REABILITAÇÃO DE EDIFÍCIOS

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1 REABILITAÇÃO DE EDIFÍCIOS As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de Grupo CIV201: - Armando Moisés Saldanha Borges - Maria Inês Coelho de Melo e Sousa - Maria João Afonso Gil Pires - Nuno Miguel Andrade Guimarães Pires - Patrícia Medeiros Amaral - Rui Pedro Pombal Rosário Porto, Outubro de 2009

2 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de RESUMO Sendo o tema do projecto Reabilitação de foi dada especial atenção à temática As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de. Sendo assim, foi escolhida e tratada uma dessas patologias Fissuras. Em Portugal a percentagem de reabilitação de edifícios tem vindo a aumentar gradualmente ao longo dos anos, assumindo cada vez mais um papel importante na nossa sociedade. No entanto, estamos ainda abaixo da média da União Europeia. Existem diversas patologias, entre elas encontram-se a humidade, a fissuração, envelhecimento e degradação dos materiais e desajustamentos na realização da obra. Como tal, todas elas ocorrem devido a determinados acontecimentos, quer causados pelo Homem, quer provocados por fenómenos naturais. Esses estragos têm sempre resolução possível, ou então há maneira de os prevenir ou pelo menos diminuir o impacto causado. Existem técnicas simples como aplicação de certos produtos, outras mais complicadas, inclusive a reconstrução quase total da parte do edifício em questão. AGRADECIMENTOS Gostaríamos agora de prestar os nossos agradecimentos a todos aqueles que contribuíram positivamente para a elaboração deste trabalho. Nomeadamente, a coordenadora Ana Vaz Sá e o monitor Diogo Guimarães, etc. Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 1

3 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de INDÍCE 1.INTRODUÇÃO 3 2. PESO DA REABILITAÇÃO NA CONSTRUÇÃO 4 3. DISTRIBIÇÃO DA REABILITAÇÃO POR ÉPOCAS DE CONSTRUÇÃO 6 4. PATOLOGIAS 7 5. PRINCIPAIS TIPOS DE FISSURAS FISSURAS CAUSADAS POR RETRAÇÃO FISSURAS CAUSADAS POR VARIAÇÃO DE TEMPERATURA FISSURAS CAUSADAS POR ESFORÇOS TRAÇÃO COMPRESSÃO FLEXÃO FORÇA CORTANTE TORÇÃO FISSURAS CAUSADAS POR CORROSÃO DA ARMADURA FISSURAS CAUSADAS POR RECALQUE DAS FUNDAÇÕES FISSURAS CAUSADAS POR MOVIMENTAÇÃO HIGROSCÓPICA DIAGNÓSTICO DE FISSURAS FISSURAÇÃO DAS PAREDES DE ALVENARIA CAUSAS DA FISSURAÇÃO DE PAREDES DE ALVENARIA FISSURAÇÃO DOS REVESTIMENTOS TRADICIONAIS PREVENÇÃO DA FISSURAÇÃO DE PAREDES DEVIDO ÀS VARIAÇÕES DE TEMPERATURA DIMINUIÇÃO DAS VARIAÇÕES DE TEMPERATURA DIMINUIÇÃO DOS CONSTRANGIMENTOS AUMENTO DA RESISTÊNCIA ESTRATÉGIAS DE REABILITAÇÃO DE PAREDES DE ALVENARIA ESTRATÉGIAS TRADICIONAIS DE REABILITAÇÃO DE PATOLOGIAS NÃO ESTRUTURAIS ESTRATÉGIAS PARA REABILITAÇÃO DE PAREDES DE ALVENARIA FISSURADAS CONCLUSÃO BIBLIOGRAFIA 24 Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 2

4 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de 1.INTRODUÇÃO No âmbito da unidade curricular Projecto FEUP realizou-se o seguinte relatório que aborda o tema Reabilitação de - As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de. O tema escolhido está bastante relacionado com o curso de Engenharia Civil, e é sem dúvida uma mais-valia para uma melhor adaptação ao mesmo, assim como base para novos conhecimentos. Como existem inúmeras patologias nas construções, quer nas mais recentes, quer nas mais antigas, decidiu-se então estudar com mais detalhe apenas uma delas, tendo sido escolhida a patologia Fissuras. No corpo do relatório serão identificadas as principais patologias, bem como a sua descrição e exemplificação, e como referido anteriormente, dando algum destaque às fissuras existentes em paredes e tectos. Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 3

