Introdução. Recuperação de Estruturas. Engº Maurício L. G. Garcia.

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Aline Faro Escobar
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Escola Politécnica da Universidade de São Paulo PEF Departamento de Engenharia de Estruturas e Geotécnica PEF 2503 - Estruturas

1 Escola Politécnica da Universidade de São Paulo PEF Departamento de Engenharia de Estruturas e Geotécnica PEF Estruturas Danificadas: Segurança e Ações Corretivas Recuperação de Estruturas Engº Maurício L. G. Garcia eng.mauricio.garcia@gmail.com Introdução

2 PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS Patologia é parte da Engenharia que estuda os sintomas, os mecanismos, as causas e as origens dos defeitos das construções civis, ou seja, é o estudo das partes que compõem o diagnóstico do problema (Helene, 1992) PROCESSO DE DEGRADAÇÃO É aquele que ocorre quando há uma transformação dos materiais ao interagirem com o meio ambiente (John, 1987) Afeta a durabilidade Reduz a vida útil da estrutura Consequências Negativas Estabilidade Funcionalidade Estética

3 Manchas Superficiais Fissuração Lixiviação Destacamento do Cobrimento Redução da Seção da Armadura Perda de Aderência da Armadura Colapso

5 Fonte: HELENE, 1998 São Paulo

6 Conseqüências: Interditada por mais de uma semana Congestionamento de 159 km na cidade Congestionamento de 52 Km nas rodovias Durante os serviços de recuperação ficou interditada por quase meio ano Custo indireto pode ter chegado a R$ 35 bilhões Fonte: CASAGRANDE, DURABILIDADE CONJUNTO DE AÇÕES MECÂNICAS FISICAS QUÍMICA/BIOLÓGICAS Sobrecarga Ácidos, Álcool, Calor, Neve, Peso Próprio Óleo, Graxa Gelo,Água, Abrasão Gases, Plantas, Umidade Erosão Microorganismos ESTRUTURA CAPACIDADE DE SERVIÇO hipóteses Normas Cálculos Dimensionamento PROJETO Proporção da Mistura Fator Água/Cimento Agregados Aditivos QUALIDADE DO CONCRETO Mão de Obra Lançamento Adensamento Cura EXECUÇÃO Representação Esquemática de um Modelo de Equilíbrio de uma Estrutura Onde se Consideram os Fatores Relacionados à Durabilidade (Selinger, 1992)

7 Figura 1. Foto da queda da marquise do Hotel Canadá no Rio de Janeiro. Agentes agressivos Micro-fissuras Cobrimento

É um problema que foge à nossa percepção, nunca imaginei que uma laje dessas fosse cair.

8 Detalhe da seção corroída. A marquise nunca deu sinais de que poderia desabar. (Reinaldo Fernandes, funcionário do Hotel) Em nenhum momento houve sinal como rachadura ou fissura. É um problema que foge à nossa percepção, nunca imaginei que uma laje dessas fosse cair. (Luís Carrera, diretor da empresa proprietária do Hotel Palace, em Salvador/BA, cuja marquise desabou em Jornal Correio da Bahia em )

9 O concreto exerce no aço proteção: Física espessura do material de cobrimento; Química ph elevado da água do poro; Passivo!!!! Mecanismos de Corrosão: Corrosão por carbonatação Corrosão por íons cloreto

10 Corrosão por carbonatação: CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O CO 2 + Na,K(OH) Na 2,K 2 CO 3 + H 2 O Corrosão por íons cloretos: Fe Cl - FeCl 6 4- Fe Cl - FeCl 6 3-6FeCl OH - Fe(OH) 2 + 6Cl -

11 Fatores necessários para a Corrosão de Armaduras Contato elétrico; Diferença de potencial; Eletrólito: Água do poro; O 2 ; Deterioração Estágio Final Iniciação TUUTI (1982) Propagação Tempo

12 Consequências da corrosão de armaduras no comportamento estrutural Perda de ductilidade Perda de aderência com o concreto Seção inicial Óxido Penetração do ataque Fissura Aço integro φt =φi 0,023i corr t Recuperação

