4. Sintomas ou Tipos de manifestações patológicas 4.1. Fissuras · 2020-03-16 · Retração de...
Transcript of 4. Sintomas ou Tipos de manifestações patológicas 4.1. Fissuras · 2020-03-16 · Retração de...
1
4. Sintomas ou Tipos de manifestações patológicas
As manifestações patológicas observadas nas estruturas de concreto podem ter
diversas origens e resultam de ações que agem sobre essas estruturas, sejam essas
origens de caráter físico, químico ou mecânico. Nesta seção serão descritas as
manifestações patológicas mais comuns, seus sintomas, origens e características.
4.1. Fissuras
As fissuras são um tipo comum de patologia nas edificações e podem interferir na
estética, na durabilidade e nas características estruturais da obra. Tanto em alvenarias
quanto nas estruturas de concreto, a fissura é originada por conta da atuação de tensões
nos materiais. Quando a solicitação é maior do que a capacidade de resistência do
material, a fissura tem a tendência de aliviar suas tensões. Quanto maior for a restrição
imposta ao movimento dos materiais, e quanto mais frágil ele for, maiores serão a
magnitude e a intensidade da fissuração. A formação das fissuras está ligada a situações
externas ou internas. Entre as ações externas aos componentes, estão as fissuras
causadas por movimentações térmicas, higroscópicas, sobrecargas, deformações de
elementos de concreto armado e recalques diferenciais. 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.
A fissura pode ter origem em fases diferentes da edificação. Em uma visão geral,
as origens das fissuras de uma edificação podem surgir na fase de projetos -
arquitetônico, estrutural, de fundação, de instalações -, de execução da alvenaria, dos
vários sistemas de acabamento e, inclusive, na fase de utilização, por mau uso da
unidade.
Figura 4.1 – Classificação das fissuras
Algumas normas e alguns peritos podem classificar as fissuras com diferentes
nomes, conforme a sua espessura. Segundo a norma de impermeabilização (NBR
2
9575:2003), as microfissuras têm abertura inferior a 0,05 mm. As aberturas com até 0,5
mm são chamadas de fissuras e, por fim, as maiores de 0,5 mm e menores de 1,0 mm
são chamadas de trincas.
Essa nomenclatura pode ser aplicada às trincas passivas, que não variam ao
longo do tempo, em função da variação da temperatura tópica. Já para as trincas ativas,
que variam conforme a respectiva variação higrotérmica, essa nomenclatura é
inaplicável, pois a classificação mudaria conforme o instante da medição.
Figura 4.2 – Classes de agressividade e aberturas de fissuras para concreto armado
4.1.1. Tipos
As fissuras são divididas de acordo com sua forma de manifestação, seu desenho,
que pode ser geométrico ou mapeado. Essas duas classes são subdivididas, cada uma,
entre fissuras ativas e passivas. As ativas ainda admitem uma nova subdivisão, em que
podem ser sazonais ou progressivas. As geométricas (ou isoladas) podem ocorrer tanto
nos elementos da alvenaria - blocos e tijolos - quanto em suas juntas de assentamento.
As mapeadas (também chamadas de disseminadas) podem ser formadas por retração
das argamassas, por excesso de finos no traço ou por excesso de desempenamento. No
geral, elas têm forma de "mapa" e, com frequência, são aberturas superficiais.
As fissuras ativas (ou vivas) são aquelas que têm variações sensíveis de abertura
e fechamento. Se essas variações oscilam em torno de um valor médio - oscilantes - e
podem ser correlacionadas com a variação de temperatura e umidade - sazonais -, então
3
as fissuras, embora ativas, não indicam ocorrência de problemas estruturais. Mas se elas
apresentarem abertura sempre crescente podem representar problemas estruturais, que
devem ser corrigidos antes do tratamento das fissuras - que neste caso são chamadas
de progressivas. As causas desses problemas devem ser determinadas por meio de
observações e análise da estrutura. As fissuras passivas (também chamadas de mortas)
são causadas por solicitações que não apresentam variações sensíveis ao longo do
tempo. E, por isso, podem ser consideradas estabilizadas.
4.1.2. Causas de fissuração
As trincas em elementos estruturais de concreto armado sempre inspiram maiores
cuidados na análise das causas e nas soluções possíveis. Algumas fissuras podem ser
desprezadas ou simplesmente colmatadas após um correto diagnóstico dos motivos que
a geraram, como veremos mais adiante; outras, por sua vez, deverão receber um
tratamento especial para resolver o problema corretamente.
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.
4.1.3. Fissuras causadas pela retração do concreto
A hidratação do cimento consiste na transformação de compostos anidros mais
solúveis em compostos hidratados menos solúveis, ocorrendo na hidratação a formação
de uma camada de gel em torno dos grãos dos compostos anidros. Para que ocorra a
reação completa do cimento com a água, é necessária, em média, uma relação
água/cimento de aproximadamente 0,40.
Em função da trabalhabilidade necessária, os concretos e argamassas
normalmente são preparados com água em excesso, o que vem acentuar a retração. Na
realidade, é importante distinguir as três formas de retração que ocorrem num produto
preparado com cimento, ou seja:
i. Retração química: a reação química entre o cimento e a água se dá com redução
de volume; devido às grandes forças interiores de coesão, a água combinada
4
quimicamente (22 a 32%) sofre uma contração de cerca de 25% de seu volume
original;
ii. Retração de secagem: a quantidade excedente de água, empregada na
preparação do concreto ou argamassa, permanece livre no interior da massa,
evaporando-se posteriormente; tal evaporação gera forças capilares equivalentes
a uma compressão isotrópica da massa, produzindo a redução do seu volume;
iii. Retração por carbonatação: a cal hidratada libera nas reações de hidratação do
cimento reage com o gás carbônico presente no ar, formando carbonato de cálcio;
esta reação é acompanhada de uma redução de volume, gerando a chamada
retração por carbonatação.
Os três tipos de retração analisados ocorrem com o produto endurecido, ou em
processo de endurecimento, em períodos de tempo relativamente longos. Existe ainda
um quarto tipo de retração, que ocorre com a massa no estado plástico, e que provém
da evaporação da água durante a pega ou da percolação da água de regiões mais
pressionadas para regiões menos pressionadas. Essa retração plástica explica o
adensamento das juntas de argamassa de uma alvenaria recém-construída e a
exsudação de água num concreto recém-vibrado.
Inúmeros fatores intervêm na retração de um produto à base de cimento, sendo
os principais:
a) Composição química e finura do cimento: a retração aumenta com a finura do
cimento e com seu conteúdo de cloretos (CaCl2) e álcalis (NaOH, KOH);
b) Quantidade de cimento adicionada à mistura: quanto maior o consumo de
cimentos, maior a retração;
c) Natureza do agregado: quanto menor o módulo de deformação do agregado,
maior sua suscetibilidade à compressão isotrópica e, portanto, maior a retração a
retração; maior retração também para os agregados com maior poder de absorção
de água (basalto e agregados leves, por exemplo);
d) Granulometria dos agregados: quanto maior a finura dos agregados, maior será a
quantidade necessária de pasta de cimento para recobri-lo e, portanto, maior será
a retração;
e) Quantidade de água na mistura: quanto maior a relação água/cimento maior a
retração de secagem;
f) Condições de cura: se a evaporação da água iniciar-se antes do término da pega
do aglomerante, isto é, antes de começarem os primeiros enlaces entre os cristais
5
desenvolvidos com a hidratação, a retração poderá ser acentuadamente
aumentada.
Desses fatores, a relação água/cimento é sem dúvida o que mais influencia a
retração de materiais cimentícios, sobrepujando inclusive a própria influência do
consumo de cimento. A figura 4.3 mostra a importância relativa do consumo de cimento
e do consumo de água na retração de concretos.
Figura 4.3 – Retração do concreto em função do consumo de cimento e da relação água/cimento (THOMAZ, 2014)
Outro fator fundamental na magnitude da retração desenvolvida é a umidade
relativa do ar (UR) do local em que a peça concretada ficará exposta.
Figura 4.4 – Retração do concreto em função da umidade relativa do ar (THOMAZ, 2014)
6
Configurações de fissuras provocadas por retração
Retração de vigas e pilares de concreto armado
As peças de uma estrutura reticulada de concreto armado poderão ser solicitadas
por elevadas tensões provenientes da retração do concreto. Em estruturas aporticadas,
a retração das vigas superiores poderá induzir a fissuração horizontal dos pilares mais
extremos (Fig. 4.5).
