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Técnicas de Recuperação e Reforço Empregadas nas Estruturas de Concreto Armado
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ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 10 Vol. 01/ 2015 dezembro/2015
Técnicas de Recuperação e Reforço Empregadas nas
Estruturas de Concreto Armado
Rita de Cássia Corrêa da Silva – [email protected]
MBA Projeto, Execução e Controle de Estruturas & Fundações
Instituto de Pós-Graduação - IPOG
Porto Alegre, RS, 19/01/2015
Resumo
O presente trabalho tem como objetivo estudar os fundamentos das técnicas de recuperações
e reforço empregados nas manifestações patológicas nas estruturas concreto armado,
materiais utilizados no processo de reparo, preparo de substrato, técnicas corretas de reparo
ou reforço da estrutura. Estabelecer procedimentos dos principais métodos utilizados em
reparo/reforço em determinados estruturas, recomendações indicadas na literatura, para
reabilitação de elementos estruturas de concreto armado.
Palavras-chave: Reparo. Reforço. Concreto Armado.
1. Introdução
No modelo atual construção civil está constante evolução, seja no aspecto econômico, nos
materiais empregados nas construções, quanto as técnicas construtivas. Estruturas ainda que
bem projetadas e construídas, e corretamente utilizada, desenvolvem sintomas patológicos.
No entanto, na velocidade com que o mercado se expande, o número de profissionais na área
acompanha o avanço. Com uma demanda considerada, alguns infelizmente que não atendem
as normas técnicas e a padrões já consolidados como corretos de construção, sem contar a
escassez de mão- de- obra qualificada no mercado.
Deste modo, trabalho tem como objetivo estudar os fundamentos teóricos e métodos
correção de reparo, reforço e proteção nas estruturas de concreto armado, envolvendo
emprego de materiais e técnicas corretas de reparo. Tal interesse é devido aos inúmeros
danos relacionados as estruturas de concreto armado, onde profissionais da área necessitam
de orientação ao diagnóstico adequado e completo ao aspecto do problema.
Inúmeros pesquisadores já comprovaram que é mais econômico, e também seguro, executar
corretamente a edificação, para evitar gastos em reparos, intervenções ou retrabalhos e poder
assim, aumentar a vida útil das obras. Uma grande preocupação com aspectos relacionados a
durabilidade, a manutenção das obras civis e a adequação das edificações a novos usos. Isso
tem estimulado o desenvolvimento de tecnologias destinadas a solucionar problemas em
peças deterioradas e danificadas. Entanto, a necessidade de recuperar certas estruturas pode
ser causada por outros fatores que não estejam relacionados a qualidade ou a durabilidade da
edificação, mas com a mudança uso da estrutura, recuperação do valor do imóvel ou com a
necessidade de ampliação da estrutura (Reis, 1998).
Antigamente as estruturas em concreto armado só eram concebidas e projetadas para
satisfazerem às condições de segurança e estabilidade, a questão de durabilidade e
desempenho que as estruturas deveriam apresentar durante a sua vida útil não eram levadas
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em consideração, imaginava-se que a mesma conservava as suas propriedades físicas,
químicas e mecânicas praticamente inalteradas ao longo do tempo (Andrade, 2006).
No Brasil, a maioria das estruturas foi, e ainda é executada com o concreto armado. Tal
situação justifica o fato do concreto armado ser o material basicamente abordado neste
trabalho.
2. Manifestações Patológicas do Concreto Armado
As manifestações patológicas, salva algumas exceções, apresentam manifestações externas
características, a partir da qual pode deduzir as causas e as origens dos defeitos das
construções, assim como estimar prováveis consequências (Helene, 1992, p.19).
A incidência de manifestação nas estruturas de concreto armado (ver, na figura 1) mais
comum é a seguinte: manchas superficiais, fissuras, ninhos, corrosão das armaduras, flexas
excessivas e a degradação química (Verçoza, 1990, p.68).
Alguns problemas geralmente ocorrem durante as etapas do processo construtivo
(planejamento, projeto, materiais, execução) das estruturas, onde a identificação dos
mesmos. Segundo Andrade (2006, p.46) é fundamental para garantia da qualidade de todas
as etapas do empreendimento (ver, na figura 2). Os problemas provenientes de qualquer uma
dessas etapas são responsáveis pela alteração das condições normais de uso da estrutura,
surgindo então à necessidade de se realizar intervenções. Helene (1992, p.22) afirma que “as
falhas de planejamento ou de projeto são, em geral, mais graves que as falhas de qualidade
de materiais ou de má execução.”
Entretanto, Lapa (2008, p.9) menciona que “os principais processos que causam a
deterioração do concreto podem ser agrupados, de acordo com sua natureza, físicos,
químicos, mecânico, biológicos e eletromagnéticos” Conforme complementa Verçoza
(1990, p.68) o estudo da patologia, também inclui defeitos congênitos, classificado pelo
efeito e não pela causa. Deste modo, o assunto será dividido nos seguintes estudos:
a) Destruição do concreto armado por esforços mecânicos excessivos;
b) Destruição da armadura do concreto armado sob a ação de agentes químicos
eletroquímicos. É a chamada corrosão da armadura;
c) Destruição do próprio concreto sob a ação a ação dos agentes físicos, químicos ou
biológicos. È chamada corrosão do concreto;
d) Depreciação do concreto por manchas;
e) Defeitos congênitos de execução do concreto armado.
Em geral as patologias são evolutivas e se agravam com o passar do tempo, quando mais
cedo é detectada, menor será a perda de desempenho, custo e desempenho do tratamento.
3. Formas de Recuperação e Reforço nas Estruturas de Concreto Armado Conforme aponta Helene (1992), a escolha do método de reparo específico depende uma
série de variáveis nas quais invertem a possibilidade de acesso a zona a ser reparada, fatores
econômicos, técnicos, comportamento de materiais e sistema de reparo. De acordo com
Andrade (2006), os métodos de recuperação estrutural dividem-se conforme o tipo de
intervenção empregado em cada obra que apresente uma manifestação patológica.
