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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
Micheline Gonçalves Borges
Manifestações patológicas incidentes em reservatórios de
água elevados executados em concreto armado
Feira de Santana
2008
i
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
Micheline Gonçalves Borges
Manifestações patológicas incidentes em reservatórios de
água elevados executados em concreto armado
Orientador: Jardel P. Gonçalves
Co-orientador: Washington Almeida Moura
Monografia apresentada como parte dos requisitos
necessários à conclusão do curso de Engenharia
Civil da Universidade Estadual de Feira de Santana.
Feira de Santana
2008
ii
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
Micheline Gonçalves Borges
Manifestações patológicas incidentes em reservatórios de
água elevados executados em concreto armado
Feira de Santana, 2008
Banca examinadora
___________________________________
Professor Jardel Pereira Gonçalves, Dr. pela COPPE/UFRJ
(Orientador)
__________________________________________
Professor Washington Almeida Moura, Dr. pela UFRGS
(Co-orientador)
_______________________________________
Professora Mônica Batista Leite Lima, Dra. pela UFRGS
iii
Dedico este trabalho a Deus por me manter firme nos
meus objetivos, à minha família pelo apoio e estímulo
e a todos aqueles que direta ou indiretamente
contribuíram para a realização do mesmo.
iv
APRESENTAÇÃO
As manifestações patológicas incidentes nas estruturas de concreto representam um
grande problema para os profissionais da área da construção civil e para as pessoas as quais
se destinam as construções.
Embora técnicas, materiais e métodos utilizados para a construção tenham passado
por um avanço nos últimos tempos, problemas ligados à escolha inadequada de materiais,
execução e/ou elaboração inapropriada de projetos ainda são freqüentes e geralmente
comprometem o desempenho da estrutura.
O presente trabalho de conclusão do curso de Engenharia Civil, da Universidade
Estadual de Feira de Santana, avalia as incidências patológicas nas estruturas de concreto,
em especial nas obras de reservatórios elevados.
v
RESUMO
Este trabalho trata das principais manifestações patológicas incidentes em reservatórios
de água elevados executados em concreto armado e das conseqüentes medidas
preventivas e/ou curativas necessárias para saná-las. Para tanto, visando embasamento
técnico-científico, fez-se um apanhado geral das manifestações patológicas mais
freqüentes na construção civil e/ou em estruturas de concreto. Esse estudo foi viabilizado
por empresa competente na área de recuperação de diversos tipos de construção: a Ribeiro
Mendes Engenharia LTDA. O trabalho baseou-se em três estudos de caso, cuja triagem de
sua escolha ocorreu mediante a verificação de cerca de 600 obras de recuperação. Desse
total, foram identificados 140 casos de recuperação de reservatórios de todos os tipos e
posteriormente, de forma mais específica, os 75 casos compostos por reservatórios
elevados, entre os quais foram escolhidos os três objetos de estudo de caso. Ao analisar
esses casos, constatou-se a percolação e/ou infiltração de água, corrosão de armaduras e
fissuras como sendo os problemas mais freqüentes nesses reservatórios. Além disso,
problemas como a carbonatação, entre outros, também foram verificados. A existência
dessas anomalias na área da construção civil é função, entre outros fatores, do descaso de
profissionais ligados à construção dessas estruturas, com o fator qualidade. Este fator, na
maioria dos casos, é determinante do fator segurança em seus mais variados aspectos. As
soluções técnicas mais adequadas e/ou correntes para esses e outros casos patológicos não
citados são apresentadas no decorrer deste trabalho.
vi
ABSTRACT
This work shows the main pathological problems in elevated water tanks made with
reinforced concrete. It also explains preventive and curative solutions to repair the
damages. A survey was carried out on frequent anomalies in civil construction and/or
reinforced concrete. This study had been accomplished in association with a private
company, Ribeiro Mendes Engenharia Ltda., which works in the field of structural recovery
of many kinds of constructions. This work describes three case studies selected considering
a total of 600 recovered structures. Based on this total, it was identified 140 recovery cases
of many kinds of tanks. Later, it was analyzed 75 cases of elevated tanks in which it had
chosen three. During the fulfillment of this study, it could be seen that there were problems
like percolation and/ or water infiltration, cracks and corrosion in the steel billets. These are
the most frequent problems in studied tanks. However, there were other anomalies like
carbonation. The presence of those anomalies in the civil construction field occurs due to
the negligence of the professionals of civil construction and the quality factor. This factor,
in many cases, determines the security coefficient of the structures. The most adequate and
usual technical solutions for those cases and others not mentioned here will be presented in
this work.
Key-words: Pathology, pathological problems, anomalies, reinforced concrete, tanks.
vii
SUMÁRIO
APRESENTAÇÃO ............................................................................................................ IV
RESUMO .............................................................................................................................. V
ABSTRACT ........................................................................................................................ VI
LISTA DE FIGURAS .......................................................................................................... X
CAPITULO 1 ........................................................................................................................ 1
1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 1
1.1 JUSTIFICATIVAS ...................................................................................................... 3
1.2 OBJETIVOS ................................................................................................................ 5
1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO ................................................................................. 5
CAPITULO 2 ........................................................................................................................ 7
2. MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS MAIS COMUNS INCIDENTES NAS
CONSTRUÇÕES CIVIS ...................................................................................................... 7
2.1 OS PROBLEMAS PATOLÓGICOS: UMIDADE E BOLOR E SUAS TERAPIAS . 8
2.2 INCIDÊNCIA DAS MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS: FISSURAS E
TRINCAS ......................................................................................................................... 10
2.3 A OCORRÊNCIA DO DESLOCAMENTO DO REVESTIMENTO ....................... 12
2.4 A OCORRÊNCIA DA EFLORESCÊNCIA (CARBONATAÇÃO, ETC.) E SUAS
TERAPIAS ....................................................................................................................... 13
2.5 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS INCIDENTES EM ESTRUTURAS DE
CONCRETO ARMADO ................................................................................................. 15
2.5.1 A corrosão da armadura do concreto ........................................................ 17
2.5.2 Fissuração e trincas em estruturas de concreto armado ......................... 23
2.5.3 Desagregação e a perda de aderência do concreto ................................... 25
2.5.4 Carbonatação e/ou a incidência da patologia eflorescência em estruturas
de concreto armado e terapia ................................................................................... 26
2.5.5 A Umidade e a incidência do bolor em estruturas de concreto ............... 31
CAPITULO 3 ...................................................................................................................... 33
3. TERAPÊUTICA DO CONCRETO ......................................................................... 33
viii
3.1 TRATAMENTOS CONTRA A DESINTEGRAÇÃO DO CONCRETO E
MATERIAIS MAIS UTILIZADOS (CARBONATAÇÃO; ATAQUE POR
CLORETOS, ETC.) ......................................................................................................... 34
3.2 TRATAMENTOS DA CORROSÃO DO AÇO DO CONCRETO ARMADO E
MATERIAIS UTILIZADOS NA RECUPERAÇÃO ...................................................... 36
3.3 O TRATAMENTO DE FISSURAS E TRINCAS E MATERIAIS UTILIZADOS .. 41
CAPITULO 4 ...................................................................................................................... 45
4. RESERVATÓRIOS HIDRÁULICOS ..................................................................... 45
4.1 CUIDADOS QUANTO À EXECUÇÃO E CONSERVAÇÃO DOS
RESERVATÓRIOS HIDRÁULICOS ............................................................................. 45
4.2 CLASSIFICAÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE ÁGUA ............................... 46
4.2.1 Reservatórios enterrados, semi-apoiados e apoiados ............................... 47
4.2.1.1 Incidências patológicas e respectivos tratamentos em reservatórios não
elevados 48
4.2.2 Os reservatórios de água elevados ............................................................. 50
4.2.2.1 As manifestações patológicas incidentes em reservatórios de água
elevados executados em concreto armado .............................................................52
4.3 TRATAMENTOS DAS PATOLOGIAS DOS RESERVATÓRIOS
ELEVADOS E INCIDÊNCIAS ....................................................................................... 52
4.3.1 Tratamento de infiltrações em reservatórios elevados ............................ 54
4.4 INSPEÇÃO, ENSAIOS E MAPEAMENTO DAS ANOMALIAS DOS
RESERVATÓRIOS EXECUTADOS EM CONCRETO ARMADO E SUAS
INCIDÊNCIAS ................................................................................................................ 56
CAPITULO 5 ...................................................................................................................... 58
5. ESTUDOS DE CASO ................................................................................................ 58
5.1 CASO 1: RESERVATÓRIO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE
ÁGUA E ESGOTO (SAAE) DA CIDADE DE ALAGOINHAS - BA ........................... 60
5.1.1 Diagnóstico das manifestações patológicas ............................................... 61
5.1.1.1 Análise dos problemas identificados na inspeção técnica ...................64
5.1.2 Terapêutica adotada ................................................................................... 66
5.2 CASO 2: RESERVATÓRIO EM CACULÉ-BA .............................................. 71
ix
5.2.1 Diagnóstico das manifestações patológicas ............................................... 73
5.2.1.1 Análise dos problemas identificados na inspeção técnica ...................75
5.2.2 Terapêutica adotada ................................................................................... 77
5.3 CASO 3: RESERVATÓRIO NO MUNICÍPIO DE IUIÚ-BA .......................... 78
5.3.1 Diagnóstico das manifestações patológicas ............................................... 81
5.3.1.1 Análise dos problemas identificados na inspeção técnica....................86
5.3.2 Terapêutica adotada ................................................................................... 88
5.4 ANÁLISE COMPARATIVA DOS ESTUDOS DE CASO ...................................... 92
CAPITULO 6 ...................................................................................................................... 95
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS .................................................................................... 95
REFERÊNCIAS .................................................................................................................. 97
x
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Esquema de corrosão por pite ........................................................................... 18
Figura 2.Pilha de corrosão em concreto armado com o anodo e catodo em barras
distintas ................................................................................................................................ 20
Figura 3. Deterioração progressiva do concreto de cobrimento Y, devido ao
mecanismo de corrosão das armaduras ............................................................................ 22
Figura 4. Avanço do processo de carbonatação .............................................................. 28
Figura 5. Tipos de Reservatórios em relação ao terreno ................................................. 47
Figura 6. Reservatório elevado ou castelo, de seção circular .......................................... 51
Figura 7. Aspecto do reservatório de DISAI, Alagoinhas, BA ....................................... 60
Figura 8. Vista das infiltrações com manchas de carbonato de cálcio ........................... 62
Figura 9. Aspecto do reservatório de Caculé - BA ........................................................... 71
Figura 10. Fissuras nas vigas decorrentes de corrosão das armaduras ......................... 74
Figura 11. Desplacamento do concreto e exposição da armadura do pilar P1 ............. 75
Figura 12. Ensaio de verificação da profundidade de carbonatação, com uso de
fenolftaleína na viga e no pilar ........................................................................................... 77
Figura 13. Aspecto do reservatório de Iuiú - BA ............................................................. 79
Figura 14. Detalhe da escavação para avaliar a fundação do reservatório ................... 80
Figura 15. Manchas devidas à infiltrações através de fendas nas juntas de
concretagem na parede da cuba ........................................................................................ 81
Figura 16. Carbonatação nas paredes da cuba do reservatório. .................................... 82
Figura 17. Aspecto das estalactites na viga do reservatório de Iuiú .............................. 82
Figura 18. Fissuras decorrentes da corrosão de armadura na viga ............................... 84
Figura 19. Desplacamento do concreto na viga ................................................................ 85
Figura 20. Desplacamento do concreto no pilar ............................................................... 86
Figura 21. Vegetação local adentrando a estrutura (viga). ............................................. 88
Figura 22. Escarificação mecânica de uma das vigas ...................................................... 90
Figura 23. Armadura do pilar apresentando mecanismo de corrosão .......................... 91
Figura 24. Aplicação do anticorrosivo ............................................................................. 91
1
CAPITULO 1
1. INTRODUÇÃO
O conceito de patologia das estruturas de acordo com Souza e Ripper (1998) diz respeito
a um novo campo da engenharia das construções que se ocupa da origem, formas de
manifestações, conseqüências e mecanismos de ocorrência das falhas e dos sistemas de
desagregação das estruturas.
Patologia e terapêutica das construções é a parte da engenharia que estuda os problemas
nas construções, avaliando-os para a identificação de suas causas, origens e formas de
manifestação e dos métodos e técnicas adequados para erradicar esses problemas e/ ou evitar suas
reincidências.
As estruturas que apresentam uma ou mais dessas manifestações patológicas apresentam
sinais externos de que há algo errado com elas como as manchas incomuns, deformações, etc. A
esses sinais chamam-se sintomas.
Os problemas nas construções que não são comuns ou rotineiros, exigem uma análise
detalhada. Por esse motivo, é importante dispor de um maior conhecimento sobre patologias das
estruturas através de estudos mais específicos.
Os estudos que envolvem esses problemas identificam causas, origens e natureza que
possam representar perda de desempenho de parte ou da estrutura como um todo. Entende-se por
desempenho de uma estrutura a eficiência com que a mesma realiza a sua função, ou seja, se
atende e satisfaz os fins para os quais foi projetada de forma a utilizar seu potencial máximo.
Segundo Souza e Ripper (1998) alterações nas propriedades físicas e químicas no
concreto têm por conseqüência o comprometimento do desempenho da estrutura promovendo sua
deterioração. Essas alterações ocorrem ao longo do tempo em função dos condicionantes do meio
ambiente
A possibilidade de recuperação da deterioração ou de qualquer que seja a manifestação
patológica que a estrutura apresente é função do tipo e extensão do dano existente, que possibilita
2
decidir sobre a solução a ser adotada. O diagnóstico normalmente é feito em função de visitas a
obras, sendo possível a realização do levantamento das prováveis causas. Em alguns casos o uso
de ensaios auxilia na identificação dessas causas.
O profissional responsável pela determinação do diagnóstico das anomalias em uma
construção deve realizar um levantamento de informações relacionadas ao início e evolução
dessas anomalias, ao levantamento de informações dá-se o nome de anamnese. Compreende-se
por anomalias qualquer problema identificado na estrutura podendo este advir de mau
desempenho da construção, de má execução de projetos ou mesmo inadequação técnica deste.
Quando as propriedades mecânicas podem ser atingidas, mediante incidências
patológicas, a anamnese da construção como subsídio da escolha da terapêutica faz-se
imprescindível. Essa constatação deve-se ao fato de que informações sobre a história da estrutura,
a possível existência de problemas anteriores e ainda tipos de utilização a que esta estrutura foi
submetida ajudam o profissional a descobrir prováveis causas dos tipos patológicos incidentes.
A incidência de problemas e/ou manifestações patológicas em edificações pode ter origem
em qualquer uma das fases de construção ou de utilização das mesmas. As manifestações
patológicas que acometem as estruturas, quando não devidamente tratadas, tem por conseqüência
reduzir o tempo de vida útil dessas estruturas, já que comprometem tanto suas resistências como
durabilidade.
Desse modo, a vida útil de uma construção depende dos cuidados durante seu projeto e de
manutenções periódicas para prevenir as incidências patológicas e restabelecer sua capacidade
portante, ou seja, permitir que continue sendo utilizada para os fins a que foi construída.
Segundo Cánovas (1988), o “tratamento” de alguns problemas patológicos em detrimento
de outros não menos preocupantes, deve-se à postura tendenciosa dos profissionais da área em
buscar soluções apenas para falhas que levem a catástrofes imediatas.
No presente trabalho, as prováveis causas de manifestações patológicas incidentes nas
estruturas de concreto armado são analisadas, além das possíveis origens, seja devido à má
elaboração de projeto, a sua execução inadequada ou ausência de manutenção entre outros
fatores.
3
As manifestações que incidem em reservatórios de água elevados executados em concreto
armado são em seguida identificadas assim como a técnica utilizada para terapia dessas
manifestações em três estudos de caso.
A busca de soluções e o estabelecimento dos métodos a serem adotados para recuperar ou
reforçar uma estrutura só poderão ser bem sucedidos se forem cuidadosamente estudadas e
analisadas, em conjunto, as condições físicas, químicas, ambientais e mecânicas às quais a
estrutura está submetida, as múltiplas causas de sua deterioração e os seus efeitos ou sintomas
patológicos.
É importante lembrar que nem sempre será possível devolver a integridade estrutural da
construção caso tenha alcançado tal gravidade que não seja possível outra solução senão, por
medida de segurança geral, a estrutura ser demolida.
1.1 JUSTIFICATIVAS
Os reservatórios são unidades hidráulicas destinadas ao sistema de abastecimento das redes
de distribuição de água. São estruturas que estão em contato constante com a água e fato que
exige especial atenção, pois, a água constitui meio para muitas das reações químicas existentes
que podem comprometer as estruturas, além do que, os reservatórios devem ser executados de
modo a garantir estanqueidade.
Caso essa característica de ser impermeável não se confirme, a estrutura pode sofrer com a
evolução de algumas manifestações. A umidade por infiltrações, a exemplo, pode levar a
corrosão da armadura quando associada à exposição da mesma e/ou a outros fatores, pois, todas
as condições para que esse ataque químico ocorra estariam existindo, água e oxigênio do meio,
aliados à formação de pilha (diferença de potencial), além de outros tipos de manifestações que
poderiam coexistir.
As infiltrações em reservatórios constituem uma das mais freqüentes manifestações
patológicas incidentes nessas estruturas. Do ponto de vista da engenharia, a água perdida nos
4
reservatórios quase sempre percolam de maneira indesejada, reduzindo a vida útil das estruturas
de sustentação do próprio reservatório.
Assim sendo, o custo de recuperação estrutural se soma ao custo da água tratada que é
perdida, aumentando o prejuízo tanto para as empresas de saneamento quanto para, as Prefeituras
Municipais, em caso de obra pública. Notadamente, os cuidados voltados para este tipo de
estrutura fazem-se necessários e indispensáveis por atingir direta ou indiretamente a sociedade
como um todo. Além dos fatores já mencionados, está o fato de que tratar-se de estruturas típicas
de reservatórios públicos indispensáveis para o sistema de abastecimento de água de altos
contingentes.
O estudo, direcionado a reservatórios de água elevados executados em concreto armado,
deve-se a muitos fatores, alguns já mencionados. De modo que, esse trabalho, realizado com a
pretendida competência, pode servir de base para a recuperação deste tipo de estrutura.
Para diagnosticar as manifestações incidentes nos reservatórios de água elevados é
necessário fazer um estudo sobre as patologias incidentes nas estruturas de concreto, podendo
este conhecimento ser estendido e utilizado em outras construções.
Ao analisar algumas manifestações patológicas dos reservatórios em questão, com a
finalidade de identificar as origens, as causas e o mecanismo desses problemas, procedimentos
adequados de recuperação ou proteção da estrutura deteriorada são elaborados, assim como, a
especificação de materiais e técnicas construtivas para projeto e execução de obras similares.
Segundo Souza e Ripper (1998), o estudo das causas responsáveis pela implantação dos
diversos processos de deterioração das estruturas de concreto é complexo, sendo matéria em
constante evolução.
Estudar essas causas é relevante, pois, ao identificá-las descobre-se onde o problema teve
início e por conseqüência por onde se deve começar a terapia para saná-lo. A identificação das
causas a partir das quais se desencadeiam os problemas nas estruturas de concreto é parte
indispensável de qualquer etapa de tratamento das manifestações patológicas.
Esse trabalho poderá contribuir, ao indicar as causas mais freqüentes dos problemas
incidentes nos reservatórios de concreto armado, como auxílio a outros profissionais que
precisem lidar direta ou indiretamente com problemas similares identificados nas construções.
5
Outro fator que justifica este trabalho é que a depender de suas localizações e arquiteturas,
os reservatórios podem servir de marcos referenciais da cidade se harmonizando com a paisagem
urbana.
1.2 OBJETIVOS
O objetivo geral consiste em diagnosticar manifestações patológicas incidentes em
reservatórios de água elevados (executados em concreto armado) localizados em cidades do
Estado da Bahia (Iuiú, Alagoinhas e Caculé).
Os objetivos específicos são:
• Identificar entre as manifestações patológicas estudadas quais incidem em reservatórios
de água elevados executados em concreto armado;
• Identificar as técnicas e métodos de terapia necessários para cada tipo de problema
patológico estudado;
• Identificar as prováveis causas dos problemas patológicos (foco do mecanismo de
deterioração) e quais destas incidem nos três reservatórios escolhidos para estudo de caso.
1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO
O presente trabalho elucida alguns aspectos e assuntos inter-relacionados com as
manifestações patológicas incidentes nas estruturas de concreto armado em especial nas obras de
reservatórios elevados.
No Capítulo 1 é apresentada uma introdução com conceitos básicos de patologia e terapia
das construções de modo a propiciar familiaridade à cerca do assunto, além dos objetivos,
justificativa e estrutura do presente trabalho.
6
O Capítulo 2 consta de uma revisão bibliográfica que permite conhecer sobre os mecanismos de
deterioração que acometem as construções, e possibilitar discussões necessárias à elaboração do
trabalho. Elucida as manifestações patológicas mais comuns incidentes na construção civil e
aquelas que acometem as estruturas de concreto armado.
Os tratamentos preventivos e curativos, contra as manifestações patológicas incidentes
nas estruturas de concreto armado são abordados no Capítulo 3.