Figura 4.5 – Fissuras horizontais nos pilares, devidas à retração do concreto das vigas superiores (THOMAZ, 2014)
A ocorrência de fissuras de retração numa viga de concreto armado dependerá
da dosagem do concreto (principalmente da relação água/cimento), das condições de
adensamento (quanto mais adensado, menor a retração) e das condições de cura (a
evaporação precoce da água aumentará substancialmente a retração). Dependerá ainda
das dimensões da peça, da rigidez dos pórticos, da taxa de armaduras e da própria
distribuição de armaduras ao longo de sua seção transversal. Nas vigas altas, com
inexistência ou insuficiência de armadura de pele, as fissuras ocorrerão
preferencialmente no terço médio da altura da viga, sendo retas e regularmente
espaçadas (fig. 4.6)
Figura 4.6 – Fissuras de retração numa viga de concreto armado (THOMAZ, 2014)
Retração de lajes de concreto armado
A retração de lajes poderá provocar a compressão de pisos cerâmicos, somando-
se a esse inconveniente a deflexão promovida pela retração diferenciada do concreto
7
entre as regiões armadas e não armadas da laje. Em situações muito desfavoráveis
poderão surgir fissuras no piso ou mesmo o destacamento do revestimento cerâmico.
Tal retração poderá provocar também a compressão de forros falsos, caso estes
encontrem-se rigidamente vinculados às paredes.
A retração do concreto poderá ainda provocar o aparecimento de fissuras na
própria laje, com configuração mapeada e distribuição regular, de maneira semelhante
àquela que se verifica em argamassas de revestimento.
Figura 4.7 – Fissuras de retração numa laje de concreto armado
Contudo, o efeito mais nocivo da retração de lajes de concreto armado será a fissuração
de paredes solidárias à laje, conforme figura 4.8.
Figura 4.8 – Fissuras em parede externa, causadas pela retração da laje de cobertura (THOMAZ, 2014)
Retração de paredes e muros
A retração de paredes e muros e também a retração diferenciada entre
componentes de alvenaria e argamassa de assentamento podem provocar fissuras e
8
destacamentos semelhantes às fissuras provocadas por variação de temperatura e de
umidade.
Figura 4.9 – Fissuras em parede externa, causadas pela retração de lajes intermediárias (THOMAZ, 2014)
Retrações consideráveis, advindas do mau proporcionamento da argamassa e/ou
da inadequada execução do serviço (assentamento de blocos muito ressecados, por
exemplo), em geral dão origem a microfissuras e a destacamentos quase imperceptíveis
a olho nu; algumas vezes, entretanto, o problema assume maiores proporções (fig. 4.10).
Figura 4.10 – Fissuras na interface bloco/argamassa, provocados pela retração da argamassa de assentamento da alvenaria, podendo levar a outros problemas patológicos, como a
eflorescência.
O recalque plástico do concreto poderá provocar o aparecimento de fissuras
internas ao concreto, imediatamente abaixo de seções densamente armadas. O recalque
plástico da argamassa de assentamento provocará o abatimento da alvenaria recém-
construída; caso o encunhamento da parede com o componente estrutural superior
9
tenha sido executado de maneira precoce ocorrerá o destacamento entre a alvenaria e
o componente superior (viga ou laje), conforme fig. 4.11.
Figura 4.11 – Destacamento provocado pelo encunhamento precoce ou mal executado
A retração de alvenarias, além de destacamentos nas regiões de ligação com
componentes estruturais, induzirá a formação de fissuras no próprio corpo da parede;
estas poderão ocorrer nos encontros entre paredes, no terço médio de paredes muito
extensas, em regiões onde ocorra uma abrupta mudança na altura ou na largura da
parede ou mesmo em seções enfraquecidas pela presença de tubulações (fig. 4.12).
Figura 4.12 – Fissura de retração na alvenaria, em seção enfraquecida pela presença de tubulação
Onde se verifiquem a um só tempo acentuada retração dos próprios componentes
de alvenaria (blocos mal curados, por exemplo) e grande incidência de aberturas na
parede, haverá a possibilidade de ocorrência de fissuração generalizada, como mostrado
na fig. 4.13.
10
Figura 4.13 – Fissuração generalizada causada pela retração dos componentes de alvenaria e pelo grande número de janelas na parede (THOMAZ, 2014)
Como evitar
Para se evitar o surgimento dessas trincas, devemos seguir as recomendações
preconizadas no item cura do concreto; no entanto, se o problema já estiver instalado, é
necessário proceder ao selamento das mesmas para proteger as ferragens contra os
ataques do meio ambiente, que poderão se infiltrar por essas fissuras.
4.1.4. Fissuras causadas pela variação de umidade
Essa situação é um pouco diferente da retração hidráulica que ocorre durante a
cura. Nesse caso, 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.
As mudanças higroscópicas provocam variações dimensionais nos materiais
porosos que integram os elementos e componentes da construção; o aumento do teor
de umidade produz uma expansão do material enquanto que a diminuição desse teor
provoca uma contração.
A umidade pode ter acesso aos materiais de construção através de diversas vias:
A. Umidade resultante da produção dos componentes
Na fabricação de componentes construtivos à base de ligantes hidráulicos
emprega-se geralmente uma quantidade de água superior à necessária para que
11
ocorram as reações químicas de hidratação. A água em excesso permanece em estado
livre no interior do componente e, ao se evaporar, provoca a contração do material.
B. Umidade proveniente da execução da obra
É usual umedecerem-se componentes de alvenaria no processo de
amassamento, ou mesmo painéis de alvenaria que receberão argamassas de
revestimento. Esta prática é correta pois visa impedir a retirada brusca de água das
argamassas, o que viria prejudicar a aderência com os componentes de alvenaria ou
mesmo as reações de hidratação do cimento. Ocorre que nesta operação de
umedecimento poder-se-á elevar o teor de umidade dos componentes de alvenaria a
valores a valores muito acima da umidade higroscópica de equilíbrio, originando-se uma
expansão do material, a água em excesso, a exemplo do que foi dito na alínea anterior,
tenderá a evaporar-se, provocando uma contração do material.
C. Umidade do ar proveniente de fenômenos meteorológicos
O material poderá absorver água de chuva antes mesmo de ser utilizado na obra,
durante o transporte até a obra ou por armazenagem desprotegida no canteiro. Durante
a vida da construção, as faces de seus componentes voltadas para o exterior poderão
absorver quantidades consideráveis de água de chuva ou, em algumas regiões, até
mesmo de neve. Também a umidade presente no ar pode ser absorvida pelos materiais
de construção, quer sob a forma de vapor, quer sob a de água líquida (condensação do
vapor sobre as superfícies mais frias da construção).
D. Umidade do solo
A água presente no solo poderá ascender por capilaridade à base da construção,
desde que os diâmetros dos poros capilares e o nível do lençol d’água assim o permitam.
Não havendo impermeabilização eficiente entre o solo e a base da construção, a
umidade terá acesso aos seus componentes, podendo trazer sérios inconvenientes a
pisos e paredes do andar térreo.
Configurações de fissuras provocadas por movimentações higroscópicas
As trincas provocadas por variação de umidade dos materiais de construção são
muito semelhantes àquelas provocadas pelas variações de temperatura. Entre um caso
e outro, as aberturas poderão variar em função das propriedades higrotérmicas dos
materiais e das amplitudes de variação da temperatura ou da umidade.
12
Trincas provocadas pela expansão de tijolos cerâmicos com elevada resistência
à compressão, conforme figuras 4.14, 4.15 e 4.16.
Figura 4.14 – Trincas horizontais na alvenaria provenientes da expansão dos tijolos: o painel é solicitado à compressão na direção horizontal (THOMAZ, 2014)
Figura 4.15 – Trincas nas peças estruturais: a expansão da alvenaria solicita o concreto à tração (THOMAZ, 2014)
Figura 4.16 – A expansão dos tijolos por absorção de umidade provoca o fissuramento vertical da alvenaria, no canto do edifício (THOMAZ, 2014)
No caso do encontro entre paredes onde, para facilitar-se a coordenação
dimensional, os componentes de alvenaria foram assentados com juntas aprumadas,
independentemente da natureza do material constituinte dos blocos ou tijolos ocorrerão
movimentações higroscópicas que tenderão a provocar o destacamento entre as
paredes. Tais destacamentos, que normalmente ocorrem a despeito do emprego de
13
ferros inseridos nas juntas de assentamento a cada duas ou três fiadas, provocarão a
penetração de umidade para o interior do edifício.
