UNIVERSIDADE ANHEMBI MORUMBI ACHILES MACEDO MALHEIROS PATOLOGIA E RECUPERAÇÃO DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO DO EDIFÍCIO HOTEL HOLIDAY INN

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1 UNIVERSIDADE ANHEMBI MORUMBI ACHILES MACEDO MALHEIROS PATOLOGIA E RECUPERAÇÃO DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO DO EDIFÍCIO HOTEL HOLIDAY INN SÃO PAULO 2007

2 ii ACHILES MACEDO MALHEIROS PATOLOGIA E RECUPERAÇÃO DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO DO EDIFÍCIO HOTEL HOLIDAY INN Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Anhembi Morumbi no âmbito do Curso de Engenharia Civil com ênfase Ambiental. Orientador: Professor Eng. Fernando José Relvas SÃO PAULO 2007

3 iii ACHILES MACEDO MALHEIROS Patologia e Recuperação das estruturas de concreto do Edifício Hotel Holiday Inn Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para a obtenção do título de Graduação do Curso de Engenharia civil com ênfase Ambiental da Universidade Anhembi Morumbi Trabalho em: de de Nome do Orientador Nome do professor da banca Comentários:

4 iv AOS MEUS PAIS OSWALDO E MARIA DIVINA, IRMÃOS E PRISCILA, UMA HOMENAGEM POR TODA SUA DEDICAÇÃO DIANTE DESTE IMPORTANTE PASSO QUE DOU EM MINHA VIDA.

5 v RESUMO Este trabalho tem como base o estudo das origens, métodos de detecção e alguns tipos de anomalias que podem ocorrer em uma estrutura em concreto armado em ambiente urbano. Posterior a este ponto serão expostas técnicas e materiais usados na recuperação da estrutura para que ela não entre em processo acelerado de deterioração rumo ao colapso geral. Cada tipo de anomalia terá sua solução com tipos de materiais e técnicas distintas, chegando à mais econômica solução possível, desde que garanta a segurança exigida pelas normas vigentes. Teremos a aplicação dos conceitos vistos através do estudo de caso do edifício do Hotel Holiday Inn Anhembi, que teve sua estrutura em concreto armado aparente exposta às intempéries sem qualquer tipo de proteção por mais de trinta anos em um ambiente urbano extremamente agressivo. Todo o estudo será baseado em revisão bibliográfica e consulta à profissionais da engenharia civil. Palavras-chave: recuperação; patologia; estrutural; concreto.

6 vi ABSTRACT This work has like base the study of the origins, method of detection and some kinds of anomalies that can occur in a structure in reinforced concrete assembled in urban environment. After this point they will be displayed the techniques and materials used in the recuperation from the structure for that it not between in trial accelerated of deterioration route to the general collapse. Each of kind of pathology will have sweats solution with kinds of materials and distinct techniques, arriving to the most economic possible solution one since guarantee-itself to security required by the effective norms. We will have the application of the seen concepts through of the study of case of case of the Hotel Holiday Inn Anhembi Building, that had sweats structure in reinforced concrete assembled apparent displayed to the rain and pollution without any kind of protection by more of thirty years in a extremely aggressive urban environment. All the study will be based in bibliographical revision and consultation to the professionals from the civil engineering. Key words: recovery; pathology; structural; concrete.

7 vii LISTA DE FIGURAS Figura 6.1: Fachada do edifício às margens da Marginal Pinheiros Figura 6.2: Fachada do edifício no início das obras Figura 6.3: Extração do corpo de prova de uma viga Figura 6.4: Ensaio esclerométrico Figura 6.5: Corrosão da armadura Figura 6.6: Ausência de cobrimento mínimo em peça aparente Figura 6.7: Vista parcial da lavagem de pavimento Figura 6.8: Lavagem da face lateral do pilar brise Figura 6.9: Apicoamento com auxílio de ponteiro e marreta Figura 6.10: Apicoamento com auxílio de martelete pneumático Figura 6.11: Descobrimento do aço de uma viga transversal Figura 6.12: Detalhe do estágio de corrosão do aço Figura 6.13: Armadura transversal rompida Figura 6.14: Adição de estribo equivalente Figura 6.15: Remoção do óxido férrico com escova Figura 6.16: Produto utilizado como inibidor de ferrugem Figura 6.17: Pintura com o inibidor de ferrugem concluída Figura 6.18: Umedecimentode superfície para aplicação de argamassa Figura 6.19: Aplicação de argamassa com colher de pedreiro Figura 6.20: Aplicação da segunda camada de argamassa polimérica Figura 6.21: Diferença de tonalidade indicativa das etapas de aplicação... 25

