição de betão deteriorado.

É bastante frequente usar esta técnica quando temos remoção do betão quando há corrosão das armaduras, lacunas no betão devido a impactos, erosão devido, etc. Devido á agressividade deste processo há um aceleramento no processo de corrosão do aço pelo simples facto de o aço estar completamente exposto ao ambiente exterior.

Este tipo de reparação recorre aos mesmos materiais utilizados na técnica de protecção superficial com nova camada de argamassa e microbetão. Também neste caso o ligante pode ser mineral ou polimérico.

- Argamassa ou Microbetão de Ligante Mineral

O ligante mais corrente utilizado na concepção das argamassas e microbetões para reparações superficiais é o cimento Portland. A utilização de inertes de pequeno diâmetro (inferior a 7mm) misturados na argamassa origina o microbetão, que se deve utilizar nos casos em que a profundidade de reparação é muito elevada (superior a 60mm), para controlar fenómenos de retracção. Quando estas são fornecidas por fabricantes especializados na sua constituição devem ser ter aditivos para o controlo da retracção e melhoria das condições de trabalhabilidade.

- Argamassa ou Microbetão de Ligante Polimérico

Na criação de algumas argamassas usam-se ligantes poliméricos como as argamassas de resina de epoxy ou acrílicas. Relativamente ao caso anterior estas apresentam uma maior resistência e menor vulnerabilidade a ataques de agentes agressivos do que as argamassas de cimento, tendo o inconveniente de serem mais caras e apresentam características físicas e químicas diferentes do substrato, o que pode representar alguns problemas no decorrer da utilização da estrutura.

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Para a escolha do material para este tipo de reparação podemos ter em conta razões de ordem estética de modo a que a reparação não fique com a aparência de que a estrutura foi “remendada”.

Estas reparações quando são efectuadas a um nível muito profundo do elemento estrutural é necessário ter em conta a forma como o elemento vai reagir a nível de esforços pois estamos a adicionar materiais com diferentes resistências e módulos de elasticidade aos já lá existentes, obtendo-se assim uma diferente distribuição dos esforços.

Fig. 25 - Distribuição de esforços antes e após reparação

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4. TRATAMENTO DE BETÃO CONTAMINADO COM PROCESSOS ELECTROQUÍMICOS

Tem sido referido ao longo deste trabalho que a principal causa de deterioração das estruturas de betão armado é a corrosão do aço. A corrosão acontece porque a camada passiva que protege os varões é destruída. A razão mais corrente desta ocorrência é a carbonatação do betão de recobrimento ou a penetração de cloretos.

A função dos Processos Electroquímicos é restituir a camada passiva destruída pelos fenómenos atrás descritos. As técnicas usadas são a Realcalização do Betão caso a causa de deterioração seja a carbonatação ou a Extracção dos Cloretos caso o problema seja o excesso de cloretos nas peças.

- Realcalização do Betão

Os processos correntes de Realcalização do Betão carbonatado são os seguintes:

1. Difusão das Reservas de Alcalis remanescentes no betão.2. Introdução de Alcalis por Capilaridade.3. Realcalização Electroquímica.

A Difusão de Reservas de Alcális baseia-se no pressuposto que só o betão de recobrimento se encontra carbonatado e que o interior apresenta uma grande reserva de alcális. Esta técnica executa-se saturando totalmente o betão e selando a sua superfície. Devido aos gradientes de concentração os alcális do interior migram lentamente para a camada de recobrimento, originando a subida do pH e a restituição da camada passiva.

A segunda técnica, a Introdução de Alcalis por Capilaridade, consiste na submersão da estrutura em solução alcalina. Esta solução é absorvida por capilaridade pela camada de recobrimento, resultando na subida do pH. Ambas as técnicas apresentam limitações de ordem prática, como a execução e a duração da eficácia, que pode atingir apenas 1 ano.