Figura 4.17 – Canto extremo de edifício com blocos estruturais assentados com juntas a prumo (THOMAZ, 2014)
Figura 4.18 – Vista interna do encontro entre as paredes: penetração de umidade em função do destacamento ocorrido (THOMAZ, 2014)
As movimentações devidas à variação no teor de umidade podem ser reversíveis
ou irreversíveis; estas últimas ocorrem geralmente logo após a fabricação do material e
originam-se da perda ou ganho de água, até atingirem a umidade de equilíbrio. As
movimentações reversíveis ocorrem ao longo do tempo, porém delimitadas a certo
intervalo, mesmo no caso de secar ou saturar completamente o material.
14
Movimentações reversíveis ou irreversíveis podem originar também
destacamento entre componentes de alvenaria e argamassa de assentamento (fig. 4.19).
Esses destacamentos ocorrem em função de inúmeros fatores, sendo os mais
importantes: aderência entre argamassa e componentes de alvenaria, tipo junta adotada,
módulo de deformação dos materiais em contato, propriedades higroscópicas desses
materiais e intensidade da variação da umidade.
Figura 4.19 – Destacamentos entre argamassa e componentes de alvenaria (THOMAZ, 2014)
Trincas horizontais podem aparecer também na base de paredes (fig. 4.20), onde
a impermeabilização dos alicerces foi mal executada. Nesse caso, os componentes de
alvenaria que estão em contato direto com o solo absorvem sua umidade, apresentando
movimentações diferenciadas em relação às fiadas superiores que estão sujeitas à
insolação direta e perda de água para evaporação. Essas trincas quase sempre são
acompanhadas por eflorescências, o que auxilia o seu diagnóstico.
Figura 4.20 – Trinca horizontal na base da alvenaria por efeito da umidade do solo (THOMAZ, 2014)
Outro tipo muito característico de fissura causada por umidade é aquele presente
no topo de muros, peitoris e platibandas que não estejam convenientemente protegidos
por rufos, a argamassa do topo da parede absorve água (de chuva ou mesmo orvalho),
15
movimenta-se diferencialmente em relação ao corpo do muro e acaba destacando-se do
mesmo.
Figura 4.21 – Destacamento da argamassa no topo do muro, causado pela absorção de umidade (THOMAZ, 2014)
Como evitar
Para se evitarem trincas geradas pela variação de umidade, devemos ter
concretos bem dosados com relação água/cimento próximos do ideal, executados de
maneira a resultar em peças bem adensadas com baixa porosidade. Para as fissuras já
existentes, temos de proceder à colmatação das mesmas com selantes plásticos que
possam acompanhar as movimentações dimensionais e proteger contra os ataques do
meio ambiente.
4.1.5. Fissuras causadas pela variação de temperatura
A variação de temperatura provoca uma variação dimensional no elemento de
concreto, de modo semelhante à variação de umidade, sendo que a somatória desses
dois fenômenos pode resultar em deformações que, se a peça estiver impedida de se
movimentar, vão gerar tensões elevadas e conseqüentemente trincas.
No entanto, o efeito da variação de temperatura é totalmente independente da
variação provocada pela perda ou absorção higroscópica do concreto; ela depende
apenas da variação da temperatura e do seu coeficiente de dilatação térmico, que no
caso do concreto é da ordem de 1,0 x 10-5 m/m °C.
As peças esbeltas e longas, como costuma acontecer em vigas contínuas de
vários Iramos, ou em grandes panos de lajes, estão mais sujeitas às tensões provocadas
pela variação de temperatura, principalmente quando existem vínculos que impendem
uma livre movimentação da peça de concreto.
Os cálculos estruturais podem e devem levar em consideração os efeitos da
variação de temperatura sempre que uma determinada situação exigir, ou for recomendo
pela ABNT. No entanto, para obras prediais, isso não resolve o problema das trincas nas
alvenarias, uma vez que a rigidez das paredes não vai acompanhar a movimentação da
estrutura sem trincar, principalmente nos pontos de deformação máxima.
16
Devemos ter em mente que cada material possui seu próprio coeficiente de
dilatação térmica e, quando provocamos uma interação de materiais ou elementos
diferentes, estamos criando uma situação de tensão na junção dos mesmos, provocada
pela variação de temperatura, uma vez que eles tendem a se deformar com amplitudes
diferentes.
O que temos observado nas construções novas e mesmo nas mais antigas é uma
falta de preocupação por parte dos projetistas em querer resolver ou até mesmo
minimizar os efeitos danosos da variação de temperatura, que por sua vez atinge
diariamente todas as edificações do mundo. A solução do problema está na concepção
do projeto, que se não for levada em consideração, via de regra, torna o problema crônico
e de difícil solução posterior, obrigando o usuário muitas vezes a conviver com ele.
Outro efeito que a variação de temperatura provoca é um gradiente térmico entre
a face interna e a externa de uma laje, causando o abaulamento da mesma devido às
diferenças de dilatação entre as faces. Nos apartamentos de cobertura normalmente
esse tipo de fissura é comum e pode estar associado também a uma variação brusca de
temperatura da laje, o que costuma acorrer nos dias quentes na época do verão, quando
cai uma chuva intensa no final do dia. Nessas condições, o concreto foi aquecido durante
todo o dia e resfriado na face externa de forma brusca pela chuva.
Configurações de fissuras provocadas por movimentações térmicas
Lajes de cobertura sobre paredes autoportantes
Em geral, as coberturas planas estão mais sujeitas às mudanças térmicas naturais
do que os paramentos verticais das edificações. Ocorrem, portanto, movimentos
diferenciados entre os elementos horizontais e verticais. Além disso, podem ser mais
intensificados pelas diferenças nos coeficientes de expansão térmica dos materiais
construtivos desses componentes. O coeficiente de dilatação térmica linear do concreto
é aproximadamente duas vezes maior que o das alvenarias de uso corrente,
considerando-se aí a influência das juntas de argamassa.
Deve-se considerar também que ocorrem diferenças significativas de
movimentação entre as superfícies superiores e inferiores das lajes de cobertura, sendo
que normalmente as superfícies superiores são solicitadas por movimentações mais
bruscas e de maior intensidade.
Por estas razões, e devido ao fato de que as lajes de cobertura normalmente
encontram-se vinculadas às paredes de sustentação, surgem tensões tanto no corpo das
17
paredes quanto nas lajes. Teoricamente as tensões de origem térmicas são nulas nos
pontos centrais das lajes, crescendo proporcionalmente em direção aos bordos onde
atingem seu ponto máximo (fig. 4.22).
Figura 4.22 – Propagação das tensões numa laje de cobertura com bordos vinculados devida a efeitos térmicos (THOMAZ, 2014)
A dilatação plana das lajes e o encurvamento provocado pelo gradiente de
temperatura introduzem tensões de tração e de corte nas paredes das edificações. As
fendas desenvolvem-se quase exclusivamente nas paredes, apresentando tipicamente
as seguintes configurações.
Figura 4.23 – Movimentações que ocorrem numa laje de cobertura, sob ação da elevação da temperatura (THOMAZ, 2014)
Figura 4.23 – Trinca típica presente no topo da parede paralela ao comprimento da laje; a direção das fissuras, perpendiculares às resultantes de tração (σt) indica o sentido da
movimentação térmica (no caso, da esquerda para a direita) (THOMAZ, 2014)
18
Figura 4.24 – Trinca típica presente no topo da parede paralela à largura da laje; a trinca normalmente apresenta-se com traçado bem definido, realçando o efeito dos esforços de
tração na face interna da parede (THOMAZ, 2014)
Figura 4.25 – Fissura causada pela expansão térmica da laje de cobertura
Figura 4.26 – Fissura causada pela retração térmica da laje de cobertura
19
Figura 4.27 – Os raios solares incidindo diretamente sobre a laje de cobertura produzem muito calor. Em dias quentes de verão, a laje de cobertura atinge temperaturas altas, 70ºC ou mais.
Isso faz a laje dilatar.
A presença de aberturas nas paredes propiciará o aparecimento de regiões
naturalmente enfraquecidas (ao nível do peitoril e ao nível do topo de caixilhos),
desenvolvendo–se as fissuras preferencialmente nessas regiões. Assim, em função das
dimensões da laje, da natureza dos materiais que constituem as paredes, do grau de
aderência entre paredes e laje e da eventual presença de aberturas, poderão
desenvolver-se fendas inclinadas próximos do topo das paredes.
