Análise de Carbonatação em Estruturas de Concreto Armado, Notas de aula de Engenharia Civil

Baixe Análise de Carbonatação em Estruturas de Concreto Armado e outras Notas de aula em PDF para Engenharia Civil, somente na Docsity!

CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO

EM PATOLOGIA NAS OBRAS

CIVIS

SEMINÁRIO M

ROMULO BORTOLAN (25701)

GIULIO CARTA (25568)

MARINA ROMAN FERREIRA (25571)

CURITIBA

SUMÁRIO

• INTRODUÇÃO
• CARACTERIZAÇÃO DO EMPREENDIMENTO
• SINTOMATOLOGIA
• ENSAIO REALIZADO
• ANÁLISE TÉCNICA
• VIDA ÚTIL

Figura 2 - Vista geral da edificação vistoriada. Fonte: Os Autores Figura 3 - Exemplificação de viga demolida. Fonte: Os Autores

Após vistoria preliminar, foi selecionada uma laje de teto em concreto armado, para o estudo das suas deficiências construtivas ou e ausencia/falta de manuntenção preventiva, sendo realizado um croqui, catalogando e listando alguns pontos onde apresentaram manifestações patológicas na estrutura. Posteriormente, verificou-se a flecha deferida da estrutura com auxílio de uma trena a laser e espessura da malha de aço em relação ao cobrimento necessário. Figura 4 -Croqui da laje em concreto armado existente. Fonte: Os Autores

3 SINTOMATOLOGIA

O objeto alvo desta inspeção apresenta anomalias relacionadas à idade avançada da estrutura e sua falta de manutenção. Evidencia-se cobrimentos muito frágeis e, em algumas regiões, cobrimentos nulos. Há diversos pontos em que a armadura está aparente. Nestas regiões, há intensa oxidação da armadura, apresentando inclusive pontos de rompimento da mesma. O concreto, de espessura muito fina, apresenta pontos de eflorescência de sais e, durante a inspeção sensorial, levantou-se a possibilidade de estar totalmente carbonatado, condição confirmada pelo ensaio de fenolftaleína descrito a seguir neste relatório. Infere-se que a laje em questão já foi projetada para pouca capacidade resitente, uma vez que se trata de uma laje técnica que oculta instalações e tubulações. Sua baixa carga de projeto, entretanto, não justifica as anomalias encontradas. Há, nos vãos da laje, deslocamentos que não atendem o conforto visual do usuário, embora não representem risco de ruptura. Abaixo, a documentação fotográfica do elemento análisado, bem como um descritivo das anomalias observadas.

Figura 7 - Panorama geral da laje analisada. Indícios da técnica executiva (fôrmas de madeira para concretagem da laje maciça) Fonte: Os autores Figura 8 - Panorama Geral da laje analisada.Passagem de instalações de forma precária. Fonte: Os Autores

Figura 11 - Abertura 1. Provável corte proposital da laje para instalações. Permetiu aferir a espessura da laje neste ponto (9cm) e medir o cobrimento da armadura (1cm). Observa-se a ausência de mossas para aderência do ferro (comum para a época)

Figura 12 - Abertura 2. Provável corte proposital da laje para instalações ou rompimento devido à infiltração. Permetiu aferir a espessura da laje neste ponto (1cm) e medir o cobrimento da armadura (nulo, neste ponto).

Figura 14 - Laje com deslocamento não adequado ao conforto visual previsto pela NBR 6118. Fonte: Os Autores Figura 15 - Laje com deslocamento não adequado ao conforto visual previsto pela NBR 6118. Fonte: Os Autores

