Luiz Carlos Pinto Da Silva

Palestra Condies Necessrias para assegurar a Durabilidade e Vida til de Estruturas de Concreto

Prof. Luiz Carlos Pinto da Silva Filho

CONDIES NECESSRIAS (CUIDADOS RECOMENDADOS) PARA ASSEGURAR A DURABILIDADE E VIDA TIL

DE ESTRUTURAS (DE CONCRETO)

Prof. Dr. Luiz Carlos Pinto da Silva Filho

Universidade Federal do Rio Grande do Sul UFRGS Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil PPGEC

Laboratrio de Ensaios e Modelos Estruturais LEME

Realizao:



Concepo

Projeto

Execuo

Uso e manuteno

Desmobilizao

/ Demolio

PRESERVAR O VALOR (UTILIDADE/ DESEMPENHO)

DA ESTRUTURA

Ciclo de Vida

2

Justificar uso de recursos gastos na

construo ($$, insumos)



Algumas construes que envelhecem bem...



Outras nem tanto



Como vo envelhecer as obras que estamos criando??

Quanto mais ampla a infraestrutura existente

REPOSIO $$$$ e Complexa



Concepo

Projeto

Execuo

Uso e manuteno

Desmobilizao

/ Demolio

PRESERVR O VALOR (UTILIDADE/ DESEMPENHO)

DA ESTRUTURA

Gesto do Ciclo de Vida

CONSERVAO DE ESTRUTURAS

Vai alm da

VUP!!!!



OBJETIVO ATUAL:

PROJETAR E EXECUTAR VISANDO GARANTIR SEGURANA ESTRUTURAL , PRESERVAR DESEMPENHO E ATINGIR A VIDA TIL

(COM SUSTENTABILIDADE)

Conhecimento das demandas de desempenho e da resposta dos materiais e componentes a diferentes condies de uso e exposio (mecanismos de degradao)



Durabilidade x Vida til

Edifcio residencial de mltiplos pavimentos. Fonte: Revista Tchne

VIDA TIL

Durabilidade

REGIME DE USO

MEIO AMBIENTE



Acompanhamento ao longo do tempo

Conservao de Estruturas no fib Model Code 2010 SLD

Vida til nasce no projeto

Se consolida na execuo

CLIENTE



Diretrizes Para Promoo do Aumento da Vida til

Projetar de forma eficaz, com conhecimento da boa tcnica

Conhecer e usar bem os (novos) materiais

Executar Adequadamente

Monitorar e intervir quando necessrio para assegurar V.U. (Conservar)



DIRETRIZ: PROJETAR DE FORMA EFICAZ



Desafio: Entender que projetar fazer a gesto do desempenho no tempo

Desempenho

Tempo

Vida til

Limite Mnimo de Desempenho

Processo de perda de desempenho no tempo

Falha

Controlar o processo de perda de desempenho e prevenir falhas

durante um tempo que justifique os recursos investidos



Problemas de Desempenho/Funcionalidade



Colapso Total

Ed. Areia

Branca

(PE)

Ed. Itlia

So Jos do

Rio Preto (SP)

Problemas de Desempenho / Falhas



Norma de Desempenho (NBR 15.575/2012)

Segurana Estrutural

Segurana contra Incndio

Conforto Termo-Acstico

Estanqueidade

...

Durabilidade e Manutenibilidade

IMPORTANTE MUDANA DE PARADIGMA POSITIVO PARA A INDSTRIA DA CONSTRUO NORMA GUARDA-CHUVA

Normas Especficas Detalhadas

Procedimentos usados para avaliao de sistemas construtivos

Processo de Consensuao

Conhecimento Disperso Corpo Normativo Incipiente ou Inexistente Demanda avano rpido



Desafio: Respeitar Normas / Atualizar Processo de Projeto

OTIMIZAO

ESBELTEZ

DEFORMABILIDADE Seminrio Tecnologia

CONHECER E UTILIZAR NORMAS

VIGENTES

Avano processo de projeto



NBR 15575 Edificaes habitacionais Desempenho - Partes 1 e 2, Maro/2013 NBR 6118 Projeto de estruturas de concreto Procedimento, 21/05/2007.