Figura 4.28 – Trincas de cisalhamento provocadas por expansão térmica da laje de cobertura
20
Figura 4.29 – Parede com fissuras inclinadas, em forma de escama, evidenciando a dilatação térmica da laje de cobertura
Figura 4.30 – Fissura com abertura regular no topo da parede, resultante do abaulamento e da dilatação plana da laje de cobertura
Movimentações térmicas da estrutura da edificação
O arcabouço estrutural da edificação estará sujeito a movimentações térmicas,
principalmente em estruturas de concreto aparente.
Essas movimentações raramente causam danos à estrutura em si. Normalmente
as regiões mais solicitadas são os encontros entre vigas, onde podem surgir fissuras
internas às peças de concreto, e por isso mesmo, não detectáveis. A movimentação
térmica das vigas pode provocar fissuração aparente em pilares. Este fato pode ocorrer
principalmente quando a estrutura não possui juntas de dilatação ou quando as mesmas
foram mal projetadas. A dilatação das vigas pode provocar nas extremidades dos pilares
fissuras ligeiramente inclinadas, conforme fig. 4.31
21
Figura 4.31 – Pilar fissurado devido à movimentação térmica das vigas de concreto armado (THOMAZ, 2014)
Com maior probabilidade de ocorrência, a movimentação térmica da estrutura
pode causar destacamentos entre as alvenarias e o reticulado estrutural, e mesmo a
incidência de trincas de cisalhamento nas extremidades das alvenarias. As figuras 4.32
e 4.33 ilustram esses casos.
Figura 4.32 – Pilar fissurado devido à movimentação térmica das vigas de concreto armado (THOMAZ, 2014)
Figura 4.33 – Trincas de cisalhamento nas alvenarias, provocadas por movimentação térmica da estrutura (THOMAZ, 2014)
22
Movimentações térmicas em muros
Os muros muito extensos geralmente apresentam fissuras devidas a
movimentações térmicas, sendo essas fissuras tipicamente verticais, com aberturas da
ordem de 2 a 3 mm. Em função da natureza dos componentes de alvenaria, as fissuras
manifestam-se a cada 4 ou 5 cm, podendo ocorrer nos encontros da alvenaria com os
pilares ou mesmo no corpo da alvenaria (fig. 4.34).
Figura 4.34 – Trincas de cisalhamento nas alvenarias, provocadas por movimentação térmica da estrutura (THOMAZ, 2014)
As fissuras provocadas pelas movimentações térmicas normalmente iniciam-se
na base do muro, em razão das restrições que a fundação oferece à sua livre
movimentação. Em função da resistência à tração da argamassa de assentamento e dos
componentes de alvenaria, as fissuras poderão acompanhar as juntas verticais de
assentamento ou mesmo estenderem-se através dos componentes de alvenaria (fig.
4.35 e 4.36).
Figura 4.35 – Trinca vertical: a resistência à tração dos componentes de alvenaria é superior à resistência à tração da argamassa ou à tensão de aderência argamassa/blocos (THOMAZ,
2014)
23
Figura 4.36 – Trinca vertical: a resistência à tração dos componentes de alvenaria é igual ou inferior à resistência à tração da argamassa (THOMAZ, 2014)
Movimentações térmicas em platibandas
As platibandas, em função da forma geralmente alongada, tendem a comportar-
se como os próprios muros de divisa. Normalmente surgirão fissuras verticais
regularmente espaçadas, caso não tenham sido convenientemente projetadas juntas ao
longo da platibanda. As movimentações térmicas diferenciadas entre a platibanda e o
corpo do edifício poderão resultar ainda no destacamento da platibanda e na formação
de fissuras inclinadas nas extremidades desse corpo, conforme fig.4.37.
Figura 4.37 – Trincas inclinadas no topo da parede e destacamento da platibanda causadas por movimentações térmicas
24
4.1.6. Fissuras causadas pela atuação de sobrecargas
A atuação de sobrecargas pode produzir a fissuração de componentes estruturais,
tais como pilares, vigas e paredes. Essas sobrecargas atuantes podem ter sido
consideradas no projeto estrutural, caso em que a falha decorre da execução da peça
ou do próprio cálculo estrutural, como pode também estar ocorrendo a solicitação da
peça por uma sobrecarga superior à prevista. Vale ressaltar que muitas vezes pode-se
presenciar a atuação de sobrecargas em componentes sem função estrutural,
geralmente pela deformação da estrutura resistente da construção ou pela sua má
utilização.
Geralmente, considera-se como sobrecarga uma solicitação externa, prevista ou
não em projeto, capaz de provocar a fissuração de um componente com ou sem função
estrutural.
Considerações sobre a fissuração de componentes de concreto armado
submetidos à flexão
A atuação de sobrecargas, previstas ou não em projetos, pode produzir o
fissuramento de componentes de concreto armado sem que isto implique,
necessariamente, ruptura do componente ou instabilidade da estrutura; a ocorrência de
fissuras num determinado componente estrutural produz uma redistribuição de tensões
ao longo do componente fissurado e mesmo nos componentes vizinhos, de maneira que
a solicitação externa geralmente acaba sendo absorvida de forma globalizada pela
estrutura ou parte dela. Obviamente que este raciocínio não pode ser estendido de forma
indiscriminada, já que existem casos em que é limitada a possibilidade de redistribuição
das tensões, seja pelo critério de dimensionamento do componente, seja pela magnitude
das tensões desenvolvidas ou, ainda, pelo próprio comportamento conjunto do sistema
estrutural adotado.
Para os casos comuns de estruturas de concreto armado, os componentes fletidos
são em geral dimensionados prevendo-se a fissuração do concreto na região tracionada
da peça, buscando-se tão somente limitar essa fissuração em função de requisitos
estéticos e/ou em função da deformabilidade e da durabilidade da estrutura. De acordo
com a norma NBR 6118/14 (Projetos de estruturas de concreto armado e protendido)
considera-se que a “solicitação resistente com a qual haverá uma grande probabilidade
de iniciar-se a formação de fissuras normais à armadura longitudinal poderá ser
calculada com as seguintes hipóteses: ”
25
a) A deformação de ruptura à tração do concreto é igual a 2,7ftk/Ec (ftk = resistência
característica do concreto à tração; Ec = módulo de deformação longitudinal do
concreto à compressão);
b) Na flexão, o diagrama de tensões de compressão no concreto é triangular (regime
elástico); a tensão na zona tracionada é uniforme e igual a ftk, multiplicando-se a
deformação de ruptura especificada na alínea anterior por 1,5;
c) As seções transversais planas permanecem planas;
d) Deverá ser sempre levado em conta o efeito da retração. Como simplificação, nas
condições correntes, este efeito pode ser considerado supondo-se a tensão de
tração igual a 0,75ftk e desprezando-se a armadura.
Configurações típicas de fissuras em componentes de concreto armado, devidas
a sobrecargas
As fissuras que ocorrem em peças de concreto armado geralmente apresentam
aberturas bastante reduzidas. O cálculo no Estádio III de peças fletidas leva em
consideração o aparecimento dessas fissuras, sendo várias as formas dessas
manifestações, como mostrado a seguir.
Flexão de vigas
O esforço numa viga isostática submetida à flexão desenvolve-se conforme
esquema seguinte:
Figura 4.38 – Viga isostática submetida à flexão (THOMAZ, 2014)
As fissuras ocorrem perpendicularmente às trajetórias dos esforços principais de
tração. São praticamente verticais no terço médio do vão e apresentam aberturas
maiores em direção à face inferior da viga onde estão as fibras mais tracionadas. Junto
aos apoios as fissuras inclinam-se aproximadamente a 45° com a horizontal, devido à
26
influência dos esforços cortantes (fig. 4.39). Nas vigas altas esta inclinação tende a ser
da ordem de 60°.
Figura 4.39 – Fissuração típica em viga subarmada solicitada à flexão (THOMAZ, 2014)
A localização, número, extensão e abertura das fissuras dependem das
características geométricas da peça, das propriedades físicas e mecânicas dos materiais
que a constituem e do estágio de solicitação da carga. No caso de vigas deficientemente
armadas ao cisalhamento, ou mesmo no caso de ancoragem deficiente das armaduras,
podem surgir inicialmente apenas as fissuras inclinadas nas proximidades do apoio (fig.