8 viii Figura 6.22: Processo de cura para evitar retração Figura 6.23: Acabamento com desempenadeira lisa Figura 6.24: Vista da recuperação interna de um pavimento Figura 6.25: Instalação das fôrmas resinadas Figura 6.26: Aspecto final da coluna do 8º pavimento Figura 6.27: Aspecto da falta de cobrimento no fundo de mísula Figura 6.28: Corrosão das armaduras e desagregação do concreto Figura 6.29: Armadura corroída de pilar Figura 6.30: Apicoamento de mísula Figura 6.31: Proteção das barras de aço conclídas Figura 6.32: Fôrma com cachimbo para lançamento do concreto Figura 6.33: Detalhe de espaçador plástico Figura 6.34: Aplicação do graute Figura 6.35: Detalhe dos ganchos de aço Figura 6.36: Concreto desagregado Figura 6.37: Detalhe da falta de nata de cimento entre os agregados Figura 6.38: Furação lateral de mísula Figura 6.39: Mísula com todas as mangueiras instaladas Figura 6.40: Injeção de resina epoxídica Figura 6.41: Produto utilizado na injeção Figura 6.42: Tamponamento da mangueira Figura 6.43: Caminhamento da injeção da resina epoxídica Figura 6.44: Vista parcial dos serviços de reforço estrutural Figura 6.45: Detalhe das fôrmas e do cimbramento... 36

9 ix Figura 6.46: Armadura rompida no bloco Figura 6.47: Detalhe das fissuras no bloco de fundação Figura 6.48: Detalhe da desagregação no fundo de um bloco de fundação Figura 6.49: Falha de concretagem Figura 6.50: Escarificação das estacas dos blocos Figura 6.51: Estacas raiz e perfis executados para reforço das fundações Figura 6.52: Detalhe da base de concreto magro Figura 6.53: Novo bloco de fundação já armado Figura 6.54: Fôrma, cimbramento e escoramento executados... 41

10 x SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO OBJETIVOS Objetivo Geral Objetivos Específico JUSTIFICATIVA METODOLOGIA REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Propriedades dos Materiais da Estrutura Original Concreto Hidráulico Cimento Portland Agregados Proteção oferecida ao aço pelo concreto Principais mecanismos de degradação das estruturas de concreto Corrosão das armaduras Fissuras Mecanismos de deterioração do concreto... 8

11 xi 5.4 Patologias nas estruturas em concreto armado Causas Causas internas Causas externas ESTUDO DE CASO O edifício do Hotel Holiday Inn Anhembi Localização Descrição do Projeto Descrição da Concepção e resolução estrutural Método de detecção Anomalias detectadas Corrosão nas armaduras Deficiência no cobrimento de armadura Metodologia aplicada na recuperação e reforço estrutural Super estrutura Infra estrutura Controle tecnológico de materiais CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 45

12 1 INTRODUÇÃO Nota-se desde as mais remotas civilizações já existentes, uma necessidade crescente de busca de novas tecnologias, visando a otimização e a expansão do uso de cada material. Na construção civil, esta busca acontece incessantemente e como uma das conseqüências desta velocidade, aceitam-se riscos pela falta de conhecimento de diversos fatores que influenciam o comportamento decorrente do uso das novas técnicas ou materiais. Este complexo conjunto de fatores gera a deterioração estrutural que como conseqüência traz fontes para o estudo da patologia das estruturas, que é o campo da engenharia das construções que estuda as origens, formas de manifestação, conseqüências e mecanismo de ocorrência das falhas e dos sistemas de degradação das estruturas. (RIPPER e SOUZA, 1996). Este trabalho aborda a patologia e recuperação estrutural de uma construção já existente e com algum tipo de modificação das condições de serviço a partir da concepção inicial de projeto.

13 2 2 OBJETIVOS O presente trabalho tem os seguintes objetivos: 2.1 Objetivo Geral Este estudo tem como objetivo geral contribuir para o conhecimento técnico-científico com relação às patologias e recuperação em estruturas de concreto. 2.2 Objetivo Específico Análise do diagnóstico de uma estrutura em concreto armado exposta a atmosfera urbana sem qualquer tipo de proteção, por um período de mais de trinta anos e as intervenções tomadas para sua reabilitação total. São apresentadas diversas técnicas e materiais para recuperação de estruturas de concreto armado.