Busca-se levantar, no Capítulo 4, a continuação da revisão bibliográfica referente às
classificações, cuidados conservativos e de execução dos reservatórios hidráulicos. E por fim,
faz-se uma abordagem geral sobre como ocorrem às inspeções, ensaios e mapeamento das
anomalias incidentes em reservatórios de água elevados executados em concreto armado e suas
incidências nos mesmos.
No Capítulo 5 apresentam-se os três estudos de caso dos reservatórios de água elevados
executados em concreto armado nas cidades (Iuiú, Caculé e Alagoinhas) do estado da Bahia.
Neste capítulo há uma análise das manifestações patológicas incidentes nessas estruturas, bem
como, de seus sintomas, prováveis causas e terapêutica adotada.
Os pontos mais relevantes são elucidados no Capítulo 6 que constitui as considerações
finais que antecedem as referências adotadas como base para a elaboração deste trabalho.
7
CAPITULO 2
2. MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS MAIS COMUNS INCIDENTES NAS
CONSTRUÇÕES CIVIS
A incidência de manifestações patológicas nas edificações está relacionada com o nível do
controle da qualidade realizado em cada uma das etapas de planejamento, de projeto, da escolha
de materiais e componentes, de execução ou mesmo de uso e, também, com a compatibilidade
entre as mesmas.
Casos comuns de patologias em edificações são identificados como umidade, fissuras,
deslocamento de revestimento, eflorescência, o desenvolvimento de bolor, entre outras.
Muitas delas coexistem e são promovidas por um outro mecanismo de deterioração já
instalado na estrutura. A corrosão das armaduras, a exemplo, incide sobre a estrutura mais
facilmente mediante um quadro proeminente de fissuração e/ou de carbonatação. Esse fato será
explicado posteriormente ao se tratar de cada um desses problemas patológicos.
As mesmas manifestações patológicas podem ocorrer por diferentes causas o que
possibilita sua subdivisão segundo a origem que levou ao seu desencadeamento.
As fissuras constituem talvez, o tipo de manifestação patológica que apresenta a maior
diversidade quanto a origens. Na etapa de execução podem ser promovidas por ausência de
tratamento das juntas de concretagem ou simplesmente por inadequação nos processos de forma e
desforma dos elementos estruturais, etc. Na etapa de projeto estas podem advir, a exemplo, do
subdimensionamento da estrutura. Podem ainda ocorrer mediante variação de temperatura, sendo
chamada, neste caso, de fissura por retração ou térmica.
Cada tipo de fissura deve ser tratado a partir de técnicas e métodos escolhidos de acordo
com o que a desencadeou, ou seja, nem sempre em se tratando de fissuração, as técnicas e
métodos utilizados para saná-las são os mesmos. Isso ocorre de forma análoga a qualquer
manifestação patológica que incide por motivos diferentes.
8
Desse modo, é imprescindível que, independente da manifestação patológica incidente, se
identifique sua origem, causa e mecanismo de formação para uma escolha eficaz da terapêutica a
ser utilizada para saná-las de modo a evitar reincidências.
A seguir, alguns problemas que acometem as construções são expostos, de modo, a se
entender o mecanismo de formação de cada um deles.
2.1 OS PROBLEMAS PATOLÓGICOS: UMIDADE E BOLOR E SUAS TERAPIAS
A umidade é um problema patológico que promove grande desconforto e degrada, na
maioria das vezes, a construção sobre a qual incide, rapidamente. Esse fato deve-se ao comum
desenvolvimento de outros tipos de manifestações patológicas atreladas à ocorrência da mesma.
Segundo Souza e Ripper (1998) toda água é agressiva e sua agressividade aumenta
quando esta se encontra em movimento, quando há variações em seu nível, apresenta temperatura
superior a 45°, está poluída com produtos químicos ou quando a água incide sobre peças de
concreto delgadas.
O desenvolvimento do bolor é um exemplo típico mas, mecanismos de formação mais
complexos, como a corrosão de armaduras, também podem ser desencadeados quando associados
a outros fatores em presença de umidade. Esta umidade pode ter origem em infiltrações por
trincas, fissuras e deslocamento de revestimento; a partir da condensação da água na superfície da
estrutura; ascensão da água do solo por capilaridade ou ainda acidental.
Um dos fatores que mais contribui para o aparecimento freqüente de problemas de
umidade são as características construtivas quanto à arquitetura, bem como, a ausência de uso de
materiais impermeabilizantes. A idade da construção e o clima devem ser considerados como
fatores de influência.
Desse modo, deve-se evitar a deterioração das superfícies expostas à água de chuva
através da dissipação da concentração da água e da proteção das partes vulneráveis do edifício,
principalmente, evitar a presença de água sobre a superfície dos componentes e elementos com
fins estruturais.
9
Perez (1988) aborda que os técnicos começaram a perceber que os beirais de telhados têm
importante função, pois, protegem os edifícios de efeitos de desgastes ao evitar concentrações de
água que constituem áreas potenciais para penetração.
Esse tipo de incidência patológica pode manifestar-se nas edificações em todos os seus
componentes construtivos e nem sempre a forma de manifestação do problema está associada a
uma única causa.
O emboloramento promovido pela existência de umidade, de acordo com Allucci et al
(1988), constitui o desenvolvimento de microorganismos pertencentes ao grupo dos fungos. Estes
organismos necessitam de um teor de umidade elevado no material onde se desenvolvem, ou de
uma umidade relativa bastante elevada no ambiente. Desenvolve-se bem a temperaturas entre 10
°C e 35°C e em meios ácidos. A composição química do substrato sobre o qual o esporo do fungo
se deposita é fundamental para o êxito da germinação e infecção da superfície.
A incidência dessa manifestação patológica está associada, de acordo com Allucci et al
(1988), à existência de água no estado liquido ou gasoso, decorrente de infiltração, condensação
de vapor, umidade de obra, umidade proveniente do solo ou de vazamentos a partir de falhas em
canalizações hidráulico-sanitárias.
A infiltração decorre, no caso, das paredes externas de uma edificação, através de fissuras
ou trincas existentes na parede, revestimento e/ou pintura, ou de falhas no rejuntamento de
componentes de alvenaria e na junta de caixilho/parede.
É comum o uso de fungicida nos materiais de revestimentos, constituindo-se em uma das
alternativas para a prevenção e combate ao bolor nas edificações.
O bolor, segundo Cincotto (1988), é caracterizado por manchas esverdeadas ou escuras
que tem como possível causa à presença de umidade constante ou por revestimento em
desagregação, neste caso, comum a áreas não expostas ao sol. Seu reparo se dá, no primeiro caso,
através da eliminação da infiltração da umidade ou lavagem do revestimento com solução de
hipoclorito. No caso do revestimento em desagregação deve-se fazer o reparo do revestimento.
O tratamento das áreas afetadas, de acordo com Allucci et al (1988), pode ocorrer com
escova de piaçaba aplicando-se a solução a seguir: 80g de fosfato trissódico; 30g de detergente;
10
90ml de hipoclorito de sódio e 2700ml de água. A superfície deve ser enxaguada com água limpa
e seca com pano limpo.
No caso de superfícies muito infectadas, recomenda-se a remoção do revestimento e a
lavagem com a solução já descrita. Após a limpeza deve-se aguardar a secagem da superfície
antes da execução da pintura, sendo que, no caso de repintura, deve-se empregar tinta resistente
ao desenvolvimento do bolor.
A existência de vesículas na superfície do revestimento, descritas por Cincotto (1988), são
indicadas pelo empolamento da pintura (na cor preta, branca, vermelho- acastanhada) ou por
bolhas contendo umidade no interior. Todos eles são solucionados renovando-se a camada de
reboco. As bolhas são causadas pelo uso prematuro de tinta impermeável e são reparadas com a
eliminação da infiltração da umidade.
2.2 INCIDÊNCIA DAS MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS: FISSURAS E TRINCAS
As fissuras e trincas podem ser ocasionadas por recalque devido à acomodação do solo,
da fundação e de aterro, além de provir do processo de retração, deficiência ou ausência de
amarração nos cantos de paredes ou no encontro da laje com paredes ou ainda por origens
diversas como: concentração de esforços, impactos, etc.
As fissuras horizontais, de acordo com Cincotto (1988), apresentam-se ao longo de toda a
parede, podendo haver o deslocamento do revestimento em placas, com som cavo sob percussão.
São ocasionadas pela expansão da argamassa de assentamento por hidratação retardada do óxido
de magnésio da cal podendo, neste caso, serem reparadas com renovação do revestimento, após
hidratação completa da cal da argamassa de assentamento.
Outra causa para a incidência dessas fissuras é a partir da expansão da argamassa de
assentamento por reação cimento-sulfatos ou devido à presença de argilo-minerais expansivos no
agregado de modo que, a solução a adotar é função da intensidade da reação expansiva.
11
As fissuras são ditas mapeadas quando têm forma variada e distribuem-se por toda a
superfície. Devem–se à retração da argamassa de base, podendo ser recuperadas através da
renovação do revestimento e da pintura.
O problema das trincas faz-se particularmente importante em meio aos inúmeros
problemas patológicos que atingem as edificações, por significar aviso de provável estado
perigoso, comprometimento da durabilidade da obra e desconforto aos usuários.
Essa incidência patológica, de acordo com Thomaz (1988), pode ser ocasionada mediante
variações de temperatura e do teor de umidade dos materiais de construção; pela atuação de
sobrecarga; deformabilidade excessiva das estruturas de concreto armado e segundo Ioshimoto
(1988), também pode ser proveniente de recalques diferencias das fundações.
As trincas provocadas por variações do teor de umidade dos materiais de construção
ocorrem de forma análoga às devidas as variações térmicas. As alterações de umidade dos
materiais porosos provocam expansão ou contração e devido às restrições estabelecidas por
vínculos entre os elementos ou componentes construtivos desenvolvem-se tensões que podem
gerar as fissuras.
As fissuras que se manifestam nas alvenarias, de acordo com Thomaz (1988), decorrentes
de sobrecarregamentos, são geralmente verticais, originando-se da deformação transversal da
argamassa de assentamento e dos próprios componentes de alvenaria.
Um fator importante, neste caso, é a presença de aberturas de portas e janelas, em cujos
vértices ocorrem acentuadas concentrações de tensões. A atuação de cargas concentradas nas
alvenarias pode provocar seu esmagamento localizado ou a manifestação de trincas inclinadas a
partir do ponto de aplicação da carga.
A manifestação de fissuras horizontais em alvenarias portantes é decorrente da atuação de
cargas verticais excêntricas ou cargas horizontais, podendo surgir, em função da intensidade
dessas cargas, fissuras de tração numa das faces da parede, já que a mesma é solicitada a
flexocompressão.
Thomaz (1988) diz ainda que os componentes das edificações mais sensíveis às trincas
provocadas por deformabilidade excessiva das estruturas de concreto armado, são as alvenarias.
12
As deformações da estrutura de forma geral, tendem a introduzir nesses componentes
esforços de tração e de cisalhamento, provocando fissuras com diversas configurações.
As trincas provocadas por recalques diferenciados das fundações ocorrem no caso destas
deformações serem significativamente diferentes ao longo do plano das fundações de uma obra,
quando tensões de grande intensidade serão introduzidas na sua estrutura, provocando o
aparecimento dessas trincas.
A incidência dessa manifestação patológica deve ser prevenida através de bons projetos
caracterizados, entre outros fatores, por especificações eficientes de execução e idealizado
mediante considerações quanto à dificuldade de execução do mesmo, etc.; além de especificações
corretas dos materiais a serem empregados, controle de recepção dos materiais e componentes e
fiscalização eficiente da obra.
2.3 A OCORRÊNCIA DO DESLOCAMENTO DO REVESTIMENTO
O deslocamento de revestimento pode ser provocado por movimentação da estrutura de
concreto, por deficiência do material, como no caso de revestimento de madeira não totalmente
seca ou má qualidade da pintura.
Essa manifestação patológica pode ser ocasionada ainda por falta de aderência ao
substrato ou pela ação de intempéries e agentes agressivos que podem existir em águas de
lavagem. Há também o caso de ser originada pela expansão devido ao empolamento da
argamassa.
O deslocamento das argamassas de revestimento, segundo Cincotto (1988), pode ocorrer
com empolamento; em placas; ou com pulverulência.
O deslocamento com empolamento é caracterizado por superfície do reboco que desloca
do emboço formando bolhas. Deve-se à infiltração de umidade reparada com renovação da
pintura e a hidratação retardada do óxido de magnésio da cal, que pode ser solucionada a parir da
renovação da camada de reboco.
13
O deslocamento em placas é indicado quando a placa apresenta-se quebradiça. Pode ser
promovido por impureza encontrada na areia ou uso de argamassa magra e ausência de chapisco,
resolvendo-se com renovação do revestimento.
No deslocamento com pulverulência a película de tinta descola arrastando o reboco que se
desagrega com facilidade. Esse tipo de manifestação patológica, das argamassas de revestimento
nas edificações, prejudica o aspecto estético de paredes e tetos.
Segundo Cincotto (1988), esses aspectos indesejáveis podem acontecer quando: a) se
verifica que a pintura acha-se parcial ou totalmente fissurada descolando da argamassa de
revestimento; b) há a formação de manchas de umidade, com desenvolvimento de bolor; c) há a
formação de eflorescência na superfície da tinta ou entre a tinta e o reboco; d) a argamassa do
revestimento desloca inteiramente da alvenaria, em placas compactas ou por desagregação
completa; e) a superfície do revestimento apresenta fissuras de conformação variada; f) a
superfície do revestimento apresenta vesículas com descolamento da pintura, e por fim, g) o
reboco endurecido empola progressivamente, deslocando do emboço.
Estes fenômenos podem ocorrer mediante causas diferentes, a exemplo, da má aplicação
do revestimento, mau proporcionamento das argamassas ou uso de materiais inadequados no
preparo da argamassa de revestimento em relação ao tipo e qualidade dos mesmos.
2.4 A OCORRÊNCIA DA EFLORESCÊNCIA (CARBONATAÇÃO, etc.) E SUAS
TERAPIAS
O termo eflorescência elucidado por Uemoto (1988), significa a formação de depósito
salino na superfície de alvenarias, como resultado da exposição a intempéries, podendo ocorrer
em qualquer elemento da edificação. Seus sais constituintes podem ser agressivos e causar
degradação profunda além de causar modificação intensa no aspecto visual intensa quando há um
contraste de cor entre o sal e a base sobre a qual se deposita.
A eflorescência pode ser indicada de acordo com Cincotto (1988), a partir de manchas
de umidade por causa da existência de umidade constante, ou por uma espécie de pó branco que
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se acumula sobre a superfície. Entre juntas de alvenaria aparente, que apresentem fissuras devidas
à expansão da argamassa de assentamento, essa anomalia ocorre como um depósito de sal branco.
Essa manifestação só ocorre se há um teor de sais solúveis presentes nos materiais ou
componentes, associado à presença de água e a pressão hidrostática para propiciar a migração da
solução para a superfície.
Segundo Uemoto (1988), os sais que ocasionam o fenômeno da eflorescência podem ser
sulfatos de sódio, de potássio e, com menor incidência sulfatos de magnésio e de cálcio que
podem advir do uso de tijolos de argila com elevado teor de pirita. A pirita, durante sua
calcinação, forma anidrido sulfúrico que, associado ao gás sulfuroso (originado do combustível
utilizado na etapa de queima do tijolo) formam os sais mencionados.
O anidrido sulfuroso em contato com água da chuva, forma ácido sulfúrico que ataca os
silicatos do tijolo e forma sulfatos de sódio e de potássio. Estes dois sais também podem resultar
da reação entre os compostos do cimento da argamassa com o tijolo. Os sulfatos podem ser
provenientes também da poluição atmosférica a partir da combustão do carvão, a exemplo, que
gera o anidrido sulfuroso cujo processo até a formação dos sais já foi explícito.
Os cloretos e sulfatos alcalinos podem ter origem na água de amassamento se forem
provenientes de regiões próximas do mar que podem conter sais. Neste caso, a eflorescência
apresenta-se como um depósito de sal branco, pulverulento e muito solúvel em água e não é
prejudicial, apenas compromete o aspecto estético. Ataca superfícies de alvenaria aparente
(tijolos cerâmicos) ou revestimentos com argamassa, em juntas de assentamento, etc.
A eflorescência proveniente da deposição do carbonato de cálcio, de acordo com Souza e
Ripper (1998), caracteriza-se por um depósito de cor branca com aspecto de escorrimento, muito
aderente e pouco solúvel em água, que em contato com ácido clorídrico apresenta efervescência.
Ocorre em regiões próximas a elementos de concreto ou sobre sua superfície e, às vezes, sobre
superfícies de alvenaria.
Sua recuperação pode ser realizada mediante eliminação da infiltração de umidade;
escovamento da superfície seguida de lavagem com água abundante, devendo-se repetir a
operação até a eliminação total podendo-se utilizar um sabão com poder tensoativo que facilite a
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penetração da água; com a secagem do revestimento e por fim, com o reparo do revestimento
quando pulverulento.
Em último caso, segundo Uemoto (1988), pode-se realizar a limpeza com uso de ácido
muriático a 10%, molhando inicialmente a superfície da alvenaria para evitar uma penetração
profunda do ácido.
2.5 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS INCIDENTES EM ESTRUTURAS DE
CONCRETO ARMADO
Algumas das patologias incidentes em estruturas de concreto armado compreendem a
corrosão de armaduras, fissuração, carbonatação, eflorescências, desagregação superficial do
concreto, desenvolvimento de bolor entre outras.
Segundo Cánovas (1988), grande parte dos defeitos e patologias que aparecem nas obras
de concreto armado deve-se à falta de qualidade dos materiais empregados; emprego inadequado
para o fim a que se destinam, ou ao ambiente em que vão estar expostos.
Helene (1988) além de considerar o meio ao qual a estrutura estará exposta, atenta para o
tipo de estrutura ou componente estrutural em questão, se laje, viga ou pilar, pois, algumas
patologias são mais tendenciosas em umas que em outras.
Um dos materiais mais utilizado, em estruturas é o concreto armado, sendo este a mistura
de cimento, agregados, água e eventualmente aditivos, além do aço que constitui a fibra de que o
concreto necessita para um material estrutural completo. Desse modo, a patologia do concreto
armado está associada à patologia dos seus componentes que deverão reunir características que
impeçam a ocorrência de defeitos no concreto.
O estudo das patologias e terapias do concreto envolve os defeitos originados a partir de
erros de projeto e/ou de execução. Segundo Cánovas (1988), os casos patológicos por deficiência
de projeto são muitos, tendo quatro fatores essenciais a serem considerados, sejam eles: a)
cumprimento das condições de equilíbrio básicas da estática; b) compatibilidade das deformações
das próprias peças estruturais e suas uniões; c) representação em escala suficientemente clara das
16
plantas quanto às disposições adotadas, principalmente as que se referem a detalhes de
armaduras, uniões, etc.; d) redação de documentos que indiquem todas as características dos
materiais a serem empregados e a forma de realizar seu controle, etc.
Os defeitos de execução não são evitados nem em caso de ter-se um projeto perfeito por
este apresentar especificações que possibilitem a realização correta dos procedimentos
construtivos, etc. Mas, podem ser reduzidos ao mínimo, associando projeto adequado a uma
fiscalização intensa das operações construtivas realizadas pelo homem.
A maior parte dessas anomalias que aparecem na obra ocorre devido à armação das peças,
sendo também freqüentes as falhas devido ao próprio concreto, por inadequação de adensamento
e/ou cura deficiente, etc.
Os defeitos de armação, elucidados por Cánovas (1988), são causados por defeitos nas
plantas de armação; falta de verificação da possibilidade real da colocação das barras nas
posições previstas e de previsão das dificuldades que aparecerão na concretagem de elementos
muito armados; deficiência ou inexistência de armadura para resistir a algum esforço devido a
erros de conceito; deslocamento de armaduras durante a concretagem, em conseqüência de falta
de fixação por pisoteamento ou uso de vibrador, etc.
Os diagnósticos são feitos a partir de observações dos defeitos ocorridos analisando-se
possíveis causas de erros ou omissão que os produziram. No caso de manifestações patológicas
mais raras, faz-se indispensável, a experiência do técnico para desvendar possíveis interpretações.
Causas intrínsecas, de acordo com Souza e Ripper (1998), são classificadas como
processos de deterioração das estruturas de concreto que são inerentes às próprias estruturas, ou
seja, todas as que têm sua origem nos materiais e peças estruturais durante as fases de execução
e/ou de utilização das obras, por falhas humanas, por questões próprias ao material concreto e por
ações externas inclusive acidentes.
Com relação às falhas humanas durante a construção da estrutura pode-se observar:
Deficiências de concretagem quanto ao adensamento, etc.; inadequação de fôrmas e
escoramentos, deficiências nas locações das armaduras, utilização incorreta de materiais de
construção e inexistência de controle de qualidade.
17
As causas extrínsecas, segundo mesmos autores, podem ser vistas como os fatores que
atacam a estrutura “de fora para dentro” a partir de ações químicas, físicas e biológicas, durante
as fases de concepção ou ao longo da vida útil desta.
Alguns processos físicos de deterioração das estruturas de concreto são: fissuração,
desagregação do concreto, carbonatação do concreto, perda de aderência e desgaste do concreto.