4.40).
Figura 4.40 – Fissuras de cisalhamento em viga solicitada à flexão
Figura 4.41 – Fissuras de cisalhamento em viga solicitada à flexão
27
Figura 4.42 – Fissuras de cisalhamento em viga
No caso de vigas superarmadas, ou confeccionadas com concreto de baixa
resistência, podem surgir trincas na zona comprimida da viga, com caráter de
esmagamento do concreto, conforme mostrado na fig. 4.43.
28
Figura 4.43 – Ruptura por compressão do concreto de uma viga superarmada solicitada à flexão
Nas estruturas correntes de concreto armado, as fissuras presentes nas bordas
tracionadas de vigas fletidas são em geral imperceptíveis a olho nu. Em alguns casos,
contudo, estas podem até mesmo ser fotografadas à distância, sendo tais situações
anormais causadas mais comumente por falhas na construção da viga (erro na bitola ou
no número de barras de aço), mau uso da obra (aplicação de sobrecarga não prevista
em projeto), descimbramento e/ou carregamento precoce da estrutura.
Figura 4.44 – Fissuras de flexão em viga de concreto armado descimbrada e carregada precocemente (THOMAZ, 2014)
As fissuras também poderão ser introduzidas por erros de concepção estrutural,
isto é, o comportamento real da estrutura difere daquele idealizado no projeto. Por
exemplo, numa estrutura “pilar-laje” foram projetadas para as fachadas paredes de
vedação em concreto armado, com 7 cm de espessura, com armaduras ancoradas nas
lajes. Como as lajes não foram devidamente “avisadas” de que não poderiam
descarregar suas cargas nas “paredes de vedação”, estas acabaram na realidade
29
trabalhando como vigas altas (sem que estivessem dimensionadas para essa situação),
surgindo fissuras de flexão e de cisalhamento (figs. 4.45 e 4.46).
Figura 4.45 – Fissuras de cisalhamento em viga alta, prevista no projeto como “parede de vedação” (THOMAZ, 2014)
Figura 4.46 – Embora com abertura bastante reduzida (da ordem de 0,2 mm), a fissura presente na viga alta permite a penetração de água para o interior do edifício (THOMAZ, 2014)
Como evitar e recuperar
Em qualquer uma das situações apresentadas, é necessária uma avaliação
criteriosa das condições em que o elemento estrutural se encontra para se definir pelo
procedimento mais adequado técnica e economicamente; cada situação é sempre única
e as soluções variadas.
30
Em princípio pode-se optar por um reforço quando se deve manter a mesma
sobrecarga atuante, ou manter o elemento estrutural na sua forma original e aliviar a
carga sobre ele; isso somente se as condições de uso permitirem e não contrariarem as
recomendações da ABNT preconizadas para aquela condição específica de uso.
Com relação à segurança do elemento estrutural, numa primeira análise pode-se
considerar que as peças isostáticas apresentam menos recursos para absorver os
esforços, sendo, portanto, peças mais sujeitas ao colapso do que os elementos
estruturais hiperestáticos, que, pelas próprias características da peça, podem redistribuir
os esforços buscando um novo ponto de equilíbrio, oferecendo menos riscos em curto
prazo, exigindo, no entanto, a mesma atenção e os mesmos cuidados.
No caso de se optar pela redução da sobrecarga, dispensando o reforço estrutural,
deve-se avaliar a necessidade de se colmatar as fissuras em função da agressividade
do meio ambiente; para tanto, apresenta-se a seguir um roteiro básico que pode ser
seguido nos casos mais simples:
a) Em ambiente interno não-agressivo:
Abertura < 0,3 mm dispensar tratamento.
Abertura > 0,3 mm se for passiva, injetar resina epóxi.
Abertura > 0,3 mm se for ativa, tratar com selante.
b) Em ambiente agressivo e úmido:
Abertura < 0,1 mm dispensar tratamento.
Abertura > 0,1 mm se for passiva, injetar resina epóxi.
Abertura > 0,1 mm se for ativa, tratar com selante.
Porém, se a melhor alternativa para resolver o problema indicar para o reforço
estrutural, deve-se analisar entre as várias maneiras possíveis e optar por aquela que
for mais adequada às circunstâncias da obra, no que diz respeito ao volume do serviço
a ser executado, à facilidade de obtenção de produtos específicos para o reforço, à
disponibilidade de equipamentos especiais, às condições técnicas de execução e à mão-
de-obra especializada.
A escolha de um sistema de reforço estrutural deve levar em consideração
também que para o mesmo entrar em carga deve haver deformação da peça em
questão, que por sua vez pode estar no seu limite; e se tiver que fletir ainda mais para o
reforço começar a funcionar, poderá sofrer um colapso.
Para tanto é fundamental corrigir parte da deformação existente com a finalidade
de aliviar as tensões internas, a fim de que assim o reforço possa absorver a parcela de
31
responsabilidade que se está projetando para ele. Essa situação deixa de existir quando
o reforço a ser empregado for por meio de protensão da peça; nesse caso, o
dimensionamento da solução deverá ser cuidadosamente estudado no seu aspecto
técnico para que se obtenha o desempenho desejado.
O reforço com tirantes de protensão normalmente é feito utilizando-se barras de
aço com roscas nas extremidades e fixadas nas laterais das vigas, sendo que a tensão
é dada por meio de porcas que através dos elementos de ancoragem tencionam a barra
(fig. 4.47).
Figura 4.47 – Reforço de viga com tirante (MARCELLI, 2007)
Figura 4.48 – Serviços de recuperação de pontes com recomposição de estrutura, uso de fibra de carbono e aplicação de protensão externa (Infraestrutura Urbana, 2014)
Porém, quando a solução do reforço indicada exigir uma diminuição das flechas
existentes, isso pode ser conseguido com uma redução calculada da sobrecarga, ou
através da deflexão do elemento estrutural com utilização de macacos hidráulicos.
A seguir algumas opções de reforços para vigas e lajes com problemas de trincas
por excesso de carga, lembrando que cada problema apresenta a sua especificidade,
podendo haver mais de uma solução e mais de um procedimento para a sua correção.
32
A fig. 4.49 apresenta uma alternativa de reforço na ferragem de flexão em viga de
concreto. Nesse caso o enchimento pode ser feito com micro concreto bem dosado
quando a largura permitir ou usar graute em situações mais difíceis de preenchimento.
Figura 4.49 – Reforço em viga de concreto (MARCELLI, 2007)
A fig. 4.50 apresenta outra alternativa, na qual se emprega concreto projetado.
Essa opção torna-se viável quando o volume de serviço a ser executado justifica a
mobilização desse tipo de equipamento, sendo uma excelente alternativa técnica, tendo
em vista que o concreto projetado utiliza baixa relação água/cimento, tem alto poder de
aderência e alta compacidade por ser lançado sob alta pressão.
Figura 4.50 – Reforço em viga com concreto projetado (MARCELLI, 2007)
33
Figura 4.51 – Reforço em viga de concreto
Uma outra alternativa também muito utilizada é a colagem de chapas de aço,
conforme mostra a fig. 4.52, ou fibra de carbono, porém não deve ser usada em
ambientes onde a temperatura é elevada (> 55°C).
Figura 4.52 – Reforço de viga de concreto com chapa de aço
Figura 4.53 – Reforço de viga de concreto com chapa de aço e fibra de carbono
34
Torção de vigas
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 (fig.
4.54).
Figura 4.54 – Trincas de torção (MARCELLI, 2007)
Isso ocorre em vigas de eixo curvo, principalmente nas sacadas de edifícios, em
vigas ou lajes que tem flecha excessiva e se apoiam em outras vigas, causando uma
rotação nestas últimas, ou em lajes em balanço do tipo marquise engastadas apenas na
viga.
Todas essas situações provocam uma rotação no plano da seção transversal do
elemento estrutural e, quando esse esforço gera deformações acima da capacidade de
suporte da peça, surgem as fissuras características de torção. Deve-se notar que elas
são inclinadas aproximadamente a 45° e aparecem nas duas faces laterais da viga na
forma de segmentos de retas reversas (fig. 4.55-A).