14 3 3 JUSTIFICATIVA As patologias de estruturas em concreto armado e conseqüente recuperação, se faz necessária em decorrência da susceptibilidade a agressões do meio ambiente das superfícies de concreto expostas, em alguns casos poucos meses após a conclusão da obra. Esta deterioração é ainda mais significativa em edifícios localizados em grandes centros urbanos, como São Paulo (OLIVEIRA E HELENE, 1991). Além disso, grande parte das obras hoje em dia já possuem idade significativa (Trinta anos ou mais), e apresentam desgaste devido à má utilização, falhas durante o projeto ou má execução. Com o aprendizado sobre o campo da patologia das estruturas, desenvolvem-se também diversas técnicas de proteção da edificação, fazendo com que a estrutura não seja comprometida e não venha ocorrer o colapso. Após o comprometimento da estrutura, faz-se necessária a recuperação estrutural. Existem diversas técnicas, e para sua execução é necessário escolher a melhor alternativa, e isso só poderá ser feito após conhecê-las. A apresentação dessas técnicas com o emprego de diferentes materiais dará embasamento teórico para a melhor técnica a ser desenvolvida. A origem dos problemas patológicos está distribuída da seguinte maneira: 40% projeto, 28% execução, 18%materiais, 10% uso e 4% planejamento. Com base nesses dados, verifica-se a necessidade de um estudo sobre essas causas que são conhecidas, sua terapia será escolhida, com maior precisão e como conseqüência far-se-á a escolha mais econômica o possível (HELENE, 1992).

15 4 4 METODOLOGIA Este trabalho tem seu desenvolvimento baseado na revisão da bibliografia e estudo de caso sobre a detecção e análise da patologia e posteriores técnicas e materiais empregados na recuperação estrutural do edifício do Hotel Holiday Inn Anhembi, sito na cidade de São Paulo, SP. Como este trata-se de um exemplo típico, em que uma estrutura feita em concreto armado foi recuperada e readaptada. O levantamento se dá por meio de pesquisa via internet, via livros e publicações em geral. As empresas envolvidas no projeto de revitalização do Hotel também foram procuradas a fim de se levantar mais detalhes do projeto. A partir disto, o trabalho é todo analisado, dividido e transcrito de maneira sucinta e direta.

16 5 5 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA É apresentado a seguir um resumo bibliográfico. 5.1 PROPRIEDADES DOS MATERIAIS DA ESTRUTURA ORIGINAL: São apresentados neste capítulo os principais tipos de materiais que compõem a estrutura em concreto armando, serão destacadas suas propriedades, entre elas a composição química do material e possíveis agentes agressivos, além de fatores de resistência e durabilidade Concreto Hidráulico O concreto hidráulico não é nada mais que uma mistura entre o agente aglomerante, um ou mais materiais sem qualquer tipo de função química e como agente de reação adiciona-se água. Em um concreto considerado convencional os materiais são: cimento Portland, agregado miúdo, agregado graúdo e água (PETRUCCI, 1981). Como variação ao convencional, podem ser introduzidos à mistura agentes que conferiram impermeabilidade, diminuição do calor de hidratação, aumento da durabilidade, alta resistência, fluidez para melhor trabalhabilidade, alta resistência inicial e outras melhoras que se aplicarão a cada caso. Este agente é chamando de aditivo e será mais bem exposto na terceira parte do capítulo. Seu desempenho em relação à tensão de ruptura por compressão é satisfatório para a construção civil, já a resistência quanto à tração é praticamente descartada na engenharia estrutural, portanto é necessária a adição de algum material que satisfaça a necessidade de absorção do esforço de tração Cimento Portland

17 6 O cimento portland é o material aglomerante mais utilizado para a produção do concreto hidráulico em todo o mundo; é composto basicamente de aluminatos e silicatos de cálcio que ao entrarem em contato com água, hidratam e produzem o a de endurecimento da massa, conferindo-lhe resistência e plasticidade para que a nata de cimento envolva corretamente os grãos dos agregados. Outra importante característica do cimento é o tempo de início e fim de pega. O início de pega é o tempo decorrido desde a adição da água na mistura até o início das reações químicas, já o fim de pega é a denominação da situação em que a pasta deixa de ser facilmente deformável para pequenas cargas. O tempo de início de pega pode variar de menos de oito minutos para a até mais de seis horas, já o fim de pega varia de poucos minutos após o início de pega, em cimentos de alta resistência inicial, a até mais de dez horas em cimentos normais. (BANUK, 2000). Também podem ser classificados em relação à composição potencial: Tipo I cimento Portland; Tipo II cimento Portland composto; Tipo III cimento Portland de alto-forno; Tipo IV cimento Portland pozolânico e Tipo V cimento Portland de alta resistência inicial (SÁNCHEZ, 1999) Agregados: O agregado é o material inerte inserido no concreto hidráulico para barateamento, pois seu preço é menor em relação ao cimento Os agregados são divididos em duas categorias: miúdos e graúdos. Os agregados miúdos são aqueles que, na análise granulométrica, ficaram com 15% no máximo retidos na peneira de 4,8 mm, já os agregados graúdos são aqueles que ficaram retidos no mínimo 15% na peneira de 4,8 mm. 5.2 Proteção oferecida ao aço pelo concreto:

