tcc carlos

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

REFORÇO ESTRUTURAL, MONOLITIZAÇÃO E

IMPERMEABILIZAÇÃO EM BLOCOS DE

FUNDAÇÃO

Trabalho de Conclusão de Curso

Engenharia Civil

Aluno: José Carlos Juvenal da Silva

Orientador: Prof.ª Dra. Eliana Barreto Monteiro

ii

Universidade de Pernambuco

Escola Politécnica de Pernambuco

Graduação em Engenharia Civil

JOSÉ CARLOS JUVENAL DA SILVA

REFORÇO ESTRUTURAL, MONOLITIZAÇÃO E

IMPERMEABILIZAÇÃO EM BLOCOS DE

FUNDAÇÃO

Monografia apresentada como requisito parcial para obtenção do diploma de

Bacharel em Engenharia Civil pela Escola Politécnica de Pernambuco –

Universidade de Pernambuco.

Recife, novembro de 2012.

iii

De acordo

Recife

____/___________/_____

_____________________________________

Prof.ª Dra. Eliana Barreto Monteiro

iv

Dedico este trabalho a minha querida esposa,

meus queridos filhos e pais que sempre

me apoiaram nas minhas decisões.

.

v

Agradecimentos

Agradeço primeiramente a Deus, por ter me dado forças e condições para

chegar até aqui.

A minha esposa e filhos que sempre me incentivaram em momentos difíceis

que passamos juntos, eles sempre estavam do meu lado.

A toda minha família, pelos estímulos e incentivos por acreditar que tudo tem

seu dia para ser finalizado.

A minha orientadora Professora Eliana Barreto Monteiro, ao Eng. Luiz

Fernando Bernhorft e o Eng. Ademar Marques que muito ajudaram e contribuíram

para a conclusão deste trabalho.

A todos aqueles que direta ou indiretamente estavam sempre me dando

forças para prosseguir e não desistir em meio a tantas dificuldades encontradas em

todo o caminho em busca deste resultado.

vi

Resumo

A reação álcali-agregado é uma das manifestações patológicas de maior

grau de deterioração do concreto, principalmente em obras de infra-estrutura,

barragens, pontes e atualmente na fundação de edifícios residenciais na região

metropolitana do Recife.

Diante do exposto, dado ao grande número de obras afetadas pela RAA, o

presente trabalho buscou, através de estudo de caso abordar o procedimento de

execução dos serviços para recuperação, reforço estrutural, monolitização e

impermeabilização dos blocos de coroamento de estacas da fundação de um edifício

residencial situado na Av. Boa Viagem na Cidade de Recife.

Com a recuperação, reforço estrutural, monolitização e a impermeabilização,

esperamos que os blocos de coroamento das estacas de fundação continuem

mantendo a garantia e a segurança da edificação.

vii

Abstract

The alkali-aggregate reaction is one of the pathological

manifestations of a high degree of deterioration of concrete, mainly in

infrastructure works, dams, and currently the foundation of buildings in

Recife downtown.

Above mentioned, it`s give a large number of work affected by the

AAR, this study sought, through case studies, addressing the

implementation procedure to make services for recovery, structural

strengthening, waterproofing blocks crowning in the piles foundation of a

residential building located at Av. Boa Viagem and city of the Recife.

With the recovery, structural reinforcement, unity block and

permeabilization, we expect blocks crowning of foundation piles

continue maintaining the security and safety of the building.

viii

Sumário

1. INTRODUÇÃO................................................................................................... 01

1.1 Justificativa....................................................................................................... 01

1.2 Objetivos........................................................................................................... 02

1.2.1 Objetivo Geral................................................................................................ 02

1.2.2 Objetivos Específicos.................................................................................... 02

2. HISTÓRICO E REFERENCIAL TEÓRICO........................................................ 03

2.1 Casa Navio....................................................................................................... 03

2.2 Edifício Residencial.......................................................................................... 04

2.3 Revisão Bibliografica........................................................................................ 05

2.4 Síntese do ensaio realizado pela ABCP...........................................................

2.4.1 Conclusões do Ensaio da ABCP...................................................................

07

08

2.5 Manifestação Patologica.................................................................................. 09

2.6 Layout dos Blocos de Fundação...................................................................... 12

3. REFORÇO ESTRUTURAL DOS BLOCOS (ESTUDO DE CASO)............... 13

3.1 Serviços executados........................................................................................ 13

3.1.1 Demolição de piso, contrapiso e escavação................................................. 13

3.1.2 Escavação para liberação dos blocos........................................................... 14

3.1.3 Lavagem do blocos....................................................................................... 16

3.1.4 Furação dos blocos...................................................................................... 17

3.1.5 Injeção de epóxi de alta fluidez..................................................................... 17

3.1.6 Apicoamento dos blocos............................................................................... 19

3.1.7 Execução de furos no bloco nos locais indicados no projeto de reforço...... 20

3.1.8 Armação de reforço com aço CA – 50......................................................... 21

3.1.9 Execução de concretagem........................................................................... 22

3.1.10 finalização do reforço bloco e impermeabilização...................................... 23

4. CONCLUSÕES.................................................................................................. 25

REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS

ix

Índice de Fotos

Foto 01 - Casa Navio........................................................................................ 03

Foto 02 - Edifício Residencial.........................................................................

Foto 03 - Amostra ensaiada do concreto .......................................................

Foto 04 - Concreto no qual se observam microfissuras...............................