5 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de 2.PESO DA REABILITAÇÃO NA CONSTRUÇÃO A reabilitação de edifícios é um meio indispensável para o desenvolvimento sustentável das cidades e para melhoria das condições de vida da população. Os edifícios degradados, alguns até em ruínas, formam grande parte da paisagem actual das zonas urbanas, não sendo, de forma alguma, atractivos, transmitindo medo e insegurança. Havendo, por isso, uma enorme necessidade de renovar estes espaços, para que estes se tornem confortáveis e seguros, captando novos residentes. É ainda importante salientar que, a construção nova tem um grande impacto ambiental, resultando do enorme consumo de materiais, matéria-prima e energia. Esta construção está também relacionada com a diminuição dos espaços verdes do nosso património. Sendo assim, a reabilitação de edifícios torna-se ainda mais importante, na medida em que diminuiria o impacto ambiental causada pela construção nova e aumentava a preservação dos espaços verdes, uma vez que seria diminuída a construção de novos edifícios. No entanto, mesmo sendo a degradação dos edifícios muito preocupante, o peso da reabilitação destes na construção em geral, em Portugal, é cerca de 20% (como podemos verificar no gráfico 1), ou seja, representa apenas 1/5 de toda a construção, enquanto, na maioria dos países da união europeia, o peso é superior a 35%. Nos últimos anos, a reabilitação até cresceu, mas a um ritmo muito lento, comprado à construção nova. Em 2001, o peso da regeneração de edifícios era de 18,7%, e, passados 7 anos, cresceu apenas 3.2%, passando a ter um valor de 21,9% (como podemos verificar no gráfico 2). Este crescimento deve-se muito ao facto de, com o aparecimento da crise, a venda de casas se tenha tornado muito difícil. Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 4

6 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de Gráfico 1: Peso da reabilitação no total do sector da construção, por países. Gráfico 2: Peso da reabilitação na construção em Portugal Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 5

7 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de 3. DISTRIBIÇÃO DA REABILITAÇÃO POR ÉPOCAS DE CONSTRUÇÃO Gráfico 3: Distribição da reabilitação por épocas de construção 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% Peso da Reabilitação por épocas de construção Antigos (antes de 1960) Edíficios das décadas de 60, 70 Recentes ( ) e 80 ( ) Gráfico 4: Peso da Reabilitação por épocas de construção Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 6

8 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de 4.PATOLOGIAS Quadro 1: Síntese das ocorrências de anomalias não estruturais Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 7

9 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de Quadro 2: Causas e agentes de patologias não estruturais Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 8

10 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de 5. PRINCIPAIS TIPOS DE FISSURAS 5.1. FISSURAS CAUSADAS POR RETRACÇÃO A retracção provoca a diminuição do volume do concreto. É consequência da "retirada" de água da massa de concreto em processo de cura, seja pela hidratação do cimento (a reacção química utiliza água), ou pela secagem superficial dos elementos (evaporação da água próxima à superfície da peça). Assim, quanto mais cimento houver no concreto, maior a retracção (o processo químico consumirá mais água); quanto maior a relação água/cimento, também maior será a retracção (sobra mais água não utilizada no processo químico, água essa que pode evaporar); um processo de cura ineficiente (ambiente muito seco e/ou muito quente) e peças muito finas, também contribuem para agravar o problema. Obstáculos internos (como as armaduras) e os vínculos tendem a impedir o concreto de se retrair, surgindo então tensões internas de tracção que podem provocar fissuras nas peças de concreto. As fissuras provocadas por retracção geralmente têm o formato de "malha", "teia de aranha" ou "escama de peixe". Quando o elemento é pouco armado, o tamanho da "malha" tende a ser da ordem de 5 a 10 mil vezes a abertura das fissuras, mas não menor que o diâmetro máximo do agregado. Em elementos lineares de grandes dimensões, as fissuras de retracção podem ter, também, configuração semelhante às fissuras causadas por variação de temperatura. Imagem 1: Exemplo de uma fissura causada por retracção Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 9

