Desempenho em serviço Prof. Maristela Gomes da Silva

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1 Desempenho em serviço Prof. Maristela Gomes da Silva Departamento de Engenharia Civil

2 Bibliografia referência para esta aula ISAIA, G. C. (editor) Materiais de Construção Civil e Princípios de ciência e Engenharia de Materiais. IBRACON. Vol. 1, capítulo 2 e 3.

3 Solicitações e desempenho

4 Avaliação de desempenho 2 1 radiação solar vento chuva dirigida poluição 3 recalque

5 radiação solar 2 vento 3 recalque

6 Avaliação de desempenho 1 radiação solar vento 2 chuva dirigida poluição 3 recalque

7 1 2 chuva dirigida poluição 3 recalque

8 Avaliação de desempenho 1 radiação solar vento 2 chuva dirigida poluição 3 recalque

9 1 radiação solar vento 2 chuva dirigida poluição 3 recalque

10 Avaliação de desempenho Problema: Inexistem normas Risco de falha Análise de desempenho: adequação ao uso Independente do produto necessidades dos usuários requisitos de desempenho critérios de desempenho especificações por desempenho

11 Seleção de materiais e custo de manutenção

12 Requisitos de desempenho e necessidades dos usuários Segurança estrutural ao fogo no uso Estanqueidade Qualidade do ar interno Higiene Adaptação ao uso Conforto acústico tátil antropodinâmico higrotérmico visual Economia Durabilidade e vida útil Construtibilidade

13 Outras exigências dos usuários Adaptabilidade crescimento econômico novas tecnologias computação, mudanças nos ocupantes envelhecimento filhos crescimento da empresa... Sustentabilidade uso racional de água uso racional de energia < materiais não renováveis Facilidade de manutenção (uso e operação)

14 Requisitos de desempenho: sustentabilidade desempenho consumo de energia

15 Seleção de materiais e desempenho na conservação de energia Paredes exteriores: 35% das perdas de energia da edificação

16 Durabilidade Materiais interagem com o meio ambiente água radiação solar variação térmica animais e micro-organismos usuários produtos do uso esforços cíclicos agentes agressivos

17 Materiais & Durabilidade Cada material é sensível a diferentes mecanismos de deterioração Projeto: medidas de proteção selecionar material mais adequado à aplicação Fatores de deterioração Ambientais sol, chuva, radiação, agentes químicos Carga cargas cíclicas, cargas permanentes, cargas acidentais Biológicos roedores, microrganismos Produtos do uso (material de limpeza)

18 Exemplos Material polímeros Mecanismo de deterioração foto térmico Medida de projeto/ proteção sol temperaturas elevadas aço corrosão umidade cloretos concreto madeira carbonatação e ataque de cloretos ataque por ação de fungos cobrimento resistência mecânica redução de umidade

19 Ataques químicos em uma estrutura de concreto aparente concreto argamassa pasta CO 2 O 2 sulfatos cloretos H 2 O chuva ácida

20 Patologias em estruturas de concreto aparente manchas superficiais 22% corrosão das armaduras 20% fissuras 21% Deterioração química 7% ninhos de concretagem 20% flechas excessivas 10% (HELENE, 1992)

21 Manchas superficiais

22 Corrosão de armaduras

23 Corrosão das armaduras Projeto, cobrimento e qualidade de concreto

24 Corrosão de armaduras Obras especiais (estação de tratamento de água)

25 Corrosão de armaduras Obras especiais (obras marinhas)

26 Ninhos de concretagem

27 Ninhos de concretagem cuidados em elementos com concentração de armadura

28 Deterioração química Dissolução, lixiviação e carbonatação

29 Corrosão das armaduras Cobrimento e qualidade de concreto

30 Concreto revestido Durabilidade? Cerâmica Pintura

31 Eflorescências Lixiviação e cristalização de sais em cerâmica

32 Eflorescências

33 Entendimento do mecanismo: eflorescências Transporte e evaporação de água com sais solúveis do interior do material até a superfície ou sua concentração em um ponto no seu interior (criptoflorescência)

34 Principais mecanismos de deterioração do concreto armado Carbonatação Dissolução e lixiviação Retração Ataque microbiológico, retenção de fuligem e de sais Ataques de ácidos e bases fortes Fenômenos eletroquímicos (corrosão) Ataque sulfático

35 Principais mecanismos de deterioração do concreto armado Carbonatação Dissolução e lixiviação Retração Ataque microbiológico, retenção de fuligem e de sais Ataques de ácidos e bases fortes Fenômenos eletroquímicos (corrosão) Ataque sulfático Ações químicas!