2.5.1 A corrosão da armadura do concreto
Segundo Fortes (1995) a natureza do processo de corrosão pode ser classificada em
química e eletroquímica. O mecanismo de formação da corrosão química se processa lentamente
e não promove deterioração relevante. Esta é caracterizada por uma reação gás metal que gera
uma película de óxido.
De acordo com Nunes e Lobo (1990, apud FORTES, 1995) esse tipo de corrosão se
desencadeia em ausência de água líquida, geralmente em temperaturas acima do ponto de orvalho
da água (entre 120 a 170 °C) e devido à interação direta entre o metal e o meio corrosivo. A
corrosão química pode ocorrer à temperatura ambiente, em meio gasoso e alguns meios líquidos,
isentos de água. Esse trabalho não irá se ater a este tipo de corrosão em detrimento da corrosão
eletroquímica focada no mesmo.
Helene (1988) associa a patologia de corrosão de armaduras às propriedades intrínsecas
do concreto. Estas devem ser consideradas, pois, o cobrimento do concreto tem a finalidade de
proteger fisicamente a armadura e propiciar um meio alcalino elevado que evite a corrosão por
promover a proteção do aço, principalmente, da ação de íons cloretos. Esses íons podem advir,
segundo Fortes (1995), tanto do meio externo como podem estar presentes no próprio concreto, a
partir da água de amassamento utilizada na sua produção ou de aditivos à base de CaCl2 (Cloreto
de cálcio).
A corrosão por pite, promovida pela ação desses íons cloretos, têm o poder de destruir, de
forma localizada, a película passivadora das armaduras havendo a formação do FeCl2. Estes
pontos constituem pequenas crateras (anodo da pilha de corrosão) cuja progressão pode provocar
a ruptura da barra de aço. O restante da superfície metálica torna-se o catodo e se a relação entre
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as áreas, anódica e catódica, for muito pequena poderá desencadear intenso mecanismo de
corrosão (FORTES,1995). Esse processo é ilustrado na Figura 1.
Cl - O2 H2O
concreto
H2O
H +
+ Fe (OH)2 Cl -
OH -
Fe Cl2 OH -
filme passivo de óxidos de ferro
O 2 + H20 O2 + H20
CATODO CATODO
2 e -
ANODOarmadura
Figura 1. Esquema de corrosão por pite, Treadaway, (1984, apud FORTES, 1995)
Apesar da falta de cobrimento adequado constituir uma das causas da exposição e
posterior corrosão da armadura, esta não deve ser entendida como única por ser a mais simples de
se identificar.
Deve-se considerar como fatores danosos, além da presença de íons cloretos no concreto e
deficiência de cobrimento por também propiciarem a corrosão: a penetração de substâncias
ácidas no concreto e a diminuição de sua alcalinidade, motivada pelas reações de carbonatação.
Matos (1997) diz que a corrosão da armadura do concreto é um caso específico de
corrosão eletroquímica em meio aquoso, em que o eletrólito (concreto) apresenta características
de resistividade elétrica consideravelmente mais altas do que as dos eletrólitos típicos (meio
aquoso comum, não confinado a uma rede de poros, como é o caso do concreto). Essa
resistividade influencia na incidência do mecanismo de corrosão. Apresenta-se reduzida quando
19
há elevação do fator a/c, aumento da umidade relativa do ambiente e/ou presença de íons como
Cl−, SO42−, H+. Desse modo, a corrente elétrica no concreto surge através de um processo
eletrolítico, característico da corrosão das armaduras (FORTES, 1995) e quanto maior a atividade
iônica do eletrólito, menor é a resistividade.
Essa corrosão, de acordo com Helene (1988), ocorre quando se forma uma película de
eletrólito sobre a superfície dos fios ou barras de aço, causada pela presença de umidade, em
geral sempre presente no concreto. E só ocorre se existir além do eletrólito, uma diferença de
potencial e oxigênio.
A célula ou pilha de corrosão eletroquímica, de acordo com Helene (1988), constitui-se de
anodo, catodo, condutor metálico e eletrólito. Qualquer diferença de potencial (ddp) entre as
zonas anódicas e catódicas acarreta o aparecimento de corrente elétrica e, dependendo da
magnitude dessa corrente e acesso de oxigênio, poderá ou não haver corrosão. Segundo Fortes
(1995), essa ddp pode ser promovida pela concentração variável de umidade, oxigênio, e de
outros agentes deterioradores ao longo da armadura, originando a pilha de corrosão.
Helene (1988) diz que a diferença de potencial entre dois pontos da barra pode ser
promovida além da diferença de umidade, por aeração, concentração salina, tensão no concreto e
no aço etc., e é capaz de desencadear pilhas ou cadeias de pilhas conectadas em série, havendo a
formação da ferrugem sob a condição de presença de oxigênio.
No anodo, ocorre um fluxo de elétrons para o catodo, através das armaduras. Há também
a transformação de Fe em Fe2+, que é transportado através do eletrólito (concreto) em direção ao
catodo. No catodo, a partir do ganho de elétrons, desenvolve-se uma combinação com o
hidrogênio da água, existente nos poros do concreto, gerando íons OH− que migram em direção
ao anodo e se encontram com os íons Fe2+, que estavam sendo atraídos pelo catodo, formando o
Fe(OH)2 que é o hidróxido ferroso (FORTES, 1995). Todo o processo das reações é ilustrado na
Figura 02.
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Figura 2.Pilha de corrosão em concreto armado com o anodo e catodo em barras distintas Labre e Gomes (1989, apud FORTES, 1995).
Segundo Fortes (1995), nas células eletrolíticas, ocorre o fenômeno chamado eletrólise.
Esse fenômeno é caracterizado pela passagem de eletricidade, através de solução eletrolítica de
modo que é fornecida energia suficiente para promover reações de oxi-redução.
Essas reações são muito complexas e o produto denominado ferrugem constitui-se de uma
gama de óxidos e hidróxidos de ferro.
O óxido de ferro hidratado Fe2O3.xH2O existe em duas formas, α−Fe2O3 (goetita), não
magnético e o γ−Fe2O3 (lepidocrocita), magnético. O predominante na ferrugem é o α−Fe2O3
que, devido à sua maior estabilidade, apresenta um valor negativo maior para a variação de
21
energia livre de formação. É possível a ferrugem ser constituída de três camadas de óxidos de
ferro hidratados, com diferentes estados de oxidação ou de corrosão: FeO, Fe3O4 e Fe2O3, da
superfície do ferro para a atmosfera (Gentil, 1982, apud FORTES, 1995). Matos (1997) menciona
que a goetita e a lepidocrocita são expansivos, enquanto a magnetita não envolve um aumento de
volume tão grande na formação da ferrugem.
De acordo com Fortes (1995), a natureza do produto de corrosão sobre a superfície do
metal pode determinar se a velocidade da reação será alta ou baixa. A ferrugem (Fe2O3.H2O),
produto de corrosão, normalmente depositada sobre o aço, não é totalmente protetora,
predominando a tendência do aço a ser corroído. A corrosão atmosférica do aço/ferro ou de suas
ligas apresenta variações de cor de acordo com a sua localização. A cor preta, no caso da
magnetita (Fe3O4), é comum quando o produto de corrosão está em contato imediato com o
metal. A cor, castanho avermelhada, ocorre quando este produto encontra-se na camada mais
externa em contato com maior teor de oxigênio, que se tem, como exemplo, o óxido de ferro
hidratado, Fe2O3.H2O (FORTES, 1995).
A diferença entre os produtos gerados no mecanismo de corrosão está relacionada ao teor
de oxigênio disponível no meio. Em meios com deficiência de oxigênio, tem-se a reação
seguinte, apresentando como um de seus produtos, a magnetita (FORTES, 1995).
3Fe(OH)2 → Fe3O4 + 2H2O + H2↑
Segundo Matos (1997), os produtos finais da corrosão de armaduras dependem também,
de outros fatores tais como: temperatura e, principalmente, teor de cloretos.
Segundo Souza e Ripper (1998), esse aumento de volume representa cerca de 3 a 10 vezes
o volume original do aço da armadura, podendo causar tensões internas maiores que 15 MPa,
podendo chegar, segundo Cánovas (1988), a 40 MPa.
Matos (1997), diz que à medida que a corrosão vai se processando, esses produtos
expansivos vão se acumulando cada vez mais ao redor das armaduras, criando verdadeiras
“crostas” no seu entorno.
22
Essa expansão de volume produz esforços no concreto na direção radial das barras, os
quais promovem tensões de tração que culminam com fissuração das peças de concreto, um dos
sintomas da existência do processo patológico de corrosão.
As fissuras obtidas se estabelecem na direção paralela à barra corroída devido a ação dos
agentes agressivos e, são classificadas como fissuras ativas progressivas porque têm aberturas
que aumentam no decorrer do processo corrosivo. A evolução das fissuras implica em posterior
lascamento do concreto, que constitui outro sintoma, devido ao comprometimento do
monolitismo estrutural dado pela deficiência de aderência aço/concreto, e posterior
desplacamento da camada de cobrimento, em geral deixando as armaduras expostas. Essas
ocorrências são ilustradas na 0Figura 3.
Figura 3. Deterioração progressiva do concreto de cobrimento Y, devido ao mecanismo de corrosão das armaduras (Shaffer, 1971; Caironi, 1977, apud FORTES, 1995).
23
Umas das medidas preventivas no controle da corrosão de armaduras é a execução do
projeto de forma adequada como, a exemplo, da locação das armaduras, vibração do concreto,
escolha e teores de materiais adequados, etc.
2.5.2 Fissuração e trincas em estruturas de concreto armado
A fissura pode ser considerada como uma manifestação patológica característica das
estruturas de concreto, por ser um dano de ocorrência freqüente e por ser de fácil identificação,
tal qual deformações muito acentuadas.
Segundo Cánovas (1988) e Moura (2008), as principais causas de quadros de fissuração
do concreto são:
- Erros de projeto e de execução;
- Cura do concreto deficiente;
- Variações de temperatura;
- Reações expansivas;
- Carregamento excessivo da estrutura;
- Ataques químicos;
- Recalques diferenciais.
De acordo com suas causas, as fissuras apresentam-se com formas e aspectos diferentes,
cada uma representando um tipo característico de fissuração. No entanto, de acordo com Cánovas
(1988), as mesmas causas produzem tipos de fissuras similares, de modo que, torna-se possível
prever o quadro de fissuras e esquematizar o mecanismo de formação, determinando suas
conseqüências.
Esse tipo de incidência patológica nas estruturas de concreto pode ocorrer, segundo Souza
e Ripper (1998), a partir da deficiência de projeto; de contração plástica; do assentamento do
concreto/perda de aderência; movimentação de escoramento e/ou fôrmas; da retração; deficiência
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de execução; reações expansivas; corrosão de armaduras; recalque diferencial; variação de
temperatura; ações aplicadas.
De acordo com Thomaz (1988), as trincas provocadas por variações de temperatura
devem-se ao fato de que os movimentos de dilatação ou contração, dos elementos e componentes
de uma construção submetidos a essas variações, são restritos pelos diversos vínculos que os
envolvem ou podem ainda ocorrer por movimentações diferenciadas entre materiais distintos de
um componente.
Esses movimentos restritos desenvolvem tensões que poderão provocar o aparecimento
de fissuras. Essas tensões podem ser estimadas com base no módulo de deformação do material e
nas condições de contorno do componente, podendo-se, da mesma forma, verificar o efeito da sua
deformação sobre componentes vizinhos.
As trincas provocadas pela atuação de sobrecarga, de acordo com Thomaz (1988), em
componentes de concreto armado, devem-se a atuação de carregamentos, previstos ou não em
projeto, sem que implique necessariamente em ruptura ou instabilidade do componente. Os
componentes fletidos, a exemplo, são em geral dimensionados prevendo-se a fissuração do
concreto em regiões tracionadas, limitando-as por questões estéticas e pelo risco de corrosão das
armaduras.
Um tipo característico de fissuramento de vigas de concreto armado é aquele resultante de
sua torção, devido a deformabilidade excessiva de lajes em situações específicas de contorno, a
exemplo, nesse caso, as fissuras aparecem nas duas superfícies laterais da viga e inclinam-se
aproximadamente em 45°. Naquelas deficientemente armadas contra cisalhamento, manifestam-
se fissuras inclinadas junto aos apoios.
Esse tipo de ocorrência patológica em pilares deve-se a eventual subdimensionamento,
erros na armação, falhas de concretagem , desaprumos excessivos, reações expansivas no
elemento estrutural comuns também em lajes e vigas e por movimentações acentuadas do
vigamento.
A fissuração para ser caracterizada como deficiência estrutural, dependerá sempre da
origem, intensidade e magnitude do quadro de fissuração existente, já que o concreto apresenta
fissuras por natureza por possuir baixa resistência à tração. Cánovas (1988) afirma que as causas
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da fissuração podem ser várias e nem sempre é fácil detectá-las . Conhecê-las sem dúvida, é
importantíssimo para saber o “porquê” do seu aparecimento a fim de aplicar uma terapêutica
adequada.
Segundo Souza e Ripper (1998) fissuras com abertura inferior a 0,05 mm são
consideradas como microfissuras por não serem perceptíveis a olho nu e não serem significativas,
as fissuras de amplitude entre 0,12 e 0,2 mm não costumam oferecer perigo de corrosão de
armaduras, salvo se o meio ambiente for agressivo.
Estados de fissuração aceitáveis contidos na NBR 6118 (ABNT, 2003):
- Peças não protegidas em meios agressivos- abertura < 0.1 mm;
- Peças não protegidas em meios não agressivos- abertura < 0.2 mm;
- Peças protegidas- abertura < 0.3 mm.
2.5.3 Desagregação e a perda de aderência do concreto
De acordo com Cánovas (1988) um dos sintomas mais claros da existência de ataque
químico é a desagregação. Esta quando incide no concreto, leva-o a perder seu caráter
aglomerante deixando os agregados livres da união que lhes proporciona a formação da pasta. O
problema patológico em questão pode advir da fissuração; da movimentação de fôrmas; corrosão
do concreto; calcinação e ataque biológico.
Segundo Souza e Ripper (1998), a desagregação do material é um fenômeno causado por
muitos fatores, ocorrendo, na maioria dos casos, em conjunto com a fissuração. Devendo-se
entender como desagregação, a separação física de placas de concreto, com perda de
monolitismo, da capacidade de acomodação entre os agregados e da função ligante do cimento.
Uma peça com seção comprometida mediante desagregação do concreto, perde localizada
ou globalmente, a capacidade de resistir aos esforços aos quais está submetida.
Segundo Helene (1992), essa desagregação pode ser propiciada por concreto de
resistência inadequada e aderência comprometida, gradientes térmicos, cargas dinâmicas
26
desconsideradas, gases e líquidos agressivos, má execução, manutenção insuficiente ou
inadequada ou ainda por ausência de proteção.
A perda de aderência, que pode propiciar a desagregação do concreto, é um efeito que
ocasiona conseqüências ruinosas para a estrutura. Essa manifestação patológica pode ocorrer
entre dois concretos de idade diferentes, na interface de duas concretagens, ou entre as barras de
aço das armaduras e o concreto.
O comprometimento da aderência entre dois concretos de idades diferentes deve-se a
superfície suja entre o concreto antigo e o novo, comum em caso de espaço de tempo muito
grande entre duas concretagens consecutivas e se a superfície de contato (junta de concretagem)
não tiver sido convenientemente preparada, ou ainda, quando surgirem trincas importantes no
elemento estrutural.
Segundo Cánovas (1988), por meio de ensaios, comprovou-se que a eficiência da união
em juntas de concretagem muito bem realizadas é de 60%, no entanto com uso de resina epóxi
tem-se eficiência de 100%, ou seja, pode-se conseguir o monolitismo do concreto.
Entre o concreto e o aço, essa perda de aderência se deve à corrosão do aço, com sua
conseqüente expansão; a corrosão do concreto, em função da deterioração por dissolução dos
agentes ligantes; ao assentamento plástico do concreto ou por dilatação ou retração excessiva das
armaduras e por fim a aplicação, nas barras de aço, de preparados inibidores de corrosão de
forma inadequada.
2.5.4 Carbonatação e/ou a incidência da patologia eflorescência em estruturas de
concreto armado e terapia
Segundo Lima (1995), a carbonatação ocorre em todas as superfícies de concreto com
cimento Portland. O dióxido de carbono, no ar ou na água, reage com as substâncias da pasta de
cimento endurecido para formar carbonatos, sendo o principal, o carbonato de cálcio.
Souza e Ripper (1998) dizem que essa anomalia resulta diretamente da ação dissolvente
do anidrido carbônico (CO2), presente no ar atmosférico, sobre o cimento hidratado, com a
27
formação do carbonato de cálcio e a conseqüente redução de pH do concreto até valores menores
do que 9. Quanto maior for a concentração de CO2 presente, menor será o pH e mais espessa será
a camada de concreto carbonatada.
A carbonatação como um tipo de eflorescência é ocasionada mediante reação do gás
carbônico (CO2) com o hidróxido de cálcio, Ca(OH)2, proveniente do processo de hidratação do
óxido de cálcio presente em todo cimento. Há a deposição desse hidróxido, após ser carreado pela
água através dos capilares, na superfície do concreto onde ocorre a reação que tem como produto
o carbonato de cálcio (CaCO3) constituinte da carbonatação. Essa anomalia apresenta coloração
esbranquiçada através da qual se pode identificá-la na superfície da estrutura onde incide. Todo o
mecanismo de formação é traduzido pela fórmula abaixo.
Ca OH CO CaCO H OH O( )
2 2
2
3 2+ → +
Essa manifestação patológica gera a retração por carbonatação do concreto, mas o mal
pior, sem dúvida, é a diminuição da alcalinidade desse material. A alcalinidade alta (pH maiores
do que 12,5), inerente ao concreto protege as armaduras da corrosão devido à deposição, em suas
superfícies, de um filme de óxido protetor. Reduzindo o pH, a carbonatação pode destruir esse
filme protetor e, na presença da umidade e oxigênio, permitir que as armaduras corroam.
O hidróxido de cálcio é responsável pela formação de uma película protetora ou
passivadora das armaduras do concreto ao tornar o meio básico. Ao sofrer o ataque do CO2
procedente do ar, essa proteção apresenta-se comprometida. Deve-se salientar que esse
mecanismo se agrava em caso de materiais mais porosos e que apresentam um quadro de
fissuração. Isso ocorre devido maior facilidade de acesso do CO2 até maiores profundidades no
interior do concreto caracterizando o avanço do mecanismo de formação da carbonatação
(neutralização do hidróxido de cálcio com formação do carbonato), ilustrado na Figura 40.
28
Figura 4. Avanço do processo de carbonatação Bakkér (1988, apud FORTES, 1995).
A porosidade, então mencionada, aumenta a permeabilidade do concreto. Segundo
Cánovas (1988), essa propriedade depende do teor de cimento, areia e qualidade de compactação,
ou seja, quanto menor for seu teor de cimento e maior for a quantidade de areia e estes fatores
estiverem associados à má compactação, mais permeável ou poroso será o concreto.
Desse modo, em função da concentração de CO2 na atmosfera, permeabilidade do
concreto e também da existência de um quadro de fissuração na estrutura, a carbonatação pode
promover a destruição do filme óxido responsável por essa proteção e, por conseqüência,
propiciar a corrosão das barras de aço do concreto através da ação de agentes deterioradores,
como cloretos.
29
De acordo com Cánovas (1988), a resistência à corrosão existe enquanto o hidróxido de
cálcio não for neutralizado pelo mecanismo da carbonatação, entretanto, sais solúveis de cloro
podem destruir a passivação do aço devido ao seu efeito catalisador.
A profundidade de ataque da carbonatação pode ser verificada com a extração de corpo de
prova (CP) da estrutura sobre suspeita, de modo que esta profundidade possa ser analisada com a
avaliação ao longo (comprimento) do corpo de prova. Após a retirada da amostra, utiliza-se de
um indicador, a substância fenolftaleína.
Caso o CP apresente cor rósea ou púrpura após aplicação da substância, a presença de
hidróxido de cálcio responsável pela proteção das armaduras é confirmada, fator favorável à
saúde da estrutura, do mesmo modo que, se essa cor não for identificada, o CP apresenta-se
completamente carbonatado e por tanto a armadura está submetida à forte ataque devido a sua
despassivação.
Durante a vida da estrutura, pelo fato de que a profundidade de carbonatação é muito
pequena em concreto de boa qualidade, o recobrimento especificado pelas normas é a garantia de
proteção contra a corrosão. No entanto, e o que é mais natural e realista, em concreto de baixa
qualidade a camada carbonatada pode exceder a camada de recobrimento.
Em estudo realizado para medir a carbonatação, Lima (1995) ainda afirma que esta é
revelada perfeitamente quando se utiliza luz polarizada no microscópio e a sua profundidade é
medida a partir da superfície até onde não se constata a presença de cristais.
A formação do sal, carbonato de cálcio, propicia também o tipo de eflorescência mais
preocupante de acordo com Uemoto (1988). Esse tipo de eflorescência caracteriza-se por um
deposito de cor branca com aspecto de escorrimento, muito aderente e pouco solúvel em água
que em contato com ácido clorídrico apresenta efervescência. Ocorre em regiões próximas a
elementos de concreto ou sobre sua superfície.