11 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de 5.2. FISSURAS CAUSADAS POR VARIAÇÃO DE TEMPERATURA Imagem 2: Exemplo de uma fissura causada por variação da temperatura Os elementos de uma construção estão sujeitos a variações dimensionais devido à variação de temperatura sazonais e diárias a que estão expostos. Quando a temperatura aumenta, ocorre uma tendência de expansão. O contrário ocorre quando a temperatura diminui. As fissuras causadas por variação de temperatura podem surgir devido ao encurtamento de elementos (diminuição de temperatura) restringidos por vínculos. Esse efeito pode ser amenizado com juntas de dilatação bem projectadas. Outra maneira pela qual podem surgir fissuras causadas pela variação de temperatura ocorre quando as construções, ou partes dela, possuem materiais com coeficientes de dilatação térmica muito diferente (como, por exemplo, pórticos de concreto armado fechados com alvenaria de blocos cerâmicos). Ou, ainda, partes da estrutura constituídas do mesmo material, mas sujeitas a temperaturas diferentes: é o caso das lajes de cobertura, onde a face superior pode ficar exposta a uma temperatura maior que a face inferior. A configuração das fissuras causadas por variação térmica é muito parecida com as causadas por retracção: de abertura constante, perpendiculares ao eixo do elemento e tendendo a seccionar o elemento. Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 10

12 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de 5.3. FISSURAS CAUSADAS POR ESFORÇOS TRAÇÃO Imagem 3: Exemplo de fissura causada por esforço de tracção As fissuras causadas por esforços de tracção são, em geral, ortogonais à direcção do esforço e atravessam toda a secção. O material concreto é muito susceptível a esse tipo de fissura, pois a resistência à tracção deste material é muito pequena. Para impedir esse tipo de fissuração, as peças de concreto devem ser adequadamente armadas, já que o aço resiste bem à tracção, substituindo o concreto aonde este esforço venha a ocorrer COMPRESSÃO Imagem 4: Exemplo de uma fissura causada por esforço de compressão As fissuras causadas por esforços de compressão são, em geral, paralelas a direcção do esforço. Quando o concreto é muito heterogéneo, as fissuras podem cortarse segundo ângulos agudos. As fissuras devidas ao esforço de compressão se fazem visíveis com esforços inferiores ao de ruptura, e aumentam de forma contínua. Nas peças muito esbeltas e comprimidas, podem aparecer fissuras na parte central da peça. São fissuras finas e estão juntas. Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 11

13 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de FLEXÃO Imagem 5: Exemplo de uma fissura causada esforço de flexão As fissuras causadas por flexão são as mais frequentes em concreto armado. Este tipo de fissura tem abertura variável FORÇA CORTANTE Imagem 6: Exemplo de uma fissura causada por esforço cortante As fissuras causadas por esforço cortante são, em geral, inclinadas (entre 30 e 45, aproximadamente), atravessam toda a peça, e são localizadas próximas aos apoios dos elementos (regiões de força cortante grande). São indícios de ruptura iminente, já que a ruptura por força cortante é do tipo frágil (sem aviso prévio). Este tipo de fissura pode ser combatido com o adequado dimensionamento de estribos (ou barras dobradas) das peças. Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 12

14 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de TORÇÃO Imagem 7: Exemplo de uma fissura causada por esforço de torção As fissuras causadas por esforço de torção são, em geral, inclinadas (aproximadamente 45 ), cobrindo o contorno da peça de forma mais ou menos espiral. Este tipo de fissura pode ser combatido com o adequado dimensionamento da armadura para resistir ao momento de torção FISSURAS CAUSADAS POR CORROSÃO DA ARMADURA Imagem 8: Exemplo de uma fissura causada por corrosão da armadura O aço, ao oxidar-se, produz resíduos de volume muito maior que o do aço original (aproximadamente 10 vezes mais). Como o aço está imerso na massa de concreto, este aumenta de volume, causando tensões de tracção no mesmo. Com isso, o aço fica mais exposto aos gases e humidade do ambiente e oxida-se mais rapidamente, acelerando o processo de degeneração da construção. As fissuras causadas pela corrosão da armadura tendem a aparecer ao longo das barras em processo de oxidação. Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 13

15 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de 5.5. FISSURAS CAUSADAS POR RECALQUE DAS FUNDAÇÕES Imagem 9: Exemplo de uma fissura causada por recalque das fundações De forma geral, os recalques nos pilares geram fissuras de abertura variável nas vigas ligadas a eles, sendo estas aberturas maiores na parte superior das vigas. As fissuras decorrentes dos recalques dependem da magnitude destes. As fissuras por recalque serão ainda mais significativas quando as armaduras forem deficientes ou mesmo quando estas estiverem mal posicionadas no elemento FISSURAS CAUSADAS POR MOVIMENTAÇÃO HIGROSCÓPICA A variação de humidade do ambiente pode gerar uma variação de volume do concreto. Quando a humidade aumenta o elemento de concreto tende a expandir-se, e quando aquela diminui ocorre também à diminuição de volume do mesmo. Essa variação volumétrica pode causar fissuração. As fissuras causadas por movimentação higroscópica têm formato análogo às causadas por retracção. Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 14

