EFEITOS E CONSEQUÊNCIAS DA FISSURAÇÃO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO. Causas Mecanismos de formação Configuração

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1 EFEITOS E CONSEQUÊNCIAS DA FISSURAÇÃO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO Causas Mecanismos de formação Configuração

2 Definição Tanto em alvenarias quanto nas estruturas de concreto, a fissura é originada por atuação de tensões nos materiais.

3 Mecanismo A fissuração ocorre sempre que a deformação a tração a que o concreto esta submetido excede sua própria resistência. A formação das fissuras está ligada a situações externas ou internas.

4 Mecanismo Entre as ações externas aos componentes, estão: As fissuras causadas por movimentações térmicas; Movimentações higroscópicas; Sobrecargas; Deformações de elementos de concreto armado e; Recalques diferenciais.

5 Mecanismo Entre as ações internas, as causas das fissuras estão ligadas à: Retração dos produtos à base de cimento e; Às alterações químicas dos materiais de construção.

6 PENSE E RESPONDA...

7 VOCÊ SABE POR QUÊ O CONCRETO POSSUI BAIXA RESISTÊNCIA À TRAÇÃO?

8 Microestrutura do concreto Na presença de água, os silicatos e os aluminatos apresentados na tabela acima formam produtos de hidratação que, com o transcorrer do tempo, dão origem a uma massa firme e resistente; A hidratação dos aluminatos (C 3 A e C 4 AF) na presença do gesso adicionado na fabricação do cimento resulta na formação de etringitas que assumem formas de agulhas e começam minutos após o início da hidratação, sendo estas responsáveis pelo fenômeno da pega.

9 Microestrutura do concreto

10 Microestrutura do concreto A hidratação dos silicatos se dá algumas horas após o início da hidratação do cimento. A hidratação do C 3 S e C 2 S origina silicatos de cálcio hidratados que possuem composição química muito variada e são representados genericamente por C-S-H e hidróxido de cálcio Ca(OH) 2, compostos que preenchem o espaço ocupado previamente pela água e pelas partículas de cimento em dissolução. Os cristais de C-S-H formados são pequenos e fibrilares e o Ca(OH)2 forma grandes cristais prismáticos.

11 Microestrutura do concreto O C-S-H é um material frágil com baixa resistência à tração. É também responsável pela instabilidade dimensional dos produtos à base de cimento. A natureza e o teor de C-S-H controlam aspectos como retração total e fluência.

12 Classificação das fissuras Algumas normas e alguns peritos podem classificar as fissuras com diferentes nomes, conforme a sua espessura. Essa nomenclatura pode ser aplicada às trincas passivas.

13 Classificação das fissuras Trincas/fissuras passivas Não variam ao longo do tempo; São causadas por solicitações que não apresentam variações sensíveis ao longo do tempo; Podem ser consideradas estabilizadas.

14 Classificação das fissuras Trincas/fissuras ativas Têm variações sensíveis de abertura e fechamento; Podem ser sazonais ou progressivas; As sazonais estão correlacionadas à variação de temperatura e umidade e não indicam problemas estruturais; As progressivas apresentam abertura sempre crescente e podem representar problemas estruturais

15 Causas de fissuras As principais fontes geradoras de fissura no concreto e concreto armado são: Retração; Variação do teor de umidade; Variação de temperatura; Sobrecarga; Corrosão das armaduras.

17 COMO PODEMOS ELIMINAR AS FISSURAS DE TRAÇÃO DO CONCRETO?

18 Concreto protendido

19

20 Fissuras causadas pela retração do concreto Tipos de retração: Retração química; Retração de secagem; Retração por carbonatação; Retração plástica.

21 Fissuras causadas pela retração do concreto Fatores intervêm na retração de um produto à base de cimento: Composição química e finura do cimento; Quantidade de cimento adicionada à mistura; Natureza do agregado; Granulometria dos agregados; Quantidade de água na mistura; Condições de cura: se a evapora.

22 Fissuras causadas pela retração do concreto

26 Fissuras no concreto devido à variação do teor de umidade A mudança de umidade a que fica submetida a peça de concreto gera uma variação dimensional por absorção ou perda higroscópica; Essa alteração de volume pode causar fissuras se houver vínculos que impeçam o elemento de se movimentar; Nesses casos as fissuras poderão aparecer ao longo da peça ou junto aos vínculos.

27 Fissuras no concreto devido à variação do teor de umidade

28 Fissuras no concreto devido à variação do teor de umidade A umidade pode ter acesso aos materiais de construção através de diversas vias: Umidade resultante da produção dos componentes; Umidade proveniente da execução da obra; Umidade do ar proveniente de fenômenos meteorológicos; Umidade do solo.

29 Fissuras no concreto devido à variação do teor de umidade Trincas horizontais na alvenaria provenientes da expansão dos tijolos Trincas nas peças estruturais: a expansão da alvenaria solicita o concreto à tração

30 Fissuras no concreto devido à variação do teor de umidade A expansão dos tijolos por absorção de umidade provoca o fissuramento vertical da alvenaria, no canto do edifício Destacamentos entre argamassa e componentes de alvenaria

31 Fissuras no concreto devido à variação de temperatura No concreto fresco: Acontecem durante as reações exotérmicas na hidratação do cimento e a posterior contração diferencial pelo resfriamento. No concreto endurecido: Os deslocamentos estão associados às variações de temperatura a que a estrutura está sujeita.