Em superfícies de concreto armado, Souza e Ripper (1998), apresentam uma terapia com
procedimento minucioso devido a cuidados necessários.
30
Procedimento:
1. Molhar a superfície de aplicação contaminada abundantemente (saturação);
Medida preventiva para evitar ataque no concreto por íons cloretos.
2. Aplicar ácido clorídrico, em água, na proporção 1:6;
A aplicação deve ser feita em pequenas áreas, de forma progressiva, por aspersão ou uso
de brocha e em ambiente ventilado.
3. Lavagem posterior ao tratamento com solução neutralizadora de amônia em água, na
proporção 1:4;
Etapa do procedimento que visa neutralizar a ação permanente do ácido.
4. Lavagem final com jatos de água natural.
Parte imprescindível da terapia que elimina quaisquer partículas sólidas e outros resíduos
das soluções utilizadas.
Segundo Souza e Ripper (1998), a agressividade das águas torna-se evidente mediante
dissolução do hidróxido de cálcio e posterior precipitação de géis, com a conseqüente formação
de estalactites e estalagmites.
As estalactites não constituem mecanismo de formação tão comum. É ocasionado pelo
gotejamento intermitente da água e deposição de sais, sendo um tipo de eflorescência
preocupante. Essa deposição de sais vai se sobrepondo e solidificando ao passo que acompanham
o gotejamento da água (possibilita a migração do sal até a superfície) que promovido pela ação da
gravidade confere a aparência característica das estalactites que apresentam a forma de agulhas.
O processo de formação das estalactites apresenta-se lento.
A terapia deste tipo particular de eflorescência ocorre de acordo com o procedimento
apresentado de Souza e Ripper (1998), no entanto, antes de iniciá-lo faz-se necessário à raspagem
de toda a superfície contaminada.
Além do procedimento de remoção do mecanismo de carbonatação, deve-se proceder com
a proteção do substrato quanto a prevenir o acesso do gás carbônico no concreto e eliminar o foco
de umidade, se houver, para não propiciar o mecanismo de formação. Deve-se lembrar que a
31
umidade natural do concreto é suficiente para desencadear o processo, mas a maior abundância
de água, provenientes de infiltrações, beneficia esse desencadeamento.
2.5.5 A Umidade e a incidência do bolor em estruturas de concreto
A ocorrência de umidade em uma estrutura pode ter origem em infiltrações por trincas,
fissuras e deslocamento de revestimento, entre outros. Associada a outros fatores, essa
manifestação patológica, pode desencadear mecanismos de formação de incidência complicados,
como a corrosão do aço do concreto armado.
Segundo Perez (1988), ao se instalar na estrutura, a água pode servir de meio para
substâncias como sais maléficos ao concreto armado e promover esse tipo de deterioração. Mas,
também desencadeia processos mais simples como a instalação do bolor.
A infiltração da água é facilitada quando há um quadro de fissuração que constitui outro
tipo de manifestação patológica. Como já mencionado, um problema que acomete uma estrutura
pode coexistir com outros tipos de incidências ou ainda participar como co-produtor do
mecanismo de formação ao desencadeá-los.
Os problemas quanto à deficiência de impermeabilização das juntas são freqüentes,
devendo-se torná-las estanques por meio de materiais adequados que formam uma película
protetora. Segundo Helene (1992), as superfícies das estruturas podem ser protegidas através de
pinturas impermeabilizantes que atuam como barreira de baixa permeabilidade não somente para
a água ou vapor d’água, mas também para gases.
Essa medida preventiva aliada a métodos ou procedimentos de pintura adequados é
cabível para toda e qualquer estrutura por protegê-las da incidência de umidade e de possíveis
agentes de deterioração que a utilizam como meio e que podem ocasionar outros problemas
patológicos.
Em painéis pré-moldados de concreto leve, quaisquer falhas na pintura, como
microfissuras, ou no material de vedação de juntas, a água pode infiltrar. Essa água pode advir da
penetração através de paredes internas de áreas molháveis devido às falhas em pinturas
impermeabilizantes, em rejuntamento de azulejos ou na junção parede/piso.
32
O umedecimento devido à infiltração tanto de paredes externas como de internas
favorece a proliferação de fungos (bolor). Essa ocorrência patológica também se desenvolve em
coberturas de lajes de concreto armado, quando não adequadamente impermeabilizadas ou
protegidas termicamente, nas quais é freqüente a ocorrência de fissuras e trincas que permitem a
infiltração e posterior desenvolvimento do bolor.
33
CAPITULO 3
3. TERAPÊUTICA DO CONCRETO
Segundo Andriolo (1984), o termo reparo, que constitui parte da terapia de incidências
patológicas, refere-se a qualquer reposição, rejuvenescimento, manutenção ou conservação do
concreto ou da superfície do concreto, após a sua colocação inicial.
Souza e Ripper (1998) conceituam manutenção de uma estrutura como sendo o conjunto
de atividades necessárias à garantia do seu desempenho satisfatório ao longo do tempo.
Ao se verificar que uma estrutura de concreto armado apresenta problemas patológicos,
torna-se necessário efetuar uma vistoria detalhada e planejada para a determinação das condições
reais da estrutura, de forma a avaliar as anomalias existentes, suas causas, providências a serem
tomadas e os métodos a serem adotados para a recuperação ou reforço. Após o diagnóstico segue-
se o prognóstico a partir da avaliação das patologias incidentes e do nível de risco a partir destas
que sofre a estrutura.
De acordo com Moura (2008), o diagnóstico é realizado a partir da identificação das
patologias incidentes, dos sintomas, origens e mecanismos de formação apresentados e
determinação das possíveis soluções de terapia ou reparo necessários. Deve-se também, fazer um
prognóstico que indique o grau de risco da estrutura, quanto à evolução prevista dos problemas
caso não se faça à intervenção adequada.
O prognóstico está relacionado não apenas com a intensidade, mas principalmente com o
grau de comprometimento da construção como um todo. Também por esse motivo, a ocorrência
dessas patologias deve ser analisada tanto no aspecto qualitativo quanto no aspecto quantitativo,
pois, podem ocorrer casos com pequena incidência, porém extremamente graves e que
comprometam a integridade da estrutura.
A terapia de qualquer tipo de incidência patológica, segundo Souza e Ripper (1998),
advém da identificação das suas causas e das possíveis soluções para, a partir de então, efetuar a
escolha da terapia mais adequada.
34
Esta deve ser efetuada com todos os cuidados possíveis para que não haja reincidências
dos problemas a partir de ações preventivas que se seguem às ações curativas. As ações curativas
estão relacionadas à contenção do desenvolvimento e/ou evolução da manifestação patológica já
incidente. As ações preventivas já citadas podem ocorrer antes ou depois da patologia se instalar,
evitando que esta ocorra ou evitando reincidências sendo adotadas durante a recuperação.
3.1 TRATAMENTOS CONTRA A DESINTEGRAÇÃO DO CONCRETO E MATERIAIS
MAIS UTILIZADOS (CARBONATAÇÃO; ATAQUE POR CLORETOS, ETC.)
A proteção para a superfície do concreto estrutural, de modo a impedir sua desintegração,
pode ser feita a partir da aplicação de vedações à base de resinas acrílicas, epóxicas,
poliuretânicas, de silicone ou asfálticas.
Segundo Cánovas (1988), deve-se proteger fundações apoiadas em terrenos agressivos
por meio de uso de concreto compacto (cimento e agregados convenientes ao meio) e de rede de
drenos que mantenha o solo em contato com estas fundações seco. Além destes cuidados, devem-
se proteger os elementos estruturais expostos ao meio agressivo por meio das vedações já
mencionadas acima.
De acordo com Souza e Ripper (1998), as resinas epoxídicas são as mais utilizadas,
principalmente em formulações apropriadas ao uso como ligantes insensíveis à água para
combater a corrosão das barras das armaduras do concreto. Estas não devem ser aplicadas sobre
substratos sujos de ceras, graxas ou óleos e materiais desagregados, pois, têm sua aderência
comprometida.
Cánovas (1988) acredita que a resina epóxi talvez seja a mais adequada, entre os materiais
utilizados como revestimento isolante, por apresentarem grande aderência ao concreto, poder de
vedação, resistência química e durabilidade. São aplicadas com broxa, rolo, espátula ou a
pulverização a quente com pistolas e equipamentos adequados.
Souza e Ripper (1998) fazem algumas observações importantes quanto a esses materiais
referentes à quase inexistência de retração durante o processo de cura, o que garante a integridade
da superfície de ligação. Há uma ressalva quanto à incompatibilidade de deformações entre a
resina epóxi e o concreto quando esta é aplicada em peças submetidas a variações acentuadas de
35
temperatura ocasionando o surgimento de deslocamentos e fissuração. Este fato deve-se ao
coeficiente de dilatação térmica da resina que se apresenta bastante superior ao do concreto.
Segundo Cánovas (1988), os silicones também são usuais como repelentes de água
impedindo que o concreto a absorva do meio. São comumente aplicados sobre concretos
aparentes por sua transparência característica.
Porém, Batista (2003) afirma que esses tratamentos a base de resinas incorrem no natural
envelhecimento e perda da integridade da película, entre 2 e 5 anos, dependendo do ambiente, o
que implica em constantes reparos e conseqüentes custos. Em substituição a esses materiais,
propõe a aplicação de substâncias hidrofugantes que penetram e passam a fazer parte da
constituição do concreto o protegendo de agentes agressivos. Entre os hidrofugantes mais comuns
estão os silanos e siloxanos.
Os silanos apresentam moléculas bem menores que garantem melhor e mais profunda
penetração na camada de recobrimento do concreto. O ambiente alcalino com alto pH otimiza as
reações de interligação do silano com as substâncias formadoras da matriz cimentícia tornando-as
mais fortes, eficientes e intocáveis à ação da água.
O siloxano, após sua introdução com uso de solvente e evaporação do mesmo no interior
do concreto, interliga-se com a matriz cimentícia independente da alcalinidade do ambiente.
Um dos mecanismos de introdução de contaminantes no concreto deve-se à deposição de
sais, que em contato com a água, adentram no concreto como solução eletrolítica aerada e
corrosiva. O uso dessas substâncias hidrofugantes e/ou repelentes buscam proteger as superfícies
das paredes dos capilares e vazios do concreto.
Os silanos e siloxanos são considerados penetrantes por reagirem com os produtos da
matriz cimentícia bloqueando a carbonatação e a introdução de íons contaminantes, como os
cloretos, através da chuva. Esses materiais bloqueiam a reatividade álcali-agregado e sem
formarem qualquer película na superfície do concreto.
A aplicação desses produtos, como no caso dos silicones, também é indicada para
superfícies de concreto aparente e se apresenta mais eficiente quando é feita com bomba airless,
na forma de spray, podendo-se também utilizar rolo ou pincel.
36
Segundo Cánovas (1988), a desagregação constitui o defeito mais grave do campo da
patologia estrutural, por isso, antes de proceder com o tratamento da estrutura afetada, faz-se
necessário à análise do concreto e do meio com o qual ele está em contato para determinar as
causas do ataque, e assim definir a proteção mais adequada.
3.2 TRATAMENTOS DA CORROSÃO DO AÇO DO CONCRETO ARMADO E
MATERIAIS UTILIZADOS NA RECUPERAÇÃO
Rodrigues (1997) afirma que todas as estruturas de concreto armado, sejam edificações,
pontes, etc., sujeitas ao ambiente marítimo ou industrial (urbano), entram em estado de corrosão,
sendo umas mais intensas que outras.
A corrosão, induzida principalmente por cloretos, provoca o desplacamento da camada de
recobrimento das armaduras, expondo-as a um estado de corrosão acentuado. Essa manifestação
pode ser prevenida durante o projeto e execução da estrutura com o estabelecimento de
cobrimento adequado (NBR 6118, ABNT 2003), concreto com a/c baixa, escolha de cimento em
função do meio onde a estrutura estará inserida e, por fim, adequação quanto ao procedimento de
lançamento, adensamento e cura do concreto, evitando segregação e exsudação.
Segundo Cánovas (1988), o concreto armado apresenta uma natural defesa química
proveniente da alcalinidade do cimento que torna o aço passivo e a proteção física é estabelecida
a partir de um revestimento compacto e impermeável mediante cobrimento eficiente (qualidade e
espessura adequada ao meio).
O método convencional de recuperação do concreto armado prevê o corte do concreto nas
regiões com desplacamentos ou com fissuração, provocados pelas fortes tensões de tração,
introduzidas na camada de recobrimento pelas barras em estado de expansão, limpeza,
desoxidação, colmatação das armaduras com resina polimérica e, finalmente, a aplicação da
argamassa/concreto de recuperação.
O processo de corrosão pode ser prevenido por diversas técnicas ao invés de atenuado
com o tradicional sistema de tratamento. Segundo Rodrigues (1997), a causa (as pilhas de
corrosão) é permanente ao longo das armaduras e o processo logo promove novos
desplacamentos.
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Segundo Cánovas (1988), uma estrutura, dependendo do meio onde está inserida, precisa
de proteções complementares que podem agir diretamente sobre o aço, como no caso da proteção
catódica, galvanização e revestimento com resinas sintéticas, ou sobre o concreto, como acontece
com os inibidores de corrosão e com as tintas de resinas ou asfálticas.
Rodrigues (1997) afirma que o único processo que interrompe a corrosão no concreto
armado é a proteção catódica, seja ela passiva, com ânodo de sacrifício ou por corrente impressa,
aplicando-se uma corrente elétrica contínua.
O concreto úmido apresenta baixa resistividade, logo é um bom condutor de eletricidade e
funciona como elemento de ligação. A umidade contínua em seus poros e os agentes de
contaminação, como os íons cloretos, funcionam como eletrólitos, favorecendo qualquer ligação
elétrica.
Desse modo, a aplicação de uma película de zinco sobre a superfície, pela natural
diferença de potencial elétrico entre esse metal e o aço do concreto promove a interrupção do
processo de corrosão neste último em detrimento do primeiro,ou seja, o zinco corrói funcionando
como um anodo de sacrifício ao proteger catodicamente o aço. A esse processo chama-se
galvanização.
Para concretos com pouca condutividade elétrica poderá ser mais econômico, após a
análise da estrutura, optar-se por instalar um retificador (transforma a corrente alternada em
contínua, na quantidade dimensional para a estrutura) de corrente elétrica, que funcionará como
fonte, fazendo com que a proteção catódica seja por corrente impressa.
Esse sistema, segundo Cánovas (1988), apresenta os inconvenientes de necessitar de
pessoal especializado, exigindo um controle de manutenção constante aplicado em todas as
armaduras, o que exige conexão entre elas.
A corrosão do Zinco, em beneficio das armaduras do concreto, acontece pela formação,
extremamente lenta, de óxido de Zinco, de cor esbranquiçada, fácil de ser percebida.
A superfície do concreto, uma vez protegida, fica renovada e, esteticamente, bela. Em
diversas obras opta-se, no entanto, pela aplicação de uma pintura texturizada adicional de
acabamento. Esta pintura especial deverá ser suficientemente porosa para permitir a migração do
óxido de zinco, não perdendo a aderência com a camada protetora.
38
Outra prática usual é a recuperação com tratamento das armaduras e recomposição do
concreto aliados ao uso de isolantes da superfície do concreto a partir de revestimento
impermeável ou uma membrana diretamente aplicada na sua superfície e no aço como as resinas
epóxi, betumes, asfaltos, etc., como exposto por Moura (2008) e de acordo com os procedimentos
que seguem:
• Procedimento de recuperação do concreto armado com incidência de corrosão do aço
1) Escoramento da estrutura;
O primeiro passo para recuperar o elemento estrutural é escorar a estrutura ou área de
influência, deixando-o completamente livre de carregamento. No caso de pilares (escoramento de
vigas ou da laje) e em se tratando de vigas (escoramento da laje).
2) Escarificação do concreto;
Retirada do concreto deteriorado até descobrir as barras mais próximas dos estribos para
avaliar o estado de corrosão das mesmas.
A escarificação pode ser realizada, segundo Helene (1992), de forma manual ou
mecânica. A manual faz-se, mais usual na preparação de pequenas superfícies e locais de difícil
acesso para equipamentos maiores, por apresentar baixa produção. É dada pelo apicoamento de
fora para dentro da superfície com uso de ponteiro, talhadeira e marreta até obter concreto coeso
propiciando boas condições de aderência.
A escarificação mecânica é realizada mediante rebarbador eletromecânico de fora para
dentro para remoção de espessuras até atingir concreto são. Apresenta alto rendimento na
preparação, não requerendo mão-de-obra especializada. Nesse tipo de remoção ou no outro, faz-
se necessário à limpeza posterior para eliminação do pó.
39
3) Tratamento das armaduras;
Remoção de cerca de 2.5 cm do concreto que envolve a armadura para que seja possível
lixar e limpar as barras com escova de cerdas de aço eliminando, todo o produto da corrosão com
aplicação posterior de anticorrosivo ou película impermeabilizante com uso de resina epóxi.
O lixamento da armadura pode ser realizado de forma manual com lixa de ferro para aço
através de movimentos circulares até se obter cor de metal quase branco.
4) Em caso de necessidade de reforço/ execução de emendas das armaduras e/ou ancoragem
das mesmas;
A armadura deve ser encaixada ao piso e à laje no caso de pilares por furos preenchidos
com adesivo estrutural, nos quais suas extremidades são presas. Segundo Souza e Ripper (1998)
se a emenda for realizada no meio da barra as extremidades da barra adicional deverão
ultrapassar alguns centímetros para garantir-se solidária à barra aproveitada e presa à mesma por
meio de adesivo estrutural e arame em aço.
Para qualquer elemento estrutural a ancoragem das barras deve ser garantida para efetivar
o monolitismo ou solidarização entre concreto e aço.
5) Limpeza do substrato;
Segundo Moura (2008), essa limpeza pode ser executada mediante jato de água ou de ar.
Sendo necessário, no primeiro caso, esperar secar o substrato para continuar com o processo de
recuperação.
6) Ajustar formas;
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Aconselham-se lances de 1,10 m de altura para recomposição do concreto de pilares. Essa
forma de execução evita problemas relacionados à inadequação do adensamento e alturas de
lançamento do concreto como desagregação ou a formação de ninhos de pedra.
7) Recompor o concreto;
A utilização nesta etapa de grout ou microconcreto é bastante usual. O microconcreto
pode ser industrializado ou produzido na obra com uma proporção de 30 kg de pedriscos para
100 kg de grout.
Grout é uma argamassa especial auto-adensável de baixa relação água/ cimento cerca de
0,40, que contribui para uma baixa porosidade e conseqüente maior resistência química. De
acordo com Souza e Ripper (1998), não apresenta retração e segundo Moura (2008), exige
aplicação em substrato úmido, além de cuidados especiais com a cura para não perder a água de
composição pois, a relação a/c, como já mencionado, é baixa.
Todas essas características e cuidados são transferidos ao microconcreto por ter em sua
composição o grout.
Essa recomposição do concreto, em caso de não ocorrer exposição total das armaduras
pode ser prosseguida com uso de argamassa polimérica se a espessura de recuperação não
ultrapassar 5 cm. Caso trate-se de espessuras superiores e se desejar efetuar a recomposição com
este material deve-se esperar secar para nova aplicação de mais 5 cm.
De acordo com Moura (2008), no caso de elementos estruturais submetidos à flexão, esse
material não é aconselhado por promover, com mais facilidade, a separação dos materiais
concreto/ argamassa mediante desplacamento.
8) Retirar formas e aplicar um adesivo estrutural em caso de repetição do processo de
lançamento;
41
A aplicação do adesivo estrutural (resina epóxi) é fundamental para garantir a junção dos
concretos lançados em momentos diferentes, ou seja, do concreto velho ao concreto novo.
9) Recolocar formas se necessário e lançar novo volume de concreto adensando
adequadamente;
10) Desmoldar após 48 h e repetir a operação enquanto se fizer necessário;
O último lance do concreto (pilares) é realizado mediante janelas abertas na laje ou por
encunhamento. Em caso de lajes e vigas, o escoramento deve ser mantido por 14 dias.
11) Cura;
Segundo Moura (2008) a cura úmida deve durar cerca de 14 dias ou aplicar película de cura após
início de pega.
12) Aplicar revestimento protetor no concreto.
Segundo Cánovas (1988) e Moura (2008), pode ser mediante resinas sintéticas (epóxi),
tintas asfálticas, etc.
3.3 O TRATAMENTO DE FISSURAS E TRINCAS E MATERIAIS UTILIZADOS
O tratamento desse tipo de incidência patológica varia bastante pois, pode ser ocasionada
por motivos diferentes e cada um deles exige uma terapia adequada e específica que resulte no
fim do foco do problema.
De acordo com Souza e Ripper (1998), a injeção de materiais é uma técnica que garante o
perfeito enchimento do espaço formado entre as bordas de uma fenda e que em caso de fendas
42
passivas (processo de abertura estagnado) faz-se com uso de materiais rígidos como epóxi, grout,
etc.
O tratamento de fissuras e trincas pode se dar por injeção de poliuretano hidroexpansivo.
Estando esse tratamento associado à função de impermeabilização desses materiais. Segundo
Souza e Ripper (1998), o uso de resinas acrílicas e de resinas poliuretânicas são comuns para a
vedação de fendas ativas (processo de abertura da fissuração não estagnado).