18 7 A capacidade de proteção do concreto quando bem executado é a principal razão que faz do concreto armado um material versátil, econômico e durável. Esta proteção se dá por uma combinação de dois componentes: um de natureza química e outro física. A barreira química, constituída pela alcalinidade do concreto novo, onde as barras de aço formam um filme delgado e estável, protegendo a mesma contra a corrosão, é complementada pela proteção oferecida por uma barreira física formada por camadas de concreto de cobrimento (OLIVEIRA, 1989) 5.3 Principais mecanismos de degradação das estruturas de concreto: Corrosão das armaduras: Segundo OLIVEIRA (1989), é o mais freqüente e o principal mecanismo de degradação das estruturas de concreto armado, que inclui altos custos para correção. Os mecanismos principais de correção estão relacionados à carbonatação e à ação de íons (como o cloreto) Fissuras: As fissuras no concreto ocorrem por diversos fatores, tanto no seu estado fresco quanto após endurecido. OLIVEIRA em 1989 cita os principais: Deformações térmicas; Deficiência ou mau posicionamento de armaduras, sobretudo para combater a flexão; Remoção prematura das fôrmas; Assentamento plástico do concreto ao redor das armaduras; Concentração de tensões em cantos e bordas não reforçados; Restrição ou obstrução da movimentação de juntas; Falha do concreto à compressão, puncionamento ou cisalhamento; Retração por secagem,, química, devido à reações de hidratação ou ainda devido à carbonatação.

19 Mecanismos de deterioração do concreto. Os mecanismos que levam à deterioração do concreto podem decorrer de ataques químicos ao cimento anidro, aos agregados ou à matriz composta pela pasta de cimento hidratado. Os agentes de deterioração do concreto estão relacionados a seguir (OLIVEIRA, 1989): Ataque químico; Reação álcali-agregado; Ataque de sulfatos; Ações de gelo e degelo; Cavitação e abrasão; Lixiviação; Retenção de fuligem e fungos. 5.4 Patologia nas estruturas em concreto armado Causas Como em todos os campos da engenharia que estudam causas, existem conceitos discutíveis, na patologia das construções não é diferente, mas para efeito de estudo serão classificados dois agentes principais de causas patológicas (HELENE, 1992) Estes agentes são classificados em externos e internos: Causas internas Acontecem devido à execução e/ou utilização errônea de materiais e técnicas por parte do trabalhador, ou seja, falhas humanas, propriedades dos materiais, ações externas e acidentes.

20 9 São causas relacionadas ao transporte, lançamento, execução de juntas de concretagem, adensamento e à cura do concreto. a) Erros de escoramento e fôrmas Neste ponto, a limpeza,a aplicação de desmoldante, verificação de nível, estanqueidade e o tempo certo para retirada dos escoramentos evitam o surgimento de problemas estruturais. b) Falha nas armaduras Aqui são mostrados alguns problemas relativos ao posicionamento e disposição das armaduras (HELENE, 1986). A falta ou insuficiência de cobrimento, o diâmetro mínimo do pino de dobragem, os comprimentos de ancoragem a taxa de armadura, descolagem de armadura e a não verificação da posição correta de armação de acordo com o projeto, são os exemplos mais comuns. c) Utilização equivocada dos materiais de construção A utilização de diferentes tipos de aço na mesma peça, a substituição de aditivos por similares e o uso der agregados reativos são exemplos de erros cometidos e que podem provocar patologias nas estruturas de concreto. d) Deficiência no controle de qualidade O controle de qualidade se for feito corretamente, poderá reduzir as possibilidades de manifestação de patologias e atenuar as conseqüências do quadro patológico resultante. Torna-se um ponto fundamental e que deve ser executado durante todas as fases da obra, tendo sempre como base as normas vigentes no momento. (LICHTENSTEIN, 1986) Causas externas

21 10 São as origens que acontecem independente da composição do concreto ou falhas durante a execução. São fatores originados desde a fase de projeto até a utilizaçãoda edificação (SOUZA e RIPPER, 1996). São falhas humanas durante o projeto estrutural e durante a utilização, além de ações químicas como o ar, gases e até a água.

22 11 6 ESTUDO DE CASO O estudo de caso refere-se à obra do edifício do Hotel Holiday Inn Anhembi (Figura 6.1) Figura 6.1 Fachada atual do edifício às margens da Marginal Tietê (em São Paulo) 6.1 O edifício do Hotel Holiday Inn Anhembi A construção do edifício teve inicio no ano de 1960, e que depois de erguido a estrutura em concreto armado até o 8º pavimento teve suas atividades paralisadas por motivo econômico em Toda a estrutura semi-pronta e o terreno foram passados como forma de pagamento de dívidas com a prefeitura para o Anhembi S.A, que é uma divisão da prefeitura de São Paulo que trata do turismo e eventos da cidade. Para o esqueleto do Anhembi cogitaram-se destinos improváveis: idealizado para ser um hotel de luxo, correu o risco de tornar-se sede de entidade industrial e moradia popular. No fim da década de 1960, com as mudanças no governo federal, foi cortado o financiamento para construção do hotel. No início dos anos 1980, o governador Franco Montoro tentou finalizar a obra.