04

07

08

Foto 05 - Blocos afetado por RAA..................................................................... 20

Foto 06 - Demolição de piso, contrapiso e escavação...................................... 23

Foto 07 - Bloco com aterro escavado ............................................................. 24

Foto 08 - Cavas dos blocos escoradas.............................................................. 24

Foto 09 - Bloco lavado....................................................................................... 25

Foto 10 - Execução de furos e ancoragem das mangueiras........................... 26

Foto 11 - Injeção de epóxi no bloco................................................................... 27

Foto 12 - Bloco apicoado...................................................................................

Foto 13 - Furação para ancoragem da armação de reforço..............................

Foto 14 - Bloco com armação de reforço..........................................................

29

30

31

Foto 15 - Bloco sendo concretado..................................................................... 32

Foto 16 - Bloco finalizado e impermeabilizado..................................................

33

x

Índice de Figuras

Figura 01 - Reação Álcali-Agregado.............................................................. 10

Figura 02 - Classificação da ação preventiva quanto à RAA........................ 19

Figura 03 - Layout dos blocos........................................................................ . 21

xi

Símbolos e Siglas

Cm – Centímetro

fck – Resistência Característica à Compressão do Concreto

mm – Milímetros

MPa – Mega Pascal

RAA – Reação Álcali - Agregado

ABNT - Associação Brasileira de Normas Tecnicas

NBR - Norma Brasileira

Capítulo 1 - Introdução

__________________________________________________________________

José Carlos Juvenal da Silva 1

1. INTRODUÇÃO

Nota-se desde as mais remotas civilizações existente, uma necessidade

crescente de busca por novas tecnologias, visando a otimização e a expansão do

uso dos materiais.

Na construção civil, esta busca acontece incessantemente e como

consequência desta velocidade, aceitam-se riscos pela falta de conhecimento de

diversos fatores que influenciam o comportamento decorrente do uso de novas

técnicas ou material.

Este conjunto de fatores gera a deterioração estrutural que como

consequência traz fontes para o estudo da patologia das estruturas, que é o campo

da engenharia das construções que estuda as origens, as formas de manifestações,

consequências e mecanismo de ocorrências das falhas e dos sistemas de

degradação das estruturas. (RIPPER e SOUZA, 1996).

Este trabalho aborda o reforço estrutural, monolitização e impermeabilização

em blocos de coroamento de estacas de fundação de uma edificação residencial

mostrando as fases de recuperação da estrutura do bloco da fundação.

1.1 Justificativa

Com o crescimento de casos de reação álcali-agregado (RAA) em obras

residenciais nos últimos anos, é muito importante o aumento nas pesquisas sobre o

assunto, tornando cada vez mais significativo a prevenção em obras novas para que

se possa evitar este tipo de problema.

Todas as soluções usadas até o momento apresentam futuro incerto,

necessitando de um monitoramento constante para verificação de sua eficácia. Um

dos pontos que causa esta incerteza é o fato de ainda não ser possível determinar

todo o potencial e o período de expansão pela RAA.

Além disso, grande parte das obras hoje em dia, já possuem idade

significativa (mais ou menos trinta anos) e apresentam desgaste devido à má

utilização, falhas de projeto ou má execução.

Capítulo 1 - Introdução

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A origem dos problemas patológicos está distribuída da seguinte maneira:

40% projeto, 28% execução, 18% materiais, 10% uso e 4% planejamento. Com base

nesses dados , verifica-se a necessidade de um estudo sobre essas causas que são

conhecidas, sua terapia será escolhida, com maior precisão e como consequência

far-se-á a escolha mais econômica o possível. (HELENE, 1992)

1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo Geral

O presente trabalho tem como objetivo no estudo de caso demonstrar a

necessidade da recuperação em blocos de coroamento de estacas de fundação,

onde está ocorrendo reação álcali – agregado e descrever a sequencia dos serviços

a serem realizados para recuperar, reforçar, monolitizar e impermeabilizar o bloco de

fundação.

1.2.2 Objetivos Específicos

Fundamentar os procedimentos de recuperação, reforço estrutural,

monolitização e impermeabilização dos blocos da fundação de um edifício

residencial atacados pela reação álcalis-agregado;

Descrever os procedimentos que deu uma sobrevida para os blocos da

fundação que teve sua estrutura recuperada, reforçada, monolitizada e

impermeabilizada.

Capítulo 2 - Histórico e Referencial Teórico

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2. HISTÓRICO E REFERENCIAL TEÓRICO

2.1 CASA NAVIO

Foto 01 – Casa Navio

Na Avenida Boa Viagem em Recife, Pernambuco, existiu uma curiosa casa no

formato de navio, construída em 1940, a casa pertencia ao empresário Aldemar da

Costa Carvalho com arquitetura semelhante ao navio Queen Elizabeth, com sala de

reunião, quartos, suítes, salão de jogos, cinema, restaurante e até uma cabine de

comando com todos os equipamentos originais de um navio.

A casa virou cartão postal e foi filmada pela Metro Golden Meyer, de

Hollywood, e hospedou diplomatas e até presidentes. Foi demolida em meados de

1981, para dar lugar a construção de um edifício residencial.


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2.2 EDÍFÍCIO RESIDENCIAL

Foto 02 – Edifício Residencial

O Edifício Residencial construído onde situava-se a famosa Casa Navio , é

um prédio de 22 andares constituído de dois apartamentos por pavimento somando

um total de 44 apartamentos.

O Edifício Residencial teve sua obra iniciada ainda no ano de 1981 e sua

finalização em 1984, somando hoje um total de 28 anos da sua conclusão.