No caso, de reservatórios é quase impossível não associar a terapia das fissuras à
impermeabilização, tendo em vista que muito comumente os vazamentos se dão a partir de
fissuras ou trincas promovidas por subdimensionamento ou outras causas também freqüentes
como o desenvolvimento de reações expansivas.
O poliuretano hidroexpansivo, em gel e a resina acrílica aquosa foram desenvolvidos para
impermeabilizar, por injeção, qualquer tipo de surgência d’água que apareça através de trincas,
fissuras, ninhos de concretagem, juntas frias e juntas de concretagem, sendo utilizado
corriqueiramente para acabar com minações d’ água em barragens, túneis, caixas de passagem,
reservatórios, caixas de elevadores, paredes diafragma, eletrodutos, cabos de força e telefone que
tenham presença d’ água.
• Procedimento de injeção de acordo com Cánovas (1988):
1) Furos ao longo da fissura;
2) Aplicação de selante externo (esperar secar por 24 h);
3) A intervalos adequados (de 20 a 50 cm), ao longo da fissura, deve-se colocar tubos de injeção
(bicos metálicos de 5 a 10 mm de diâmetro);
São colocados ao mesmo tempo em que se realiza a selagem, pois devem permanecer aderidos
à fissura por meio do selante.
4) Introdução de epóxi com baixa viscosidade mediante uso de pistola ou bombas mecânica ou
manual por meio de ar comprimido;
43
Em alguns casos manter a pressão do bombeamento por alguns minutos para garantir que
a resina chegue até as zonas mais estreitas da fissura.
Como já mencionado, a terapia das fissuras depende da causa que desencadeou o
problema. Desse modo, fissuras por retração, por subdimensionamento ou devidas a mecanismos
de corrosão podem ser tratadas distintamente.
As fissuras ocasionadas por subdimensionamento apresentam-se eqüidistantes, já aquelas
promovidas por retração não se apresentam próximas e são irregulares além de discretas/ finas.
Essas fissuras devem-se às variações de temperatura que promovem a retração. A retração produz
redução dos elementos estruturais que converterão em trações e conseqüentes fissuras se o
elemento está impedido de deformar-se. Desse modo, a solução, para tais fissuras, deve propiciar
à estrutura espaço para deformar-se em função das inevitáveis variações de temperatura.
A terapia usual, segundo Cánovas (1988), consiste em se fazer um corte em “v” com martelete
pneumático ou com ponteiro e marreta em toda a extensão da fissura e preenchê-lo com
argamassa polimérica que confere plasticidade e/ou possibilita mobilidade neste espaço mediante
as variações de temperatura. A abertura em “v” começará a uns 15 mm de cada lado do eixo da
fissura com profundidade de 10 mm. A argamassa utilizada no preenchimento, promove a
redução da retração além de garantir a adesão concreto velho/ material novo (a própria
argamassa).
Segundo Moura (2008), essa argamassa polimérica deve apresentar baixa relação a/c e um
traço de 1:3. A água de amassamento das argamassas convencionais é substituída por uma
solução de água e resina acrílica (látex) que constitui o polímero. Sua utilização é realizada
substituindo-se cerca de 10% da água de amassamento pelo mesmo teor do polímero.
As fissuras devidas a subdimensionamento apresentam-se eqüidistantes e perpendiculares
aos esforços não suportados. Neste caso, há uma transferência de carga das armaduras para o
concreto que, por não responder bem a esforços de tração e não estar dimensionado para suportar
mais carga, reflete com fissuras a sua incapacidade.
44
Em caso de subdimensionamento, faz-se necessário o dimensionamento do reforço para
que a estrutura obtenha a capacidade portante adequada ao carregamento ao qual está submetida.
O reforço pode ser realizado mediante um cintamento estrutural de grout armado.
• Procedimento para execução de grampeamento de fissuras, segundo Souza e Ripper
(1998)
Essa técnica é realizada com uso de grampos que costuram a fissura de modo a não
introduzirem esforços em linha. Esses grampos ou armadura devem apresentar uma inclinação
em relação ao eixo da fissura e terem comprimentos variáveis. Eles são ancorados no concreto a
partir de furos feitos no mesmo, sendo que, esses furos são previamente preenchidos com adesivo
estrutural, em que as extremidades dos grampos são encaixadas.
Este procedimento é adequado para a terapia de uma deficiência localizada de capacidade
resistente segundo linhas isoladas. No entanto, deve-se ater ao fato de que há um aumento da
rigidez da peça localizadamente e, se o esforço gerador da fenda continuar, produzirá uma nova
fissura em região adjacente em caso de fissuras ativas.
As fissuras provenientes do mecanismo de corrosão são tratadas mediante procedimento
da terapia do concreto armado com incidência de corrosão apresentado no item 3.3
45
CAPITULO 4
4. RESERVATÓRIOS HIDRÁULICOS
Os reservatórios são unidades hidráulicas de acumulação e passagem de água, devendo se
localizar em pontos estratégicos do sistema de abastecimento de modo a garantir a quantidade de
água necessária; a adução com vazão e altura manométrica constante; o uso de menores
diâmetros possíveis na rede de distribuição de água e com melhores condições de pressão
(UFCG, 2007).
Os materiais utilizados na construção dos reservatórios são os mais diversos, podendo ser
executados em alvenaria, concreto, aço, fibra de vidro ou ainda em madeira. O mais usual no
Brasil é o emprego de concreto armado (SANEP, 2007).
Deve-se buscar sempre uma solução que siga as orientações técnicas e que esteja
associada à redução dos custos com a construção do reservatório. É importante verificar a
disponibilidade do material de construção e da mão de obra na região, visto que, serão fatores
decisivos na escolha do material. Dependendo dos cálculos estruturais, as paredes podem ter
secção transversal retangular, trapezoidal ou circular (SANEP, 2007).
A forma circular apresenta-se mais econômica devido ao menor gasto com material de
construção. No entanto, como alternativa, em detrimento da construção circular, a de mais fácil
execução é a forma retangular. Sua forma mais econômica dependerá das relações entre suas
larguras e comprimentos (UFCG, 2007).
4.1 CUIDADOS QUANTO À EXECUÇÃO E CONSERVAÇÃO DOS RESERVATÓRIOS
HIDRÁULICOS
Mediante problemas comuns que surgem ao longo da vida útil dos reservatórios, busca-
se, a partir de medidas preventivas, evitá-los. Alguns cuidados devem ser tomados para a sua
conservação tais como: impermeabilização cuidadosa das paredes; localização em áreas onde não
ocorram inundações; proteção dos acessos; proteção dos dispositivos de descarga e extravasão
46
para impedir entrada de animais ou de águas poluídas provenientes de atividades das vizinhanças,
etc. (SANEP, 2007).
A laje de apoio normalmente é em concreto armado. Quando o terreno é rochoso, estável
e sem fendas, pode-se optar por concreto simples ou ciclópico. O fundo do reservatório deve ter
uma declividade em direção ao ponto de esgotamento em torno de 0,5% a 1,0%, para facilitar
operações de lavagens. A cobertura deve ser completamente impermeável, como prevenção
contra contaminações por infiltrações de águas de chuva, bem como, posicionada de tal forma
que não permita a penetração dos raios solares os quais poderiam favorecer o desenvolvimento de
algas na água armazenada (UFCG, 2007).
Quando a área de cobertura é construída de forma plana, pode ser necessária a
manutenção de uma lâmina de água de 10 a 20 centímetros de espessura em cima da laje, para
garantia de que não haverá fissuramento desta laje em decorrência das variações da temperatura
ambiente. Outra forma de evitar essa ocorrência de fissuração é optar-se por coberturas onduladas
(UFCG, 2007).
4.2 CLASSIFICAÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE ÁGUA
Os reservatórios podem ser classificados de acordo com a posição em relação à rede de
distribuição de água, e em relação ao terreno.
Quanto à sua posição em relação à rede podem ser reservatórios de montante ou de
jusante. No entanto, a este trabalho cabe apenas a classificação quanto a sua posição em relação
ao terreno. Neste caso, são classificados como: enterrados; semi-enterrados; apoiados e elevados
(SANEP, 2007). Essa classificação pode ser mais bem compreendida a partir da Figura 5, que
ilustra cada tipo de reservatório em relação ao nível do terreno (N.T).
47
Figura 5. Tipos de Reservatórios em relação ao terreno (UFCG, 2007)
4.2.1 Reservatórios enterrados, semi-apoiados e apoiados
Os reservatórios enterrados são aqueles que se apresentam embutidos no terreno. Essas
estruturas subterrâneas devem resistir a uma combinação de pressão hidrostática e a proveniente
do próprio solo, que pode variar de 500 a 1000 kg/m2 para cada metro de profundidade. O
aumento do nível freático, devido às chuvas torrenciais, aumenta a pressão hidráulica atuante na
estrutura. Essa pressão depende do nível freático e da natureza do solo. Evidentemente toda
primeira laje de obras subterrâneas deverá ser dimensionada para resistir a uma possível elevação
provocada pela pressão hidrostática (MONGE, 2002).
48
Não é comum ocorrer à ruína dessas lajes, seja por tensões de cisalhamento ou flexão,
devido ao aumento da pressão hidráulica que atua de forma desigual, no lado positivo, isto é, no
contato com o solo (MONGE, 2002).
Os reservatórios semi-enterrados ou semi-apoiados diferem do apoiado por possuírem
apenas uma parte da sua altura abaixo do nível do terreno. Aqueles ditos apoiados têm laje de
fundo apoiada no terreno (MONGE, 2002).
Dos tipos de reservatórios citados, o mais comum é o semi-enterrado. Quando há garantia
de uma pressão mínima na rede de distribuição a partir das cotas do terreno, ou seja, as cotas do
terreno são favoráveis. Desse modo, sempre que as cotas do terreno sejam favoráveis, os
reservatórios semi-enterrados serão preteridos em relação aos elevados. Deve-se, no entanto,
avaliar os custos de escavação e de elevação, bem como a estabilidade permanente da construção,
além dos possíveis problemas construtivos, de escavação, de empuxos e de elevação (UFCG,
2007).
Com grande freqüência, os reservatórios enterrados e os semi-apoiados são construídos
em alvenaria de pedras ou tijolos com cintamentos ou envolvimentos com malhas de aço (UFCG,
2007).
Os reservatórios enterrados ou semi-enterrados têm a vantagem de manter a água mais
fresca. Em geral, a sua construção também é mais fácil e de menor custo. A escolha entre um e
outro depende da finalidade de uso, das características do terreno e das necessidades técnicas do
sistema de abastecimento de água utilizado (MONGE, 2002). É importante lembrar, que se deve
optar por soluções simplificadas que atendam as orientações técnicas e que ao mesmo tempo
diminua os custos com a construção de um reservatório (SANEP, 2007).
4.2.1.1 Incidências patológicas e respectivos tratamentos em reservatórios não elevados
Pode-se encontrar como manifestações patológicas incidentes em reservatórios não
elevados, corrosão de armaduras, além de, fissuras e trincas (decorrentes de corrosão ou de
subdimensionamento). Essas fissuras podem ocorrer em qualquer parte da estrutura como na laje
49
de cobertura ou na de fundo. Infiltrações também são freqüentes, assim como, a deterioração do
concreto por carbonatação ou presença de cloretos, entre outras substâncias. As terapias para
essas manifestações patológicas podem ser encontradas, respectivamente, nos itens 3.2, 3.3,
sendo que a umidade proveniente de infiltrações apresenta terapias de acordo com o que a
ocasionou. Desse modo, se tiver causa na existência de fissuras sua terapia é indicada também de
acordo com o item 3.3. No entanto, essa umidade (proveniente da água do solo e/ou da água das
chuvas, e da ausência ou inadequação de impermeabilização do reservatório, etc.) pode ser
promovida pela porosidade excessiva do concreto ou ausência de impermeabilização com manta
asfáltica, a exemplo, e neste caso seguiria o procedimento apresentado na seção sobre o
tratamento de infiltrações em reservatórios não elevados, abaixo. A terapia para a remoção
(carbonatação), prevenção e contenção da manifestação patológica que promove a degradação do
concreto encontra-se nos itens 2.5.4 e 3.1.
Segundo Monge (2002), as armaduras dos reservatórios em concreto armado não
elevados ficam suscetíveis quando o subsolo apresenta-se contaminado geralmente por gases de
sulfeto de hidrogênio e metano que podem adentrar o concreto degradando-o caso a laje de fundo
do reservatório não se apresente devidamente protegida.
• Tratamento de infiltrações em reservatórios não elevados
O tratamento de umidade por infiltrações deve-se a toda e qualquer solução referente aos
mecanismos que estejam ligados direta ou indiretamente às causas da mesma.
O uso de mantas de PVC, no lado positivo (em contato com o solo) para garantia de
impermeabilização tem sido usual devido à resistência e flexibilidade desses materiais. Esta
solução confere ao reservatório bloqueio de substâncias prejudiciais para as armaduras do
concreto.
Segundo Monge (2002), essa impermeabilização pode ser efetuada também com
revestimento bentonítico, manta à base de betume e com uso de cimentos cristalizantes.
50
A impermeabilização por aderência à base de revestimentos e argamassas cimentícias no
lado negativo são inorgânicos, modificados com polímeros e elásticos. Suportam significativas
pressões hidrostáticas, mas têm o inconveniente de não poderem ser aplicados em superfícies
expostas ao tempo. Não bloqueiam o vapor d’água que pode impregnar o concreto, como já
explícito, com gases sulfetos de hidrogênio e metano caso o subsolo esteja contaminado.
Numa obra de recuperação, torna-se obrigatória à impermeabilização pelo lado negativo,
por cristalização e/ou por injeção de poliuretano hidroativo/ hidroexpansivo, gel de poliuretano e
resina acrílica aquosa (tratamento contra fissuras). Isso se deve ao fato de que o uso de
membranas coladas não funciona porque, tanto a água como o vapor d’água promovem o
deslocamento do material (MONGE, 2002).
4.2.2 Os reservatórios de água elevados
Os reservatórios elevados possuem estruturas de elevação constituídas de pilares e vigas
ou embutidas de modo a manter contínuo o perímetro da secção transversal da edificação quando
então são também chamados de stand pipe (UFCG, 2007). São tão usuais quanto os semi-
enterrados.
Os reservatórios elevados têm a necessidade de proporcionar o abastecimento direto, por
gravidade. Quanto maior a altura, maior a pressão da água. A sustentação dos reservatórios
elevados pode se dar através de torres de sustentação executadas em concreto armado e devem
ser projetadas por um profissional habilitado. O reservatório, no topo da torre, pode ser de
diversos materiais, como de fibrocimento, concreto armado, pré-moldado de concreto e de
ferrocimento. No entanto, o presente projeto irá focar àqueles executados em concreto armado. O
tipo stand pipe, trata-se de um reservatório elevado com a estrutura de elevação embutida, de
modo a manter contínuo o perímetro da secção transversal da edificação (UFCG, 2007).
Os reservatórios de concreto armado têm a vantagem de poderem ser construídos em
qualquer medida, no local da obra. Porém, eles e suas fundações devem ser projetados por
profissionais habilitados. Isso é necessário porque até mesmo os pequenos reservatórios podem
sofrer trincas ou fissuras, se não forem corretamente calculados e executados (UFCG, 2007).
51
Essas construções são projetadas para quando há necessidade de garantia de uma pressão
mínima na rede e as cotas do terreno disponíveis não oferecem condições para que o mesmo seja
apoiado ou semi-enterrado, isto é, necessita-se de uma cota piezométrica de montante superior à
cota de apoio do reservatório no terreno local. A Figura 6 ilustra um reservatório castelo ou
elevado de seção circular.
Figura 6. eservatório elevado ou castelo, de seção circular (SANEP, 2007)
Quando os volumes a armazenar são elevados e houver necessidade de cotas
piezométricas superiores a do terreno na saída do reservatório, a opção mais comum é a
construção de um reservatório elevado conjugado com um semi-enterrado, isso porque
armazenamentos superiores a 800 m3 implicam em custos significativamente mais altos,
notadamente os de construção, e preocupações adicionais com a estabilidade estrutural (UFCG,
2007).
Neste caso toda a água distribuída pela rede à jusante será bombeada do reservatório
inferior para o superior à medida que a demanda for solicitando, mantendo-se sempre um volume
mínimo no reservatório superior de modo a manter a continuidade do abastecimento em caso de
interrupção neste bombeamento (SANEP, 2007).
52
Na maioria das vezes, a estrutura de elevação é em concreto armado, enquanto que os
reservatórios elevados de pequenas dimensões (menos de 100 m3) apresentam-na em aço. Os
reservatórios de grandes dimensões (acima de 1000 m3) podem ser economicamente mais viáveis
em concreto protendido, principalmente os de secção circular (UFCG, 2007).
Reservatórios elevados requerem além dos cuidados gerais já mencionados, proteção
contra descargas elétricas atmosféricas e sinalização luminosa noturna.
4.2.2.1 As manifestações patológicas incidentes em reservatórios de água elevados
executados em concreto armado
Entre as manifestações patológicas que acometem os reservatórios pode-se encontrar além
da corrosão de armaduras (item 2.5.1), perda de estabilidade estrutural verificada a partir de
movimentos dinâmicos apresentados, fissuras e trincas (item 2.5.2) em qualquer parte como na
laje de cobertura ou de fundo, infiltrações (item 2.5.5) que são freqüentes e deterioração do
concreto por carbonatação (item 2.5.4) ou presença de cloretos (item 2.5.3), entre outras
substâncias. As fissuras são mensuradas em metros e os reparos externos e internos em m2.
4.3 TRATAMENTOS DAS PATOLOGIAS DOS RESERVATÓRIOS ELEVADOS E
INCIDÊNCIAS
Entraves burocráticos e dificuldades orçamentárias contribuem decisivamente para a falta
de manutenção e até mesmo para a execução de trabalhos emergenciais que se façam necessários
nos casos de reservatórios de propriedade de órgãos públicos. Desse modo, a estrutura
deteriorada pode atingir um grau tão elevado que a área em sua volta deve ser interditada se for
detectado perigo de ruína iminente promovido, por exemplo, pelo desplacamento do concreto em
caso de se tratar de reservatórios elevados.
53
Deve-se fazer como etapas do serviço de recuperação e/ou reforço dos reservatórios além
da inspeção; ensaios e mapeamento de anomalias, o projeto de recuperação, com especificação
dos serviços a serem realizados.
O levantamento geométrico da estrutura do reservatório se faz necessário quando não há o
projeto da mesma em arquivo. Essa concepção geométrica deve ser feita utilizando-se de
equipamentos de segurança normalmente utilizados em práticas de montanhismo, de forma a não
colocar em risco a integridade física dos profissionais a realizarem a recuperação de reservatórios
elevados (SOUZA et al, 2007).
O projeto de recuperação consiste em uma série de especificações dos serviços a serem
realizados. Os serviços preliminares consistem de mobilização e instalação do canteiro de obras e
colocação de andaimes, nosquais deverão ser montadas as plataformas de madeira necessárias
para a realização dos serviços (SOUZA et al, 2007).
Os serviços comuns de recuperação constituem-se da remoção de argamassa superficial
de acabamento quando deteriorada; corte do concreto até certa profundidade; apicoamento
superficial nos trechos em que a armadura se encontrar em bom estado de conservação; limpeza
das armaduras; limpeza das superfícies de concreto; lavagem das superfícies com jato d'água;
colocação de armadura de complementação; colocação de fôrmas; aplicação de microconcreto de
alto desempenho ou grout, de forma a que o cobrimento das armaduras seja de 2,5 cm, no
mínimo; e acabamento de pedreiro com desempenadeira de madeira; injeção nas fissuras com
resina epóxi de baixa viscosidade; re-impermeabilização interna da caixa; aplicação de grout para
reconstituição da seção ou de argamassa de cimento e areia modificada com epóxi, de forma a
que o cobrimento seja mesmo garantido (FONSECA E PALMA, 2000).
A pintura externa do reservatório faz-se após lavagem da superfície com hidrojateamento
de alta pressão para a partir de então prosseguir com a aplicação da mesma, que pode ser, a
exemplo, em látex PVA (RECUPERAÇÃO, 2007).
A remoção da pintura das paredes externas deterioradas do reservatório é realizada com
seu lixamento até se chegar ao substrato do concreto limpo. O hidrojateamento de alta pressão é
um processo para se efetuar a limpeza da superfície externa lixada (RECUPERAÇÃO, 2007).
54
4.3.1 Tratamento de infiltrações em reservatórios elevados
O tratamento de infiltrações constitui-se basicamente de métodos utilizados para efetuar a
impermeabilização da estrutura dos reservatórios, assim como de tratamentos de incidências
patológicas como fissuras (item 3.3) que podem ocasionar a passagem da água.
De acordo com Monge (2002), a impermeabilização do Concreto pode ser efetuada
segundo as etapas que seguem tais como:
� Corte e abertura das juntas de concretagem;
� Preenchimento das juntas e de pontos de concreto desagregado, com argamassa com
função impermeabilizante sobre aplicação prévia de material apropriado que garanta
aderência;
� Ao redor de tubos de entrada e saída de água, deve ser feita vedação com uso, a exemplo,
de mastique flexível;
� Aplicação do sistema de impermeabilização segundo orientação do fabricante como o
número de demãos associado a uma forma de aplicação apropriada da pintura;
� Nas fissuras com comportamento dinâmico, e com infiltrações de água, pode-se aplicar
injeção de espuma de poliuretano hidroativado e na seqüência injeção de gel de
poliuretano para selamento das mesmas.