3.1 Materiais Empregados Recuperação
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De acordo com Reis (1998), existe um número muito grande de materiais disponíveis e
permanentemente são desenvolvidos novos produtos, para serem utilizados em trabalhos
restauração de estruturas de concreto armado. Helene (1992, p.26), considera que “a escolha
dos materiais e técnica de correção a ser empregada depende do diagnóstico do problema, da
característica da região a ser corrigida e exigências de funcionamento do elemento que vai
ser objeto de correção.” O emprego das técnicas de reforço estrutural, torna-se necessário,
quando as condições de estabilidade da estrutura, venha perder a ação de cargas excessivas
e/ou quando a deterioração chega a níveis críticos, a comprometer segurança estrutural.
(Andrade, 2006). Os principais materiais e tipos sistemas avançados formulados à base de
resinas e combinações de resinas com outros materiais para orientação e escolha racionais de
materiais a serem utilizados na correção de problemas patológicos. (ver, na tabela 1)
Tabela 1: Materiais de correção e reparo de problemas patológicos
Material Produto Características Aplicação
Microconcreto
RENDEROC LA
Fluido, auto adensável,
retração compensada, boa
aderência, elevada resistência
final.
Reparos e reforços em elementos
estruturais com espessuras de 25 mm a
300 mm
PATCHIROC
Retração compensada, boa
aderência, elevada resistência
inicial e final,
permeabilidade, liberação
rápida (2h)
Reparos e reforços em elementos
estruturais com espessuras de 10 mm a
50 mm
Aditivos
acelerador de
pega
QUICKSOCRETE
SPRAYSET
SUPER
Iseno de cloreto, redutor de
reflexão. Concreto projetado via seca ou úmida.
Argamassa
polimérica
base cimento
RENDEROC S2
Baixa retração, boa aderência,
elevada resistência, baixa
permeabilidade.
Reparos superficiais e revestimentos de
componentes de componentes estruturais
em espessuras de 5 mm a 25 mm
Argamassa
base de
cimento
RENDEROC RG
Retração compensada, fluido,
auto adensável, boa
aderência, elevada resistência,
baixa permeabilidade
Reparos e reforços em espessuras de
20 mm a 60 mm
Argamassa
base poliéster
NITIMORTAR
PE
Elevada resistência inicial,
baixa retração, elevada
resistência a produtos
químicos.
Reparos de comp. estruturais, pisos,
tanques, rejunte de cerâmica antiácida,
onde haja liberação rápida 2H, espessura
2 mm a 15 mm e área menor que 0,25m²
Graute base
epóxi
CONBEXTRA
EPLV
Auto adensável, elevada
fluidez e baixa viscosidade
Injeção de fissuras de abertura de 0,3
mm a 9 mm
CONBEXTRA
EPS
Auto adensável, fluido,
excelente aderência, elevadas
resistências mecânicas e
químicas
Reparos e reforços em elementos
estruturais ou chumbamentos de
equipamentos sujeitos a elevadas
vibrações em espessuras de 10 mm a 40
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mm
Adesivos
NITOBOND AR
Requer substrato úmido,
adere ao concreto. Base
acrílica.
Ponte de aderência concreto
velho/concreto fresco em reparos
superficiais.
NITROBOND
EPD
Requer substrato seco, adere
ao concreto e aço,alta
viscosidade. Base epóxi
Ponte de aderência aço/concreto velho,
formulado para unir chapas metálicas ao
concreto como reforço estrutural.
NITOPRIMER S Requer substrato seco, adere
ao aço. Base epóxi
Ponte de aderência aço/ argamassa
poliméricas de base epóxi, poliéster ou
cimento
Fonte: Helene (1992)
3.1.1 Aditivos
São produtos formulados especialmente para melhorar algumas propriedades dos concretos
e argamassas, tanto no estado fresco quando endurecido. Considera-se como aditivo todo
produto adicionado até no máximo 5% com a relação à massa do cimento Helene (1992). Os
aditivos pode-se citar os plastificantes, aceleradores ou retardadores de pega, redutores de
permeabilidade, expansores, inibidores da corrosão nas armaduras, etc. Helene (1992), alerta
que os aditivos impermeabilizantes podem ser usados, porém reduzem muito as resistências
mecânicas dos concretos.
3.1.2 Argamassa Base de Epóxi
A argamassa e base graute de epóxi é muito comum, um plástico composto por dois ou três
componentes; a resina (epóxi), o endurecedor (amina e/ou poliamidas) deve ser misturado
pouco antes da aplicação e agregados selecionados Verçoza (1990). “Estas argamassas
possui resistência ácido não oxidantes e álcalis também boa resistência a alguns solventes
orgânicos. São atacados por ácidos oxidantes e alvejantes. Sua resistência térmica não
supera os 70 °C” Helene (1992, p. 30). O epóxi apresenta ótima propriedade física e
mecânica, tolera um pH na faixa de 2 a 14, além de boa aderência a vários tipos de
superfícies.
3.1.3 Argamassa Poliméricas
As ideias de Helene (1992) e Andrade (2006) convergem entre si, para eles as são
argamassas à base de cimento Portland modificados com polímeros, com agregados, com
granulometria contínua e resinas - formulado com resina acrílica do tipo metilmetacrilato ou
estirano butadieno (SBR) ou então acetato de polivinila (resina a base de PVA). Andrade
(2006), complementa que o processo de endurecimento relacionado na reação dos grãos de
cimento com a agua de amassamento. Já “na forma industrializada são fornecidos como
produtos pré-dosados sob a forma de pó, requerendo a adição do polímero ou a quantidade
de água que é especificada na dosagem do material” Andrade (2006, p. 23).
3.1.4 Concreto Convencional de Alto Desempenho
O cimento Portland é o material tradicionalmente empregado em reparos e reforços. Um
cálculo traço especifico é formulado na maioria das vezes para atender suas características
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naturais Helene (1992). Tal tipo de recuperação é empregado quando não há a necessidade
alega Andrade (2006) da incorporação de um novo elemento e/ou aumento da seção do aço e
concreto da estrutura existente, tendo como finalidade restaurar a proteção da armadura do
elemento afetado. Andrade (2006) explica que caso a estrutura a ser recuperada, tenha
pouco tempo de existência, onde o seu concreto ainda não tenha sofrido uma grande parte da
retração, pode-se dosar um reparo com a característica do concreto antigo. Caso contrário,
como ocorre na maioria das estruturas, indicar um traço que apresente a menor retração
possível. Um dos meios atingir tal objetivo na visão de Andrade (2006), é emprego de
concreto com redução do fator água cimento, através do uso de aditivos plastificantes. Com
tudo, limitar o consumo de cimento por m³ de material. “Se for possível, o concreto deve ser
misturado e deixado em repouso de 30 a 60 minutos, para minimizar a retração após o
lançamento” Andrade (2006, p. 26). O Autor recomenda um extremo cuidado tanto com a
dosagem quanto na prática executiva dos concretos que vão ser empregados como reparo
e/ou reforço nos elementos, a fim de garantir os aspectos de retração, resistência e a
durabilidade do material adequados para cada condição especifica de utilização Andrade
(2006).