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2.3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.3.1 REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO

A reação álcali-agregado é uma das manifestações patológicas de maior

grau de deterioração do concreto, principalmente em obras de infra-estrutura,

barragens, pontes.

Os principais fatores que influenciam a reação provêm de processos

químicos, entre alguns dos compostos mineralógicos do agregado com hidróxidos

alcalinos originários do cimento, água de amassamento e agentes externos, os quais

estão dissolvidos na solução dos poros do concreto.

Essa reação, apesar de lenta, conduz a um quadro patológico irreversível,

gera produtos expansivos capazes de microfissurar o concreto, causando a perda de

homogeneidade, de resistência mecânica e de durabilidade.

Apesar de existirem formas eficientes de evitar que a RAA se desenvolva do

ponto de vista preventivo, após a instalação do processo deletério, os danos

causados são irreversíveis e as soluções de recuperação ainda são paliativas.

A reação álcali-agregado (RAA) é a reação química que ocorre internamente

em uma estrutura de concreto entre os hidróxidos alcalinos (provenientes do

cimento, da água de amassamento, de aditivos químicos, de adições pozolânicas,

entre outros.) e alguns tipos de minerais presentes nos agregados. Como resultado

da reação, são formados produtos que na presença de umidade, são capazes de

expandir, gerando fissurações, deslocamentos e podendo levar a um

comprometimento das estruturas de concreto.

A reação álcali-agregado foi estudada inicialmente por Stanton, em 1940, na

Califórnia, quando identificou este processo como sendo uma reação deletéria que

ocorria entre os constituintes do concreto, a sílica do agregado e os álcalis do

cimento, o qual denominou reação álcali-agregado. Segundo Stanton em

constatações experimentais, a reação era capaz de formar eflorescências brancas,

causar expansão e fissurações; Tais fatos puderam ser observados em diversas

estruturas reais afetadas na Califórnia, durante os anos 1920 a 1930 (STANTON,

1940).


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Após a descoberta da RAA, vários autores passaram a estudar os

mecanismos de expansão da RAA, tais como Hansen (1940), Vivian (1952), Van

Aardt e Visser (1977), Dent Glasser e Kataoka (1981), Deng e Tang (1993), Prezzi,

Monteiro e Sposito (1997), Hasparyk (1999) entre outros. Estudos que contribuíram

para o esclarecimento de fatores intervenientes, tais como: o processo químico

envolvido, a identificação dos minerais 5 reativos as conseqüências a partir da

identificação de casos reais de estruturas afetadas por esta patologia.

Segundo Mehta e Monteiro (2008), as expansões e fissurações devidas à

RAA podem comprometer o concreto, resultando em perda de resistência,

elasticidade e durabilidade.

A possibilidade de ocorrência da RAA está condicionada à interação entre a

quantidade de álcalis disponíveis e a potencialidade reativa dos agregados.

Entretanto, segundo Biczok, et al., (1972), influências externas como a umidade e

temperatura são condicionantes importantes do processo deletério.

O tempo necessário para notar indícios da RAA ou danos em uma estrutura

depende de vários fatores, destacando-se o tipo e proporção dos agregados, o teor

de álcalis do cimento, a composição do gel, a temperatura e a umidade, entre outros

fatores (BICZOK,ET AL., 1972).

A RAA pode ser classificada, em função do tipo e mineralogia do agregado

reativo envolvido, de três formas, como: reação álcali-sílica, reação álcali-silicato ou

reação álcali-carbonato (HOBBS, 1988).


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2.4 SÍNTESE DO ENSAIO REALIZADO PELA ABCP

Este relatório apresenta os resultados dos estudos referentes a um corpo de

prova de concreto extraído e enviado pelo interessado com o objetivo de avaliar sua

qualidade e durabilidade, com ênfase na ocorrência de eventuais reações

expansivas.

De um modo geral o concreto apresenta características e aspectos

estruturais e texturais próprias de concretos submetidos a processos normais de

preparação e dosagem, com adensamento e homogeneização adequados.

Na foto 03 temos amostra do concreto no qual se observam bordas de

reação ao redor do agregado graúdo e material esbranquiçado depositado dentro de

um poro. Ampliação 6x.

Foto 03 - Amostra ensaiada do concreto. Ampliação 6x.


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Na foto 04 temos detalhe do concreto no qual se observam microfissuras na argamassa preenchidas por um gel que se desenvolvem no contorno dos agregados miúdos - Microscópio de luz transmitida. Ampliação 100x.

Foto 04 - Concreto no qual se observam microfissuras. Ampliação 100x.

2.4.1 CONCLUSÕES DO ENSAIO DA ABCP

A amostra de um modo geral apresenta argamassa de coloração cinza clara.

Os agregados utilizados são do tipo pedra britada e areia natural.

O agregado graúdo possui características texturais que permitem

caracterizá-lo como potencialmente reativo frente aos álcalis do concreto.

Observa-se que o concreto exibe feições típicas da instauração da reação

álcali-agregado do tipo álcali-silicato.

Os agregados exibem bem definidas bordas de reação e ao microscópio

eletrônico pode caracterizar os produtos da reação, materializados principalmente


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por um gel expansivo que está disposto principalmente na interface pasta agregado

ou preenche os poros na argamassa.

2.5 MANIFESTAÇÃO PATOLÓGICA

Em 2005, constatou-se a ocorrência da anomalia em blocos de fundações

em edifícios urbanos na cidade de Recife - PE, em escala inédita para o meio

técnico de todo o mundo.