Utiliza-se em tratamento de infiltrações, para efetuar a impermeabilização da cuba do
reservatório, manta asfáltica e argamassa polimérica, mas quando se exige elevada
impermeabilização esta última em substituição da primeira não resolve por apresentar eficiência
baixa e durabilidade a cerca de um ano. O preparo do substrato se dá com a remoção de toda
impermeabilização interna existente quando esta se apresenta comprometida, assim como da laje
de cobertura externa, até se expor o substrato limpo.
Segundo Fonseca e Palma (2000), o uso de mantas de PVC flexível como “técnica” de
impermeabilização constitui uma solução que, muitas vezes, combate o problema rapidamente e
de maneira definitiva. Essa solução cria uma nova superfície impermeabilizante independente das
paredes internas do reservatório, que passam a trabalhar como "fôrma".
55
Em casos de reservatórios antigos e com paredes internas em mau estado, precisa-se
usualmente de uma regularização completa com argamassa antes de receber a impermeabilização.
No entanto, usando mantas de PVC, faz-se necessária apenas uma limpeza interna antes da
colocação das mesmas.
Para proteger a manta de PVC do contato direto com o concreto é imprescindível o uso de
um Geotêxtil não-tecido de fibras de polipropileno de gramatura não inferior a 200 gr/m² em toda
superfície a ser revestida e, principalmente, no fundo onde a pressão hidrostática é maior. Muitas
vezes é necessária a aplicação de duas camadas de Geotêxtil no fundo do reservatório, que
trabalham como um "berço amortecedor" contra os esforços solicitantes.
O sistema de manta de PVC flutuante representa uma solução apropriada aos reservatórios
elevados quanto à impermeabilização: tipo taça, cilíndricos ou de anéis pré-moldados.
Estes reservatórios estão sujeitos a movimentação estrutural, devido ao carregamento
alternativo provocado pelo peso da água e, com o tempo, ocorre fissuras na impermeabilização
convencional através de materiais chamados rígidos, provocando constantes infiltrações com suas
tradicionais conseqüências: redução da vida útil da estrutura; deterioração do acabamento
externo; e perda de água tratada.
Como os laminados flexíveis de PVC são termoplásticos que apresentam satisfatória
elasticidade, estes movimentos estruturais não comprometem a impermeabilização e, são
absorvidos, sem perda das características físicas do material.
A impermeabilização pode se dar também com uso de revestimento de conversão química
ou de cristalização, revestimento de aderência com porosidade zero e na utilização de injeções de
poliuretano hidroexpansivo, gel de poliuretano e resina acrílica aquosa.
A impermeabilização por cristalização tem a função de preencher os vazios provenientes
do processo de hidratação do concreto que promove devido à fuga da água, poros, fissuras e
trincas.
Esse processo constitui-se de substâncias orgânicas e inorgânicas que, em solução,
reagem quimicamente com a água capilar ou com a umidade presente e com as partículas de
cimento Portland não hidratada, além da cal livre presente na matriz do concreto. Em forma de pó
é misturado à água e aplicado com rolo ou trincha. Preenchem, a partir da formação de extensas
56
moléculas, os capilares e as fissuras provenientes da retração do concreto. Esse material
estabelece uma reação catalítica, gerando cristais ramificados insolúveis dentro dos poros e
vazios da matriz do concreto. Pode ser apresentado na forma líquida.
O outro tipo de impermeabilização, a por aderência, é bastante usual e é feita à base de
revestimentos e argamassas cimentícias. É constituída de cimento Portland e areia finíssima de
quartzo ou sílica. Os aditivos utilizados ativam o produto tornando-o livre de vazios ou poros.
Tecnicamente, pode ser descrita como uma membrana ou barreira cimentícia, por aderir
tenazmente à superfície do concreto.
4.4 INSPEÇÃO, ENSAIOS E MAPEAMENTO DAS ANOMALIAS DOS RESERVATÓRIOS
EXECUTADOS EM CONCRETO ARMADO E SUAS INCIDÊNCIAS
O levantamento dos sintomas patológicos dos reservatórios é feito a partir de vistorias e
realização de ensaios. Segundo Evangelista (2002), os ensaios em estruturas de concreto já
existentes visam avaliar a sua integridade e capacidade de resistir às solicitações. Dentre as
propriedades do concreto que podem ser avaliadas por meio de ensaios não destrutivos, tem-se:
massa específica, módulo de elasticidade e resistência. Ainda podem ser investigadas a dureza
superficial, absorção, permeabilidade, condições de umidade, e também a localização das
armaduras, existência de vazios e fissuração.
As vistorias permitem levantar os tipos de anomalias nos elementos estruturais. A
existência de fissuras longitudinais em pilares pode ser um indício de que há corrosão das
armaduras devendo-se investigar esta anomalia.
A insuficiência de cobrimentos de concreto é outro fator a ser considerado, pois,
ocasionam a redução da proteção física das armaduras, tornando-as mais susceptíveis a ação de
agentes deterioradores. Essa insuficiência pode decorrer de falhas de projeto (especificação
inadequada do cobrimento, etc.) e/ou da etapa de execução (ausência de uso de espaçadores,
inobservância das especificações de projeto, etc.).
Ensaios de teor de cloretos também devem ser realizados, pois, podem contribuir para a
deterioração estrutural. O ataque de cloretos pode ser devido à sua incorporação à massa do
concreto (água de amassamento, aditivos, etc.) ou à sua presença na atmosfera.
57
Segundo Souza et al. (2007), a avaliação da resistência do concreto pode ser realizada através de
ensaios de penetração de pinos (ASTM C 803) e de esclerometria e a sua homogeneidade pode
ser verificada a partir do ensaio de pulso ultra-sônico e de iso-velocidade baseados na ASTM C
597.
A profundidade de carbonatação nos elementos estruturais que compõem os reservatórios
elevados pode ser conseguida a partir de uma análise do grau de carbonatação do concreto da
estrutura, através da utilização de um indicador sensível a meios alcalinos, tipo fenolftaleína.
Normalmente a anomalia em questão se apresenta intensa nas proximidades dos encontros de
elementos estruturais. Mas, se nessa verificação for constatado ph alcalino nas estruturas, e
houver corrosão de armadura instalada, esta não é ocasionada devido à profundidade de
carbonatação.
A análise de resultados de ensaios e de levantamentos de campo permite detectar a
necessidade de se proceder ou não a uma recuperação em toda a estrutura.
O reforço dessas estruturas normalmente ocorre quando há uma verificação de redução,
quanto à capacidade portante da estrutura, devido a sua deterioração. Caso seja verificada boa
resistência à compressão e que as armaduras ainda resistem bem às solicitações não há
necessidade de reforço. Mas quando a perda de seção transversal dos pilares é acentuada deve-se
complementá-la para que este possa resistir aos esforços aos quais está submetido. Muitas vezes
em função do elevado custo de recuperação opta-se por demolir a estrutura ou parte dela
(RECUPERAÇÃO, 2007).
Para a realização dos trabalhos de recuperação é necessário prever um fornecimento de
água alternativo, através de uma caixa d'água de volume suficiente para a demanda local.
58
CAPITULO 5
5. ESTUDOS DE CASO
O estudo de caso consta de três diferentes situações escolhidas a partir de minuciosa busca
em arquivos, sobre as obras de recuperação já realizadas pela empresa Ribeiro Mendes
Engenharia Ltda., especializada em recuperação de estruturas. Neste sentido, foram realizadas
diversas visitas ao escritório da empresa para realizar o levantamento desses dados.
Vale salientar que todas as buscas foram autorizadas pelo responsável, José Mendes de
Araújo. Algumas dificuldades foram enfrentadas devido, entre outros fatores, à disponibilidade
do computador, no qual estavam os arquivos relativos às obras, além da necessidade da presença
do profissional para auxiliar na pesquisa.
A seleção dos casos estudados foi feita dentre cerca de 600 obras de recuperação
realizadas pela referida empresa. O critério estabelecido é que deveriam ser reservatórios
elevados de água, executados em concreto armado, e já recuperados pela empresa.
Os estudos de caso foram escolhidos de um total de, aproximadamente, 75 reservatórios
elevados. Essa escolha foi definida levando em consideração a obtenção de bons exemplares,
assim caracterizados por apresentarem os problemas patológicos mais freqüentes entre os
reservatórios analisados.
De uma maneira geral, a metodologia adotada pela empresa para estabelecimento do
diagnóstico e os procedimentos necessários para um serviço de recuperação e/ou reforço são:
a) inspeção/vistoria técnica;
Nesta etapa busca-se a identificação e caracterização das manifestações patológicas.
b) levantamento de dados;
O levantamento de dados deve contemplar a anamnese, que é o conjunto de informações
que se pode obter sobre o surgimento e a evolução do problema até o momento da intervenção.
59
Verificam-se também as deficiências decorrentes do uso e da negligência quanto à
conservação do empreendimento.
c) exames/ ensaios para quantificar as incidências identificadas;
Pode ser necessária a realização de ensaios para avaliar: a homogeneidade do concreto,
situação das armaduras (corrosão, etc.), abertura das fissuras, flechas residuais, capacidade do
solo.
d) estudo das soluções e definição da tecnologia adequada para tratamento dos casos de
manifestações patológicas identificados;
e) definição da equipe; dos materiais e equipamentos a serem utilizados na terapia.
A empresa inicia o procedimento que antecede a terapia com a vistoria do local onde se
encontra o reservatório. A inspeção técnica faz-se necessária para verificação dos sinais ou
sintomas visíveis apresentados pela estrutura como: diversos tipos de manchas, fissuras,etc.
Nesta etapa, deve-se fazer o levantamento das anomalias, identificando-as e quantificando
seu grau de incidência, assim como as conseqüências na estrutura até o instante da inspeção.
Podem ser utilizados ensaios simples que auxiliam na identificação da manifestação
patológica. É importante estabelecer ainda uma previsão sobre a evolução das manifestações
patológicas identificadas, com base nas condições atuais da estrutura, em caso de não realização
da terapia. Ou seja, realizar um prognóstico.
Ratificada a necessidade da intervenção para a recuperação ou reforço da estrutura do
reservatório, a empresa faz um levantamento dos possíveis métodos e técnicas a serem utilizados
assim como dos materiais, mão de obra, ferramentas e equipamentos necessários para a execução
dos serviços.
Além dos dados levantados durante a inspeção técnica, a escolha da terapia a ser adotada
leva em consideração o custo da técnica, disponibilidade dos materiais na região onde se encontra
a estrutura, facilidade de execução, prazo de entrega, disponibilidade de equipe qualificada para a
execução dos serviços, durabilidade do empreendimento de acordo com a solução escolhida, e
uso consagrado da técnica.
60
5.1 CASO 1: RESERVATÓRIO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA E
ESGOTO (SAAE) DA CIDADE DE ALAGOINHAS - BA
O objeto do caso 1 refere-se ao reservatório elevado executado em concreto armado,
constituinte do Sistema de Abastecimento de Água e Esgoto (SAAE) da cidade de Alagoinhas-
BA, situado no logradouro DISAI (Figura 7).
Figura 7. Aspecto do reservatório de DISAI, Alagoinhas, BA (foto cedida pela empresa Ribeiro Mendes Engenharia Ltda.)
O primeiro passo, como já mencionado, foi realizar uma inspeção visual para registro das
ocorrências das manifestações patológicas incidentes, seguida de verificações de campo no
referido reservatório. Essa vistoria ocorreu em dezembro de 2004, assistida pela equipe local do
SAAE.
Verificou-se que se trata de uma construção de concreto armado com formato cilíndrico,
apoiada sobre um conjunto de quatro pilares e duas vigas em anel, apresentando cuba com
diâmetro externo de 6,8m e altura de 6m. Sua área interna mede 114m² e seu volume aproximado
é de 160m³.
61
A seguir serão apresentadas características da estrutura do reservatório.
a) Fundação
A estrutura do reservatório não apresentou na inspeção externa, nenhum indício de
instabilidade decorrente de deficiência das fundações, que comprometesse seu funcionamento e
sua durabilidade.
Vale salientar que, como não apresentava sintomas de mau desempenho, as fundações não
foram desenterradas.
b) Superestrutura
A superestrutura do reservatório é composta por quatro pilares de concreto armado que
sustentam duas vigas em anel. Estes elementos estruturais não apresentavam sinais de
deterioração.
c) Cuba
A cuba responsável pelo armazenamento de água é constituída por uma caixa cilíndrica de
concreto armado, com volume interno de aproximadamente 180m³, com paredes medindo 6,0m
de altura externa e diâmetro externo de 6,8m.
5.1.1 Diagnóstico das manifestações patológicas
A estrutura do reservatório apresentava infiltrações significativas localizadas nas juntas de
concretagem nas junções laje/parede e parede/ parede até uma altura de 1,5m. Esse quadro é
agravado mediante ausência de mísula no projeto que proporcionaria maior resistência e rigidez a
cuba.
As infiltrações observadas apresentavam manchas brancas de carbonato de cálcio. Essas
ocorrências, além do inconveniente da perda de água, influenciam na redução da vida útil da
estrutura, já que, aceleram a corrosão das armaduras próximas as fendas Após inspeção técnica,
constatou-se a incidência de umidade, carbonatação, fissuração e corrosão das armaduras.
62
O diagnóstico apresenta o seguinte detalhamento:
a) Umidade
• Sintomas
i. infiltrações ou fluxo de água;
ii. manchas características de umidade.
• Prováveis causas
i. ausência de impermeabilização da cuba (etapa de execução e/ou projeto);
ii. fendas nas juntas de concretagem (etapa de execução e/ou projeto/ ausência
de tratamento nas juntas);
iii. ausência de mísula, o que propicia fissuração (etapa de projeto).
b) Carbonatação
• Sintomas
i. manchas brancas aparentes.
As infiltrações através das fissuras nas juntas de concretagem (laje de fundo/parede) são
marcadas por manchas esbranquiçadas devidas a carbonatação, constatação visível na Figura 8.
Figura 8. Vista das infiltrações com manchas de carbonato de cálcio (foto cedida pela empresa Ribeiro Mendes Engenharia Ltda.)
63
• Prováveis causas
i. porosidade excessiva do concreto (etapa de produção/ escolha inadequada de
materiais e/ou cura deficiente);
ii. fissuras (etapa de projeto/ ausência de impermeabilização);
iii. período longo para iniciar manutenção ou ausência do mesmo.
c) Fissuras por inadequação das juntas de concretagem
• Sintomas
i. Infiltrações ou fluxo de água;
ii. aberturas visíveis acompanhando as juntas de concretagem.
• Prováveis causas
i. ausência de tratamento de juntas de concretagem (etapa de execução e/ou de
projeto/ fissuras acompanhando as juntas);
d) Corrosão das armaduras
• Sintomas
i. manchas ferruginosas nas armaduras e no concreto;
ii. desplacamento do concreto (exposição das armaduras).
• Prováveis causas
i. concreto excessivamente poroso (etapa de produção/ escolha inadequada de
materiais e/ou cura inadequada);
ii. presença de umidade por infiltração através de fissuras e do próprio
concreto (etapa de projeto e/ou de execução/ ausência de impermeabilização,
inadequação das juntas de concretagem, ausência de mísula e concreto
excessivamente poroso);
iii. desencadeamento de formação de pilha (etapa de produção/ diferença de
potencial entre os materiais);
64
iv. fissuração (etapa de projeto e/ou de execução/ inadequação das juntas,
ausência de mísula);
v. presença e infiltração pelas fissuras de substâncias no concreto que podem
desencadear a corrosão (etapa de projeto e/ou de execução/ inadequação das
juntas, ausência de mísula);
vi.carbonatação/ despassivação das armaduras (etapa de execução/
inadequação dos materiais e/ou da cura do concreto gerando porosidade).
5.1.1.1 Análise dos problemas identificados na inspeção técnica
A manifestação patológica umidade teve origem no processo de produção por
inadequação das juntas de concretagem. Essa inadequação promove o aparecimento de fissuras
ao longo das juntas.
As fissuras possibilitam a passagem da água armazenada para o lado externo do
reservatório e, de modo mais claro, diz-se que a umidade teve origem em infiltração por fissuras.
Essa incidência foi identificada por fluxo de água através das fissuras e manchas características
de umidade, assim como de carbonatação.
Como já mencionado, as fissuras no reservatório são provenientes da inadequação das
juntas, que de modo mais amplo pode caracterizar um problema na etapa de projeto, no caso
deste não prever nenhum tratamento para a execução de juntas de concretagem e/ou de execução
pela inadequação ou ausência de tratamento das mesmas na etapa de produção. Foram
identificadas por suas aberturas que se apresentavam visíveis e pela infiltração de água através
das mesmas.
A inadequação das juntas não permite que o reservatório funcione como uma estrutura
monolítica. Em função dessa separação, as solicitações as quais o reservatório está submetido não
são suportadas pela estrutura, o que leva às fissuras.
As juntas de concretagem apresentaram fissuras nas ligações entre laje e parede, bem
como entre parede e parede. A cuba do reservatório é construída por partes devido à altura de
lançamento do concreto. Neste caso, a altura de lançamento foi de 1,5m. A ligação parede-parede
entre uma primeira altura da cuba e a seguinte deve receber um tratamento que compreende
65
limpeza do substrato e aplicação de um adesivo estrutural, como uma resina epóxi. Do mesmo
modo, a ligação laje-parede precisa desse tratamento e de um reforço (mísula) que propicie maior
rigidez ao conjunto.
O mecanismo da carbonatação, incidência patológica identificada no reservatório pela
presença de manchas brancas na superfície do concreto, se inicia com a formação do gás
carbônico no meio. O gás carbônico, reage com o hidróxido de cálcio, composto formado na
etapa de hidratação do cimento e existente em todo concreto que migra para a superfície do
mesmo (o hidróxido é carreado para a superfície mediante pressão da água). Essa reação é
caracterizada pela deposição do carbonato de cálcio.
O problema desse mecanismo de formação desta incidência patológica está no consumo
do hidróxido de cálcio pelo gás carbônico, O hidróxido de cálcio é o principal responsável pela
passivação ou proteção das armaduras do concreto, ao propiciar em torno da mesma um meio
alcalino.
A carbonatação é identificada com uso de um indicador chamado fenolftaleína, sensível a
pH básico. Em presença do hidróxido de cálcio, a substância apresenta variação de cor de incolor
a um tom róseo, constatação benéfica para a proteção das armaduras do concreto.
A penetração do gás carbônico é facilitada em caso de concreto muito poroso e/ou
presença de fissuras, como já mencionado, ou outras incidências patológicas que permitam ou
facilitem a passagem do gás.
Por outro lado, deve-se lembrar que todo concreto apresenta porosidade devido aos
capilares formados pelo escape da água da mistura. A porosidade excessiva promove uma ligação
entre os capilares promovendo a comunicação entre estes.
A cura do concreto deve ser adequada para que a saída de água ocorra de forma
controlada e não gere um concreto muito poroso. Deve-se evitar misturas de materiais
inadequadas como concretos com elevado teor de agregado miúdo em relação ao teor de cimento,
o que dificulta a coesão e, por conseqüência, torna a estrutura mais permeável.
Para prevenir essa incidência patológica deve-se primar pela redução da porosidade do
concreto e/ou da permeabilidade. Para tanto, existem materiais como a sílica ativa que
possibilitam, à estrutura, maior resistência ao ataque químico. Um concreto comum aditivado
66
com a sílica reduz a porosidade aumentando, por conseqüência, a durabilidade. Para o
revestimento há a opção de argamassa polimérica que contribui para impermeabilização da
superfície estrutural.
O uso da argamassa, em detrimento de um microconcreto para a recomposição, é
apropriado para espessuras de até 5 cm.
O concreto, utilizado para a construção de uma estrutura que tem por finalidade
armazenar água, como os reservatórios, deve ter em sua composição, materiais que lhes ofereçam
a característica de ser impermeável, além de utilizar-se de outros métodos ou técnicas como uso
de manta asfáltica na cuba para a impermeabilização.
A partir desta análise a incidência patológica carbonatação pode ter sido originada na
etapa de construção durante a dosagem do concreto, escolha de materiais, cura inadequados ou
ainda pela ausência de manutenções periódicas.
Por fim, mas não menos relevante, a corrosão das armaduras foi outra manifestação
patológica identificada e indicada pela exposição das armaduras, bem como, manchas
ferruginosas na própria armadura e no concreto.
O concreto poroso facilita a penetração de agentes de deterioração da passivação das
armaduras como cloretos, sulfatos, etc. e este fator, aliado à presença de umidade, de oxigênio e a
uma diferença de potencial, desencadeiam a corrosão das armaduras.
Uma das medidas preventivas no controle da corrosão de armaduras é a execução do
projeto de forma adequada, a exemplo da locação das armaduras, vibração do concreto, etc. Além
disso, ainda na fase de elaboração do projeto, deve-se avaliar a dificuldade de execução, quanto
aos espaçamentos previstos entre as armaduras, etc.
5.1.2 Terapêutica adotada
A terapêutica sempre se inicia pela recuperação da estrutura do reservatório, que
compreende o tratamento das armaduras, das fissuras e posterior reconstituição do concreto.
