Grupo de Materiais de Construção Departamento de Construção Civil Universidade Federal do Paraná DCC. Departamento de Construção Civil DCC

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1 TC083 PATOLOGIA E RECUPERAÇÃO DE ESTRUTURAS FISSURAS: DIAGNÓSTICO E RECUPERAÇÃO Prof. Dr. Marcelo Medeiros Prof. Dr. Marcelo Medeiros CONCEITO FISSURAS: TRÊS ASPECTOS FUNDAMENTAIS Fissuras: rupturas localizadas provocadas por esforços de tração e de cisalhamento. Aviso de um eventual estado de perigo da edificação 3 4 FISSURAS: TRÊS ASPECTOS FUNDAMENTAIS FISSURAS: TRÊS ASPECTOS FUNDAMENTAIS Comprometimento do desempenho (estanqueidade, durabilidade, insolação, acústica) Constrangimento psicológico sobre o usuário 5 6 1

2 FISSURAS NORMA BRASILEIRA FISSURAS NORMA BRASILEIRA De acordo com a NBR 6118/78 e 1980: 0,1 mm para peças não protegidas, em meio agressivo; 0,2 mm para peças não protegidas, em meio não agressivo; 0,3 mm para peças protegidas (revestidas). De acordo com a NBR 6118/15, as aberturas das fissuras não devem ultrapassar: Tipo de concreto estrutural Classe de agressividade Concreto simples I a IV Concreto armado Concreto Protendido I II a III IV Qualquer Exigências relativas à fissuração 0,4 mm 0,3 mm 0,2 mm 0,2 mm 7 8 FATORES IMPORTANTES FATORES IMPORTANTES Local da ocorrência das fissuras (se no elemento estrutural ou somente no revestimento); Configuração das fissuras, sua direção, quantidade, freqüência, ordem de aparecimento, etc; Profundidade das fissuras (se são superficiais ou se seccionam o elemento); Abertura das fissuras (se estão muito acima dos limites dados em norma ou não); Se as fissuras abrem e fecham (variam) ao longo do dia ou do ano; 9 10 FATORES IMPORTANTES FATORES IMPORTANTES Se a fissuração está evoluindo ou não (quanto ao aumento do comprimento ou abertura); Se estiverem surgindo novas fissuras ou não; Se a construção está sendo utilizada para os fins previstos em projeto; Se houveram recentemente reformas na construção; Se foram erguidas recentemente novas construções no entorno da construção afetada; Se as construções vizinhas sofrem do mesmo problema

3 FISSURAS: CAUSAS PRINCIPAIS FISSURAS: CAUSAS PRINCIPAIS Movimentações provocadas por variações térmicas e de umidade Retração Variação de Temperatura Esforços Corrosão de Armadura Alcalis / Agregados Sulfatos Sobrecarga FISSURAS: CAUSAS PRINCIPAIS COMO MEDIR UMA FISSURA? Atuação de sobrecargas ou concentração de tensões Deformabilidade excessiva da estrutura Recalques diferenciados nas fundações Retração de produtos à base de aglomerantes hidráulicos Alterações químicas de materiais de construção COMO MEDIR UMA FISSURA? FISSURAS ATIVAS OU INATIVAS Para a especificação do tratamento ideal é essencial verificar se a fissura analisada é ativa (instável fissuras que apresentam variação de abertura) ou inativa (estável aquelas que não apresentam variação de abertura). Como verificar: As principais movimentações de origem térmica ocorrem em função de: Junção de materiais com diferentes coeficientes de dilatação térmica, sujeitos as mesmas condições de temperatura

4 As principais movimentações de origem térmica ocorrem em função de: Gradiente de temperatura ao longo de um mesmo componente Choque térmico: um componente é submetido a uma variação de 38 o C em poucas horas. Os materiais que mais resistem ao choque térmico são aqueles que apresentam elevada condutibilidade térmica, baixo coeficiente de dilatação térmica linear, baixo módulo de deformação e elevada resistência a esforços de tração. fct R ( f ) E Coeficient e decondutividadetérmica f Re sistência característica àtração ct E módulo de deformaçãolongitudinal coeficient e de dilatação térmica linear 22 Material Coeficiente de dilatação térmica linear ( o C 10-6 ) Granito 8 10 Calcário 3 4 Arenito 7 12 Gesso Argamassa Concreto Concreto celular 8 Cimento amianto 8-12 Bloco cerâmico 5-8 Vidro plano 9 11 Madeira (direção das fibras) 4 6 Madeira (transversal às fibras) Thomaz (1949) 23 TEMPERATURAS DE SERVIÇO: REINO UNIDO Todos os materiais empregados nas construções estão sujeitos a dilatação com o aumento de temperatura e a contração com a sua diminuição. Principal fonte de calor que atua sobre os componentes é o sol. Posição e/ou natureza do componente Telhados, pisos e paredes externas Envidraçamento em fachadas Estruturas de concreto expostas Estruturas metálicas expostas Componentes internos em ambientes Cores do componente Temperatura de serviço ( o C) mínimo máximo amplitude Claras Escuras Claras Escuras Claras Escuras Claras Escuras Habitados Não habitados