23 12 Pouco tempo depois, a Federação das Indústrias do Estado de São Paulo (Fiesp), então dirigida por Mário Amato, adquiriu a estrutura com intenção de mudar sua sede da avenida Paulista para lá. O Plano Collor, no começo da década de 1990, congelou as reservas da Fiesp e a mudança foi descartada. Ao assumir a prefeitura da capital, Luíza Erundina pensou em desapropriar o espaço e transformá-lo em habitações populares. No início desta década, o esqueleto (Figura 6.2) foi vendido pela Fiesp para a construtora São José e Caio Alcântara Machado. Assim, finalmente, o hotel foi comercializado em unidades e a construção finalizada. Figura 6.2 Fachada do edifício no início das obras 6.2 Localização O edifício localiza-se na avenida Assis Chateaubriant (Marginal Tietê Pista local), número 1441 no parque Anhembi na Capital do estado de São Paulo. 6.3 Descrição do projeto

24 13 A estrutura não recebeu nenhum tipo de material protetor ou manutenção durante quase 30 anos, ficando aparente e sujeita às intempéries (chuva, vento, poluição do ar, chuva ácida e outros) ao contrário da finalidade inicial de que havia sido projetado que era de ficar protegida com argamassa de 2,0 cm de espessura, revestimentos cerâmicos internos e externos, o que conferiria à estrutura a proteção necessária para não haver comprometimentos estruturais. (ALMEIDA, 1999) 6.4 Descrição da Concepção e resolução estrutural Como foi descrito inicialmente, o edifício teria 8 pavimentos, e ainda, o nível de cobertura, caixas d água elevadas, casa de máquinas e outros (ALMEIDA, 19999). A estrutura propriamente dita consiste basicamente em: a) Andar tipo cobertura, com lajes de 6 cm de espessura apoiadas em 2 vigas (nervuras) de seção 10 x 50 cm e nas vigas de extremidade de mesma dimensão das nervuras. As vigas por sua vez descarregam em pilares-brises de seção 18 x 40 cm localizados nas duas extremidades de maior dimensão. A distância dos eixos dos pilares é de 11 cm. b) No pavimento de transição existem vagas de transição de seção 60 x 200 cm que recebem as cargas provenientes dos pilares-brises. A viga por sua vez descarrega em pilares de formato H com dimensão aproximada à um retângulo de 190 x 118 cm, onde esta descarga ocorre através do auxílio de uma mísula por pilar de 858 cm. c) No nível da fundação chegam 11 pilares de cada lado, medindo 1440 cm de eixo a eixo. Para receber as cargas na fundação foram executadas em média 8 estacas

25 14 do tipo Franki de 60 cm de diâmetro, com bloco de coroamento de aproximadamente 440x230x150 cm, passível de receber a carga de até 1100 tf. Observação: O prédio é dividido longitudinalmente em 4 partes, possuindo junta de dilatação estrutural, com vigas de ligação entre pilares e consolos na extremidade e nos trechos das juntas. 6.5 Métodos de detecção Foram utilizados basicamente 4 métodos de avaliação da real condição da estrutura do edifício, os métodos serão destacados e descritos abaixo (ALMEIDA, 1990) Levantamento de dados in loco através da visualização de patologias externas e visíveis; Extração de corpos de prova, como na Figura 6.3, em locais estratégicos da estrutura para verificação da propriedade de resistência do concreto aplicado em relação ao fck estipulado originalmente em projeto, através dos resultados obtidos, pode-se concluir que os problemas na estrutura eram superficiais e que o concreto existente possuía resistência de compressão igual ou superior à necessária; Figura 6.3 Detalhe da extração de corpo de prova em uma viga do 8º pavimento

26 15 Ensaio esclerométrico em vigas do pavimento tipo, a divisão dos espaços para a execução do teste são visíveis na Figura 6.4. Figura 6.4 Divisão 4x4 Ensaio esclerométrico Ensaio ultra-sônico mostrou que o concreto encontrado nos blocos de fundações eram classificados como ruins em sua maioria, fato este causado pela falta generalizada de homogeneidade do concreto e abertura de fissuras, causando o desvio e perda de propagação das ondas. 6.6 Anomalias detectadas Como anomalias detectadas na estrutura podemos citar corrosão e deficiência no cobrimento das armaduras Corrosão nas armaduras As barras internas das peças estruturais de concreto, principalmente nas proximidades das aberturas na laje para shafts, juntas de dilatação e fachadas, apresentam problemas

27 16 de corrosão em estágios diferenciados, desde o estágio de corrosão superficial até barras rompidas pela ação intermitente da corrosão. Na figura 6.5, pode-se ver o estágio avançado da corrosão em um pilar de extremidade (ALMEIDA, 2002). Figura 6.5 Corrosão da armadura Deficiência no cobrimento de armadura. Em diversas áreas da estrutura sendo lajes, vigas ou pilares, ficou constatada a fissuração ou até a destruição completa da camada protetora das armaduras, como mostra a Figura 6.6. Em geral a espessura do recobrimento não passa de 1,0 cm, chegando a ser de 0,5 cm em alguns lugares.