Os concretos de alto desempenho (CAD) são aqueles que apresentam característica de
elevada resistência à compressão, baixíssima permeabilidade, alta resistência química, baixa
porosidade, aumento da resistência à abrasão e erosão e redução da segregação além de
outras melhorias em suas propriedades. Geralmente são obtidos através da mistura do
cimento com aditivos superplastificantes associados a pozolanas como a sílica ativa, cinzas
volantes, escória de alto forno e outras Reis (1998). Segundo MEHTA, upud REIS (1998)
pesquisas experimentais mostram que, em muitos aspectos, a microestrutura e as
propriedades do concreto de alto desempenho (concreto com resistência à compressão maior
que 40 MPa) são consideravelmente diferentes do concreto convencional.
A sílica ativa é resido em pó extremamente fino, com grãos de forma esférica que preenche
os vazios da matriz do cimento hidratado, aumentando a densidade do concreto.
O processo de hidratação do cimento, a sílica ativa como se tratando de uma
pozolana altamente reativa, combina com o hidróxido de cálcio, um produto
resultante da hidratação do cimento, alterando a microestrutura e a morfologia da
zona de transição na interface matriz-agregado, reagindo e formando cristais de
silicato de cálcio hidratado. Este subproduto é mais fino que os cristais dos grãos
de cimento e se constitui no principal elemento responsável pelo aumento da
resistência do concreto (REIS, 1998, p 26).
O concreto de alto desempenho está cada vez mais recomendado para serviços de
recuperação e reforços estruturais pelo fato de apresentar um ótimo desempenho em
condições adversas de exposição.
3.1.5 Chapas Coladas/ Perfis Metálicos
Esta técnica de recuperação consiste na colagem de chapas de aço, na superfície dos
elementos de concreto armado, utilizando colas epóxicas. Entre as inúmeras vantagens na
utilização da resina epóxi no método recuperação e reforço, a mais importante entre elas, é a
capacidade de unir aço a concreto. Reis (1998)
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A recuperação é recomendada principalmente em situações onde não são permitidas grandes
alterações na geometria dos elementos estruturais e/ou urgência na execução de recuperação.
Andrade, (2006)
Conforme aponta Andrade (2006), o emprego ocorre em caso de problemas de flexão
excessiva de vigas, lajes, ocasionado geralmente por sobrecarga e/ou erro de projeto
(detalhamento de armadura, fck inadequado) ou na execução das estruturas. Eventual serve
para solucionar problemas de torção ou esforço cortante nas vigas.
3.1.6 Grautes a Base de Cimento
É um material fluido e auto adensável de baixa retração, alta impermeabilidade e no estado
recém misturado, sua principal aplicação no preenchimento de cavidades, em locais
densamente armados ou região de difícil acesso. Um graute da base cimento é constituído ou
composto por cimento Portland comum (classe 32 ou 40) ou de alta resistência (CPV-ARI),
agregados com granulometria adequada, aditivos expansivos e superplastificates Helene
(1992).
3.2 Eliminações Concreto Deteriorado
A primeira atividade num processo de reparação estrutural é garantir a remoção integral do
concreto deteriorado. “Este deve ser retirado até encontrar-se concreto são, apesar que todos
os métodos disponíveis uma microfissuração superficial que deixa partículas soltas, as quais
também deve ser retirada para não comprometer a aderência com o material de reparo”
(HELENE, 1992, p.97).
É necessário remover o concreto pelo menos 2 cm ou o diâmetro da barra por detrás das
armaduras corroídas por objetivo de permitir um bom acesso para correta limpeza dos
produtos de corrosão. Essa abertura assegura também o correto preenchimento dos vazios
em volta das barras pelo material de reparo, Helene (1992). Ao executar o processo é
importante destacar, devido a dificuldade de acesso ou custo da remoção do concreto, é
prática habitual limpar somente o lado exterior da barra, deixando o concreto velho na parte
posterior da mesma. Segundo Helene (1992), dará origem a uma pilha de corrosão
eletroquímica por diferença de material, uma vez que na parte posterior atuará como ânodo e
a parte recuperada, fará um papel de cátodo desencadeando um processo de corrosão ainda
mais rápido que originalmente. Portanto, é necessário retirar todo o concreto alterado,
inclusive em volta de todo o perímetro da armadura na região com corrosão.
3.3 Tratamentos da Superfície do Concreto Original
Para assegurar uma perfeita aderência com o material de reparo é necessário preparar a
superfície do concreto original. De acordo com Lapa (2008), a escolha do método
preparação da superfície dependerá em cada caso de diversos fatores, como: inibidores de
aderência são fatores que podem definir a natureza e a intensidade da preparação necessária
e a geração de resíduos que necessitam serem coletados tais como poeiras e água que podem
determinar o método de preparação. Helene (1992, p.98) acrescenta que “umedecer a
superfície do concreto original ou utilizar resina denominas de ponte de aderência dependerá
do tipo do material de reparo”. Os tratamentos da superfície do concreto reuni os principais
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métodos de preparação da superfície de reparo, ou seja, aplicação de materiais, limpeza e
produtos de correção.
3.4 Procedimentos de Preparo e Limpeza do Substrato
Os procedimentos de preparo e limpeza de substrato são tão importantes que alguns autores
os consideram responsáveis no mínimo 50% do sucesso de recuperação e reforço. Helene
(1992)
Neste item, são abordadas as principais técnicas de preparo do substrato como conjunto de
procedimento efetuados antes da limpeza superficial. Assim como os principais
procedimentos de limpeza da superfície antes da aplicação dos produtos de recuperação.