As principais características eram: baixa profundidade do lençol freático,

presença de fases reativas nos agregados (quartzo com extinção ondulante e

quartzo microgranular) e disponibilidade de álcalis.

Aproximadamente 20 casos de elementos de fundação com reação álcali-

agregado foram descobertos na região metropolitana de Recife com idade entre três

e 30 anos (ANDRADE et al., 2006).

A Reação Álcali-Agregado foi descoberta no EUA na década de 40. No

Brasil até recentemente só se tinha notícias da presença em concreto em massa

(ex: barragens), porém já foi constatada em edificações de menor porte (ex:

fundação de edifícios).

A RAA é uma reação química que se processa, numa argamassa ou

concreto, entre os íons hidroxilas associados aos álcalis óxido de sódio e óxido de

potássio, provenientes do cimento ou de outras fontes e certos tipos de agregado

(FIGUERÔA & ANDRADE, 2008).

Para ocorrência de RAA é necessário o seguinte cenário:

Agregado Reativo;

Umidade ambiente elevada;

Alta concentração de hidróxidos alcalinos nos poros do concreto


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Figura 01 – Reação Álcali-Agregado

Tipos de Reações:

• Reação Álcali-Sílica;

• Reação Álcali-Silicato;

• Reação Álcali-Carbonato;

Reação Álcali-Sílica:

• ocorre quando a dissolução dos hidróxidos dos álcalis com a sílica amorfa,

presentes em agregados como: opala, calcedônia, cristobalita, tridimita, certos

tipos de vidros naturais (vulcânicos) e artificiais, e o quartzo

microcristalino/criptocristalino deformado.


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Reação Álcali-Silicato:

• A reação álcali-silicato acontece por um processo semelhante ao da reação

álcali-sílica, com a diferença de se processar mais lentamente devido ao fato

de os minerais reativos estarem mais disseminados na matriz e à presença de

quartzo deformado.

Reação Álcali-Carbonato:

• A reação álcali-carbonato é um tipo de reação que ocorre de maneira

diferente das outras apresentadas anteriormente, uma vez que o produto

desta reação não forma o gel alcalino.

Fonte:Haspararyk, 2005

O produto formado é um “gel” expansivo que ocasiona processos de

fissuração e deslocamentos diferenciais em estruturas de concreto.

Métodos para detectar a RAA:

- Análise Petrográfica;

- Método Químico;

- Método Acelerado de Barras de Argamassa (ABMT);

- Métodos de Prismas de Concreto (CPT);

- Método Acelerado de Prismas de Concreto (ACPT).

A interrupção da RAA e a recuperação da estrutura afetada é difícil e cara:

A prevenção é muito mais fácil

monitoramento periódico

manutenção das estruturas

comprometimento das propriedades do concreto

substituição dos elementos afetados

ABNT NR-7389

Utiliza-se para obter informações qualitativas sobre os minerais e a natureza

do agregado quanto a sua nocividade em relação a RAA, ou seja o agregado


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será investigado pela análise petrográfica para identificar minerais

potencialmente reativos.

As técnicas utilizadas são:

Observações macroscópicas e microscópicas através de microscopia

estereoscópica (luz refletida), microscopia óptica (luz transmitida) e

microscopia eletrônica.

Técnicas analíticas, tais como difração de raios-x e espectroscopia de

infravermelho, usadas para caracterizar a textura e forma ristalina da sílica

nas partículas dos agregados.

Resultados

Com relação ao concreto, a investigação determina a existência da RAA,

através da ocorrência de bordas de reação nos agregados, gel contido nos

poros e microfissuras causadas pela expansão do gel.

Com relação aos agregados, a investigação determina a sua classificação

petrográfica através da descrição mineralógica, identificando os minerais

deletérios textural e estrutural.

Teor de Álcalis do Cimento

Acredita-se que se o conteúdo alcalino do cimento for menor que 0,6%, não

ocorrem danos provenientes de RAA, independentemente dos agregados reativos

(MEHTA & MONTEIRO, 1994). Entretanto, em concretos contendo um consumo

muito alto de cimento há possibilidade de ocorrência de danos até para conteúdo de

álcalis menor que 0,6%.

Investigações na Alemanha e Inglaterra mostram que conteúdo total de

álcalis menor que 3 kg/m3 provavelmente não causam danos por RAA (MEHTA &

MONTEIRO, 1994).


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Segundo Paulon (1981) o limite de 0,6% deve ser assumido como um

critério insuficiente de segurança contra a RAA. A concentração de álcalis é decisiva

para a ocorrência de reação e depende do conteúdo de álcalis do cimento, do

suprimento de álcalis das circunvizinhanças e dos consumos de água e cimento do

concreto. Ou seja, utilizar como parâmetro os níveis de álcalis constantes no

cimento não garante que a estrutura não sofrerá manifestações patológicas da

reação álcali-agregado.

Agregados

Com os agregados alguns fatores são necessários para que sejam reativos

a álcalis, como (temperatura e tamanho das partículas), têm-se os silicatos ou

minerais de sílica, sílica hidratada (opala) ou amorfa (obsidiana, vidro de sílica),

podendo reagir com soluções alcalinas, porém diversas dessas reações são

insignificantes.

Entre as rochas deletérias reativas a álcalis estão os quartzitos e quartzos

fraturados, tensionados e preenchidos por inclusões (METHA & MONTEIRO, 1994).