Figura 4.55 – Situações que podem gerar trincas de torção (MARCELLI, 2007)
35
Como evitar e recuperar
A ferragem ideal para se combater esse esforço deve ser colocada de forma
vertical (estribos) e longitudinal (ferros de pele); no entanto, se a questão é executar um
reforço para combater as tensões de torção já instaladas, podemos recorrer, dentre
outros processos, à colocação de estribos adicionais, em que o sistema de
preenchimento de concreto é feito de forma convencional com uso de formas e
lançamento do concreto através de furos feitos na laje (fig. 4.56-A).
No entanto, dependendo das condições locais e do volume de serviço, podemos
optar pelo preenchimento utilizando concreto projetado, sendo esta uma solução
eficiente, uma vez o concreto tem baixa relação água/cimento, fica bem adensado e com
ótima aderência por ser lançado sob alta pressão (fig. 4.56-B).
Outra solução é a colagem de chapas de aço (fig. 4.56-C).
Figura 4.56 – Reforço para torção (MARCELLI, 2007)
36
Flexão de lajes
O aspecto das fissuras varia conforme condições de contorno da laje (apoio livre
ou engastado), a relação entre comprimentos e largura, o tipo de amarração e a natureza
e intensidade da solicitação.
Para lajes maciças com grandes vãos, os momentos volventes que se
desenvolvem nas proximidades dos cantos da laje podem produzir fissuras inclinadas,
constituindo com esses cantos triângulos aproximadamente isósceles. A fig. 4.57 mostra
o aspecto típico do fissuramento na ruptura de uma laje simplesmente apoiada, armada
em cruz e submetida a carregamento uniformemente distribuído.
Figura 4.57 – Fissuramento típico de lajes simplesmente apoiadas (THOMAZ, 2014)
Um outro tipo de trinca pode surgir quando não existe ferragem negativa entre
painéis de lajes construtivamente contínuas, porém projetadas como simplesmente
apoiadas. As trincas surgem na face superior da laje, acompanhando aproximadamente
o seu contorno (fig. 4.58).
37
Figura 4.58 – Trincas na face superior da laje devidas à ausência de armadura negativa (THOMAZ, 2014)
Figura 4.59 – Configurações típicas de trincas em laje
Como evitar e recuperar
Para o reforço das lajes valem as mesmas recomendações, conceitos e cuidados
que foram preconizados para as vigas. Na fig. 4.60, vamos encontrar os reforços dos
momentos volventes e de flexão, positivo e negativo, utilizando-se armadura adicional,
colagem de chapa, enchimento com micro concreto/graute ou concreto projetado.
38
Figura 4.60 – Reforço de laje (MARCELLI, 2007)
Compressão em vigas e pilares
As trincas provocadas por compressão em vigas e principalmente em pilares são
em nossa opinião as que exigem maior atenção e providências rápidas, uma vez que o
concreto é o elemento responsável em absorver a maior parcela dos esforços de
compressão; quando apresentam fissuras, pode significar que a peça está na iminência
39
de um colapso, ou pior, que já perdeu a capacidade de suportar carga, redistribuindo os
esforços para os pilares vizinhos, que por sua vez ficarão sobrecarregados e passíveis,
portanto, de sofrerem ruptura também.
Quem já acompanhou ensaios de compressão de corpo-de-prova de concreto em
laboratório, pôde constatar que a prensa indica que houve perda da capacidade de o
elemento receber carga e, no entanto, ele não apresentou trincas visíveis; ao manter-se
a prensa deformando o corpo-de-prova, se rompe bruscamente sem acusar aumento de
carga.
Algumas vigas e pilares, dependendo da atuação dos esforços, podem trabalhar
num sistema duplo de solicitação, no caso flexão e compressão. Nessas condições, pode
haver um acúmulo de tensões na região comprimida, surgindo algumas trincas
características (fig. 4.61).
Dependendo das dimensões e da armadura das vigas e pilares, as trincas de
tração também costumam aparecer no mesmo período. Esse tipo de situação costuma
ocorrer em vigas e pilares que absorvem esforços horizontais devido ao empuxo da terra
em estruturas de arrimo, ou devido ao empuxo de líquidos em grandes tanques de
armazenamento.
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.
Figura 4.61 – Reforço de laje (MARCELLI, 2007)
40
Figura 4.62 – Esmagamento no topo do pilar
Figura 4.63 – Ruptura do pilar devido à atuação de esforços horizontais não previstos
Como evitar e recuperar
Essas trincas podem ser evitadas através de um dimensionamento que considere
corretamente a ação de todos os esforços atuantes na peça e, por sua vez, que o uso
seja compatível com o carregamento previsto em projeto. No entanto, se o problema já
estiver implantado, podemos recorrer ao reforço do elemento estrutural de várias
maneiras: utilizando-se a colagem de chapas de aço, ou a colocação de armadura
suplementar e posterior enchimento com graute ou micro concreto (fig. 4.64).
41
Figura 4.64 – Reforço de pilares (MARCELLI, 2007)
Outras trincas provocadas por compressão ocorrem normalmente em consoles e
dentes Gerber e são resultantes da concentração de tensões normais e tangenciais
nessa região da peça (fig. 4.65).
42
Figura 4.65 – Trincas em consoles e dente Gerber (MARCELLI, 2007)
Figura 4.66 – Trincas em consoles e dente Gerber
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.
Como evitar e recuperar
Para evitar esse tipo de problema, deve-se calcular levando-se em consideração
todos os esforços que irão atuar no elemento estrutural e especificar corretamente o
material que deverá ser empregado para absorver as movimentações da estrutura. Por
outro lado, a execução tem de observar os mesmos critérios de qualidade, para que haja
um desempenho final eficiente ao longo do tempo.
Por sua vez, deve-se ter em mente que existirá sempre a necessidade de se fazer
uma manutenção preventiva e corretiva adequada dos aparelhos de apoio, de forma a
garantir uma longa vida útil com bom funcionamento de todo o conjunto; principalmente
43
nas obras-de-arte, onde eles são muito mais solicitados devido à ação combinada da
variação de temperatura e constante movimentação dos veículos.
O reforço de consoles e dentes Gerber pode ser visto na fig. 4.67; esse caso não
considera a necessidade de se alterar a ferragem existente, porém, se for necessário,
deverá ser analisada a especificidade de cada caso, uma vez que vai depender muito da
quantidade, do posicionamento e da bitola das barras dentro das peças, para se definir
em que condições será possível uma adição de ferragem de reforço.
Figura 4.67 – Reforço de dente Gerber (MARCELLI, 2007)
Punção em lajes
Normalmente esse fenômeno ocorre em elementos delgados, recebendo um
esforço pontual; é o caso de lajes que se apoiam diretamente sobre pilares ou vice-versa.
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 (fig. 4.68).
Figura 4.68 – Trincas de punção (MARCELLI, 2007)
44
Figura 4.69 – Processo de formação de fissuras de punção: 1 – fissura radial formada por tensões tangenciais. 2 – Fissuras tangenciais formadas por tensões radiais. 3 – Configuração
de ruptura.
Figura 4.70 – Processo de formação de fissuras de punção: 1 – fissura radial formada por tensões
Dependendo do tipo e das condições da estrutura, o reforço para corrigir elevadas
tensões do punção pode ser feito com concreto normal, micro concreto, graute, chapas
metálicas coladas com epóxi ou perfis metálicos protendidos (fig.4.71).
Figura 4.71 – Reforço para trincas de punção
45
Fissuras em alvenaria
Pela quantidade de pequenos componentes e as interações com outras partes da
edificação, a alvenaria é bastante suscetível a problemas. As manifestações aparecem
na forma de fissuras e destacamentos. Daí a importância de um projeto específico para
alvenaria, que deve considerar interface com fundações, estrutura, caixilhos e instalação.
Dentro disso, alguns parâmetros gerais podem ser levados em conta: a resistência
da alvenaria é inversamente proporcional à quantidade de juntas de assentamento,
juntas de amarração resultam em conjuntos mais resistentes do que quando usadas
juntas verticais aprumadas e a resistência da parede não tem ligação direta com a
resistência dos blocos, nem com a da argamassa de assentamento. A espessura do
assentamento também é importante: as juntas devem ter cerca de 10 mm.
O uso de armaduras, principalmente no entorno de portas e janelas, é sempre
recomendável. A técnica não aumenta a resistência à compressão da parede, mas
melhora o poder de absorção das movimentações da estrutura.
No último andar
A principal causa de fissuras nas paredes de blocos é a pouca resistência à tração
e ao cisalhamento, mas a heterogeneidade dos materiais também tem forte influência.