32 Fissuras no concreto devido à variação de temperatura Propagação das tensões numa laje de cobertura com bordos vinculados devido a efeitos térmicos

33 Fissuras no concreto devido à variação de temperatura Movimentação que ocorreu numa laje de cobertura, sob ação da elevação da temperatura Trinca típica presente no topo da parede paralela ao comprimento da laje

34 Fissuras no concreto devido à variação de temperatura Fissura causada pela expansão térmica da laje de cobertura Fissura causada pela retração térmica da laje de cobertura

35 Fissuras no concreto devido à flexão Esta situação surge quando: O engenheiro calculista não faz uma avaliação correta da carga que será aplicada no elemento estrutural; Devido à deficiência dos materiais empregados e em condições de uso quando se aplica uma sobrecarga maior que a prevista em projeto.

36 Fissuras no concreto devido à flexão Fissuração típica em viga subarmada solicitada à flexão Fissuramento típico de lajes simplesmente apoiadas

37 Fissuras no concreto devido à flexão

38 Fissuras no concreto devido à flexão Fissuração por flexão, como consequência da insuficiente seção de aço diante do momento negativo Fissuração por flexão, como consequência da insuficiente seção de aço diante do momento positivo Fissuração por esmagamento do concreto, por insuficiência da armadura de compressão Fissuração por cisalhamento, por insuficiência de armaduras para combate ao cortante

39 Fissuras no concreto devido ao cisalhamento As fissuras de cisalhamento normalmente ocorrem nos pontos de cortante máxima e são geradas por: Seção insuficiente; Excesso de carga; Falta de armadura ou disposta de forma incorreta para combater esse tipo de esforço.

40 Fissuras no concreto devido ao cisalhamento Ruptura por cisalhamento Ruptura da armadura transversal, peça se parte em duas.

41 Fissuras no concreto devido ao cisalhamento Ruptura por cisalhamento

42 Fissuras no concreto devido ao cisalhamento Fissuras por cisalhamento Fissuras causadas por armadura de cisalhamento insuficiente. Essa armadura pode entrar em escoamento, provocando intensa fissuração sobrecarregando o concreto, que pode sofrer esmagamento.

43 Fissuras no concreto devido à compressão

44 Fissuras no concreto devido à compressão Quando uma peça de concreto apresenta fissuras de compressão pode significar que a peça está na iminência de um colapso, ou pior, que já perdeu a capacidade de suportar carga; No caso de pilares submetidos apenas a esforços de compressão, e quando a carga aplicada excede a capacidade de suporte da peça, podemos encontrar trincas típicas de esmagamento, ou de falta de estribos.

48 Fissuras no concreto devido à compressão Outras trincas provocadas por compressão ocorrem em consoles e dentes gerber e são resultantes da concentração de tensões normais e tangenciais nessa região da peça. Isso normalmente acontece pela ineficiência ou inexistência do aparelho de apoio, sendo que em alguns casos a deficiência está no dimensionamento estrutural ou na colocação incorreta da armadura

50 Fissuras no concreto devido à torção Quando uma peça de concreto está submetida a um esforço de rotação em relação a sua seção transversal, podemos dizer que ela está sofrendo uma torção; O caso de mais comum de peça de concreto armado sujeita a momento de rotação são as marquises.

51 Fissuras no concreto devido à torção Fissuras provocadas por torção

52 Fissuras no concreto devido à punção Esse fenômeno ocorre em elementos delgados, recebendo um esforço pontual; É o caso de lajes que se apoiam diretamente sobre pilares ou vice-versa.

53 Fissuras no concreto devido à punção As trincas ocorrem devido a vários fatores: Quando há um excesso de carga; Concreto de resistência inadequado; Laje muito delgada; Armadura insuficiente ou mal posicionada junto aos apoios; Erro de projeto ou falha de execução.

54 Fissuras no concreto devido à punção

55 Fissuras no concreto devido à punção

56 Fissuras no concreto devido à corrosão do aço O processo de corrosão causa: Aumento de volume em até oito vezes na parte afetada da armadura; Tensões de tração que o concreto não resiste; Pequenas fissuras ao longo das armaduras situadas mais próximas da superfície do elemento estrutural.

57 Fissuras no concreto devido à corrosão do aço Essas fissuras permitem que o aço fique mais exposto ao ataque externo, acelerando o processo de corrosão, chegando a destacar partes do concreto;

58 Fissuras no concreto devido à corrosão do aço Principais causas de corrosão de armaduras Má execução. Concreto inadequado. Ambiente agressivo. Proteção insuficiente. Manutenção inadequada. Gradiente térmico. Presença de cloreto.

59 Fissuras no concreto devido à corrosão do aço

60 Fissuras no concreto devido à corrosão do aço

62 VOCÊ CONHECE O CONCRETO AUTOCICATRIZANTE?

63 Concreto Auto Cicatrizante Valendo-se da nanotecnologia, estuda-se a introdução de microcápsulas na formulação do concreto, que ao se romperem, em decorrência da manifestação da fissura, poderiam liberar compostos que, combinando-se ou não com a portlandita, obturariam a fissura, dificultando ou mesmo impedindo o acesso de elementos agressivos ao concreto e às armaduras.

64 Concreto Auto Cicatrizante Os concretos autocicatrizantes (CAC) vêm, gradativamente, ganhando espaço em obras no Brasil. A mais recente aplicação do material foi nas lajes de fundo das estações Praça Nossa Senhora da Paz, Jardim de Alá e Antero de Quental, da futura Linha 4 do Metrô do Rio de Janeiro. É utilizado aditivo cristalino; No Brasil, a tecnologia dos concretos autocicatrizantes é desenvolvida nos laboratórios de pesquisa do Departamento de Materiais do Instituto Tecnológico da Aeronáutica (ITA).

65 OBRIGADA!!