As dimensões das partículas influem no tamanho das reações, se forem

pequenas aumentam a expansões, mas se forem muito pequenas da ordem de

mícrons, pode ocorrer o inverso. Segundo Paulon (1981), agregados reativos de

dimensões muito reduzidas provocam uma reação profunda e total antes que o gel

tenha se formado.

Grandes quantidades de materiais finos, devido a sua grande superfície

específica, provocam redução rápida na concentração de álcalis de tal forma que os

agregados maiores não tenham oportunidade de sofrer as reações secundárias que

provocam a formação do gel.

Umidade e Temperatura

Com relação ao elemento água, varias deverão ser as possibilidades de

formação do gel. Em primeiro a água pode ser considerada como danosa para o

concreto se o nível interno de água for em excesso, ou seja, se o fator água/cimento

for superior ao necessário para que ocorra o processo de hidratação do concreto, ou


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se a estrutura tem contato externo direto com água, nível de lençol freático na face

dos blocos de fundação.

Ou ainda se a umidade relativa do ar for superior a 85% a 20°C, que

associada à temperatura podem ter seu nível elevado (FIGUERÔA & ANDRADE,

2007).

Existem alguns métodos para detectar a RAA, entre eles pode-se citar:

- Análise Petrográfica;

- Método Químico;

- Método Acelerado de Barras de Argamassa (ABMT);

- Métodos de Prismas de Concreto (CPT);

- Método Acelerado de Prismas de Concreto (ACPT).

Método Osipov

É um método térmico de ensaio mais conhecido como Método Osipov devido

aos Eng.° Albert Osipov ter criado e desenvolvido no Institute Hydroproject de

Moscou.

Análises complementares.

Este método submete os agregados, com dimensões de 20 a 50 mm, a alta

temperatura aproximadamente 1000° por 60 segundos. Considera-se que o

agregado, caso possua mineralógica reativa, venha desagregar-se quando exposta

à temperatura elevada. Havendo fragmentação do agregado, isto seria um indício da

potencialidade reativa da rocha analisada (VALDUGA, 2002 apud Furnas, 1997).

Entretanto mais isso não determina que se o agregado não desagregar-se

ele não poderá ser potencialmente reativo, sendo necessário

Método Químico

É um método que foi desenvolvido entre 1947 e 1952 por Richard Melem,

onde foram avaliados 71 agregados, verificando Sílica Dissolvida (Sd) e a redução

da alcalinidade (Rc) e passando estes resultados para um gráfico, onde


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representava o limite entre os materiais deletérios e inócuos. A NBR 9774-87

normatiza esse método.

Esses ensaios têm vantagens e desvantagens. A vantagem é a rapidez com

que é realizado mas com isso vem a desvantagem devido ao fato de os agregados

ficarem expostos as condições de ambiente agressivas por apenas 24 horas, poderá

levar a resultados não tão precisos.

Método das Rochas Carbonáticas

Este método é aplicável exclusivamente na verificação de características

expansivas de rochas carbonáticas. É um método alternativo, já que a reação deste

tipo de rocha não pode ser detectada por outros métodos por constituir um processo

de expansão completamente diferente dos outros dois tipos de reação. É

normatizado no Brasil como NBR 10340/88.

As amostras não são de argamassa e sim testemunhos cilíndricos de rocha

de dimensões muito pequenas (9 mm de diâmetro e 35 mm de comprimento). A

estocagem daamostra consiste em ambiente com solução de NaOH a concentração

1N à temperatura de 23°C.

As leituras de expansão são feitas nas idades de 7, 14, 21 e 28 dias,

podendo o ensaio ser levado até 1 ano. A NBR 10340/88, porém, não fixa limites de

expansão (VALDUGA, 2002).

Possui algumas desvantagens que são citadas por VALDUGA apud

FONTOURA, 1999: a dificuldade de obtenção de um testemunho que seja bastante

representativo da rocha analisada, e a duração do ensaio, que pode ser muito longa.

Este ensaio tem uso bastante restrito no Brasil, pois as rochas carbonáticas

(contendo proporções de dolomita, calcita e material insolúvel que conduzirão a

desdolomitização) não compreendem a principal fonte de fornecimento de

agregados no país (VALDUGA, 2002 apud FONTOURA, 1999).


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Microscopia Eletrônica de Varredura

“A microscopia eletrônica de varredura é uma técnica que vem sendo

largamente utilizada na análise da microestrutura de concretos e argamassas,

dentre vários outros materiais utilizados na construção civil. São bastante utilizados

para análise de produtos de hidratação do cimento e produtos de ataques de

agentes agressivos, entre eles os produtos da reação álcali agregado.” (VALDUGA,

2002)

Não é um método de avaliação de RAA, pois não analisa os agregados

diretamente. Esse método avalia estruturas que já possuam as reações

desencadeadas.

O MEV (Microscópio Eletrônico de Varredura) possui alta resolução e grande

profundidade de foco. A amostra é alcançada por um feixe de elétrons e diversas

informações podem se fornecidas a partir dos sinais originados. Os elétrons

secundários são os mais importantes na formação de imagens e fornecem

informações topológicas da amostra. Já os elétrons retroespelhados fornecem

informações sobre o número atômico e os raios X identificam e quantificam os

elementos presentes no material (VALDUGA, 2002 apud VEIGA et. al., 1997).