Quanto à terceira técnica, a Realcalização Electroquímica consiste na colocação de um ânodo externo embebido num electrólito. O ânodo externo pode ser uma simples malha de aço e o electrólito uma pasta de fibra celulósica projectada, por exemplo, originária de papel de jornal reciclado.

Este processo dura entre 1 a 2 semanas, período após o qual o ânodo é removido, não afectando de forma alguma a superfície da estrutura. Esta técnica é bastante vantajosa no tratamento de betão carbonatado, nos casos em que se pretende uma intervenção sem grandes perturbações da normal utilização da estrutura, uma vez que se trata de um trabalho limpo, sem demolições ou pinturas.

Apenas é necessário reparar previamente as zonas deterioradas de betão e garantir a continuidade eléctrica das armaduras.

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- Remoção Electroquímica de Cloretos

A Remoção Electroquímica de Cloretos torna possível a extracção de cloretos do interior do betão. Este processo tem o mesmo pressuposto da realcalização: coloca-se um ânodo exterior ligado aos varões de aço que passam a funcionar como cátodo. O ânodo poderá ser uma rede de titânio, embebida num electrólito, que pode ser simplesmente água da torneira. O sistema é ligado a uma fonte de alimentação que garante a diferença de potencial necessária.

Pelo facto dos iões cloreto serem negativos, estes migram em direcção ao ânodo criado, sendo assim removidos os cloretos do interior do elemento. Com esta técnica também é se consegue um aumento do pH devido à electrólise.

Fig. 26 - Esquema do tratamento electroquímico para extracção de cloretos (esq.), malha de aço instalada com pasta para realcalização do betão (dir.)

Este tratamento dura entre 6 a 10 semanas, até que se atinja o teor de cloretos desejado. Este tratamento deve ser antecedido do tratamento do betão deteriorado.

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5. TÉCNICAS DE REFORÇO

As técnicas de Reforço que são aplicadas nos elementos subdimensionados são adoptadas consoante a situação que temos em obra, no entanto são referidas na norma EN1504 alguns métodos de intervenção possíveis.

Temos como métodos de Reforço Estrutural:

- Adição ou Substituição de Armaduras externas ou internas;- Colocação de Armaduras em furos existentes ou a realizar;- Colagem de Chapas.

A Adição de Armaduras é uma hipótese considerada quando há escassez de aço no elemento estrutural, tornando-o incapaz de suportar os esforços da estrutura. Se pretendermos adicionar internamente teremos que remover a camada de recobrimento e estabelecer adequadas ligações com os varões em bom estado de acordo com a norma EN 1504. Por outro lado, a adição de armadura externamente é uma situação de aplicação limitada devido ao facto de esta armadura ficar exposta aos agentes do meio ambiente. De modo a que esta solução se possa verificar temos de utilizar medidas contra a corrosão.

Relativamente á Substituição da Armadura danificada já foi aprofundado aquando das nas técnicas de reparação superficial de betão deteriorado devido à corrosão de armaduras.

A Colocação de armaduras em furos é uma técnica que implica a realização de furos para a colocação e amarração de varões de aço, sendo esta técnica muito utilizada quando é necessário aumentar a resistência do elemento ao esforço transverso.

Quando os elementos estruturais apresentam incapacidade para suportar os esforços a que estão sujeitos, a Colagem de Chapas exteriores é uma boa solução. Estas chapas podem ser de aço ou de materiais compósitos como laminados ou mantas de fibra de carbono. As chapas irão funcionar em conjunto com os varões existentes absorvendo esforços de tracção. Para que o funcionamento do conjunto se verifique há que existir uma boa aderência, usando-se normalmente resinas para tal efeito.

Fig. 27 - Reforço com laminados de fibras de carbono (esq.), reforço com chapas metálicas (dir.)