NBR 8681 - Aes e segurana nas estruturas Procedimento, 31/03/2004

NBR 6120 Cargas para o clculo de estruturas de edificaes, 30/11/1980. Errata em 30/04/2000.

NBR 9062 Projeto e execuo de estruturas de concreto pr-moldado, 04/12/2006.

NBR 6123 Foras devidas ao vento em edificaes, 30/06/1988. Errata em 30/12/1990.

NBR 15200 - Projeto de estruturas de concreto em situao de incndio, 26/05/2012.

ATENDIMENTO S NORMAS

NORMAS BRASILEIRAS PARA PROJETO, MATERIAIS E EXECUO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO



NBR 8953 - Concreto para fins estruturais - Classificao pela massa especfica, por grupos de resistncia e consistncia, 1/12/2009 (verso corrigida, 18/05/2011)

NBR 7480 Barras e fios de ao destinados a armaduras para concreto armado, 03/09/2007.

NBR 7481 Tela de ao soldada Armadura para concreto, 30/03/1990.

NBR 7482 Fios de ao para concreto protendido, 17/03/2008.

NBR 7483 Cordoalhas de ao para concreto protendido, 17/03/2008.

NBR 12655 - Concreto de cimento Portland - Preparo, controle e recebimento Procedimento

NBR 15923 - Concreto auto-adensvel - Parte 1: Classificao, controle e aceitao no estado fresco, 13/05/2010

NBR 15696 - Frmas e escoramentos para estruturas de concreto - Projeto, dimensionamento e procedimentos executivos, 15/04/2009.

NBR 8953 - Concreto para fins estruturais - Classificao pela massa especfica, por grupos de resistncia e consistncia, 1/12/2009 (verso corrigida, 18/05/2011)



Desafio: Obter mais tempo para Desenvolvimento e Coordenao de Projetos

Momento da Engenharia: MAIS TEMPO PARA DESENVOLVIMENTO DO PROJETO

Processo Interativo de Resoluo de Problemas

PROJETO: 37 a 55% CONCEPO: 1 a 11%

MAL RESOLVIDO



Projetos Mal Resolvidos



Desafio: Integrao Projetos

Modelagem 3D

BIM (com dados de execuo e

manuteno

Antever e resolver interferncias



Exemplo



Desafio: Controle Deformaes

Edifcios Altos/Grandes Estruturas Cargas elevadas Deformaes Maiores



Desafio: Adequada Considerao dos Efeitos Dinmicos - Vento



Desafio: Adequada Considerao dos Efeitos Dinmicos - Fadiga

Perodo 2002-2006: 9,6%

Em 8 anos



Desafio: Aceitar que construes no so estticas

Variao de dimenses devido a efeitos higrotrmicos

Casos simples (variao climtica) e casos complexos (situao de incndio)



Fissurao Trmica



Desafio: Promover a Regionalizao de Projetos

No possvel implantar o mesmo projeto em Goinia, Porto Alegre e Recife, esperando obter

a mesma Vida til!!! Condies ambientais variadas (temperatura,

umidade, cloretos , etc) podem causar:

Diferena significativa nas movimentaes da estrutura Diferena nos mecanismos/ritmos de degradao


Prof. Luiz Carlos Pinto da Silva Filho Tabela 7.2

Elemento

Classe de agressividade ambiental

I II III IV

Cobrimento nominal (mm)

Laje 20 25 35 45

Viga/Pilar 25 30 40 50

Desafio: Melhorar Definio das Condies de Agressividade

Fraca Moderada Forte Muito forte

I II III IV

Rural / Submerso Urbana Marinha / Industrial

Industrial /

Respingos de

Mar

I II III e IV V

Ambiente seco Ambiente mido

Ambiente mido+

Sais de degelo /

Marinho

Ambiente

agressivo

ACI 318-02 Subjetivo Subjetivo Subjetivo Subjetivo

NormaClasse de Agressividade*

CEB

NBR 6118-03




Prof. Oladis Rincon Venezuela

Mapas de Agressividade




MICROCLIMAS

Inspeo: Ateno a elementos de maior risco pilares garagem (ou mais carregados) / elementos de fachada /