3.5 Preparo do substrato
3.5.1 Apiocoamento
Geralmente para áreas de pequenas superfície e locais de difícil acesso, para áreas maiores
será permitido utilização equipamentos elétricos. O procedimento é escarificar de fora para
dentro, retirar a camada mais externa do concreto estrutural, evitar golpes que possam lascar
as arestas e contornos da região em tratamento (ver, na Figura 3). Helene (1992) completa
ao explicar deve remover o material solto, mal compacta a boas condições de aderência. As
espessuras de apiocoamento são, em geral, de até 10 mm para complementar uma camada
adicional de revestimento, em concreto ou argamassa, para cobrimento das armaduras.
Ripper (1998). O apiocoamento pode mecânico ou manual a escolha do procedimento
depende da profundidade do concreto a remover e do grau de rugosidade e homogeneidade
que se queira conferir à superfície tratada. No tratamento manual, a utilização sistemática de
ponteiro, talhadeira e marreta. Helene (1992) aponta as principais as vantagens e
desvantagens do procedimento. Como benefício, ausência de poeira excessiva, além de não
exigir instalação energia e elétrica ou agua e mão de obra especializada. A desvantagens está
a baixa produção, uso restrito, limpeza preferencialmente com de ar comprimido, cuidado
para não comprometer a estrutura.
3.5.2 Escavação Manual
Segundo Helene (1992) a técnica de aplicação em superfície de pequenas dimensões em
locais de fácil acesso e remoção do produto de corrosão incrustados nas barras. Já Ripper
(1998), acrescenta ainda que uma simples limpeza da superfície para implemento de suas
capacidades de aderência, (ver, na figura 4). Sua aplicação deve ser enérgica e repetitiva,
com uma escova de cerdas de aço, até completar a remoção de partículas soltas ou material
indesejável Helene (1992). Após o procedimento deve passar à aplicação de limpeza por jato
de ar comprimido sobre as superfícies tratadas.
3.5.3 Aplicações de Maçarico
“Utilizado na preparação de áreas em que não há armadura exposta ou quando a espessura
do cobrimento for superior a 30 mm” (HELENE, 1992, p.91). A aplicação que requer
direcionar o maçarico a facilitar a remoção das camadas de concreto desagregado, (ver,
figura 5). Ripper (1998), orienta que deve-se procurar não permanecer muito tempo sobre a
mesma área para não aquecer muito a superfície sadia do concreto.
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3.5.4 Jatos de Areia
A lavagem com compressor de ar, equipamento de jato de areia, acompanha uma mangueira
de alta pressão, bico direcional e eventualmente, agua. Uso comum em grandes áreas e
locais Helene (1992). A areia utilizada precisa de uma granulometria adequada, ser lavada,
isenta de material orgânico e seca no momento do uso. O procedimento é simples, basta
manter o bico de jato numa posição ortogonal à superfície da aplicação, (ver, na figura 6).
Mover de forma circular constantemente, a ponto de remover de forma uniforme todos os
resíduos que possam comprometer a aderência.
3.6 Limpezas do Substrato
3.6.1 Jato de Agua Fria
A lavagem pela aplicação de jato de água, mangueira da alta pressão, pode ser empregado
como uma simples técnica de limpeza do substrato ou processo de remoção de concreto. O
equipamento a utilizar é uma máquina de alta pressão tipo “lava-a- jato”, com bico
direcional ou de pato, dependendo se a lavagem é em faixa ou em área.”(RIPPER, 1998,
p.108). Helene (1992) recomenda iniciar o procedimento sobre as partes altas, a ponto de
manter a pressão adequada para remover as partículas soltas, (ver, na figura 7). No entanto,
procedimento não é adequado quando os materiais de reparo requerem substrato seco para
boa aderência.
3.6.2 Jato de Agua Quente
A lavagem de grandes áreas ou locais levemente contaminados com gorduras. O processo de
aplicação e funcionamento do equipamento é idêntico ao jato de agua fria. A vantagem no
procedimento ajuda a eliminar impurezas orgânicas, com: graxas, óleos, pintura e etc.
3.6.3 Lavagens com soluções acidas
A lavagem de superfície com soluções ácidas é usada em grandes áreas, onde não possua
armadura exposta ou próxima a superfície, tem com o objetivo remover tintas, ferragens de
metais, graxas, resíduos e manhas de cimento, processo não garantido com uma simples
lavagem a jato de água, Ripper (1998). Antes da aplicação a superfície deve ser saturada
com água limpa para previr a penetração do ácido no concreto sadio. Prepara uma solução,
exemplo, REBAKLENS conforme a orientação do boletim técnica do produto Helene
(1992). A aplicação deve ser feita em pequenas áreas, de forma progressiva, com a
utilização de brocha, trincha ou esfregão, garantindo todos os cuidados com a segurança e
ventilação no ambiente, (ver, na figura 8). A efervescência é sinal de descontaminação.
Imediatamente após a reação, a superfície deve ser lavada com água limpa em abundância,
de forma a garantir a remoção das partículas sólidas e os resíduos da solução. Ripper (1998)
3.6.4 Remoções de Óleos e Graxas superficiais
Limpeza de superfície horizontais (pisos) que apresentam resíduos oleosos ou graxos, com
espessura superficial menor que dois milímetros. A aplica-se um removedor, exemplo o
REEBEXOL SUPER, sobre a área atingida, após agir por vinte minutos, lavar a região com
água em abundância com auxílio de vassoura ou esfregão, para remover de partículas solidas
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e resíduos do produto utilizado Helene (1992). O produto não é corrosivo, não ataca o
concreto nem a armadura, sem necessidade de equipamento especial.
3.7 Tratamentos da Fissuras na Estrutura de Concreto Armado
3.7.1 Identificação Fissuras
As fissuras são fenômenos próprios e inevitáveis do concreto armado, tem sido motivo de
estudo de pesquisadores e tecnólogos de todos os tempos e talvez por essa razão a fissura seja,
atualmente, um dos sintomas mais marcantes das doenças do concreto armado Ripper (1998).