28 17 Figura 6.6 Ausência de cobrimento mínimo em peça aparente Os principais agentes causadores são: falta de distanciadores plásticos ou pastilhas de argamassa durante a execução da estrutura; deslocamento durante a concretagem das barras de aço; corrosão das armaduras que causa um aumento do volume da barra em até 10 vezes, deslocando o cobrimento e fissurando-o ou até rompendo-o. 6.7 Metodologia aplicada na recuperação e reforço estrutural Super estrutura a) Limpeza da estrutura Em razão do longo período de exposição da estrutura inacabada à um ambiente bastante agressivo, fez-se necessário a limpeza das peças estruturais, procurando-se remover os poluentes impregnados, principalmente os óxidos de enxofre que são provenientes dos escapamentos dos veículos. O óxido de enxofre (SO 2 ) sob certas condições de umidade proporcionam a formação do ácido sulfúrico, ou chuva ácida. Quando a exposição da estrutura a este tipo de composto é por um tempo grande, o concreto tende a sofrer uma intensa deterioração.

29 18 Com este elevado grau de contaminação de toda a estrutura, foi aplicado o processo limpeza com jatos de água potável (como pode ser visto nas Figuras 6.7 e 6.8) Figura 6.7 Vista parcial da lavagem de um pavimento Figura 6.8 lavagem da face lateral do pilar Brise b) Recuperação das lajes, vigas e pilares Primeiramente procedeu-se com o apicoamento do concreto, que consiste na remoção da camada superficial do concreto, sendo utilizado somente nos locais onde o concreto estava danificado pela corrosão da armadura, que ao oxidar-se pode aumentar de volume até 10 vezes, acarretando no descobrimento da peça. Para uma maior eficiência, todas as barras corroídas foram descobertas até que fosse detectada a região sã do aço.

30 19 Como pode ser visto nas figuras 6.9 e 6.10, o apicoamento foi executado com a utilização de ponteiro e marreta ou martelete pneumático, os quais devem ser posicionados a aproximadamente 45º da superfície. Figura 6.9 Apicoamento através do uso de ponteiro e marreta Figura 6.10 Apicoamento através do uso de martelete pneumático Devido ao quadro patológico generalizado, grande parte do aço estrutural foi descoberto, como mostra nas Figuras 6.11 e 6.12.

31 20 Figura 6.11 Descobrimento do aço de uma viga transversal Figura 6.12 Detalhe do estágio de corrosão do aço Nos locais onde haviam estribos em avançado estágio de corrosão, ou até mesmo com rompimento completo da seção (como na Figura 6.13), o procedimento adotado foi de adicionar outro estribo equivalente (Figura 6.14) através da perfuração da peça (8 cm) e chumbamento com ancoragem química à base de pasta cimentícia e resina orgânica HIT HY 150 da marca Hilti, no novo estribo na estrutura antiga; além de efetuar amarração através de arame recozido no estribo antigo.

32 21 Figura 6.13 Armadura transversal rompida Figura 6.14 Detalhe da adição de estribo equivalente O passo seguinte ao apicoamento é a limpeza das armaduras ou remoção do óxido férrico (Fe 2 O 3 ) através do uso de escovas de cerdas de aço (Figura 6.15) ou outro tipo de decapante apropriado ao serviço.

33 22 Figura 6.15 Detalhe da remoção do óxido férrico com escova de cerdas de aço Após a limpeza das armaduras, iniciou-se o tratamento para proteção adicional das armaduras. Além do cobrimento do concreto foi utilizado um inibidor de ferrugem que impede que haja o contato de gases e umidade com o aço, aumentando assim sua durabilidade. Como pode ser visto na Figura 6.16, o produto utilizado foi o Nitroprimer Zn (inibidor de oxidação à base de epóxi e rico em zinco) da Fosroc, e sua aplicação é feita através do uso de pincel comum. Na Figura 6.17 observa-se que todas as superfícies de aço expostas receberam o inibidor de ferrugem. Figura 6.16 Produto utilizado como inibidor de ferrugem