fundaes



Fachadas Oeste x Sul: Umidade Insolao

Tenses Trmicas / Infiltraes Colonizao por Microorganismo



Fraca Moderada Forte Muito forte

I II III IV

Rural / Submerso Urbana Marinha / Industrial

Industrial /

Respingos de

Mar

I II III e IV V

Ambiente seco Ambiente mido

Ambiente mido+

Sais de degelo /

Marinho

Ambiente

agressivo

ACI 318-02 Subjetivo Subjetivo Subjetivo Subjetivo

NormaClasse de Agressividade*

CEB

NBR 6118-03NBR 6118

macro clima

micro clima ambiente interno

seco

ambiente

interno

seco

ambiente

interno

seco

ambiente

externo

mido

Considerao Microclima na NBR 6118

Helene

PROJETISTA NECESSITA CONHECER QUANDO E PORQUE SE DEVE AJUSTAR



Avoidance of Deterioration

Full Probabilistic

Partial Safety Factors

Deemed to Satisfy

Fib Model Code for Service Life Design 2010

fadiga / corroso / fissurao: critrios fixos com pouca

margem para ajustes em projeto

Dimensionamento Concreto

Vida til

Lidar com Incerteza

Abordagem das Normas Brasileiras

Desafio: Adotar prticas mais avaadas de Projeto para Vida til



Valor Mdio das Cargas

Valor Mdio das Resistncias

Zona de Possibilidade

de Falha

Densidade de Probabilidade

Tenso (MPa)

Segurana: R > Q

f(Q) fck

Valor Mdio de projeto das Cargas

Desafio: Explicitar Confiabilidade



Desafio: Explicitar Confiabilidade



DIRETRIZ: CONHECER E USAR BEM OS MATERIAIS



Desafio: Adequada Especificao Propriedades Materiais Estruturais

Relao Fc x E F (agregado local )

Especificao de Projeto: -20 MPa - 35 GPa (Limitar deformao) - Relao 0,5 (Norma) Espao Vazio

CONCRETO: -Fck -Fc (63 dias) -E (28 dias) -E (desforma) -Relao a/c -Tipo de cimento -Tipo de agregado - etc

CARDAPIO DE TRAOS / PROJETO DE CONCRETO



Desafio: Vencer Resistncias para Implementar Novas Solues

Protenso no-aderente

Concreto Auto-Adensvel

Concretos com Fibras

REDUZEM CHANCES DE PROBLEMAS DE

EXECUO



Desafio: Ateno a Novas Desenvolvimentos

Concreto Permevel

Concreto Auto-Limpante

SHCC



Desafio: Conhecer as Propriedades dos Novos Materiais

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91 98 105 112 119 126 133 140 147 154 161 168 175 182 189

TEMPO (dias)

FL

EC

HA

(m

m)

VT1 VT2 VF1 VF2 VB1 VB2 VA1 VA2

Concreto Branco e com

Fibras

HENRIETTE BARONI (Mestrado, 2003)

Cuidado com aplicao de critrios normativos

vigentes a novos materiais



Comportamento Retrao NSC/HSC

Compensao Retrao



Desafio: Conhecer Mecanismos de Deteriorao

RAA

ATAQUE SULFATOS

PREVENO E TRATAMENTO

CORROSO



Exemplo: Preveno RAA

Anlise e Seleo de Agregados

Exame Petrogrfico dos Agregados em Zonas de Risco

Testes Reatividade

Anlise Contedo lcalis Cimento

Testes de trao

Ajuste de Trao

Barras de argamassa Expanso



Desafio: Entender Efeitos Estruturais da Deteriorao dos Materiais



Efeitos do processo corrosivo

0

5

10

15

20

25

0% 5% 10% 15% 20%

Grau de Corroso [% de perda de massa]

Res

ist.

m

x. d

e a

der

nci

a [

MP

a]

8mm

12,5mm

0

100

200

300

400

500

0% 5% 10% 15% 20%


l b [

mm

]

12,5mm (experimental)

12,5mm (NBR 6118)

ADERNCIA

0

200

400

600

800

1000

0% 5% 10% 15% 20%

Grau de corroso [% de perda de massa]

Res

ist

nci

a

tra

o

[M

Pa

]

8mm

12,5mm

0

10

20

30

40

50

60

0% 5% 10% 15% 20%

Grau de corroso [% de perda de massa]

Alo

ng

am

ento

[m

m]