Para Ripper (1998), o adequado tratamento de peças fissuradas está diretamente ligado a
correta identificação da causa da fissuração (tipo de fissura), assim como, a necessidade ou
não de executar reforços estruturais. “É importante para a correção de fissuras, saber se elas
já estabilizaram ou continuam a movimentar-se. Se já estabilizaram, pode partir para
diretamente para obturação” (Verçoza, p.71).
É muito importante classificar a fissuração para pode determinar o grau de periculosidade e
a urgência de reparos. Verçoza (1990), destaca que é possível na maioria das vezes
classificar a fissura pelo simples mapeamento. Silva (1995) completa, em posse dos dados
do mapeamento, pode-se estabelecer a metodologia e proceder aos trabalhos de recuperação
de reforço, conforme a situação a exigir. As Fissuras, de concreto, iniciam onde há esforços
de tração, afirma Verçoza (1990), mesmo que a causa seja outra, tal como compressão ou
cisalhamento, a fissura serve como referência para indicar a direção que está sendo
tracionada. Sempre que as mudanças de volume nos elementos de concreto, causadas por
gradientes de temperatura e umidade, provocarem tensões de tração superiores às tensões de
tração admissíveis, poderá haver o aparecimento de fissuras de origem física.
3.7.2 Técnica de Injeção de Fissura
“Intende-se por injeção a técnica que garante o perfeito preenchimento de espaço formado
entre as bordas de uma fenda”(RIPPER,1998, p.121). As fissuras muitos estreitas (até 0,1
mm), não vale a pena obturar afirma Verçoza (1990), pois uma junta rígida (obstruída), se
transforma em junta de dilatação, sujeita a modificação constante. Ripper (1998)
complementa que as fissuras com abertura superior a 0,1 mm devem ser injetadas, executado
sob baixa pressão (≤0,1 MPA), no entanto aberturas superiores a 3,0 mm pouco profundas,
admite-se o preenchimento por gravidade. Verçoza (1990) comenta assunto, afirmando que
fissuras maiores devem ser enchidas com injeções feita com os seguintes produtos: resina
epóxi (bastante fluida), argamassa de cimento aditivada, resina acrílica ou de silicone e etc.
Para restabelecer preenchimento de fissuras passivas, no caso usando materiais rígidos,
como epóxi, graute ou vedação para fissuras ativas, situações mais raras, em que se estarão a
injetar resinas acrílicas ou poliuretânicas (Ripper, 1998).
As resinas epoxídicas são preferidas segundo Ripper, (1998) na grande maioria para tratar
de casos em que pretende injetar fissuras inativas, por ser produtos não retráteis, alto resiste
e aderência, endurecimento rápido, além de bom comportamento em presença de agentes
agressivos. A escolha de tipo resina epoxídíca está associada basicamente em três aspetos:
ausência de retração, aderência, resistência.
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De acordo com Ripper (1998), processo de injeção propriamente dito deve, os seguintes
passos:
a)O trabalho é iniciado com abertura de furos ao longo da fissura, com diâmetro em torno de
10 mm e não muito profundo 30 mm com espaçamento l deve variar entre os 50 mm e os
300 mm, em função da abertura da fissura;
b)Limpeza de fenda por aplicação de ar comprimido (jato de ar), seguida aspiração, para
remoção de partículas soltas;
c)Nos furos, são fixados tubos plásticos com diâmetro inferior ao da furação, com paredes
espessas, por onde são injetados o produto;
d) A selagem é feita pela aplicação de uma cola, em geral aplicada a com espátula ou colhe
de, tem como objetivo, arrematar a injeção, com o propósito de proteger a própria resina. No
item a seguir detalha o processo.
3.7.3 técnicas de selagem de Fissuras
A selagem é a técnica de vedação de bordos das fissuras ativas que utiliza um material
aderente, com resistência mecânica, e não retrátil quimicamente, com módulo de
elasticidade suficiente para adapta-se a deformação da fenda.
Em fissuras com abertura superior a 10 mm, deve-se proceder da seguinte forma, explica
Ripper (1998):
a) No enchimento da fenda (10 mm < ω < 30 mm), sempre na mesma direção, com graute,
em alguns casos, haver adição de carga, executa-se selagem das bodas, com produto a base
de epóxi;
b) A selagem (ω> 30 mm), passa por processo como se fosse a vedação de junta de
movimentação, e que prevê inserção de um cordão em poliestireno extrudado, ou de
mangueira plástica, para apoio e selante no fundo da fenda. “Outra forma é a colocação de
junta neoprene, deverão aderir aos bordos da fenda, devidamente reforçados para o efeito”
(Ripper,1998,p.125). (ver, na figura 9)
De acordo com Ripper (1998), é usual a pincelagem dos bordos da junta, com epóxi que
normalmente possui melhor desempenho, servindo com ponte de aderência entre concreto e
o selante. Finalmente aplica-se mastique, processo que deve ser feito de uma só vez,
pressiona-se o bico da bisnaga contra o fundo da junta, após a superfície deve ter o
acabamento cuidadosamente alisado com espátula.
Helene (1992), exemplifica passo a passo, o método de injeção de fissuras, na aplicação de
graute base epóxi (CONBEXTRA EPLV) no reparo. O alcance de abertura entre 0,3 mm a
0,9 mm na injeção de fissuras. O preparo do produto está na união do componente A ao B,
misturar e homogeneizar por três minutos. Os procedimentos de preparo do substrato são
mesmos já mencionados. O método de aplicação se dá cada 5cm (abertura ≤1,0 mm) ou a
cada 30 cm (aberturas entre 1,0 e 10 mm), após o processo de limpeza e secagem da fissura,
a mesma passa por selagem com NITROMORTAR PE em todo o contorno. Novamente
limpa-se com ar comprimido para garantir a comunicação entre bicos e eficiência de
selagem. (ver, na figura 10). Injetar o produto epóxi CONBEXTRA EPLV, sempre de baixo
para cima ou de um lado a outro. Quando o material aflorar no tubo adjacente, vedar o
anterior e continuar a injetar a partir deste, e assim sucessivamente. Após 24 horas, retirar o
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excesso e dar o acabamento com REBDEROC S2, os procedimentos precisam ser
executados com equipamentos de segurança (luvas, óculos), adequados para atividade.