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Cantarias

As cantarias são construções de pedra natural, ligadas por argamassa. Anteriormente esta designação era dada a alvenarias de pedra aparelhada sem revestimentos. Estas construções eram utilizadas em edifícios importantes como palácios, templos ou edifícios públicos, etc.

Hoje é utilizada em elementos construtivos como arcos, colunas e guarnecimentos de vãos de portas e janelas, sendo os tipos de pedra mais utilizados o Calcário, Granitos, Basalto e Rochas Carbonatadas.

Exemplos de elementos arquitectónicos:

Fig. 28 - Colunas de Pedra

Fig. 29 - Arcos de Pedra

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Fig. 30 - Guarnecimentos em cantaria de granito num edifício antigo

Fig. 31 - Guarnecimentos em cantaria de granito num edifício

recente

Fig. 32 - Escadas e degraus

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PATOLOGIAS

Antes de qualquer trabalho de conservação em cantaria deve-se efectuar um rigoroso levantamento de todas as patologias que estão afectando a cantaria e identificá-las graficamente.

Segue-se então, a necessidade da determinação do tipo químico e mineralógico da rocha usada, bem como o reconhecimento de suas características físicas: dureza, porosidade, peso específico, textura e cor para podermos prosseguir com a reparação sem pormos em risco a pedra.

1. Penetração de Humidades

A humidade ou a água podem entrar numa construção por diversas formas:

Porosidade das próprias pedras Juntas das pedras

2. Ataques Biológicos

Nas juntas das pedras de cantaria tendem a instalar se microrganismos e mesmo plantas.

Estes organismos como plantas e musgos podem levar a deterioração das cantarias.

3. Degradação dos Materiais das Pedras

Estas alterações químicas acontecem nos granitos e nos calcários. Formação de crosta na superfície da pedra no caso dos calcários.

4. Degradação dos Materiais das Juntas

A degradação e o desaparecimento do material das juntas acontecem

principalmente à acção da água da chuva, que lentamente vai se deteriorando. Esta degradação pode ser mais rápida, caso os movimentos estruturais provocarem fissuras na pedra.

5. Fendilhação

Este fenómeno dá se nas juntas das pedras devido aos movimentos estruturais ou a assentamentos diferenciais de fundações.

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DIAGNÓSTICO DE PATOLOGIAS

No caso de edifícios modernos, uma análise visual poderá ser suficiente porque as cantarias não têm funções estruturais. No entanto em edifícios antigos poderá ser necessária uma análise mais rigorosa, como uma matriz de interacção entre patologias:

Quadro I: Interacção entre patologias das cantarias

MÉTODOS DE TRATAMENTO E CONSERVAÇÃO

A metodologia universal de um restauro da fachada passa por Limpeza, Consolidação e Protecção, sendo nem sempre é necessário executar todas as etapas.

O estado de conservação da cantaria definirá quais os tratamentos necessários, devendo-se levantar e diagnosticar as patologias.

- Limpeza de cantarias

Limpeza Manual

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Fig. 33 - Limpeza manual de fachadas com escova

Limpeza Química

Limpeza Mecânica

- Conservação de uma fachada

Com este processo temos vários objectivo como por exemplo:

- Remover todas as partes que alterem o aspecto original e que possam criar obstáculos ao passo seguinte;

- Melhorar a consistência no caso de revestimentos, impedindo a penetração de água e outras soluções;

- Tratar a pedra de maneira a que esta fique impermeável à água proveniente do exterior, não deixando de ter atenção a necessidade de esta precisar de transpirar a evaporação da água existente no seu interior;

- Tratamento com finalidade de melhorar a característica de coesão e aderência.

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Fig. 36 - Limpeza mecânica de fachadas com ar comprimido

Fig. 35 - Limpeza mecânica de fachadas com jacto de

água

Fig. 34 - Limpeza química de fachadas com jacto de água e

fungicida

Procedimento

Esta fase só acontece caso a pedra esteja seriamente degradada, inicialmente utilizando agentes biocidas, no caso de ataque biológico, musgos e plantas para a sua limpeza. Devemos aplicar um produto consolidante prevenindo então a coesão do material e deixando pronta para a próxima fase, a protecção.