Há, ainda, um caso especial, o de alvenarias do último pavimento. Pela elevada
movimentação térmica da laje de cobertura, essas paredes são mais exigidas.
46
Não faltam medidas preventivas. A pintura da laje em cor clara, o sombreamento
da área, o isolamento térmico e até a ventilação do ático são algumas. Nas paredes,
podem ser colocados apoios deslizantes, inseridas juntas provisórias na moldagem da
laje, armaduras nas últimas fiadas e rejuntamento flexível entre a alvenaria e a estrutura,
entre outras soluções.
Recuperação
A recuperação não deve ser apenas corretiva. É importante diagnosticar-se a
origem das patologias. As soluções dependem desse estudo. Deve-se lembrar que as
fissuras têm o papel de juntas, concentrando as movimentações da parede. Assim, boa
parte das técnicas recomendadas para a recuperação requer uso de telas ou materiais
deformáveis.
Deformabilidade excessiva de estruturas
Como surgem
Em geral, ocorrem pelo aparecimento de flechas nas peças estruturais. Mesmo
estruturas com flechas pequenas estão suscetíveis a patologias, pois fatores como
dimensões dos blocos, tipo de junta e características do material de assentamento
influem.
Como prevenir
Limitar a deformabilidade e adotar soluções como juntas flexíveis ou deformáveis
ou até pequenas taxas de armadura nas paredes. Alongar o tempo entre a execução da
estrutura e a da alvenaria pode diminuir os efeitos.
Atuação de sobrecargas
Como surgem
Compressão vertical e tensões tangenciais podem provocar fissuras horizontais
ou, mais comumente, fissuras verticais na alvenaria. Fatores como a forma geométrica
do bloco, a rugosidade superficial e a porosidade dos componentes, a retenção de água
e até a espessura da parede influem.
Como prevenir
Limitar a esbeltez da parede, evitar atuação de cargas concentradas, reforçar com
armaduras.
Retração de produtos à base de cimento
Como surgem
47
Argamassas com elevada relação água-cimento tendem a se contrair mais
durante a secagem, podendo trincar alvenarias. A própria retração de lajes pode induzir
fissuras e destacamentos.
Como prevenir
Assentamento com argamassas mistas, com cimento e cal hidratada, reduzindo-
se o módulo de deformação da alvenaria. Adoção de juntas, armaduras e outros detalhes
construtivos.
Movimentações higrotérmicas
Como surgem
Aparecem principalmente em função das diferentes propriedades higrotérmicas
dos materiais utilizados em conjunto. Há casos ainda de fissuras entre partes de um
mesmo componente. A orientação da parede e as cores da superfície devem ser
consideradas, pois têm relação direta com a exposição ao calor.
Como prevenir
Deve-se evitar o uso de materiais com elevada retração, e proteger da chuva os
blocos estocados e paredes recém-executadas. Assentamento com juntas em
amarração, criação de juntas.
Recalques de fundações
Como surgem
Tensões introduzidas nas alvenarias pela acomodação diferenciada ao longo das
fundações. A composição do solo, eventual rebaixamento do lençol freático,
consolidação distinta de aterro e interferências de bulbos de tensão são as principais
causas.
Como prevenir
Projetos devem se basear, além dos critérios de resistência, também em critérios
de deformabilidade dos solos. Na alvenaria, podem ser colocadas juntas entre as partes
da edificação com recalques diferentes.
48
Figura 4.72 – Fissuras em paredes de vedação: deformação do suporte inferior à deformação da viga superior
Figura 4.73 – Fissuras em alvenaria
Figura 4.74 – Fissuras típicas nos cantos da abertura, sob atuação de sobrecarga
Figura 4.75 – Fissuras verticais de alvenaria causados por excessivo carregamento vertical
49
Figura 4.76 – Fissuras em alvenaria devido a recalques diferenciais das fundações
Fissuras no concreto devido à corrosão do aço
Nos elementos estruturais em que o aço já foi vítima do processo de corrosão,
ocorre um aumento de volume em até oito vezes na parte afetada da armadura,
produzindo tensões de tração que o concreto não resiste, surgindo então pequenas
fissuras ao longo das armaduras situadas mais próximas da superfície do elemento
estrutural. Isso, por sua vez, permite que o aço fique mais exposto ao ataque externo,
acelerando o processo de corrosão e transformando essas trincas em rachaduras,
chegando a destacar partes do concreto.
As trincas em concreto armado devido à corrosão das armaduras são muito
comuns em edificações e precisam ser tratadas adequadamente, a fim de bloquear o
processo e não agravá-las como tem ocorrido em algumas obras, nas quais não se
procura identificar, diagnosticar e corrigir as verdadeiras causas do problema.
Para propor uma solução adequada, deve-se analisar a fonte geradora do
problema e só depois de estudar criteriosamente todas as condições envolvidas
apresentar uma solução que tenha um excelente desempenho técnico e econômico.
Basicamente pode-se dividir as causas nos seguintes grupos:
Má execução.
Concreto inadequado.
Ambiente agressivo.
Proteção insuficiente.
Manutenção inadequada.
50
Gradiente térmico.
Presença de cloreto.
Desconsideração de cargas dinâmicas.
Figura 4.77 – Penetração de agente agressivo através da porosidade do concreto
Figura 4.78 – Fissuração devido às tensões de tração provocadas pelas forças de expansão do aço em corrosão
Figura 4.79 – Lascamento do concreto e aceleração no processo de corrosão da armadura
Uma vez que na maioria dos casos de corrosão a fonte geradora é o meio externo,
deve-se evitar o fissuramento da peça e proteger onde for necessário. Nesse sentido, a
NBR-6118 especifica que as fissuras nas superfícies do concreto não deverão ter
aberturas superiores a:
0,1 mm para peças não protegidas, em meios agressivos.
51
0,2 mm para peças não protegidas, em meio não-agressivo.
0,3 mm para peças protegidas.
Figura 4.80 – Estrutura com armaduras exposta devido à corrosão das barras de aço
4.2. Problemas causados pela lixiviação do concreto
A lixiviação do concreto é uma das manifestações patológicas mais comuns. Ela é
causada basicamente pelo contato da estrutura com a água. Durante o processo de
hidratação do cimento é formado um composto chamado hidróxido de cálcio — Ca(OH)2.
Essa substância, quando em contato com a água, pode ser dissolvida e carregada
para fora da superfície de concreto. A remoção do hidróxido de cálcio recebe o nome de
lixiviação.
A lixiviação do concreto pode ocorrer em qualquer tipo de peça de concreto, seja
nas recém-executadas ou naquelas com vida útil avançada. A principal causa do
surgimento do problema é a utilização de cimentos mais puros (sem nenhum tipo de
adição).
A presença de adições, como escórias e pozolanas na mistura, faz com que o
hidróxido de cálcio seja consumido e transformado em outros compostos que não sofrem
lixiviação.
Em princípio, essa manifestação patológica sozinha não causa maiores
problemas para a peça de concreto, sendo que a maior preocupação é com a estética
da estrutura. Quando a infiltração da água dissolve e transporta os cristais de hidróxidos
de cálcio, são formados depósitos de sais que surgem como manchas brancas na
superfície de concreto.
52
O material branco é o carbonato de cálcio resultante da reação entre o hidróxido
de cálcio lixiviado e o CO2 da atmosfera. Quando leigos o observam, chegam a pensar
que o concreto está se desfazendo, lembrando que, geralmente, a resistência da
estrutura não é alterada pela lixiviação.
Porém, quando o fenômeno atinge estágios avançados, acaba criando problemas
mais sérios para a peça. A remoção de elevadas quantidades de sólidos da estrutura
abre caminhos para a entrada de substâncias nocivas às armaduras e ao próprio
concreto. A penetração de CO2, por exemplo, tem o potencial de causar a corrosão das
armaduras de concreto armado ou protendido. Se elementos como cloretos ou sulfatos
atacarem a peça, podem criar situações bem mais graves do que a lixiviação.
O fenômeno também não danifica os revestimentos aplicados sobre superfícies
de concreto, como as pinturas. Na verdade, a tinta e os outros materiais atuam para
diminuir os riscos da lixiviação, funcionando como barreira que protege contra a retirada
do hidróxido de cálcio do concreto.
Fenômenos diferentes
A carbonatação é um fenômeno que se caracteriza pela redução do pH do
concreto e menor proteção das armaduras. Induz a formação de depósitos brancos na
superfície dos concretos em decorrência da reação entre o hidróxido de cálcio com o
CO2 da atmosfera.