8mm

12,5mm

PROPRIEDADES APARENTES DO

AO



Efeitos Capacidade Estrutural

2%

10% 0

5

10

15

20

25

30

35

40

0% 2% 5% - irreal 10% 20%


Ca

rga

[k

N]

Carga Primeira fissura (kN)

Carga Ruptura (kN)

0%

20%

40%

60%

80%

100%

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10

rea da armadura [%]

Perd

a d

a c

ap

ac.

de c

arga [

%]



DIRETRIZ: EXECUTAR ADEQUADAMENTE



Desafio: Respeitar Regras Bsicas

Back to Basics Cobrimento

Relao a/c (ou a/mc)

Cura

No usar agregado reativo Usar proteo

C

NBR 6118 (2003) Aumento do cobrimento

> 2 cm

Classe de agressividade

ambiental

I II III IV

Cobrimento nominal (mm)

Laje 20 25 35 45

Viga

Pilar 25 30 40 50



Limitao Relao a/c

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 10 20 30 40 50

tempo (anos)

Cl-

(%

so

bre

a m

assa

de

cim

ento

)

0,28 0,45 0,75

6,8

11,3

17,5

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

0

5

10

15

20

25

30

Obs 0%

Obs 5%

Obs 10%

Obs 15%

Obs 20%

0%

5%

10%

15%

20%

Pro

fundid

ade c

arb

onata

o - E

cc (m

m)

Relao gua/cimento

0 5 10 15 20

Obs0,30

Obs0,35

Obs0,45

Obs0,60

Obs0,80

Teor de slica ativa (%)

0,30

0,35

0,45

0,60

0,80

Dal Molin et al.

Relao a/c < 0,50



Uso de Protees

No concreto

Pintura

Revestimentos

No ao

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,1

Ta

xa

de

ab

so

r

o

1

Concreto Museu Padro

base silicatos

Base acrlico

Base silanos e siloxanos 2

Base silanos e siloxanos 1



Desafio: Evitar Problemas durante a Concretagem



Espaadores

Material Capacidade Resistente rea de contato com a forma Tortuosidade Especificar espaadores



Desafio: Reduo de No Conformidades

Alinhamento Armadura / Pilares

Ninhos

Acabamento

Cobrimento

Sees

Carga/Preenchimento de Protenso

Fck Concreto



Fonte: Eng. Arcindo Vaquero y Mayor



No conformidade: Problemas de Preenchimento de dutos

Gamagrafia

Cordoalhas engraxadas: Adotar solues/materiais mais robustas, menos suscetveis a problemas de execuo



Concreto No Conforme



Conceito do Fck

95%

Fck est

Fck est

Renato Faria - Revista Tchne



CO

NTR

OLE

DE

QU

ALI

DA

DE

DE

UM

A E

STR

UTU

RA

DE

CO

NC

RET

O

Revista Tchne nov/09



PROJETISTAS

CONSULTORES

CONSTRUTORES

CLIENTES

PRODUTORES

LABORATRIOS

CONTROLE DE QUALIDADE DE UMA ESTRUTURA DE CONCRETO



NO CONFORMIDADES DIAGNSTICO DO PROBLEMA

PROJETISTAS

CONSULTORES CONSTRUTORES

CLIENTES

PRODUTORES LABORATRIOS

CONCRETO NO

CONFORME

CONTROLE NA PRODUO: - CONTROLE RIGOROSO DAS VARIAES DO

LOTES DOS AGREGADOS; - AMOSTRAGEM E ENSAIO DE LOTES DE

CIMENTO (RASTREABILIDADE); - AFERIO DOS EQUIPAMENTOS

(INCERTEZAS DE MEDIO); - ERROS (DESVIOS) ADIMISSVEIS; - PROCESSO E TEMPO DE MISTURA; - CONDIES AMBIENTAIS.

CONTROLE DO TRANSPORTE: - TEMPO DE MISTURA; - VELOCIDADE DE MISTURA; - DISTNCIA DA OBRA; - CONDIES DO EQUIPAMENTO; - REDOSAGENS, PERDAS DE ABATIMENTO,

CORREO DE GUA.

CONTROLE NA AMOSTRAGEM: - PORO DO CB DA AMOSTRA; - MTODO (PROCEDIMENTO DE

AMOSTRAGEM); - TRATAMENTO DAS AMOSTRAS (CURA,

ESTOCAGEM,...) - TRANSPORTE.