67
Para se realizar uma intervenção corretiva que contemple durabilidade e,
conseqüentemente, a reabilitação da estrutura como um todo, é necessário a execução dos
procedimentos listados a seguir.
• Tratamento de fissuras por inadequação das juntas de concretagem e corrosão das
armaduras na cuba
Neste caso, as fissuras seguem a direção das juntas de concretagem indicando ausência ou
inadequação de tratamento na etapa de execução das mesmas. Sempre que uma junta é executada
é necessário o uso de um adesivo estrutural que garanta o monolitismo da estrutura, ou seja, que
esta funcione como um conjunto contínuo e harmônico e suportar a carga para a qual foi
projetada.
Na ausência de tratamento, as partes funcionam separadamente e uma não acompanha o
funcionamento da outra. Este fato se reflete na estrutura, em forma de fissuras ao longo das juntas
de concretagem que estabelecem esta separação. O adesivo estrutural garante a adesão do
concreto velho ao concreto novo e evita essa manifestação patológica. Pode-se realizar o
tratamento das juntas com resina à base de poliuretano.
A terapia deste caso de fissura se inicia com a escarificação ou remoção do concreto das
paredes e laje internas, que apresentavam regiões de armadura com indício de corrosão. Essa
remoção é de cerca de 10 a 15 cm para baixo e para cima da junta ou até descobrir toda a
armadura afetada, chegando ao concreto e armaduras sem danos.
A corrosão foi identificada apenas nas armaduras situadas nas proximidades das juntas de
concretagem (a cerca de 1,5 m de altura da parede da cuba) decorrente da fissuração. Não se deve
confinar um problema como a corrosão vedando essas fissuras, pois, voltariam a ocorrer devido
ao desenvolvimento da ferrugem, que pode aumentar o volume da barra em até 8 vezes,
promovendo tensões que o concreto não suporta e, conseqüentemente, desencadeia um processo
de fissuração e desplacamentos.
Seguiu-se com o tratamento das armaduras que compreendeu: lixamento de toda a
superfície das barras de aço, descoberta até que não se verifique qualquer sinal de corrosão;
68
limpeza das barras (com esponja ou escova de aço e pano) para eliminar resíduos indesejáveis e
pintura anticorrosiva (uso de primer à base de zinco). Antes da reconstituição do concreto, fez-se
necessário limpar o substrato para remover os materiais pulverulentos ou resíduos provenientes
do processo de escarificação. A limpeza do substrato (concreto) foi feita através de jatos de água.
Em seguida, foi feita a recomposição da seção de concreto com uso de argamassa poliéster.
Deve-se atentar para preparação das formas, que deve ser estanque e fixação das
armaduras, respeitando-se comprimento de emendas.
Na recuperação deste reservatório foi executada uma mísula em concreto armado
(microconcreto) na ligação parede/laje, até uma altura de 1m, com a base de 35 cm de espessura.
As armaduras foram dispostas nos “cantos” da laje de fundo. Essa mísula tem a finalidade de
reforçar o conjunto parede/laje de fundo do reservatório.
No caso de corrosão de armaduras, foi necessária a exposição total de barras, para que
fosse possível lixá-las e limpá-las com eficácia. Neste caso a reconstituição do concreto foi
realizada com microconcreto, buscando garantia do envolvimento total das barras de aço. A
ligação (aderência) entre concreto velho e material de recomposição novo foi estabelecida através
de adesivo estrutural base epóxi, específico para esse tipo de aplicação.
• Tratamento da umidade
O problema umidade foi solucionado a partir da intervenção na sua origem: as fissuras.
Uma estrutura que tem por função armazenar água como os reservatórios devem ser
absolutamente estanques. Portanto, o fato de realizar a construção com um concreto cuidadoso, a
exemplo do concreto polimérico, apesar de promover redução da porosidade da estrutura
tornando-a apenas menos permeável, não é suficiente. Faz-se necessário tratamento adicional
para proporcionar impermeabilidade.
No caso da recuperação do reservatório, após o tratamento das fissuras, foi realizada
impermeabilização da cuba para impedir a infiltração da água.
69
Como os reservatórios elevados são mais susceptíveis às variações de temperatura, a
impermeabilização a ser utilizada não deve ser rígida, considerando que estas estruturas
movimentam-se mediante essas mudanças térmicas. Por este fato, optou-se pelo uso de manta
asfáltica para a impermeabilização, após tratamento estrutural.
O procedimento adotado para a impermeabilização com manta asfáltica foi o seguinte:
1) Limpeza do substrato;
Segundo Helene (1992) a limpeza da superfície compreende o conjunto de procedimentos
efetuados instantes antes da aplicação dos materiais de recuperação. Pode, no caso de concreto
úmido, ser realizada com jato de ar comprimido ou de água fria, etc. No reservatório em questão
foi utilizada a limpeza com água;
2) Imprimação com tinta asfáltica (eco-primer);
A imprimação consiste em uma aplicação de primer/ tinta asfáltica no concreto para
garantia de aderência deste à manta a ser aplicada;
3) Aplicação da manta na parede;
A aplicação da manta (foi utilizada manta de 1m x 10m) na parede do reservatório foi
feita na posição vertical com sobreposição de 10 cm. As faixas de manta foram coladas com uso
de maçarico de chamas (pode-se utilizar asfalto derretido) e fixadas à parede, como um reforço,
com uso de buchas e parafusos. Para que esses furos, necessários para a implantação dos
parafusos na parede, não sirvam de escape para a água, foi necessário cobrí-los com uma fita
metálica de alumínio. Esta fita, posteriormente, foi coberta com manta asfáltica.
4) Aplicação da manta na laje de fundo.
Utilizou-se o mesmo processo de sobreposição exposto acima, com o cuidado de dispor a
manta da parede sobre a da laje para evitar possíveis vazamentos.
Fez-se a ratificação da eficácia da impermeabilização com um teste no reservatório
usando carga d’água (carga máxima) por 72 horas. Posteriormente, como não apareceu nenhuma
70
mancha de umidade, o reservatório foi esvaziado e na laje de fundo se realizou uma proteção
mecânica regularizadora de argamassa sobre uma manta geotêxtil (um filme de polietileno) em
quadros de 1m², para evitar que esta argamassa atingisse a manta e promovesse a degradação da
mesma.
Caso houvesse ainda qualquer infiltração, estas seriam identificadas, sanadas e o processo
de teste seria repetido.
• Terapia para a carbonatação
A carbonatação aumenta a retração do concreto, mas o maior problema promovido por esta, é a
diminuição da alcalinidade que desencadeia a despassivação das armaduras. A alcalinidade do
concreto protege as armaduras da corrosão devido à deposição nas superfícies das mesmas de um
filme de óxido protetor. Ao reduzir o pH, a carbonatação pode destruir esse filme (despassivação)
e associada a outros fatores como presença de umidade e oxigênio, permitir que o mecanismo de
corrosão das armaduras se desencadeie. Essa despassivação ocorre mediante reação do gás
carbônico com o hidróxido de sódio, presente no concreto, responsável pela alcalinidade que
protege as armaduras.
No caso do reservatório em questão, a entrada de gás carbônico foi facilitada pelo quadro
de fissuração já exposto nas juntas de concretagem, fator que propiciou o desenvolvimento da
corrosão das armaduras.
Com o tratamento das fissuras e recomposição do concreto, já mencionados nos subitens
anteriores, as causas da carbonatação são sanadas. No entanto, para dificultar a passagem do gás
carbônico e evitar reincidências, as superfícies das estruturas foram protegidas com pinturas à
base de resina acrílica que tornaram a estrutura menos permeável, além do uso de microconcreto
(juntas de concretagem) de recomposição que se apresentem pouco porosos.
A proteção para a superfície do concreto estrutural, de modo a impedir sua desintegração,
pode ser feita a partir da aplicação de barreiras ou películas à base de resinas acrílicas, epóxicas,
poliuretânicas ou de silicone. Em substituição a esses materiais, tem-se tornado usuais, por serem
71
mais duráveis, a aplicação de substâncias hidrofugantes que penetram e passam a fazer parte da
constituição do concreto, o protegendo de agentes agressivos.
5.2 CASO 2: RESERVATÓRIO EM CACULÉ-BA
O objeto de estudo deste segundo caso refere-se ao reservatório elevado executado em
concreto armado (Figura 9) que se localiza no escritório da Embasa, na praça do Fórum da cidade
de Caculé - BA. Trata-se de uma construção com idade aproximada de 50 anos.
Figura 9. Aspecto do reservatório de Caculé - BA (foto cedida pela empresa Ribeiro Mendes Engenharia Ltda.)
A inspeção visual, para registro das ocorrências das manifestações patológicas incidentes
e caracterização do referido reservatório, foi realizada em setembro de 2004, com
acompanhamento da equipe local da Embasa. Posterior à inspeção visual, foram realizados
alguns ensaios e verificações de campo.
72
A construção é em concreto armado, com formato cilíndrico e apóia-se sobre um conjunto de
quatro pilares contraventados por oito vigas retangulares retas. A cuba do reservatório, com
volume aproximado de 310m³ e paredes com altura de 4,30m, apóia-se em quatro vigas
semicirculares, formando um anel de suporte para a laje de fundo. Serão apresentadas a seguir
características da estrutura do reservatório.
a) Fundação
A fundação do reservatório é constituída por sapatas que foram reforçadas anteriormente.
A fundação não foi desenterrada, considerando que a estrutura do reservatório não apresentou na
inspeção, nenhum indício de instabilidade proveniente de deficiência das mesmas.
b) Superestrutura
A superestrutura do reservatório é composta por quatro pilares (0.55 x 0.55 m²) de concreto
armado com 9.30m de altura (acima do piso). As vigas de contraventamento apresentam seção de
0.16 x 0.2 m² e 5.40m de comprimento. Até o primeiro lance de vigas, a uma altura do piso de
3.30m, estes elementos estruturais apresentam sinais de deterioração caracterizados por
fissuração e desplacamento do concreto de cobrimento, ao longo das armaduras principais.
c) Cuba
A cuba responsável pelo armazenamento de água é constituída por uma caixa cilíndrica de
concreto armado com mísula interna e possui um volume de aproximadamente 310m³. As
paredes medem 4.30m de altura entre as lajes de fundo e de cobertura. Esta estrutura apresenta-se
em bom estado de conservação, não tendo sido detectado infiltrações, fissuras ou ocorrência de
qualquer anormalidade nesta inspeção.
73
5.2.1 Diagnóstico das manifestações patológicas
Além da incidência, no reservatório, da carbonatação, constatou-se também a incidência
de fissuração e corrosão das armaduras.
a) Carbonatação
• Sintomas
ii. manchas brancas aparentes.
• Prováveis causas
i. concreto com grande porosidade (etapa de produção e/ou de projeto/
agressividade do ambiente);
ii. fissuras (etapa de projeto e/ou de execução, corrosão das armaduras,
cobrimento inadequado e ação de agentes agressivos, etc.);
iii. manutenção e/ou recuperação inadequada (barras de aço desprotegidas,
com pintura anticorrosiva descontínua).
b) Fissuras nas vigas e pilares típicas de corrosão das armaduras
• Sintomas
i. aberturas no sentido das armaduras.
• Prováveis causas
i. reações expansivas (formação de ferrugem/ corrosão das armaduras);
ii. manutenção e/ou recuperação anterior inadequada;
iii. cobrimento insuficiente, propiciando despassivação das armaduras (etapa
de projeto e/ou de execução/ reações expansivas posteriores devidas à
penetração de agentes de deterioração).
74
As vigas a uma altura de 3.30m apresentam fissuras consideráveis (Figura 10) seguindo
longitudinalmente as armaduras. Esse tipo de fissuração é característica da incidência de
mecanismo de corrosão.
Figura 10. Fissuras nas vigas decorrentes de corrosão das armaduras (foto cedida pela empresa Ribeiro Mendes Engenharia Ltda.)
Os pilares também apresentavam fissuras características de corrosão da armadura
(seguiam longitudinalmente as disposições das barras principais e estribos).
c) Corrosão das armaduras
• Sintomas
i. manchas ferruginosas no concreto;
ii. desplacamento do concreto (exposição das armaduras).
• Prováveis causas
i. cobrimento original de concreto sobre as armaduras com espessura
insuficiente;
ii. fissuração (etapa de projeto e/ou de execução/ cobrimento inadequado,
etc.);
75
iii. infiltração pelas fissuras no concreto (etapa de projeto e/ou de execução/
cobrimento insuficiente, etc.);
iv. deficiência no tratamento realizado na recuperação anterior;
v. carbonatação/ despassivação das armaduras (etapa de projeto e/ou de
execução/ cobrimento inadequado, fissuração, etc.).
Observou-se no pilar P1 (Figura 11), há 1.20m de altura do piso, exposição da armadura,
após desplacamento do concreto de cobrimento. Também os demais pilares apresentavam
sintomas de corrosão de armadura, como fissuras e manchas.
Figura 11. Desplacamento do concreto e exposição da armadura do pilar P1 (foto cedida pela empresa Ribeiro Mendes Engenharia Ltda.)
5.2.1.1 Análise dos problemas identificados na inspeção técnica
Foi feita uma avaliação do histórico de utilização da estrutura, sua idade e o período da
última intervenção. Neste sentido, atribuiu-se o quadro existente a três fatores:
76
1) área onde se localiza o reservatório (embasa/ casa de química) que envolve manuseio de
produtos comuns ao tratamento da água, a exemplo, do sulfato de alumínio, sulfato ferroso, cal,
barrilha e cloro;
2) recuperação anteriormente realizada de forma inadequada. Por exemplo, foi aplicado um
primer anticorrosivo de forma descontínua nas barras de aço;
3) cobrimento inadequado considerando a presença, no ambiente, das substâncias já
mencionadas.
Provavelmente o cobrimento inadequado tenha sido a principal causa das manifestações
patológicas no reservatório. As substâncias utilizadas no tratamento da água aliadas a outras
condições (umidade natural do concreto, água das chuvas, ação do vento, etc.) promoveram a
despassivação e posterior corrosão das armaduras.
A corrosão das armaduras propiciada pela despassivação mencionada foi identificada e
indicada pela exposição das armaduras devido ao desplacamento do concreto com manchas
ferruginosas na própria armadura e no concreto além de apresentar um quadro de fissuração
característico nas vigas e pilares.
As fissuras, nesses elementos estruturais, são promovidas pela reação expansiva que gera
a ferrugem como produto do mecanismo de corrosão. Desse modo, essas fissuras são ocasionadas
pela imposição de tensões no concreto, provenientes do aumento da sessão das barras mediante a
ocorrência da ferrugem.
Muitas vezes, para identificar ou mesmo indicar o grau de incidência de uma
manifestação patológica, utiliza-se de ensaios simples realizados em campo. Neste estudo de
caso, alguns ensaios de campo foram realizados, a exemplo, da verificação da despassivação das
armaduras, através de um indicador de pH (solução a 1% de fenolftaleína), nas regiões vizinhas
aquelas onde as armaduras estão expostas total ou parcialmente ilustradas na Figura 12.
Em presença do hidróxido de cálcio, o indicador apresenta-se na cor rosa, constatação
benéfica para a proteção das armaduras do concreto.
77
Figura 12. Ensaio de verificação da profundidade de carbonatação, com uso de fenolftaleína na viga e no pilar (foto cedida pela empresa Ribeiro Mendes Engenharia Ltda.)
Observou-se que havia uma espessura de camada carbonatada (aspecto da solução
aspergida incolor). Praticamente o concreto carbonatado já chegava até a superfície das barras. a
armadura foi atingida. A alcalinidade, indicada pela coloração rósea, restringe-se a uma pequena
camada.
A resistência do concreto foi avaliada de maneira subjetiva: com ponteiro e marreta nas
áreas que apresentavam fissuras e naquelas não afetadas pelos mecanismos de deterioração. No
caso desse reservatório, pela textura e resistência verificadas do concreto constituinte dos
elementos estruturais (pilares e vigas), considerou-se como bom o seu estado.
5.2.2 Terapêutica adotada
Como medidas preventivas no controle da corrosão de armaduras deve-se ter como
procedimento natural, cuidados na etapa de execução do projeto, a exemplo, da locação das
armaduras, vibração do concreto e cobrimento de concreto que deve ser de acordo com a
agressividade do ambiente (NBR 6118, ABNT, 2003), etc. Na fase de elaboração do projeto, cabe
avaliar dificuldades de execução quanto aos espaçamentos previstos entre as armaduras, entre
outros cuidados.
No caso de manutenção e/ou recuperação, esta deverá ser estabelecida e supervisionada
por profissional habilitado (engenheiro civil) para evitar reincidências de manifestações
patológicas, como no referido reservatório. A pintura anticorrosiva deve envolver as barras. Caso
78
contrário não funcionará como uma película protetora. Todo o processo de tratamento das
armaduras deve ser realizado de forma adequada. No que se refere à substituição de
revestimentos, é imprescindível o tratamento prévio e cuidadoso do revestimento antigo
deteriorado.
A intervenção para conseqüente reabilitação da estrutura do reservatório em questão
envolveu os procedimentos como se segue.
• Tratamento de fissuras características de corrosão nas vigas e nos pilares
O nível de agressividade do pilar (P1) e viga localizada há 3.30m de altura apresentavam
tal gravidade que se fez necessário o reforço desses elementos estruturais. Isso ocorre sempre que
a perda da seção é superior a 15% mediante a ação da corrosão. Por outro lado, nos demais
pilares e vigas, fez-se necessário apenas o tratamento das armaduras e recomposição do concreto.
Recuperou-se cada elemento por vez, para evitar desestabilizar a estrutura do
reservatório.
O tratamento das armaduras foi realizado tal qual o tratamento utilizado no primeiro
estudo caso.
5.3 CASO 3: RESERVATÓRIO NO MUNICÍPIO DE IUIÚ-BA
O terceiro reservatório elevado está localizado na cidade de Iuiú - BA, envolvendo o
sistema de abastecimento de água da cidade efetuado pela Embasa. O reservatório de concreto
armado apresenta cuba cilíndrica com diâmetro interno de 3.90m e paredes de 4.00m de altura,
que envolve um volume aproximado de 44.2 m³. Essa cuba é sustentada sobre seis pilares
contraventados por quatro vigas circulares (Figura 13).
79
Figura 13. Aspecto do reservatório de Iuiú - BA
(foto cedida pela empresa Ribeiro Mendes Engenharia Ltda.)
Para estabelecimento do diagnóstico do reservatório foi realizada uma vistoria, no ano
2006, assistida pela equipe local da Embasa.
Características da estrutura do reservatório são apresentadas a seguir.
a) Fundação
Foi realizada uma escavação na base de um dos pilares (Figura 14) para obter informações
sobre o tipo de fundação do reservatório e as condições que a mesma se encontrava, uma vez que
não existia projeto ou dados da construção e o reservatório apresentava-se inclinado.
80
Figura 14. Detalhe da escavação para avaliar a fundação do reservatório (foto cedida pela empresa Ribeiro Mendes Engenharia Ltda.)
Identificou-se um conjunto de viga circular e uma sapata com 0,50m de aba, com
profundidade inicial de 0,60m e final desconhecida. Verificou-se, também, que o concreto se
encontrava em boas condições, não apresentando indícios de deterioração.
b) Superestrutura O Reservatório de Iuiú trata-se de uma estrutura de concreto armado sustentada por seis
pilares de seções de 0.36 x 0.37 m² e 10m de altura contraventados por 4 vigas circulares de
seções de 0.50 x 0.37 m² com diâmetro externo de 4.10m.
c) Cuba
A cuba, responsável pelo armazenamento de água, é constituída por uma caixa cilíndrica de
concreto armado com volume interno de aproximadamente 44.20 m³, com paredes medindo
3.70m de altura e diâmetro interno de 3.90m. A área interna da cuba, envolvendo piso, parede e
81
laje de cobertura é de 70.00 m². A laje de fundo apresenta diâmetro externo de 4.10m e interno
de 4.00m. A laje de cobertura apresenta área de 13.20 m².
5.3.1 Diagnóstico das manifestações patológicas
Após inspeção técnica, constatou-se a incidência de umidade por infiltração através de
fissuras, carbonatação com formação de estalactites, corrosão das armaduras, desplacamento do
concreto.
a) Umidade
A Figura 15 mostra o aspecto de manchas devido a infiltrações no reservatório.
Figura 15. Manchas devidas à infiltrações através de fendas nas juntas de concretagem na parede da cuba (foto cedida pela empresa Ribeiro Mendes Engenharia Ltda.)
• Sintomas
i. infiltrações e/ ou fluxo de água;
ii. manchas características de umidade.
• Prováveis causas
i. ausência de impermeabilização da cuba (etapa de execução e/ou projeto);
ii. abertura nas juntas de concretagem (ausência de tratamento nas juntas);
82
iii. ausência de mísula (etapa de projeto);
iv. fissuras por variação de temperatura;
v. fissuras características de corrosão das armaduras nos pilares e vigas (etapa
de projeto/ ausência de impermeabilização).
b) Carbonatação e formação de Estalactites
Nas Figuras 16 e 17 estão ilustrados, respectivamente, aspectos da carbonatação e
formação de estalactites na superfície do concreto do reservatório.