16 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de 6. DIAGNÓSTICO DE FISSURAS O procedimento para diagnosticar fissuras não é simples. Depende da experiência do profissional e exige deste o conhecimento de todas as causas de fissuras, assim como das configurações de fissuras que cada uma delas induz na construção Outro agravante, decorre de que, na prática, muitas fissuras não têm somente uma causa, mas são resultados de uma combinação de causas. O profissional que vai diagnosticar fissuras pode ter o seu trabalho facilitado se ficar atento a alguns aspectos, como, por exemplo: o Local da ocorrência das fissuras, se no elemento estrutural ou somente no revestimento o Profundidade das fissuras (se são ou não superficiais) o Configuração das fissuras (direcção, quantidade, frequência, ordem de aparecimento, etc.) o Abertura das fissuras (se estão muito acima dos limites dados em norma ou não) o Se as fissuras abrem e fecham (variam) ao longo do dia ou do ano o Evolução da fissuração (aumento do comprimento ou abertura) o Se estiverem a surgir novas fissuras ou não o Se foram feitas construções recentemente e perto do local. o Se as construções vizinhas sofrem do mesmo problema Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 15

17 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de 7. FISSURAÇÃO DAS PAREDES DE ALVENARIA 7.1. CAUSAS DA FISSURAÇÃO DE PAREDES DE ALVENARIA No Quadro 3 resumem-se as causas técnicas da fissuração de paredes de alvenaria não estruturais. Estas causas são observáveis em paredes correntes executadas com os mais diversos materiais, mas é possível identificar um número reduzido de patologias que são exclusivas - ou têm manifestações particulares - de alguns tipos de materiais. Sublinham-se, por exemplo, os problemas da expansão irreversível do tijolo de barro vermelho e a retracção blocos de betão. Com alguma frequência, a patologia das paredes de alvenaria tem origem e manifestação em pontos singulares das paredes e não em superfícies corrente. Ora é precisamente nestes locais que se verificam os maiores erros ou omissões em termos de projecto, é nesses locais que mais falta fazem materiais integrados num sistema de construção coerente e é nesses locais que a execução é mais difícil em obra. Acontece ainda que, lamentavelmente, é pouco frequente a análise de pontos singulares, quer na bibliografia técnica corrente, quer nos documentos normativos. Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 16

18 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de Quadro 3: Classificação das principais causas de fissuração em paredes Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 17

19 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de 7.2. FISSURAÇÃO DOS REVESTIMENTOS TRADICIONAIS A fissuração dos revestimentos pode estar ou não associada à fissuração do suporte (alvenaria propriamente dita). Nos casos em que ocorre a fissuração do revestimento sem que o suporte tenha fissurado, as causas estão em geral ligadas ao tipo de revestimento e às condições de aplicação, mas podem resultar também de incompatibilidade química ou mecânica com o suporte. A diversidade de revestimentos não permite uma descrição exaustiva das causas, pelo que o Quadro 4 se limita às causas possíveis da fissuração de rebocos ditos tradicionais. Quadro 4: Causas de fissuração dos rebocos Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 18

20 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de 7.3. PREVENÇÃO DA FISSURAÇÃO NAS PAREDES DEVIDO ÀS VARIAÇÕES DE TEMPERATURA DIMINUIÇÃO DAS VARIAÇÕES DE TEMPERATURA - Colocação de isolamento térmico na face superior das coberturas - Utilização de cores claras nas coberturas e paredes exteriores - Utilização de dispositivos de sombreamento nas coberturas e paredes exteriores - Isolamento térmico pelo exterior das paredes DIMINUIÇÃO DOS CONSTRANGIMENTOS - Juntas de dilatação nas paredes de grande comprimento ou altura - Juntas de dilatação nas coberturas - Criação de juntas elásticas entre a alvenaria e a estrutura - Criação de juntas elásticas entre paredes de fachada e paredes interiores - Utilização de materiais com características dilato métricas semelhantes - Utilização de argamassas menos rígidas AUMENTO DA RESISTÊNCIA - Tijolos mais resistentes, em particular à tracção e ao corte - Argamassa mais resistente, em particular à tracção e ao corte - Maior aderência entre o tijolo e a argamassa Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 19