13 País Novas estruturas Trabalhos de manutenção e reparo Total de gastos com a construção civil Japão 52,5 trilhões de ienes (83%) 10,7 trilhões de ienes (17%) 63,2 trilhões de ienes (100%) Coréia 116,8 trilhões de wones (85%) 21,1 trilhões de wones (15%) 137,9 trilhões de wones (100%) França 85,6 bilhões de euros (52%) 79,6 bilhões de euros (48%) 165,2 bilhões de euros (100%) Aleman 99,7 bilhões de euros 99,0 bilhões de euros 198,7 bilhões de euros ha (50%) (50%) (100%) Itália 58,6 bilhões de euros (43%) 76,8 bilhões de euros (57%) 135,4 bilhões de euros (100%) Reino 60,7 bilhões de libras 61,2 bilhões de libras 121,9 bilhões de libras Unido (50%) (50%) (100%) (UEDA & TAKEWAKA, 2007) Fluxograma do processo PROBLEMA PATOLÓGICO VISTORIA DO LOCAL ANAMNESE ENSAIOS PESQUISA NÃO É POSSÍVEL DIAGNOSTICAR? NÃO É POSSÍVEL DIAGNOSTICAR? NÃO É POSSÍVEL DIAGNOSTICAR? SIM SIM SIM DIAGNÓSTICO ORIGENS CAUSAS MEC. DE OCORRÊNCIA

14 Inspeção Diagnóstico Demolição Aspectos a considerar: Técnicos Econômicos Operacionais Estéticos Sociais Ambientais Intervenção Determinação do tipo de intervenção não Tipos possíveis: Urgente Prevenção/proteção Reparo Reforço Substituição Manutenção Delineação dos trabalhos Outros condicionantes Introdução Materiais e sistemas: Concreto, argamassas e grautes; Argamassas e grautes orgânicos; Aditivos (inibidores entre outros); Revestimento monolíticos e sistemas de polímeros reforçados com fibras-prf; Silicatação; Tintas, vernizes e hidrofugantes; Produtos para ancoragem e emendas de barras de aço; Sistemas eletroquímicos; Revestimentos para aços de reforço Aços especiais Etc.

15 Processo de seleção de materiais/sistemas Requisitos do proprietário Causas da deterioração Determinar objetivos de projeto Condições de serviço Condições de aplicação Determinar as propriedades para atingir os objetivos Identificar os materiais com as propriedades requeridas Selecionar materiais/sistemas com base no equilíbrio: comportamento, riscos e custos Identificação da região de reparo Definir a região de reparo Não As regiões estão definidas no projeto ou especificação de reparo? Sim Emprego de diversas técnicas: destrutivas e não destrutivas Demarcar a região de reparo Preparação da região de reparo

16 Reparo Tradicional Reparo Tradicional Esquema geral de um reparo tradicional: Delimitação da área de reparo; Remoção do concreto deteriorado e/ou contaminado; Limpeza do substrato; Remoção e/ou limpeza das armaduras; Substituição e/ou acréscimo de armaduras; Reconstituição da peça; Injeção de fissuras; Proteção;

17 Reparo Tradicional Preparação do substrato

Item Procedimento Procedimento mais adequado para quando se deseja, na próxima etapa concreto com superfície aço com superfície seca úmida seca úmida 5.1.

22 Item Procedimento Procedimento mais adequado para quando se deseja, na próxima etapa concreto com superfície aço com superfície seca úmida seca úmida Escarificação manual adequado adequado inadequado inadequado Disco de desbaste aceitável adequado aceitável aceitável Escarificação mecânica adequado adequado inadequado inadequado Jato de granalha adequado adequado inadequado inadequado Demolição adequado adequado inadequado inadequado Lixamento manual inadequado aceitável adequado aceitável Lixamento elétrico adequado aceitável adequado aceitável Escovamento manual adequado aceitável adequado aceitável Martelo de pinos adequado adequado adequado adequado Pistola de agulha inadequado inadequado adequado adequado Jato de areia seca adequado adequado adequado aceitável Jato de areia úmida inadequado adequado inadequado aceitável Disco de corte aceitável adequado adequado adequado Queima controlada adequado inadequado inadequado inadequado Remoção de óleos e graxas impregnadas inadequado adequado inadequado adequado Máquina de desgaste superficial adequado adequado inadequado inadequado Saturação com água inadequado inadequado adequado inadequado

23 Reparo Tradicional Limpeza e preparação das armaduras

24 Reparo Tradicional Reconstituição da seção

27 Reparo tradicional Métodos de reconstituição da seção: Aplicação manual de argamassa tixotrópica; Montagem de fôrma e preenchimento convencional; Montagem de fôrma e bombeamento; Dry pack; Agregado pré-colocado e grauteamento; Concreto projetado; Etc.

28 Reparo tradicional Cuidados com material de reparo: Cura adequada fissura de retração na interface concreto antigo/material de reparo Compatibilidade física; Compatibilidade química; Compatibilidade eletroquímica;

29 Inversão de Pilha Cl - Cl - Cl - Cl - Cl -

31 Deterioração do Concreto Armado Deterioração Física Deterioração Química Corrosão da Armadura Lixiviação Fissuração Desgaste Superficial Sulfatos Reação Álcali Agregado Ácidos

32 Aplicação Sem tratamento Com tratamento Após 1 minuto Sem tratamento Com tratamento

33 Após 10 minutos Sem tratamento Com tratamento

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