4 ENSAIO REALIZADO

Para verificar a ocorrência de carbonatação utilizou-se o ensaio da solução de fenolftaleína, que consiste em uma mistura de 1g de fenolftaleína em 50ml de álcool etílico e diluindo a mistura em água destilada até completar 100 ml, DIN EN 14630 (2007). A região carbonatada não apresenta alteração de coloração, tendo pH inferior a 8,3, já a área não carbonatada assume cor entre rosa e vermelho-carmim, de pH entre 8,3 e 9,5. Figura 16 - Aplicação de solução com fenolftaleína Área 1 de acordo com norma DIN EN 14630 2007 Fonte: Os Autores (2022) Figura 17 - Área 1 após aplicação da solução com fenolftaleína de acordo com norma DIN EN 14630 2007 Fonte: Os Autores (2022)

Figura 20 - Imagem termográfica de um trecho 1 da laje analisada sem indícios de infiltração Fonte: Os Autores (2022) Figura 21 - Imagem termográfica de um trecho 2 da laje analisada sem indícios de infiltração Fonte: Os Autores (2022)

Figura 22 - Realização do ensaio com câmera termográfica Flir C5 Fonte: Os Autores (2022) 5 VIDA ÚTIL A estimativa de vida útil da estrutura analisada seguiu o proposto pelo método de Tuuti (1982). Este método preconiza a definição do coeficiente de difusão de CO na estrutura a partir da coleta de dados in loco e dados de projeto, conforme a equação abaixo: 𝐸𝑐 = 𝑘 × (^) √𝑡 Onde: Ec = Espessura de carbonatação, coletada in loco k = Coeficiente de difusão de CO

t = tempo da estrutura, em anos.

A partir do coeficiente de carbonatação calculado, e imposto como constante para a análise, é possível estimar o tempo, em anos, necessário para que a espessura de carbonatação (Ec) se iguale ao cobrimento da estrutura (especificado em projeto). 𝐸𝑐 = 𝐶 Desta forma, consegue-se projetar o tempo residual, em anos, que a estrutura

𝐸𝑐 = 8,128 × √ 50 𝐸𝑐 = 57,47𝑚𝑚 Vale ressaltar, entretanto, que mesmo com este cobrimento necessário calculado, a estrutura já teria excedido sua VUP, uma vez que possui 70 anos. Portanto, torna-se imperativa sua recuperação estrutural imediata. 6 ANÁLISE TÉCNICA Como conclusão, levando em consideração os ensaios realizados e a inspeção sensorial da estrutura, pode-se estabelecer o diagnóstico da estrutura. A estrutura possui falhas de concepção no que se refere ao cobrimento de projeto, fator que contribuiu para o avanço das frentes de carbonatação. Além disso, não se definiu em projeto a classe de agressividade do ambiente, muito porque a norma de projetos de concreto armado à época era ainda muito preliminar. Nas aberturas existentes nota-se a oxidação da estrutura. Produtos desta oxidação são expansivos e podem gerar esforços internos na estrutura. Soma-se a isso, ainda, o desconforto visual do usuário devido aos deslocamentos (flechas) da laje, que excedem o limite imposto pela NBR 6118 (2014) de L/250 para o Estalo Limite de Serviço. Tendo em vista estes fatores, conclui-se que a laje em questão demanda intervenções de reforço estrutural, que visem restaurar sua capacidade estrutural e seu desempenho nos estados limites últimos e de serviço. T

7 REFERÊNCIAS

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto - Procedimento. Rio de Janeiro, 2004 DIN - DEUTSCHES INSTITUT FUR NORMUNG. DIN EN 14630: Products and systems for the protection and repair of concrete, structures – Test methods – determination of carbonation depth in hardened concrete by the phenolphthalein method, English version, DIN. Berlin, 2007. 10 p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16292:2014 : Ensaios não destrutivos — Termografia — Medição e compensação da temperatura aparente refl etida utilizando câmeras termográficas. Rio de Janeiro, 2014. HELENE, P. R. L. Manual para reparo, reforço e proteção de estruturas de concreto. 2a ed - São Paulo: PINI, 1992. TUUTTI, K. Corrosion of Steel in Concrete. Swedish Cement and Concrete Research Institute. Stockholm, Suecis, 1982. 469p.