3.7.4 Grampeamento das Fissuras
Conforme aponta Ripper (1998), as fissuras ativas onde o desenvolvimento delas acontece
segundo linhas isoladas e por deficiências localizadas de capacidade de resistência, adição
conveniente uma armadura adicional, de forma a resistir ao esforço de tração extra, que
provoca a fissuração. Em função aspecto e propósito, estas armaduras são chamadas
grampos, sendo um processo de costuras das fendas. (ver, na figura 11)
Em qualquer situação, para minorar estes efeitos, os grampos devem ser executados de
forma desalinhada, devem ter inclinações deferentes em relação ao eixo da fissura e ter o
comprimento variável. Ripper (1998), indica abaixo, como proceder a todas etapas de
execução do grampeamento, são as seguintes:
a) Descarregar a estrutura quando possível, pois o processo em questão não deixa de ser um
esforço;
b) Execução de furação de concreto para amarração e assentamentos das extremidades dos
grampos, sendo estes buracos preenchidos com adesivo apropriado;
c) Na opção por adesivo, injetar na fenda resinas epóxi ou cimentícia, fazendo selagem a um
nível inferior ao berço executado. É necessário que o grampeamento seja realizado após à
injeção;
d) A colocação dos grampos com o mesmo adesivo utilizado na selagem;
e) As fendas devem ser costuradas nos dois lados da peça, no caso com peças tracionadas.
A técnica de aplicação é discutível, caso não haja perfeita identificação da patologia,
indicada no primeiro parágrafo, pois o aumento da rigidez da peça localizada e, se o esforço
da fenda continuar, com certeza produzirá uma nova fissura em região adjacente. Ripper
(1998).
3.7.5 Fissuras em Pilares de Concreto de Concreto Armado
Esse fenômeno ocorre quando o pilar sofre um carregamento de compressão excessivo à sua
resistência, gerando fissuras conforme a figura (ver, na figura 12). Esse tipo de fissura
também surge quando há deficiência de estribos nos pilares. Nos dois casos, aparece tração
no sentido horizontal, com rompimento do concreto do vertical Verçoza (1990). Após a
manifestação dessas fissuras, se a tensão for crescente, ocorrerá o esmagamento do pilar,
iniciado por flambagem da armadura, queda de placas e finalmente o colapso da estrutura.
3.8 Recuperação ou Reforço de Paredes em Alvenaria
A principal manifestação de dano que aparece um elemento de alvenaria se dá através de
fissuras. “Essas fissuras são originadas quando as cargas atuantes excedem a capacidade
resistente da estrutura solicitada” (ANDRADE, 2006, p.22). A seguir, serão analisados
alguns procedimentos de reparo, ao destacar o processo mais adequado pela intensidade
prevista para a movimentação da fissura.
Destacamentos entre pilares e paredes podem ser recuperados, mediante a inserção de
material flexível no encontro parede e pilar. De acordo com Thomaz (1989), as paredes
revestidas, o destacamento provocado por retração da alvenaria, aplicar-se uma tela metálica
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leve, tipo estuque, inserida na nova argamassa a ser aplicada com o transpassasse no pilar
aproximadamente 20 cm para cada lado (ver, na figura13). A tela pode ser fixada na
alvenaria com pregos ou cravos de metal e distendida na alvenaria, após chapiscar o pilar e
alvenaria; o revestimento de recuperação recomenda-se um baixo modulo de deformação
(traço 1:2:9 em volume). “A recuperação de fissuras ativas, desde que os movimentos não
sejam pronunciados, poderá também ser tentada com o próprio sistema de pintura da
parede” (Thomaz, 1989, p.167), a pintura deve ser reforçada com uma finíssima tela de
náilon ou polipropileno, com 10 cm de largura aproximadamente, aplica-se seis a oito
demão de tinta flexível, a base de resina acrílica (silicone) ou poliuretânica (poliuretano),
abrindo a região da trinca 20 mm de largura e 10 mm de profundidade Thomaz (1998). (ver,
na figura14)
A aplicação do selante deverá ser precedida de uma limpeza da poeira aderente a parede,
encontrar-se seca no procedimento.
Como descrito por Thomaz (1989), para trinca de movimentação muito intensa, recomenda-
se uma abertura de cavidade retangular, com aproximadamente 20 mm de largura e 10 mm
de profundidade, intercala-se entre o selante e a parede uma membrana de separação (fita
crepe), oferecendo ao selante condições de trabalho muito mais eficientes. (ver, na figura14)
Manifestação de fissuras provocadas por enfraquecimento localizado da parede, no caso de
aberturas na alvenaria (portas ou janelas) ou inserção de tubulações, podem ser recuperadas
superficialmente através da introdução de bandagem no revestimento ou tela de náilon na
pintura. Thomaz (1989)
3.9 Reforços Estruturais no Concreto Armando
O emprego das técnicas de reforço estrutural consiste em recompor as condições de
estabilidade estrutural, quando perdida, devido à ação de cargas excessivas ou quando
deterioração da estrutura atinge níveis críticos, e compromete a segurança estrutural.
3.9.1. Reforço no pilar com Chapa Metálicas
O reforço com chapas metálicas aderida ao concreto mantém estética e a geométrica
original. Tanto a chapa de aço, devido sua pequena espessura, quando a resina epóxi,
apresentam baixa resistência a elevadas temperaturas (>50ºC) característica. “É preciso
algum cuidado com esse processo porque a dilatação do ferro sob efeito do calor é mais
rápida o que do concreto, e isso poderá causar problemas mais tarde.” Verçoza (1990, p.80)
Os pilares são reforçados com conjunto de quatro cantoneiras metálicas verticais entre a
carga unidos por presilhas soldados nos quatro cantos. (ver, na figura15) Durante a
montagem obtenha uma rígida e perfeita união do conjunto da base metálica e parte superior
e inferior do reforço de capitel ao concreto da vigas, lajes e fundações. Andrade (2006)
Procedimentos a adotar no reforço do pilar com adição de chapa metálica, como descrito
por Helene (1992), são as seguintes:
a) As chapas de aço devem ter furo de 3 mm de diâmetro a cada 15 cm para deixar escapar
o ar e devem ter espessura máxima de 4 mm;
b) Fixar a chapa com auxílio de parafusos e porcas, após chumbar na estrutura com
LOKSET P;
c) Aplicar o adesivo NITROBOND EPD na superfície do concreto com espessura 2 a 3mm;
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d) Aplicar o adesivo NITOPRIMER S na superfície da chapa metálica a ser instalada;
e) Pressionar a chapa metálica contra a superfície pilar, apertar as porcas com auxílio de
caibros e escoras telescópicas, respeitar o tempo de manuseio e colagem dos adesivos;
f) Pressionar até obter uma espessura uniforme do adesivo inferior a 1,5 mm;
g) Retirar o escoramento após 48 horas e excesso de adesivo antes do endurecimento;
h) A cura colocar em carga após 7 dias.