Tratando a lixiviação do concreto
Como a lixiviação do concreto é relativamente simples e comum, é importante
saber como lidar com ela. Quando a manifestação patológica começar a aparecer, o
tratamento da superfície se resume a uma limpeza para retirada do carbonato de cálcio.
Essa atividade é realizada simplesmente utilizando um jato d’água sob pressão.
Somente em situações mais graves, é recomendada a presença de profissional
capacitado para avaliar se há algum tipo de comprometimento da estrutura.
Prevenção
Existem diferentes maneiras de evitar a lixiviação, sendo que as principais
acontecem no momento de preparação do concreto. Uma das alternativas é a utilização
de cimentos compostos, já que o uso de adições auxilia na redução da perda de hidróxido
de cálcio.
53
Outra opção é a diminuição da quantidade de água colocada na mistura do
concreto, pois isso leva à produção de um concreto mais impermeável, evitando a
entrada de água e reduzindo a ocorrência da lixiviação.
Figura 4.81 – Problemas causados pela lixiviação
4.3. Desgaste superficial do concreto
O fenômeno do desgaste superficial consiste em um processo de deterioração
dos materiais ao longo do tempo. Tal deterioração está diretamente relacionada com a
vida útil destes materiais.
Os principais mecanismos geradores de desgaste superficial do concreto são:
Abrasão: ocorre em função do movimento relativo entre materiais com durezas
diferentes;
Erosão: ocorre através do transporte de partículas pontiagudas por um fluido, as
quais em contato com a superfície provocam um desgaste muito semelhante à
abrasão;
Cavitação: decorrente da ruptura de bolhas superficiais presentes no concreto.
4.3.1. Desgaste superficial por abrasão
A abrasão é um processo de perda de massa do material ocasionado por
inúmeras asperezas duras pertencentes a uma superfície ao entrar em contato e
movimento relativo com a outra. O desgaste por abrasão de uma superfície de concreto
é provocado pelo tráfego de pessoas e de veículos, bem como por impacto ou atrito
causado pelo arraste de partículas ou objetos soltos e ocorre de forma progressiva.
O mecanismo de deterioração superficial começa através do desprendimento dos
componentes do concreto de menor resistência mecânica e de menor capacidade de
aderência.
54
Figura 4.81 – Mecanismo da abrasão no concreto
4.3.1.1. Fatores que influenciam no desenvolvimento da resistência à abrasão
em concretos
a) Influência da relação água/cimento
A redução da relação a/c implica no aumento da resistência do concreto, isto é,
para uma melhora da resistência à abrasão deste material é necessário um aumento da
resistência característica.
Figura 4.82 – Influência da relação a/c
b) Influência do consumo de cimento
55
A resistência à perda de massa dos concretos ou à abrasão depende da dureza
da superfície, bem como da resistência interna, fato que pode exigir teores mais elevados
de cimento nas dosagens. A resistência superficial pode ser correlacionada diretamente
com a resistência à compressão, mas pode ser fortemente afetada pela exsudação do
concreto, que leva a uma maior relação a/c ocasionando uma camada superficial
enfraquecida.
c) Influência dos agregados
É a resistência ao desgaste da pasta composta pelos agregados miúdos e pelo
cimento, assim como a ligação desta com os agregados graúdos, que condiciona a
resistência à abrasão dos compósitos cimentícios. Uma redução do teor de agregados
finos pode resultar em incremento da resistência à abrasão. Para uma mesma qualidade
de pasta, diferentes tipos de agregados graúdos com distintas formas, texturas e
mineralogias podem resultar em concretos com diferentes resistências. O agregado
graúdo é o componente do concreto que protege a argamassa, que é menos resistente
ao desgaste.
d) Influência das adições
A presença de sílica ativa no concreto apresenta benefícios quanto à abrasão,
pois diminui a exsudação.
Obs.: um concreto corretamente curado e acabado, com ou sem cinzas, essencialmente
irá exibir igual resistência às forças de abrasão.
A fibra de polipropileno é um tipo de fibra sintética que tem sido muito aplicada em
estruturas de concreto, tais como pisos, para melhorar sua durabilidade e propriedades
mecânicas, pois este material proporciona grandes benefícios no controle da fissuração.
e) Influência da exsudação
Exsudação é um fenômeno cuja manifestação externa é o aparecimento de água
superficial logo após o lançamento e adensamento do concreto, porém antes de ocorrer
a sua pega. Todos os concretos exsudam até certo ponto, mas a água exsudada é
somente na superfície quando a taxa de exsudação excede a taxa de evaporação.
Nem toda a água que é exsudada atinge a superfície do concreto, parte dela fica
retida sob as películas de dimensões maiores, como os agregados graúdos, contribuindo
para o enfraquecimento da zona de transição ou de ligação pasta/agregado.
56
Figura 4.83 – Desgaste superficial do concreto por abrasão
Para melhorar a resistência à abrasão das superfícies de concreto, aconselha-se
evitar, ao máximo, a segregação e a exsudação do concreto, através das seguintes
medidas:
Cuidado no lançamento do concreto, para evitar segregação;
Garantir a qualidade, coesão e maior envolvimento dos agregados pela pasta de
cimento;
Empregar dosagem bem proporcionada e utilizando o abatimento o mais baixo
possível (desde que não prejudique o lançamento e acabamento do concreto);
Evitar excesso de vibração, que também resulta em segregação e exsudação;
Respeitar o tempo de cura do concreto para garantir a máxima hidratação do
cimento na superfície, potencializando a dureza e a resistência superficial do
concreto.
57
4.3.2. Desgaste superficial por erosão
O desgaste por erosão também ocorre por atrito (assim como o desgaste por abrasão),
só que em ambiente molhado. Este mecanismo de degradação se origina na ação da
água em movimento, que arrasta partículas sólidas em suspensão, como: areia,
cascalho, pedras e outros objetos, os quais se chocam contra a superfície do concreto,
provocando o desgaste por colisão, escorregamento ou rolagem.
As estruturas de concreto usualmente sujeitas ao desgaste por erosão são: galerias de
águas pluviais, barragens, calhas de vertedouros, canais de irrigação, pilares de pontes,
etc. O sintoma típico é a degradação superficial propriamente dita da estrutura.
Figura 4.84 – Mecanismo do desgaste superficial por erosão
Figura 4.85 – Desgaste superficial por erosão
Como evitar e recuperar
O comitê ACI 210R recomenda que, para se obter um concreto resistente à
erosão, deve-se empregar agregados de diâmetros máximos maiores e de
elevada dureza, além de utilizar pasta de cimento de baixo fator a/c.
58
Recomenda-se utilizar o concreto de alto desempenho;
O acabamento superficial e o regime de cura afetam muito mais a resistência à
abrasão do que a resistência à compressão dos concretos.
As ligações da pasta de cimento à areia e ao agregado graúdo são fundamentais
para conferir ao concreto boa resistência à erosão por abrasão.
A resistência à abrasão do concreto é relacionada com a dureza do agregado
graúdo, logo, depende do tipo de agregado utilizado na sua composição.
4.3.3. Desgaste superficial por erosão
Geralmente ocorre em locais de água corrente. Trata-se da degradação da
superfície do concreto causada pela formação de bolhas com reduzida pressão de vapor
que estouram em contato com pressão mais elevada quando a velocidade ou direção do
escoamento sofre uma mudança brusca, tal como no rebaixo brusco da figura abaixo,
causando erosões.
Figura 4.86 – Mecanismo do desgaste superficial por cavitação
Figura 4.87 – Desgaste superficial por cavitação
59
Como evitar e recuperar:
A simples substituição do concreto erodido não garante o bom desempenho em
longo prazo, necessitando de técnicas de reparo mais aprimoradas, que envolvem
a utilização de concretos mais resistentes e tratamentos superficiais mais
adequados;
O projeto hidráulico deve ser ausente de curvaturas abruptas e rebaixos bruscos,
e o acabamento da superfície do concreto deve ser muito resistente, liso, alinhado,
sem defeitos como saliências e depressões;
As propriedades dos materiais que melhor definem a resistência à cavitação são
a resistência à tração, ao impacto, à compressão e ao cisalhamento;
Recomenda-se o uso de concretos de alto desempenho;
Os agregados devem ser de no máximo 38 mm de diâmetro, duros, densos e com
excelente ligação entre a pasta e os agregados;
Utilização de concretos com fibras (exceto fibras metálicas);