5 TEMPERATURA SUPERFICIAL NA FACE EXTERNA: LAJES E PAREDES TEMPERATURA SUPERFICIAL NA FACE EXTERNA: LAJES E PAREDES Cores claras T máx = t A + 75 a T mín = t A 12 o C t A = temperatura do ar a = coeficiente de absorção solar Materiais não metálicos Cores escuras T máx = t A a a = coeficiente de absorção solar Superfície de cor preta 0,95 Superfície de cor cinza escuro Superfície de cor cinza claro 0,80 0,65 Thomaz (1949) Materiais metálicos a = coeficiente de absorção solar Cobre oxidado 0,80 Cobre polido 0,65 Alumínio 0,60 Ferro galvanizado 0,90 Thomaz (1949) Superfície de cor branca 0, CONFIGURAÇÕES TÍPICAS DE CONFIGURAÇÕES TÍPICAS DE Laje de cobertura sobre parede autoportante: Laje de cobertura sobre parede autoportante: CONFIGURAÇÕES TÍPICAS DE CONFIGURAÇÕES TÍPICAS DE Laje de cobertura sobre parede autoportante: Pilar fissurado devido à movimentação térmica das vigas de concreto armado Falta de juntas de dilatação ou juntas deficientes

6 CONFIGURAÇÕES TÍPICAS DE Laje mista: 33 FISSURAS DE ORIGEM HIGROSCÓPICA FISSURAS DE ORIGEM HIGROSCÓPICA As mudanças higroscópicas provocam variações dimensionais nos materiais porosos que integram os componentes da construção. Nos casos de existência de vínculos que impeçam ou restrinjam essas movimentações poderão ocorrer fissuras nos componentes do sistema construtivo. A quantidade de água absorvida por um material de construção depende de dois fatores: Porosidade Capilaridade Forças de sucção capilar são inversamente proporcionais a abertura dos poros FISSURAS DE ORIGEM HIGROSCÓPICA FISSURAS DE ORIGEM HIGROSCÓPICA Se um material poroso é exposto por tempo suficiente a condições constantes de umidade e temperatura, a umidade higroscópica de equilíbrio do material é atingida. Esta umidade higroscópica de equilíbrio depende da capilaridade do material e das condições de temperatura e umidade do ambiente. Material Umidade higroscópica de equilíbrio (%) em função da umidade relativa do ar U.R. = 40% U.R. = 65% U.R. = 95% Madeira Cerâmica Concreto normal Concreto celular Cortiça

7 CONFIGURAÇÕES TÍPICAS DE FISSURAS POR MOVIMENTO HIGROSCÓPICO Manifestação similar as de origem térmica Tendência à fissuração: Fissuras típicas de viga sub-armada à tração solicitada a flexão: Fissuras típicas de viga super-armada à tração solicitada a flexão: Fissuras típicas de cisalhamento em viga solicitada a flexão:

8 Fissuras típicas de cisalhamento em viga solicitada a flexão: Fissuras de torção raramente ocorrem: Aparecem nas duas superfícies laterais e opostas da viga Retas reversas Inclinação de 45 graus Fissuras típicas de torção em vigas: Fissuras de torção numa viga deficientemente armada a torção sobre a qual se apoiava uma laje muito flexível: Fissuras por flexão em lajes: Lajes maciças com grandes vãos Fissuras inclinadas formando triângulos aproximadamente isósceles Fissuras por flexão em lajes: Devido a deficiência ou ausência de armadura de tração. (se projetadas como simplesmente apoiadas) Laje simplesmente apoiada, armada em cruz e submetida a carregamento uniformemente distribuída

9 Fissuras por torção em lajes: Devido a um recalque diferencial Pilares: Fissuras verticais no terço médio Estribos subdimensionados (insuficientes) Pilares: Fissuras horizontais ou ligeiramente inclinadas Flexocompressão - indicativo de flambagem Pilares: Fissuras inclinadas ou lascamento na cabeça de pilares pré-moldados, resultante da concentração de esforços normais Vigas e Lajes se deformam naturalmente pelas cargas permanentes e acidentais. Efeito da deformação lenta. NBR 6118 flechas 1/300 do vão Para balanços - 1/500 do comprimento do balanço Os componentes do edifício mais susceptíveis à flexão de vigas e lajes são as alvenarias. Para paredes de vedação sem aberturas de portas e janelas existem três configurações típicas de fissuras

10 a) O componente de apoio deforma-se mais que o componente superior. a) O componente de apoio deforma-se mais que o componente superior. Quando o comprimento da parede > a altura surge o efeito arco e a trinca horizontal desvia-se em direção aos vértices inferiores. 56 Para alvenarias com boa resistência à tração e ao cisalhamento, o painel pode permanecer apoiado nas extremidades da viga pelo efeito arco, resultando em uma fresta entre a base da alvenaria e a viga de suporte. 57 b) O componente de apoio deforma-se menos que o componente superior. c) O componente de apoio e o componente superior deformam-se praticamente iguais A deformação elevada de lajes também pode resultar no problema a seguir: O revestimento passa a trabalhar como capa de compressão

11 62 ATIVIDADE EM GRUPO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Grupos de 5 pessoas Desafio: Encontrem 5 edificações com fissuras e tentem diagnosticar pela configuração das fissuras. Itens necessários: Identificação da obra: endereço, tipo de edificação, local da foto e argumentação sobre o diagnóstico provável. Entrega em arquivo do PDF e Word via . Data para a entrega: THOMAZ, E. Trincas em Edifícios. Ed. IPT/EPUSP/PINI, TAKAGI, E.M; ALMEIDA JÚNIOR, W. Utilização Tecnologias de injeção para o aumento da durabilidade das estruturas de concreto armado. In: CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 44. Anais do 44º Congresso Brasileiro do Concreto. Belo Horizonte, TAKAGI, E.M; ALMEIDA JUNIOR, W. Injeções flexíveis para selamento definitivo das estruturas de concreto de barragens e usina hidrelétricas. In: CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 47 Recife. Anais do 47º Congresso Brasileiro do Concreto. Recife, P 129 a

12 OBRIGADO Prof. Dr. Marcelo Medeiros 68 12