Segundo Hasparyk (1999), é uma técnica muito útil, pois permite grandes

ampliações e com isso a identificação precisa dos produtos da RAA

Método de Barras Acelerado – ABTN NBR 15577-04

Este método determina, por meio da variação de comprimento de barras de

argamassa, a suscetibilidade de um agregado participar da reação expansiva álcali-

sílica na presença dos ínos hidroxila associados aos álcalis do cimento (ABNT NBR

15577-4/08).

O método Sul Africano ou NBRI foi inicialmente desenvolvido por

Oberfiolster e Davies (1986) em 1985-1986 e é um dos métodos mais difundidos e

utilizados no mundo todo. Posteriormente foi normatizado corno ASTM C-1260, com

pequenas variações. (VALDUGA, 2002)


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Pela ASTM C-1260, as barras de argamassa são moldadas com urna

relação água/cimento fixa de 0,47 e estocadas em imersão em uma solução alcalina

de NaOH com concentração 1N e temperatura de 80° C. Isto com o objetivo de

simular as "condições péssimas" para submissão do agregado.

É chamado de acelerado, pois os resultados podem ser lidos em apenas 16

dias, em comparação ao método de barras que os resultados são apresentados em

um ano.

Método de Prisma de Concreto – ABNT NBR 15577-06.

“Método de ensaio para avaliar, por meio da variação de comprimento de

prismas de concreto, a suscetibilidade de um agregado participar da reação

expansiva álcali – sílica (RAS) na presença dos íons hidroxila associados aos álcalis

(sódio e potássio), fazendo-se uso de um cimento-padrão, com adição suplementar

de hidróxido de sódio” (ABNT. NBR 15577- 6,2008, p.1).

É um método de ensaio de longa duração que representa melhor às

condições para avaliação da reação álcali agregados, pois utiliza prisma de concreto

e não argamassa como no método acelerado.

A solução NaOH é adicionada na água de amassamento aumentando a

concentração dos álcalis da mistura, respeitando o limite especificado. Além dos

prismas permanecerem saturados a uma temperatura de 38°C, em recipientes

especiais, os corpos de prova não podem ter contato direto com a água nem

paredes do recipiente.

As expansões são limitadas por uma taxa de 0,04%, ou seja, para expansões

inferiores a 0,04% os agregados são considerados inócuo.

Análise Petrográfica

De acordo a NBR 7389, análise petrográfica é um estudo macroscópico dos

materiais naturais, e identificando seus elementos constituintes e propriedades,

visando a sua utilização.

Os métodos empregados para caracterização do concreto correspondem:


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- ASTM C 856-02 – Standard Practice for Petrografic Examination of Hardened

Concrete;

- NBR 7389/92 – Apreciação petrográfica de materiais naturais, para utilização como

agregado para concreto.

- NBR 15577-3/08 – Apreciação petrográfica de materiais naturais, para utilização

como agregado para concreto.

A interrupção da RAA e a recuperação da estrutura afetada é difícil e

cara:

A prevenção é muito mais fácil

monitoramento periódico

manutenção das estruturas

comprometimento das propriedades do concreto

substituição dos elementos afetados

ABNT NR-7389

Utiliza-se para obter informações qualitativas sobre os minerais e a natureza

do agregado quanto a sua nocividade em relação a RAA, ou seja o agregado

será investigado pela análise petrográfica para identificar minerais

potencialmente reativos.

As técnicas utilizadas são:

Observações macroscópicas e microscópicas através de microscopia

estereoscópica (luz refletida), microscopia óptica (luz transmitida) e

microscopia eletrônica.

Técnicas analíticas, tais como difração de raios-x e espectroscopia de

infravermelho, usadas para caracterizar a textura e forma ristalina da sílica

nas partículas dos agregados.


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Figura 02 – Classificação da ação preventiva quanto à RAA.

Fonte: Battagin,2008.

Resultados

Com relação ao concreto, a investigação determina a existência da RAA,

através da ocorrência de bordas de reação nos agregados, gel contido nos

poros e microfissuras causadas pela expansão do gel.

Com relação aos agregados, a investigação determina a sua classificação

petrográfica através da descrição mineralógica, identificando os minerais deletérios

textural e estrutural.


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No edifício residencial, a reação álcali – agregado (RAA) foi verificada

através do ensaio de analise petrográfica realizado pela ABCP, foi observada que o

concreto exibia feições típicas da instauração da reação álcali-agregado do tipo

álcali-silicato.

A Foto 05, mostra a imagem de um dos blocos da fundação do edifício

residencial afetado pela RAA, onde é vista fissuras características provocadas por

este tipo de reação, deixando o concreto todo mapeado tornando-o mais frágil.

Foto 05 – Um dos blocos afetado por RAA

Com o que vimos até agora podemos constatar que os blocos da fundação

do edifício residencial estão inseridos num ambiente propício a ocorrência da reação

álcali – agregado, pois temos o conjunto: agregado reativo, álcalis do cimento e

lençol de água muito superficial, disponibilizando todos os elementos para o

fechamento desta reação e foi a partir da comprovação da análise da ABCP que se

decidiu dar início a recuperação dos Blocos da fundação, com a contratação da

empresa executora que gerou um orçamento de custo dos serviços.


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2.6 LAYOUT DOS BLOCOS DE FUNDAÇÃO


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Figura 03 – Representação dos 36 blocos da fundação, situado no interior da

garagem semi - enterrada do edifício residencial.

Capítulo 3 –Estudo de Caso

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3. RECUPERAÇÃO E REFORÇO ESTRUTURAL DOS BLOCOS

DE FUNDAÇÃO (ESTUDO DE CASO)

A recuperação, reforço estrutural, monolitização e impermeabilização,

ocorreram durante um período de seis meses, onde foram executados os serviços

necessários para que os blocos da fundação fossem recuperados e reforçados.