34 23 Figura 6.17 Pintura concluída Em seguida é feita a reconstrução do cobrimento das armaduras. Na maioria dos casos as barras não poderiam ser deslocadas para o interior da peça, levando à necessidade da utilização de argamassas especiais que oferecem proteção superior ao concreto convencional. Foram escolhidos dois tipos de argamassas, a polimérica e o graute, os quais foram utilizados independentes, conforme a situação. A argamassa aditivada com polímeros possui características favoráveis quanto à proteção ou permeabilidade de gases, umidade e outros agentes agressivos. Se comparada ao concreto convencional, seriam necessários 3 cm para equivaler a 1 cm de cobrimento com a argamassa. Na obra foi utilizado o produto Renderoc-S2 da Fosroc. Em locais onde a espessura final da recuperação não ultrapasse a 35 mm é recomendada a sua aplicação. Inicialmente a superfície é umedecida através do contato de uma esponja com a superfície (Figura 6.18), depois se procede com a aplicação da argamassa que pode ser feita com colher de pedreiro comum (Figura 6.19) com espessura máxima de 25 mm, para que não haja, eventualmente, o fenômeno da retração. Em locais onde as espessuras estavam entre 25 e 35 mm a recuperação a recuperação foi feita em duas camadas (Figuras 6.20, 6.21 e 6.22) com intervalo de um dia entre as aplicações e posterior cura através da utilização do contato da brocha ou esponja saturada com água e

35 24 a superfície recuperada (Figura 6.23); o acabamento é dado através de desempenadeira lisa. Figura 6.18 Umedecimento da superfície antes da aplicação da argamassa Figura 6.19 Aplicação da primeira camada de argamassa com colher de pedreiro Figura 6.20 Aplicação da segunda camada de argamassa polimérica

36 25 Figura 6.21 Detalhe da diferença de tonalidade que indicam as etapas de aplicação Figura 6.22 Processo de cura para evitar a retração. Figura 6.23 Detalhe do acabamento com desempenadeira lisa Nas vigas e lajes, ao invés de retirar o excesso de material para deixar a superfície plana, optou-se pela formação de excessos sobre as barras, garantindo assim uma boa proteção

37 26 das armaduras. A Figura 6.24 torna visível a dificuldade e complexidade dos serviços de recuperação das lajes, vigas e nervuras. Figura 6.24 Vista parcial da recuperação interna de um pavimento Nos locais onde a espessura de recuperação ultrapassa 35 mm foi utilizada a argamassa graute, que possui características de baixo índice de permeabilidade a gases e líquidos, não retrátil, auto nivelante e excelentes propriedades mecânicas. O produto aplicado foi o Fosgrout Plus da Fosroc. Foi utilizada na mistura com a argamassa a brita zero e areia, para que fosse atingido um ponto melhor de rendimento, consistência e aplicabilidade sem perda das características mencionadas anteriormente. O resultado foi um micro concreto ou concreto graute. Sua aplicação é extremamente rápida e simples, consistindo na saturação do concreto, lançamento pela parte superior das fôrmas em madeira plastificada (Figura 6.25), sem necessidade de vibração.

38 27 Figura 6.25 Instalação das fôrmas resinadas O aspecto final é visivelmente aceitável, deixando a superfície lisa e regular, semelhante a uma peça de concreto nova, como ilustrado na Figura Figura 6.26 Aspecto final das colunas do 8º pavimento c) Recuperação dos pilares e mísulas do térreo. Este item trata de peças essenciais na estrutura e que se encontravam em estado avançado de degradação, como mostrado na Figuras 6.27, 6.28 e Forma usados os dois processos já citados anteriormente com o acréscimo de algumas técnicas de recuperação. Entre elas pode-se destacar a colocação de ganchos para sustentação de grandes espessuras de concreto e a injeção de resina epoxídica para preenchimento dos vazios.

39 28 Figura 6.27 Aspecto da falta de cobrimento no fundo da mísula Figura 6.28 Corrosão avançada das armaduras e desagregação do concreto Figura 6.29 Detalhe de armadura corroída de pilar

40 29 A seqüência dos serviços de recuperação dos pilares e mísulas do térreo é: limpeza da superfície do concreto com jatos d água em altas pressões, apicoamento e retirada da camada de cobrimento até encontrar a região sã da armadura (Figura 6.30), pintura anticorrosiva das armaduras (Figura 6.31), montagem das fôrmas com aberturas na parte superior para lançamento do micro concreto (Figura 6.32), utilização de espaçadores plásticos (Figura 6.33) para garantir o cobrimento mínimo necessário, aplicação de argamassas polimérica e graute (Figura 6.34) e o processo de cura através das esponjas ou brochas saturadas em água. Figura 6.30 Apicoamento da mísula Figura 6.31 Proteção das barras de aço concluídas

41 30 Figura 6.32 Fôrma com cachimbo para lançamento do concreto Figura 6.33 Detalhe do espaçador plástico Figura 6.34 Aplicação do graute