A ruptura da chapa metálica pode correr devido uma má execução de colagem ou quando a
espessura da chapa exceder a 2 mm. Quando ocorrer carregamento rápido ou em situações
de impacto. Reis (1998)
3.9.2 Reforço de com Concreto e Armadura Suplementar
O reforço viga em concreto armado tem a vantagem de trabalhar em união com concreto
remanescente, em função da boa aderência existente nos dois materiais, eliminando-se a
hipótese de efeitos secundários. No entanto, segundo Verzoça (1990), essa solução apresenta
dificuldades no enchimento do concreto, na parte superior da viga complementar, ao menos
que utilize concreto projetado, ou enchimento por furos na laje, ou bombeamento por grande
pressão. Andrade (2006) acrescenta que existe o inconveniente em promover um aumento
significativo das seções dos elementos, em função das características do concreto de reforço
(diâmetro máximo dos agregados e trabalhabilidade da mistura) e taxa de aumento da seção
para aliviar os esforços atuantes. Já como vantagem a rápida, baixo custo e conhecimento do
material.
É importante ressaltar que ao adotar uma armadura suplementar automaticamente aumenta
a altura útil da viga. (ver, na figura16f) A estrutura deve ser escorada antes do início da
operação de reforço. Conforme Thomaz, (1989) o método no reforço da viga, conforme
ilustra a figura 17, segue os seguintes procedimentos:
a) Concreto existente na base da viga é removido com ponteiro metálico ou outro
dispositivo;
b) Armadura suplementar é adicionada, fixar com arame recozido na armadura existente;
c) A forma apresenta uma maior dimensão, de modo que o concreto possa ser lançado por
uma lateral;
d) A superfície de corte do concreto e as armaduras são limpas com escova ou jato; em
seguida, a superfície do corte e, opcionalmente, as barras, são pintas com resinas epóxi;
e) A forma é recomposta e travada ao cimbramento; lançar o concreto e vibrar através do
auxilio agulha do vibrador nas laterais da viga;
f) Após a cura inicial do concreto, a forma lateral é removida; e concreto em excesso é
removido, para acabamento final da peça.
No caso em reforço de pilar com o emprego de concreto poderá ocorrer dificuldade no
lançamento e adensamento do concreto na região contígua à cabeça do pilar. Deste modo,
Noronha pud Thomaz (1989), sugere adotar no reforço do pilar, conforme demostra a figura
(ver, na figura18), segue as etapas do procedimento:
a) São executadas duas aberturas na laje, próximo a cabeça do pilar, uma para enchimento
do concreto e outro refluxo da massa; o concreto existente é removido com ponteiro e
poeira removida com jato ou escova;
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b) Armadura suplementar é posicionada e a resina epóxi é aspergida contra a superfície do
pilar;
c) As formas, previamente preparadas, vão sendo colocadas em etapas, com altura máxima
1,10 m, assim como se vai procedendo ao lançamento e ao adensamento do concreto;
d) A última aduela de forma é posicionada, o concreto é lançamento e vibrado por uma das
janelas inicialmente abertas, refluindo pela outra.
No caso de presença de vigas que impeçam a abertura das janelas, concreto deve ser lançado
até máxima altura possível; o enchimento do último segmento com poucos centímetros de
altura é executado com argamassa de cimento e areia (1:2 ou 1:3) com consistência (farofa).
Thomaz (1989)
3.9.3 Reforço Mediante Substituição do Material Danificado
No dizer de Reis (1998), o reforço é executado por meio de abertura sulcos longitudinais na
face da viga onde armadura apresenta deficiência. Adiciona-se barras de aço na face
superior quando faltam armaduras de compressão ou de tração (momento fletor negativo) e
na face inferior quando faltam armaduras de tração (momento fletor positivo). Andrade,
(2006) complementa o esforço de vigas ao esforço cortante, deve-se substituir ou incluir
novos estribos na área afetada (geralmente próximo ao apoio com o pilar).
As armaduras de reforço são introduzidas nos sulcos, preenchendo-se em seguida os espaços
vazios com argamassa epóxi ou com argamassa expansiva de alta resistência, para evitar
retração. (ver, na figura19) Este método apresenta apesar de trabalhos, tem a vantagem de
aumentar a seção da viga.
No caso de reforço de pilar, projeta-se o concreto de reforço para resistir toda a carga
vertical, desconsiderando a contribuição do núcleo. (ver, na figura19) Deste modo, se está a
favor da segurança, sendo que o núcleo pode ter capacidade de resistente em torno de 60%
dependendo da resistência a compressão do concreto. A espessura mínima de concreto de
reforço está em torno de 6 cm. Andrade (2006)
3.9.4 Reforço de Blocos com Graute Base Cimento
Os materiais empregados para reforço de fundação são basicamente os mesmos que são
aplicados na recuperação da superestrutura, a diferença está na técnica executiva que é
empregada na realização do trabalho. Andrade (2006)
De acordo com Helene (1992), o procedimento a adotar no reforço de bloco que apresenta
fissuras, recomenta-se proceder do seguinte modo:
Quebrar as arestas do bloco e escarificar a superfície para aumentar a aderência;
a) Recomenda-se que o reforço cuja a espessura na seção transversal não supere 6 cm com
argamassa a base de cimento (RENDEROC RG);
b) Recomenda-se que o reforço cuja a espessura na seção transversal não supere 30 cm com
microconcreto (RENDEROC LA);
c) Limpar e secar o concreto com jato de ar seco ou acetona, instantes antes ao lançamento
do graute ou microconcreto;
d) Através do misturados mecânico, adiciona água ao pó na relação água/pó de 0,140 para a
argamassa a base de cimento e 0,126 para o microconcreto, misturar e homogeneizar por 3
minutos;
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e) Instalar nova armadura conforme o projeto. Posicionar formas estaques e rígidas;
f) Aplicar no ponto de aderência o adesivo (NITOBOND EP) sobre a superfície do concreto;
g) Grautear o bloco somente por um dos lados até que o material percole até o outro lado de
forma calma e continua, evitando a formação de bolhas de ar. O tempo de manuseio e
colagem do adesivo deve ser respeitado;
h) Evitar radiação solar direta nas primeiras 36 horas através anteparos. Umedecer por 7 dias
ou duas demãos de aditivo (NITROBOND AR) com pulverizador, rolo ou trincha.