Protecção

Aplicar um produto hidro-repelente diminuindo as agressões externas. Pedras que estejam até 3m de altura, devem se proteger com produto anti-graffiti.

- Tratamento de biocidas e herbicidas

De acordo com a característica do microrganismo ou planta que se pretende eliminar, podemos recorrer a esta tabela:

Quadro II: Interacção entre patologias das cantarias

Para a aplicação do agente de tratamento podemos usar o Pincel, Bisnaga pulverizadora de baixa pressão, Seringa, Hidro-lavadora ou Instrumentos de protecção como máscaras, óculos e luvas.

- Tratamentos de Consolidação

Tratamento por capilaridade Imersão completa à pressão

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Imersão completa (soto vuto)

- Tipos de consolidantes

Orgânicos (resinas,poliestirenos,poliéster) Inorgânicos (cal e bicarboanato de cálcio,hidróxido de bário...)

DEGRADAÇÃO DA PEDRA

Devido ao contacto constante com os agentes do meio ambiente, a composição química dos materiais, nomeadamente as pedras, tende alterar ao longo do tempo. Estas degradações podem ser:

- Químicas - ocorrem quando o ambiente reage com o material alterando a sua composição.

- Físicas – ocorrem quando há movimentos nas estruturas do material provocado pelo ambiente.

- Biológicas – ocorrem quando há presença de bactérias, musgos, etc que atacam a estrutura ao favorecendo a acção da água.

Para a resolução destas patologias temos como processos de intervenção a Lavagem das Cantarias, Tratamentos de revestimentos ou Pinturas.

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CASO DE ESTUDO

Para uma melhor compreensão destas intervenções vamos apresentar um caso de estudo. O nosso objecto de estudo vai ser uma Igreja onde a presença de cantarias é elevada devido ao facto de serem elementos clássicos.

As cantarias deste edifício apresentam abóbadas fracturadas e elementos pétreos deslocados. Após o estudo do edifício e das suas patologias decidiu-se efectuar uma colagem das fracturas e das fissuras para evitar queda de certas partes das cantarias. Para tal correcção utilizou-se uma resina époxica que é perfeita para o preenchimento do interior das fissuras. Esta foi aplicada com uma seringa com agulha epidérmica, sendo os resíduos superficiais removidos com acetona pura e com o auxílio de um bisturi.

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Fig. 37 – Exemplo de Igreja com Cantarias danificadas

Conclusão

Este trabalho permitiu-nos desenvolver os nossos conhecimentos na área da reabilitação que é uma área que nos últimos anos mais se tem desenvolvido pelo facto de o ramo da construção civil estar com grandes dificuldades. Esta apresenta uma solução à construção de edifícios novos pois através das técnicas estudadas podemos dar uma vida nova a edifícios antigos.

Através dos conhecimentos adquiridos, temos uma maior sensibilidade para os problemas existentes em cantarias e nas estruturas, nomeadamente betão armado, tendo agora possibilidade de emitir um juizo de valor relativamente ao problema e consequentemente apresentar uma solução ao mesmo.

Todos os elementos do grupo partilham a mesma opinião relativamente a este trabalho, considerando-o de grande importância e utilidade.

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Bibliografia

http://construironline.dashofer.pt/?s=modulos&v=capitulo&c=1842

http://manualdeutilizacaoemanutencao.geradordeprecos.info/Estruturas/Cantarias.html

Livro Reabilitação e Manutenção de Edíficios – Cantarias de Verlag Dashofer

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil de João Gustavo Raminhos Pavia Saraiva, TÉCNICAS DE PROTECÇÃO E REPARAÇÃO DE ESTRUTURAS DE BETÃO ARMADO, Novembro de 2007

Norma EN 1504

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