21 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de 7.4. ESTRATÉGIAS DE REABILITAÇÃO DE PAREDES DE ALVENARIA ESTRATÉGIAS TRADICIONAIS DE REABILITAÇÃO DE PATOLOGIAS NÃO ESTRUTURAIS A reabilitação de patologias não estruturais consiste na: - Eliminação das anomalias; - Substituição dos elementos e materiais; - Ocultação de anomalias; - Protecção contra os agentes agressivos; - Eliminação das causas das anomalias; - Reforço das características funcionais. A adopção de uma destas estratégias ou da sua combinação entre si está muito dependente do tipo de patologia, da facilidade de diagnóstico e das condicionantes técnicas, económicas e sociais da realização dos trabalhos de reabilitação. Ao contrário do que seria teoricamente desejável, a eliminação das causas das anomalias não é uma das opções mais frequentes, em consequência dos elevados constrangimentos que a envolvem. Estas estratégias gerais podem ser aplicadas com qualquer tipo de causa das patologias das paredes. Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 20

22 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de ESTRATÉGIAS PARA REABILITAÇÃO DE PAREDES DE ALVENARIA FISSURADAS Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 21

23 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de A concretização das estratégias de intervenção passa sempre pela adopção de um conjunto de técnicas específicas que, por si só ou em conjunto, possam garantir o desempenho funcional adequado da parede, sob os diversos pontos de vista, após reabilitação. Para uma mesma estratégia existem, quase sempre, diversas técnicas específicas e materiais. Tome-se como exemplo um edifício com pano exterior de alvenaria muito fissurado, com risco de ruína parcial, elevados níveis de infiltração e aspecto estético gravemente afectado. Perante o risco de ruína, as restantes patologias são, numa primeira fase, menos preocupantes. Assim, assume particular relevo a estabilização da parede ou, em alternativa, a sua demolição total ou parcial e subsequente reconstrução. Uma vez garantida a estabilidade, é necessário reparar as fissuras propriamente ditas. Para fissuras de espessura superior a 0,5 mm com espaçamento superior a 1 metro é muito difícil garantir a sua estabilização, mesmo que a causa da fissuração tenha acabado, uma vez que estas fissuras, depois de abertas, funcionam como juntas de dilatação térmica naturais. Em situações de fissuração grave, com extensa reparação de fissuras, não é aconselhável a aplicação de revestimentos rígidos correntes, contínuos, não armados e ligados rigidamente ao suporte reabilitado. Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 22

24 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de 8. CONCLUSÃO Como era previsto, este relatório teve uma grande importância para se adquirir novos conhecimentos. Foi uma base e uma pequena introdução para o curso Mestrado Integrado de Engenharia Civil. A Reabilitação é uma forma de diminuir a degradação das construções mais antigas, poupando a ocupação de novos terrenos e a realização de um novo edifício concebido de raiz, enquanto existe a possibilidade de apenas concertar o que está gasto. Numa época onde existem imensas técnicas e materiais de reabilitação, é cada vez mais usual aproveitar o que já está construído e para isso utilizam-se as mais adequadas para tal. São usadas diversas combinações de forma a gastar o menor tempo e dinheiro possível. Na sua grande maioria, as reabilitações são eficazes, muito devido ao melhoramento das estratégias de renovação dos edifícios. Uma das patologias mais frequentes nas construções degradadas são as fissuras em paredes, tectos, Consideram-se também, na maior parte dos casos, fáceis de resolver, se o problema que a originou tiver estagnado. Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 23

25 Reabilitação de As Patologias Mais Frequentes e as Técnicas de Reabilitação de 9. BIBLIOGRAFIA - Weber Tratamento de fissuras em fachadas. (accessed October 5, 2009) - Universidade do Minho Arquitectura sem Fissuras: Potencialidades das Armaduras de Junta p (accessed October 5, 2009) - SHVOONG Tinta Inteligente Revela Corrosão e Fissuras. (accessed October 5, 2009) - IBD Fórum da Construção Fissuras e Trincas em Fachadas October 6, 2009) (accessed - Páginas da FEUP Patologia da Construção Elaboração de um Catálogo (accessed October 7, 2009) - Pattoreb Grupo de Estudos da Patologia da Construção (accessed October 4, 2009) Faculdade de Engenharia Universidade do Porto Página 24