42 31 A colocação de ganchos de aço foi necessária devido à grande espessura da camada de argamassa graute que seria necessária para a execução do novo cobrimento da peça. Os ganchos também têm como função ligar a nova espessura de argamassa à antiga estrutura. A seqüência executiva da colocação dos ganchos consiste em: perfuração do concreto com broca resistente e colagem dos grampos com cola à base de epóxi. Na Figura 6.35 podemos ver os ganchos já colocados em um local que recebeu aproximadamente 12 cm de argamassa graute. Figura 6.35 Detalhe dos ganchos de aço Após a retirada da camada superficial das mísulas, constatou-se que o concreto estava desagregado não só na superfície e sim em todo o interior das mísulas (Figuras 6.36 e 6.37). Em face à dificuldades de escoramento foi necessário proceder com a injeção de resina epoxídica para garantir um concreto monolítico e sem falhas de concretagem.

43 32 Figura 6.36 Concreto desagregado Figura 6.37 Detalhe da falta de nata de cimento entre os agregados O procedimento foi consiste na realização de 29 furos em cada face lateral das mísulas (Figura 6.38), introdução de pedaços de mangueira plásticas do tipo cristal com fixação de adesivo epoxílico (Figura 6.39) e injeção de material (Figura 6.40) com baixa viscosidade através de compressores a ar que propiciam pressões de 1200 a 1300 lb/pol 2. O material utilizado foi o Nitobond Injeção da marca Fosroc (Figura 6.41) composto de resina e endurecedor.

44 33 Figura 6.38 Furação lateral da mísula com furadeira mecânica Figura 5.39 Mísula com todas as mangueiras instaladas Figura 5.40 Injeção de resina epoxídica

45 34 Figura 6.41 Produto utilizado na injeção Após a injeção as mangueiras são tampadas através da dobra com alicate (Figura 6.42). Foi feita uma injeção teste e após o período de endurecimento da resina o pilar foi apicoado, podendo-se notar a necessidade e eficiência do processo. Na Figura 6.43 notase claramente que a resina caminhou mais de 2,0 cm desde o ponto de injeção até o ponto de preenchimento. Figura 6.42 Tamponamento da mangueira Figura 6.43 Caminhamento da injeção da resina epoxídica

46 35 A pedido do calculista da estrutura as vigas e pilares das extremidades tiveram que aumentar suas dimensões, as vigas aumentaram em 10 cm a sua altura e os pilares sofreram aumento de 45 cm na sua largura. Esse aumento se deve à maior sobrecarga aplicadas aos pavimentos e a atuação de esforços de vento na estrutura. Inicialmente procedeu-se com o apicoamento das faces que seriam aumentadas, logo após, para a colocação das armaduras de reforço, foram efetuados furos laterais nas vigas e pilares para permitir a dobra e amarração dos estribos, além de permitir a solidarização com a estrutura original. As barras principais das vigas sofreram emendas por transpasse de 60 cm e nas extremidades foram fixadas à estrutura existente através do Chumbamento com cola a base de epóxi. A metodologia de concretagem usada foi o uso de fôrmas de madeira resinadas, dotadas de aberturas laterais para o lançamento do concreto. Na figura 6.44 pode-se ver a conseqüência de trabalho. Já na figura 6.45 nota-se o detalhe do cimbramento e das fôrmas com aberturas nas extremidades para o lançamento e adensamento do concreto. Figura 6.44 Vista parcial dos serviços de reforço da estrutura

47 36 Figura 6.45 Detalhe das fôrmas e cimbramento Infra estrutura Nesta parte são estudadas as medidas tomadas para recuperação e reforço da infraestrutura do edifício (ALMEIDA, 1999). Nos blocos sobre estacas, devido ao aumento de carga proveniente do edifício, as fundações necessitam de reforço e de recuperação, devido ao processo avançado de deterioração. a) Patologias encontradas e prováveis causas: Corrosão das armaduras e das barras de aço rompidas (Figura 6.46). As causas da deterioração das armaduras forma a falta de cobrimento e posterior ataque pelos agentes agressivos, causando a corrosão ou até o rompimento das mesmas.

48 37 Figura 6.46 Armadura rompida no bloco Fissuras de todos os tipos (verticais, horizontais e diagonais) causadas pela corrosão das armaduras ou movimentação estrutural, podendo vê-las na figura Figura 6.47 Detalhe das fissuras no bloco de fundação Perda de aderência das barras de aço, falhas que ocorreram devido a falta de monoliticidade, gerando locais onde as barras de aço não eram envolvidas pelo concreto. Locais onde haviam pontos de desagregação completa do concreto (Figura 6.48), ocorridos por erros de detalhamento das armaduras, propiciando pontos onde a

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