CONTROLE DO ENSAIO: - AFERIO DA PRENSA (ERRO DE MEDIO); - VELOCIDADE DE CARREGAMENTO; - IDADE; - TIPO DE CAPEAMENTO; - TREINAMENTO DA EQUIPE; - CONTROLE (RASTREABILIDADE).



Alternativas

Corpo de Prova Resistncia Compresso 28 dias (MPa) Desvio (MPa) Coef de variao(%) Comparao com 10x20

Cilindrico 10x20 48,3 1,39 2,88% 1,00

Cilindrico 15x30 46,3 2,10 4,54% 0,96

Cubico 10x10 52,6 1,68 3,19% 1,09

Cubico 15x15 50,9 1,25 2,46% 1,05

CONTROLE ADICIONAL VIA ENSAIO DE ADERNCIA GRUPO APULOT

48,3(10x20) 52,6 (10x10)

46,3(15x30) 50,9 (15x15)

0

10

20

30

40

50

60

Cilindrico Cubico

MP

a

Tipo de CP

Comparao Cbico - Cilindrico



Desafio: Promover Segurana e Boas Prticas de Trabalho

RISCO SADE

CUSTO PERDA DE PRODUTIVIDADE



Desafio: Aumentar a Produtividade

Estamos no Limite no Modelo Atual (Fabricao inloco) Alternativa:

Industrializao Pr-Moldados



Desafio: Tratamento de Interfaces

Soluo de Juntas

Impermeabilizao



DIRETRIZ: MONITORAR E INTERVIR QUANDO NECESSRIO (CONSERVAR)



Desafio: Registro de Modificaes

Projeto As-Built



Boa Prtica: Birth Certificate

EX: Cobrimento, permeabilidade do concreto, condies ambientais, qualidade da execuo, modelos de previso da vida til,etc)



Dese

mpenho

Tempo

> Vida til

Mnimo Aceitvel

Intervenes

DESAFIO: DEFINIR E REGISTRAR A POLTICA DE MANUTENO

MANUTENO: PREVISTA EM PROJETO!!!!! Manual de Uso e

Manuteno



Desafio: Manutenibilidade

FORMA

CONDIES DE ACESSO



Desafio: Inspees Peridicas



DESAFIO: Deteco Precoce de Problemas

76

PRINCPIO DA PREVENO:

Diagnosticar cedo para intervir antes, reduzindo custos e

riscos!!!



The annual cost to owners for repair, protection and strengthening is estimated between $18 billion and $21 billion in the U.S. alone!!!!

Strategic Development Council

(SDC)

inter-industry development group

Diversas estruturas j em condio de falha!!!



Desafio: Internalizao Custos de Manuteno

DE: CUSTOS DE CONSTRUO

PARA: CUSTOS AO LONGO DA VIDA TIL (LIFE CYCLE COSTS)

Custos de operao do edifcio e suas partes Custos de manuteno corretiva Custos de manuteno preventiva Custos associados a riscos e manifestaes patolgicas (aes

judiciais, imagem) Custos ao fim da vida til



ISSO NO MANUTENO!!!!!!

No vale esconder o problema!!!

79



Boa Prtica: Uso de Sensores

80

http://www.ib-schiessl.de Estruturas Inteligentes

Aspecto Fundamental: PPP / Build and Operate



Desafio: Monitoramento Contnuo

Embedded Corrosion Instrument ECI linear polarization resistance, open circuit potential, resistivity, chloride ion concentration, and temperature

NOVA E MAIS SOFISTICADAS SOLUES

Sensores/Registradores de Umidade/ Maturidade

Smart Aggregates Song et Al, 2008



Desafio: Evitar Deteriorao do Patrimnio Construdo

DESCASO

Perda de patrimnio

Risco



O OUTRO LADO DA MOEDA



Desafio: Reduo de Resduos

Reduzir gerao Reutilizar (reforma / demolio por elementos) Reciclar (usar resduos da construo) Cada vez mais difcil e caro efetuar deposio adequada!!!



Desafio: Viabilizar e Incentivar Uso de Produtos Reciclados



[email protected]

OBRIGADO PELA ATENO!!!!

Luiz Carlos Pinto Da Silva

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