Entretanto Andrade (2006, p.106) “observou-se que as escolhas mais adotadas para
recuperação de fundação superficiais foram a injeção de nata de cimento e à estaca raiz.”
Método prático, com custo baixo, com que a sua aplicação seja extremamente difundida.
4. Conclusão
Infelizmente a manutenção ainda é um procedimento pouco utilizado na construção civil,
onde o hábito é normalmente economizar na prevenção e somente gerar custo quando o
problema surgir. Para cada tipo de problema pode haver mais de uma solução e mais de um
procedimento de correção, onde exigi materiais específicos, que poderão ser em função dos
fatores técnicos e econômicos. A disponibilidade de tecnologia, o local, devem ser sempre
levadas em consideração. O diagnóstico da situação é o entendimento dos fenômenos em
termos das causas e efeito que normalmente caracterizam um problema patológico. O grande
objetivo do diagnóstico é esclarecer os aspectos do problema, causas precisas para reparo
e/ou reforço da edificação. Após o levantamento de dados, o profissional traça estratégia de
projeto, onde estabelece uma das alternativas pesquisadas, sempre baseado na relação
custo/benefício de cada uma delas.
Diante da amplitude do tema sobre reparo e reforço em concreto armado, percebe-se a
necessidade de estudos mais aprofundados para se estabelecer diretrizes mais precisas sobre
outras estruturas em concreto armado não citados trabalho. A seguir serão apresentadas
algumas sugestões para pesquisas futuras que podem contribuir para o melhor conhecimento
de técnicas de reparo, como:
a) Reforço de estrutura em concreto armado em caso de incêndio;
b) Proteção e manutenção das superfícies de concreto;
c) Patologia das obras de madeira.
Finalmente, constatou-se que o estudo desenvolvido, apesar de não elucidar completamente
todas as técnicas e as dúvidas sobre reparo e reforço em estrutura em concreto armado,
forneceu informações interessantes que contribuíram, mesmo que de forma parcial para
pesquisa de profissionais da área.
Referências
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deArmaduras. Tradução e adaptação. Carmona, Antônio e Helene, Paulo R.L. São Paulo:
Editora PINI, 1992.
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Apostila da disciplina do curso de patologia das edificações, do Curso de Pós- Graduação
em Eng.Civil. PUCRS, Porto alegre, 2006.
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CAVACO,J.R.Z. Patologias nas Estruturas de Concreto Armado. Blumenau. Monografia
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Regional de Blumenau – FURG), 2008.
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Acesso em: 9 jan.2010. <www.scielo.br> Acesso em: 13 jan. 2010.
HELENE, P.R.L. Manual para Reparo, Reforço e Proteção de Estruturas de Concreto.
São Paulo, Editora: PINI, 2º edição, 1992.
LAPA, S. J. Patologia, Recuperação e Reparo das Estruturas de Concreto. Belo
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Federal de Minas Gerais, 2008.
REIS, A. P.A. Reforço de Vigas de Concreto Armado por Meio de Barras de Aço
Adicionais ou Chapas de Aço e Argamassa de Alto Desempenho. São Carlos,
Dissertação (Mestrado em Engenharia de Estruturas), Escola de Engenharia de São
Carlos da Universidade de São Paulo, São Paulo: 1998.
RIPPER, T; MOREIRA DE SOUZA, V. C. Patologia, Recuperação e Reforço de
Estruturas de Concreto. São Paulo, Editora PINI, 1998.
THOMAZ, E. Trincas de Edifícios: Causas, Prevenção e Recuperação. São Paulo: Pini,
1989.
VERÇOZA, E.J. Patologia das Edificações. Porto Alegre: Sagra, 1990.
<http://wwwp.feb.unesp.br/lutt/Concreto%20Protendido/1998ME_AndreaPAReis.pdfpintur
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Anexo
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Figura 1: Incidência de manifestação patologia do concreto armado
Fonte: Helene (1992)
Figura 2: Origens dos problemas patológicos com etapas de produção
Fonte: Helene (1992)
Figura 3: Apiocoamento manual
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Fonte: Helene (1992)
Figura 4: escavação Manual
Fonte: Helene (1992)
Figura 5: Aplicação de Maçarico
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Fonte: Helene (1992)
Figura 6: Preparo com lava jato
Fonte: Helene (1992)
Figura 7: Jateamento de agua fria
Fonte: Helene (1992)
Figura 8: lavagem com soluções ácidas
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Fonte: Helene (1992)
Figura 9: Vedação de Fenda com mastique
Fonte: Ripper (1998)
Figura 10: Limpeza a ar comprimido
Fonte: Helene (1992)
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Figura 11: Reparo de uma fissura por grampeamento
Fonte: Ripper (1998)
Figura 12: Fissuras verticais por sobrecarga
Fonte: Verçoza (1990)
Figura 13: Recuperação de destacamento do pilar/parede com tela estuque
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Fonte: Thomaz (1989)
Figura 14: Recuperação de fissuras ativas com selante flexível
Fonte: Thomaz (1989)
Figura 15: Esquema de reforço no pilar com chapas metálicas
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Fonte: Helene (1992)
Figura 16: Reforço na viga com concretos e armaduras suplementares
Fonte: Thomaz (1989)
Figura 17: Reforço na viga por meio sulcos longitudinal
Fonte: Reis (1998)
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Figura 18: Reforço de pilar com e armaduras suplementares
Fonte: Thomaz (1989)
Figura 19: Reforço em pilar em concreto
Fonte: Andrade (2006)