36

37 Mecanismos de deterioração do concreto armado Carbonatação Dissolução e lixiviação Retração Ataque microbiológico, retenção de fuligem e de sais Ataques de ácidos e bases fortes Fenômenos eletroquímicos (corrosão) Ataque sulfático

38 Mecanismos de deterioração do concreto armado Carbonatação Dissolução e lixiviação Retração Ataque microbiológico, retenção de fuligem e de sais Ataques de ácidos e bases fortes Fenômenos eletroquímicos (corrosão) Ataque sulfático Ações químicas!

39 Avaliação de desempenho Análise de projeto analogias modelos matemáticos conforto térmico durabilidade do concreto segurança estrutural baixo custo Ensaios de desempenho simulação de situações de uso custo elevado

40 Ensaios de laboratório Compressão diametral Slump test Corpos-de-prova Tração por compressão diametral

41 Ensaios de laboratório Resistência à flexão Módulo de deformação

42 Ensaios de laboratório Retração por secagem Absorção por capilaridade

43 Ensaios de laboratório Carbonatação

44 Ensaios de laboratório Blocos em tanques com sistema de simulação do efeito de marés (condição de serviço)

45 Ensaios de laboratório Difusão de cloretos Ataque de sulfatos

46 Ensaios de laboratório Corrosão das armaduras Resistividade elétrica Corrosão das armaduras Potencial elétrico

47 Ensaios de laboratório Corrosão das armaduras Perda de massa

48 Ensaios de laboratório Lixiviação e solubilização

49 Ensaios de laboratório

50 Ensaios de campo Blocos após desmoldagem Blocos em ambiente marinho

51 Ensaios de campo Impacto no meio ambiente

52 Ensaios de desempenho

53 Ensaios de desempenho

54 Ensaios de desempenho

55 Leitura ISAIA, G. C. (editor) Materiais de Construção Civil e Princípios de ciência e Engenharia de Materiais. IBRACON. Vol. 1, capítulo 2 e 3.

56 Exercício 10 Entregar no início da aula (05/05) resumo (máximo 06 páginas). ISAIA, G. C. (editor) Materiais de Construção Civil e Princípios de ciência e Engenharia de Materiais. IBRACON. Vol. 1, capítulos capítulo 2 e 3.

57 Exercício 11 (início na aula de 05/05, 2 alunos, texto e apresentação oral de 10 minutos em 12/05, 14:00-18:00) Levante mecanismos de deterioração e requisitos de desempenho em serviço a serem observados por ocasião da especificação e da seleção de materiais nos sistemas externos (não importa o material!!!) de um edifício residencial de Vitória (proximidade ao mar, Tambiente = 35 o C, UR=85%, ventos, proximidade a indústrias).. Justifique.

58 Sistemas do Exercício 11 Sistemas de vedações verticais Sistemas de vedações horizontais (forros e coberturas) Sistemas de revestimentos e acabamentos Sistemas estruturais Sistemas de pintura e proteção Sistemas de impermeabilização Sistemas de isolamento térmico e acústico Sistemas de instalações prediais...

59 Materiais do Exercício metais não estruturais (alumínio, cobre, entre outros) 2. aço para concreto armado e alvenaria estrutural 3. aço para estruturas metálicas 4. solo como material de construção (ex. terra crua, solo-cimento, solo-cal) 5. rocha para revestimento (mármore e granito) 6. agregados para concretos e argamassas 7. cimento Portland 8. cimentos especiais com base mineral 9. cal 10. gesso 11. argamassas 12. concreto de cimento Portland 13. produtos a base de cimento 14. cerâmica vermelha 15. cerâmica para acabamentos e aparelhos (ex. louças) 16. materiais para alvenaria estrutural 17. materiais refratários e abrasivos 18. vidro 19. madeira para acabamentos 20. madeira como material estrutural 21. plásticos 22. tintas, hidrofugantes e vernizes 23. sistemas de impermeabilização e isolamento térmicos 24. borrachas, mastiques e selantes 25. materiais betuminosos 26. compósitos de matriz polimérica 27. fibrocimento 28. resíduos, fibras naturais e materiais alternativos

60 Sistemas do Exercício 12 Sistemas de vedações verticais Sistemas de vedações horizontais (forros e coberturas) Sistemas de revestimentos e acabamentos Sistemas estruturais Sistemas de pintura e proteção Sistemas de impermeabilização Sistemas de isolamento térmico e acústico Sistemas de instalações prediais...

61 Leitura (aula 19/05) forças interatômicas ligações estrutura dos sólidos (molecular, cristalina e vítrea defeitos Capítulos 2, 3 e 4 (est. cristalina) (CALLISTER,2008) Capítulo 6 (estrutura atômica e molecular dos materiais (ISAIA, 2007)

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