A recuperação e o reforço estrutural a monolitização a impermeabilização

envolveram vários serviços e materiais, tais como: Demolição de piso e contrapiso;

Escavação manual; Lavagem das superfícies dos blocos com hidrojateamento;

Corte do concreto com até 5 cm de profundidade; Furação para colocação dos bicos

injetores com diâmetro na faixa de (10.0mm≤ Ø ≤16mm), espaçamento na faixa de

(0.15m≤ E ≤0.30m); Furação para ancoragem da armadura conforme projeto de

reforço estrutural; Fechamento das fissuras com graute; Injeção de resina epóxi de

alta fluidez para preenchimento das fissuras no interior do bloco; Apicoamento das

superfícies dos blocos; Armadura de reforço em aço CA 50 com diâmetro de

10mm; Adesivo estrutural à base de epóxi para ancoragem dos bicos injetores e as

armaduras; Concreto estrutural dosado em central com fck de 40 Mpa aditivado com

microssílica para cobrimento da armadura de reforço; Impermeabilização das

superfícies dos blocos de fundação.

3.1 SERVIÇOS EXECUTADOS

3.1.1 DEMOLIÇÃO DE PISO, CONTRAPISO E ESCAVAÇÃO

A demolição do piso e contrapiso foram executados com marteletes elétricos

operados manualmente como mostra a foto 06, fazendo a liberação do material do

aterro que teve sua remoção realizada manualmente.

Foram colocados madeiras para fazer o escoramento das cavas para manter

as paredes das cavas em seu devido lugar, evitando assim o escorregamento das

mesmas.


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Foto 06 – Demolição de piso, contrapiso e escavação

3.1.2 ESCAVAÇÃO PARA LIBERAÇÃO DOS BLOCOS

A escavação foi feita através de processo manual com o objetivo de liberar

as superfícies dos blocos para prosseguir com os trabalhos subsequentes. Os

blocos apresentavam fissuras por completo em todas as faces.

A foto 07 mostra o bloco exposto depois de retirado o aterro antes da

lavagem.

A foto 08 mostra um bloco com as cavas escoradas para evitar

desmoronamento do aterro do piso.


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Foto 07 – Bloco com aterro escavado

Foto 08 – Cavas dos blocos escoradas


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3.1.3 LAVAGEM DO BLOCO

A lavagem foi feita através da aplicação de jato de água fria, técnica de

limpeza largamente utilizada para preparação das superfícies dos blocos para se

revelar melhor as fissuras e para a futura recepção do material de reparação.

A foto 09 mostra o bloco limpo com as fissura reabertas melhorando com

isso a sua visualização para que posteriormente seja iniciada a furação e após a

colocação das mangueiras as fissuras sejam seladas com graute para que durante a

injeção do epóxi de alta fluidez, não vazem através das fissuras.

Foto 09 – Bloco lavado


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3.1.4 FURAÇÃO DOS BLOCOS

Foram aberto furos ao longo do desenvolvimento das fissuras, com diâmetro

na ordem dos (10.0mm≤ Ø ≤16mm) e profundidade aproximadamente de 30mm,

obedecendo a um espaçamento na faixa de (0.15m≤ E ≤0.30m) em função da

abertura das fissuras (tanto maior quanto mais aberta esta for), mais sempre

respeitando um máximo de 1,5 vezes a profundidade da fissura. Na foto 10 temos

um bloco sendo furado e também sendo ancoradas as mangueiras onde através das

quais será injetado o epóxi de alta fluidez.

Foto 10 – Execução de furos e ancoragem das mangueiras

3.1.5 INJEÇÃO DE EPÓXI DE ALTA FLUIDEZ

Nos furos, são fixados tubinhos plásticos, de diâmetro um ponto inferior ao

da furação, com parede um pouco espessa para suportar a injeção do produto que

irá preencher as fissuras internas do bloco de fundação. A ancoragem dos tubos é


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feita com adesivo estrutural a base de epóxi e o intervalo de fissuras entre dois furos

consecutivos é selado com argamassa de graute. O graute apresenta alta

resistência mecânica e excelente aderência à superfície sobre a qual é aplicado,

além de não apresentar retração. Utiliza compostos isentos de cloretos e

componentes metálicos, obtendo-se um concreto de grande fluidez, expansão

controlada, grande trabalhabilidade e autonivelamento.

A foto 11 mostra o momento da injeção de epóxi de alta fluidez no bloco,

através dos bicos injetores ou tubinhos plásticos. O epóxi de alta fluidez penetra no

bloco tornando assim uma estrutura monolítica e evitando a entrada de água para o

interior do bloco de fundação.

Foto 11 – Injeção de epóxi no bloco


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3.1.6 APICOAMENTO

O apicoamento é a remoção do concreto da superfície do bloco. O

apicoamento é um método de preparação de superfícies onde são utilizados

equipamentos dotados de placas com pontas de material duro e resistente que

golpeiam a superfície do elemento estrutural a ser tratado, provocando pequenas

fraturas tanto na argamassa superficial como no agregado, deixando a superfície do

substrato bastante áspera.

Somente para áreas muito pequenas pode ser permitido o apicoamento

manual, quase sempre irregular e deficiente. Para áreas maiores, somente será

permitida a utilização de ferramentas elétricas. O produto final do apicoamento deve

ser uma superfície bastante áspera e adequada para receber materiais de proteção

e de recuperação ou reforço tais como, argamassas, concreto projetado ou concreto

aditivado.