Figura 16. Carbonatação nas paredes da cuba do reservatório. (foto cedida pela empresa Ribeiro Mendes Engenharia Ltda.
Figura 17. Aspecto das estalactites na viga do reservatório de Iuiú (foto cedida pela empresa Ribeiro Mendes Engenharia Ltda.)
83
• Sintomas
i. apresentam-se precipitados de carbonato de cálcio salientes na superfície do
concreto;
• Prováveis causas
i. porosidade excessiva do concreto (etapa de produção/ escolha inadequada
de materiais e/ou cura deficiente);
ii. fissuras (etapa de projeto);
iii. infiltração de água (ausência de impermeabilização adequada);
iv. intervalo de tempo longo para manutenção ou ausência do mesmo.
c) Fissuras por variação de temperatura
• Sintomas
i. fissuras de pequena abertura e irregulares.
• Causa
i. variações de temperatura.
d) Fissuras por inadequação das juntas de concretagem
• Sintomas
i. fissura acompanhando a junta de concretagem da parede da cuba.
84
• Causa provável
i. ausência ou inadequação de tratamento de juntas de concretagem
(etapa de execução e/ou de projeto/ fissuras acompanhando as juntas);
e) Fissuras nas vigas e pilares características de corrosão das armaduras
A Figura 18 mostra um aspecto de fissuras devido à corrosão das armaduras na
viga do reservatório.
• Sintomas
i. aberturas visíveis na direção das armaduras;
ii. manchas ferruginosas nas armaduras e na superfície do concreto;
iii. desplacamento do concreto (exposição das armaduras);
Figura 18. Fissuras decorrentes da corrosão de armadura na viga (foto cedida pela empresa Ribeiro Mendes Engenharia Ltda.)
85
• Prováveis causas
i. concreto excessivamente poroso (etapa de produção/ escolha inadequada de
materiais e/ou cura inadequada);
ii. presença de umidade por infiltração através de fissuras e do próprio
concreto (etapa de projeto e/ou de execução: ausência de impermeabilização,
inadequação das juntas de concretagem, ausência de mísula e concreto
excessivamente poroso);
iii. fissuração (etapa de projeto e/ou de execução e variação de temperatura);
iv. carbonatação do concreto.
g) Desplacamento do concreto
Aa Figuras 19 e 20 apresentam, respectivamente, aspectos de desplacamento de
concreto em viga e pilar do reservatório.
Figura 19. Desplacamento do concreto na viga (foto cedidas pela empresa Ribeiro Mendes Engenharia Ltda.)
86
Figura 20. Desplacamento do concreto no pilar (foto cedidas pela empresa Ribeiro Mendes Engenharia Ltda.)
• Sintomas
i. seções reduzidas em trechos dos elementos estruturais (vigas e pilares).
• Causa provável
i. Tensões ocasionadas por reações expansivas (as barras de aço aumentam de
volume, gerando tensões de tração que o concreto não suporta).
5.3.1.1 Análise dos problemas identificados na inspeção técnica
O problema de umidade decorre não só da inadequação das juntas de concretagem, como
também devido a infiltrações através das fissuras advindas de variação de temperatura e
mecanismo de corrosão. Havia fissuras finas com formato irregular que caracterizam o trabalho
de dilatação e contração ocasionado pela variação de temperatura.
A maior intensidade de infiltrações ocorre através das fendas das juntas de concretagem
existentes na cuba. Nas áreas onde incidem as infiltrações e respingos ou gotejamentos verificou-
se que as manifestações patológicas eram mais graves. A incidência intermitente de umidade
apresentada pela estrutura propiciou, por exemplo, o processo de corrosão das armaduras.
87
A ligação entre o primeiro e o segundo lances de concretagem da cuba deveria ter
recebido um tratamento que compreende limpeza do substrato e aplicação de um adesivo
estrutural, a exemplo de uma resina epóxi.
Outro mecanismo de deterioração, não tão comum, apresentado por uma das vigas, e
ocasionado pela infiltração intermitente da água e deposição de sais, foi a incidência das
estalactites. Tipo de eflorescência que se dá através da formação e precipitação, em grande
volume, de carbonato de cálcio.
O processo de formação das estalactites é lento. Essa deposição de sais vai se sobrepondo
e solidificando ao passo que acompanham o gotejamento da água (possibilita a migração do sal
até a superfície) promovido pela ação da gravidade. Esse mecanismo confere a aparência
característica das estalactites que apresentam a forma de agulhas espessas.
Nas vigas e pilares constatou-se um quadro de fissuração de grau elevado, caracterizado
por fissuras de grande abertura longitudinais às armaduras principais. Outros graves danos
identificados foram o desplacamento do concreto de cobrimento em diversos pontos e adiantado
estado de corrosão de barras da armadura principal.
As fissuras longitudinais decorrem das tensões promovidas mediante mecanismo de
corrosão das barras de aço e ocasionam, posteriormente, desplacamento do concreto.
Não se verificou nenhuma fissura decorrente de comportamento inadequado da estrutura
por carregamento acima da sua capacidade portante, no entanto, devido a uma leve inclinação
identificada na estrutura, fez-se necessário o reforço da fundação para restabelecer a estabilidade
do reservatório.
Em função das incidências de manifestações patológicas, o reservatório não apresentava
desempenho satisfatório quanto à capacidade prevista para a qual foi projetado. A estrutura, sob
carga total, promovia uma crescente perda de água pelas falhas e juntas de concretagem, tendo
que operar com carga parcial.
Outro fator bastante inusitado trata-se da verificação de uma vegetação desenvolvida no
local do reservatório que comprometia sua estabilidade por adentrar os elementos estruturais
como se estes não lhe representassem qualquer barreira (Figura 21).
88
Figura 21. Vegetação local adentrando a estrutura (viga). (foto cedida pela empresa Ribeiro Mendes Engenharia Ltda.)
5.3.2 Terapêutica adotada
Para essa estrutura ter sua capacidade de utilização restituída, fez-se necessário o reforço
da fundação, que consistiu no aumento das dimensões das sapatas. Também foram recuperados
os pilares e vigas do reservatório, conforme apresentado a seguir.
• Reforço da fundação
A ampliação da área de apoio foi realizada com um conjunto de sapatas simples,
intertravadas com uma viga baldrame, engastada na estrutura já existente através de furos e
adesivos estruturais.
• Tratamento de fissuras por inadequação das juntas de concretagem
Neste caso, a recuperação é similar à executada no reservatório do Caso 1. Entretanto,
neste reservatório não se faz necessário reforço com mísula uma vez que, não há problemas
quanto às ligações laje de fundo/ parede do reservatório.
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• Tratamento de fissuras características de corrosão nas vigas e nos pilares
O tratamento para o quadro de fissuração apresentado pelas vigas e pilares deste
reservatório decorrentes do mecanismo de corrosão é similar ao apresentado na seção sobre
tratamento desta manifestação patológica do segundo estudo de caso.
• Tratamento da umidade
Após a efetivação da terapia da principal causa da incidência de umidade na estrutura do
reservatório, as fissuras, a manifestação patológica (umidade) foi parcialmente resolvida, pois,
também era propiciada pela excessiva porosidade do concreto.
Após o tratamento das fissuras, à impermeabilização da cuba do reservatório e tratamento
da estrutura como um todo, visando reduzir permeabilidade, se fazem necessários para impedir a
infiltração da água através do concreto e, por conseqüência, a reincidência de umidade.
A utilização de materiais inflexíveis para a impermeabilização da cuba de um reservatório
não é apropriada, por motivos já mencionados. Também por uso consagrado, opta-se por
utilização de manta asfáltica para a impermeabilização deste reservatório após tratamento
estrutural. O procedimento é similar ao disposto para o primeiro estudo de caso. No entanto, a
manta asfáltica é tipo III com 4 mm de espessura e o Bidim é utilizado em quadros de 1/2 m².
Considera-se, ainda, a adição de um quarto item para o procedimento, o qual segue:
− Impermeabilização da laje de cobertura
Como a laje de cobertura está mais propensa aos efeitos das intempéries naturais (sol,
etc.), sua impermeabilização foi realizada com manta auto-protegida com alumínio.
90
• Terapia da corrosão das armaduras na cuba
O mecanismo da corrosão foi desencadeado nas juntas de concretagem mediante um
quadro de fissuração. A terapia para a corrosão pode ser verificada no tratamento das fissuras
advindas da ausência de tratamento das juntas de concretagem.
Os procedimentos adotados para recuperação foram os seguintes:
1) escarificação e demolição mecânica de todo o concreto deteriorado das paredes e laje
internas, que envolvam regiões de armadura com indício de corrosão, rupturas e fissuras (Figura
22);
Figura 22. Escarificação mecânica de uma das vigas (foto cedida pela empresa Ribeiro Mendes Engenharia Ltda.)
2) exposição de toda a armadura que apresente corrosão ou indício de corrosão (Figura
23);
3) limpeza da carepa e crosta de corrosão, lixamento com escovas de cerdas metálicas;
4) substituição da barra se a perda de seção ultrapassar 20%, respeitando-se os transpasses
mínimos estabelecidos na NBR 6118 (ABNT, 2003);
5) aplicação de um primer inibidor de corrosão (base zinco) em toda a superfície da barra
(Figura 24);
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Figura 23. Armadura do pilar apresentando mecanismo de corrosão (foto cedida pela empresa Ribeiro Mendes Engenharia Ltda.)
Figura 24. Aplicação do anticorrosivo (foto cedida pela empresa Ribeiro Mendes Engenharia Ltda.)
6) aplicação de ponte de aderência no substrato para aplicação do concreto de
recuperação;
7) colocação de formas estanques;
8) recomposição da seção de concreto com microconcreto;
9) desforma após 48 horas;
10) cura úmida durante 7 dias;
11) nas pequenas áreas afetadas da cuba recompor a seção com argamassa acrílica.
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• Terapia da estalactite/ carbonatação
O carbonato de cálcio é pouco solúvel em água. Desse modo, a remoção dessa anomalia
da superfície do elemento estrutural não seria possível apenas com lavagens a jato d’água.
Executou-se a “raspagem”, na área afetada, e procedeu-se a lavagem com solução de
ácido clorídrico. Inicialmente saturou-se a superfície da viga, após raspagem, para evitar que íons
cloretos atacassem o concreto. Em seguida aplicou-se a solução do ácido em água na proporção
1:6.
Segue-se com uma lavagem abundante com solução de amônia em água na proporção de
1:4 para neutralizar a ação do ácido e posteriormente com jatos de água para garantir a total
remoção das partículas sólidas e das soluções utilizadas.
Em seguida foi aplicada uma pintura a base de resina acrílica para reduzir permeabilidade.
5.4 ANÁLISE COMPARATIVA DOS ESTUDOS DE CASO
A presença da água desencadeia ou propicia diversos mecanismos de formação de
problemas patológicos. Nos estudos de caso, 1 e 3, a umidade por infiltração através de fissuras
propiciou o desenvolvimento da carbonatação e da corrosão das armaduras, no caso 3, há
também o desenvolvimento de estalactites (Quadro 1). O primeiro caso apresentava o agravante
por se tratar de um reservatório de concreto excessivamente poroso que, além de facilitar a
passagem da água, facilita também, a penetração de gás carbônico.
O caso 2, não apresentava infiltrações de água, pois, sua cuba estava em boas condições.
Neste caso, a própria umidade do concreto fez-se suficiente para propiciar a carbonatação. Em
cadeia, esse processo, aliado ao quadro de fissuração de cada caso, alimentam o mecanismo de
corrosão das armaduras. A corrosão promove tipo específico de fissuração, verificado nos casos
2 e 3. No caso 1, o mesmo não acontece, pois, a corrosão na cuba foi propiciada pela fissura já
existente por inadequação das juntas, como anteriormente mencionado.
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As fissuras ocasionadas por variação de temperatura foram apresentadas apenas pelo caso
3, aquelas promovidas por ausência ou inadequação das juntas de concretagem fizeram-se
presentes nos casos 1 e 3 (Quadro 1). No entanto, apenas no caso 1, nos procedimentos de
recuperação, fez-se o reforço com mísula, para aumentar a rigidez do conjunto, assim como da
junção da parede da cuba com a laje de fundo do reservatório (Quadro 2).
Não há plano de manutenção em qualquer dos casos de estudo e, tanto o caso 1 como o caso
3 nunca foram submetidos a procedimentos de recuperação. Apenas o caso 2 já havia passado por
uma intervenção terapêutica anteriormente e, esta foi realizada de forma inadequada. Uma
intervenção deficiente constitui causa de deterioração da estrutura (armadura com proteção
inadequada devido à aplicação descontínua de anti-corrosivo e cobrimentos deficientes, etc.).
Além disso, verificou-se, como agravante, o fato deste reservatório estar localizado em ambiente
agressivo, próximo a área de tratamento de água, na qual há manuseio de substâncias prejudiciais
(cloretos, sulfetos, etc.) à estrutura.
Quanto à terapia dos três casos, todos, após estrutura recuperada, foram
impermeabilizados com uso de manta asfáltica. Nos casos 2 e 3, houve reforço de vigas e pilares
devido a ação do mecanismo de corrosão das armaduras (Quadro 2). Apenas neste último caso,
fez-se necessário, o reforço da fundação devido instabilidade promovida por inclinação e
comprometimento da estrutura ocasionado pelos problemas patológicos (Quadro 2).
Nos quadros 1 e 2 são apresentados os resumos dos problemas patológicos e reforços necessários
nos casos de estudos.
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Quadro 1. Quadros resumo de problemas patológicos
Manifestações
patológicas Caso 1 Caso 2 Caso 3
umidade x - x
carbonatação x x x
estalactites - - x
fissuras x x x
corrosão x x x
instabilidade - - x
Quadro 2. Quadro resumo de reforços necessários
Reforço Caso 1 Caso 2 Caso 3
Vigas - x x
Pilares - x x
Fundação - - x
Ligação entre laje de fundo e
parede da cuba com mísula x - -
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CAPITULO 6
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A verificação de manifestações patológicas na construção civil é mais freqüente do que se
supõe e isso fica mais visível à medida que se estuda sobre o assunto, pois, é possível identificá-
las com mais presteza. Faz-se, então, necessário investir em estudos envolvendo o assunto, para
que essas anomalias incidentes sobre as estruturas tornem-se cada vez mais raras.
No caso dos reservatórios elevados, os problemas ocasionados na etapa de execução são
freqüentes. Na verdade, as anomalias que apresentam alguma ligação com os procedimentos de
construção, podem ter sido originadas na etapa de projeto.
A ausência de tratamento das juntas de concretagem e cobrimentos de concreto
inadequados podem ser ocasionados por negligência profissional. Esta, pode ser caracterizada
pela falta de atenção ou observância para com especificações previstas em projeto referentes ao
processo de produção, ou mesmo, pela inexistência das mesmas.
Seja qual for a causa, as conseqüências constituem danos, muitas vezes irreparáveis às
estruturas, e por isso precisam ser evitados. Desse modo, tem-se uma maior garantia do
desempenho da estrutura, ou seja, permiti-se que as construções sejam utilizadas para os fins aos
quais foi projetada, com seu potencial máximo referente à sua capacidade de trabalho.
Todas as considerações e cuidados existentes que evitem o surgimento das infiltrações,
por exemplo, devem ser seriamente seguidos, pois, este constitui um problema que associado a
condições específicas de cada caso, propicia uma cadeia de manifestações patológicas, a
exemplo, da carbonatação, corrosão das armaduras, fissuração, desplacamento do concreto, etc.
Apesar de imprescindível, é bastante comum a ausência ou inadequação da
impermeabilização dos reservatórios por estes apresentarem bom desempenho a curto prazo.
Até o presente momento, percebe-se o quão minuciosos são os procedimentos de
recuperação e por isso, os profissionais habilitados para tal, assim como o seu trabalho, devem
mesmo ser valorizados.
96
No entanto, os profissionais responsáveis por projetar e/ou supervisionar as construções,
seguindo as regulamentações e considerações cabíveis, evitam problemas patológicos e gastos
com retrabalhos e recuperações futuras. Agindo desta forma, proporcionam melhor desempenho
às construções e, possibilitam uma maior credibilidade à profissão de engenheiro civil, no
mercado de trabalho, ao gerar produtos de qualidade para os usuários.
97
REFERÊNCIAS
ALUCCI, M. P. et al. Bolor em Edifícios: causas e recomendações. In: IPT- Instituto de Pesquisas
Tecnológicas do estado de São Paulo. Tecnologia das Edificações. São Paulo: PINI, 1988.
ANDRIOLO, F. R. Construções de concreto: Manual de Prática Para Controle e Execução. São
Paulo: PINI, 1984.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de estruturas de
concreto – procedimentos. Rio de Janeiro, 2003.
BATISTA, M. A hora e a vez dos silanos inibidores. Recuperar: Revista do Instituto de
Patologia da Construção, Rio de Janeiro, Ano 10, n. 55, p. 5-8, Set/Out. 2003.
CÁNOVAS, M. F. Patologia e Terapia do Concreto. 1. ed. São Paulo: PINI, 1988.
CINCOTTO, M. A. Patologia das argamassas de revestimento: análise e recomendações. In: IPT
- Instituto de Pesquisas Tecnológicas do estado de São Paulo. Tecnologia das Edificações. São
Paulo: PINI, 1988.
CINCOTTO, M. A.; HELENE, P. R. do Lago. Patologia de estruturas de concreto armado. In:
IPT - Instituto de Pesquisas Tecnológicas do estado de São Paulo. Tecnologia das Edificações.
São Paulo: PINI, 1988.
EVANGELISTA, A. C. J. Avaliação da resistência do concreto usando diferentes ensaios não
destrutivos: tese de doutorado em engenharia, COOP, UFRJ. 2002.
FONSECA, C. E.; PALMA, S. L. Impermeabilização de reservatórios e caixas d’água com manta
de PVC. Instituto de Engenharia. Revista Engenharia: artigos e entrevistas. Edição 541/ 2000.
98
FORTES, L. R. Corrosão na armadura do concreto armado e sua avaliação pela técnica de
potencial de eletrodo: dissertação de mestrado em engenharia, Universidade Federal do Ceará.
1995.
HELENE, P. R. L. Corrosão de armaduras para concreto armado. In: IPT - Instituto de Pesquisas
Tecnológicas do estado de São Paulo. Tecnologia das Edificações. São Paulo: PINI, 1988.
HELENE, P. R. L. Manual Prático para Reparo e Reforço de Estruturas de Concreto. São
Paulo: PINI, 1992.
IOSHIMOTO, E. Incidência de manifestações patológicas em edificações. In: IPT - Instituto de
Pesquisas Tecnológicas do estado de São Paulo. Tecnologia das Edificações. São Paulo: PINI,
1988.
LIMA, O. S. Detectando a carbonatação no concreto. Recuperar: Revista do Instituto de
Patologia da construção, Rio de Janeiro, Ano 2, n. 5, p. 30-31, Mai/jun. 1995.
MATOS, O. C. O controle da corrosão de armaduras em concreto /Inspeção e técnicas
eletroquímicas. São Paulo: PINI / UFG, 1997.
MONGE, C. A. A impermeabilização em obras subterrâneas. Recuperar: Revista do Instituto de
Patologia da Construção, Rio de Janeiro, Ano 9, n. 45, p. 15-20, Jan/fev. 2002.
MOURA, W. A. Patologia e terapêutica das construções: Anotações de aula- Parte I e II, Feira
de Santana, Universidade Estadual de Feira de Santana, 2008. 34 p.
99
PEREZ, A. R. Umidade nas Edificações: Recomendações para prevenção da penetração de água
pelas fachadas (1a e 2a partes). In: IPT - Instituto de Pesquisas Tecnológicas do estado de São
Paulo. Tecnologia das Edificações. São Paulo: PINI, 1988.
RECUPERAÇÃO Estrutural e Impermeabilização de Reservatório de Água Elevado com
Sistema Xypex. Texto técnico. Disponível em: <http://www.casadagua.com.br/>. Acesso
em: Out. 2007.
RODRIGUES, J. ZTP- A mais eficiente arma contra a corrosão de concreto armado. Recuperar:
Revista do Instituto de Patologia da Construção, Rio de Janeiro, n. 18, p. 4-9, Jul/ago, 1997.
SANEP- Serviço Autônomo de Saneamento de Pelotas. Abastecimento de água. Texto técnico.
Disponível em: <http://www.pelotas.com.br/sanep/agua/reservatorios.htm>. Acesso em
Out. 2007.
SOUZA, V. C. M. et al. Inspeção e recuperação estrutural de um reservatório d’água. Disponível
em: <http://academic.uprm.edu/>. Acesso em Out. 2007.
SOUZA, V. C. M.; RIPPER, T. Patologia, Recuperação e Reforço de Estruturas de Concreto.
São Paulo: PINI, 1998.
THOMAZ, E. Trincas em edificações: causas e mecanismos de formação. In: IPT - Instituto de
Pesquisas Tecnológicas do estado de São Paulo. Tecnologia das Edificações. São Paulo: PINI,
1988.
UFCG. Reservatórios de água. Disponível em:
<http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/Reserv01.html>. Acesso Out. 2007.
100
UEMOTO, Loh Kai. Patologia: danos causados por eflorescência. In: IPT - Instituto de Pesquisas
Tecnológicas do estado de São Paulo. Tecnologia das Edificações. São Paulo: PINI, 1988.