O apicoamento está associado com atividades de remoção superficial de

concreto, revestimentos e cobrimentos, não deve avançar além destas pequenas

espessuras, e em hipótese alguma se permite que o apicoamento comprometa a

integridade estrutural.

A foto 12, nos mostra alguns blocos de fundação apicoados após a injeção

de epóxi líquido de alta fluidez.


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Foto 12 – Blocos Apicoados

3.1.7 EXECUÇÃO DE FUROS NO BLOCO NOS LOCAIS INDICADOS NO

PROJETO DE REFORÇO COM ANCORAGEM EPÓXICA.

A furação do concreto para armação de reforço, pode ser feita com emprego

de equipamento específico, constituído de furadeiras elétricas rotativas e a

percussão.

Os furos foram feitos nos locais especificados no projeto e em seguida foi

aplicada a resina epóxica estrutural para se fazer a ancoragem da armação, tanto no

bloco como no pilar foi feita a ancoragem da armação.

A foto 13 mostra a execução dos furos de ancoragem com broca elétrica.


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Foto 13 – Execução da furação para ancoragem da armação de reforço

3.1.8 ARMAÇÃO DE REFORÇO EM AÇO CA-50

A armação foi especificada em projeto estrutural tendo como, duas camadas

de ferro fazendo a armação superior do bloco e uma camada revestindo a lateral do

bloco. Temos com isto o bloco reforçado na sua parte superior e na lateral, onde foi

usado aço CA – 50 com diâmetro de 10 mm.

A foto 14 mostra um bloco com armadura de reforço estrutural onde foi

usado aço CA 50.


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Foto 14 – Bloco com armadura de reforço

3.1.9 EXECUÇÃO DE CONCRETAGEM

A concretagem foi executada no bloco, com concreto estrutural dosado em

central de concreto com fck igual a 40 Mpa aditivado com microssilica.

O concreto foi aplicado nos blocos manualmente sendo coletado no

caminhão com carros de mão e levados até o bloco onde foi despejado e vibrado.

A foto 15, mostra um bloco no momento em que esta sendo colocado o

concreto e vibrado.


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Foto 15 – Bloco sendo concretado

3.1.10 FINALIZAÇÃO DO BLOCO E IMPERMEABILIZAÇÃO

Após o inicio da cura do concreto com aproximadamente 24 horas da

concretagem, foram retiradas as formas de madeira deixando o bloco finalizado

aguardando a impermeabilização. A impermeabilização superficial do concreto

estrutural foi feita com Viaplus 1000, revestimento impermeabilizante, semiflexível,

bicomponente (A+B) à base de cimentos especiais, aditivos minerais e polímeros

impermeabilizantes.

A foto 16 mostra o bloco de fundação finalizado e impermeabilizado.


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Foto 16 – Bloco finalizado e impermeabilizado

Com a conclusão dos blocos, esperamos ter descrito os procedimentos de

recuperação, reforço estrutural, monolitização e impermeabilização de uma maneira

bem suscinta onde se possa ter um ponto de referência para tal procedimento.

Capítulo 4 - Conclusões

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4. CONCLUSÕES

Neste capítulo, estão apresentadas as principais conclusões obtidas neste

estudo de caso realizado na fundação de um edifício residencial na cidade do

Recife.

É fundamental que exista um plano de investigação sobre ocorrências de

RAA, e que seja inserida no plano de manutenção das estruturas de edifícios

residenciais alem das outras estruturas já existentes, já que existem casos de

ocorrências deste tipo de ataque em fundações de obras residenciais na região

metropolitana do Recife.

A reação álcali-agregado deve ser evitada ao máximo em obras novas, uma

vez que não existe uma solução definitiva para este tipo de problema.

As soluções usadas até o momento não tem uma garantia permanente,

necessitando de monitoramento constante para verificação de sua integridade.

A recuperação dos blocos que foram atacados pela reação álcalis-

agregados, fissurados como resultado do ataque desta reação, teve como

intervenção a recuperação, reforço estrutural, monolitização e impermeabilização

para que os blocos voltem a ter as suas funções restauradas.

Espera-se que esses blocos continuem fazendo parte da fundação com

garantia e garantindo a segurança da edificação nas condições de blocos

recuperados e reforçados.

Bibliografia

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

SOUZA,VCM. e RIPPER,T. Patologia, Recuperação e Reforço de Estruturas de

Concreto – São Paulo: PINI, 1998.

SILVA, G. A. Recuperação de Blocos de Coroamento Afetados pela Reação Álcali-

Agregado. Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil. Universidade Católica de

Pernambuco, 2007.

MALHEIROS, A. M. Patologia das Estruturas de Concreto do Edifício Hotel Holiday

INN, Dissertação de TCC em Engenharia Civil. Universidade Anhembi Morumbi São

Paulo, 2007.

FIGUERÔA, JOSÉ DO PATROCINIO. Andrade, Tibério - O ataque da Reação Álcali

Agregado sobre as estruturas de Concreto: a descoberta pioneira da ocorrência do

problema em fundações de pontes e edifícios na Região Metropolitana do Recife –

Recife: Ed. Universitária da UFPE, 2007.

LIMA, R. B. S.,SILVA, A.S.R. e COSTA, F. N. – Reação Álcali – Agregado e seus

efeitos na construção de edifícios – Salvador, 2009.

tcc carlos

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