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Profª Gláucia Nolasco de Almeida Mello

MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS E REABILITAÇÃO DE ESTRUTURAS

MANIFESTAÇÕES OU SINTOMAS

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MANIFESTAÇÕES OU SINTOMAS

1. Armaduras Expostas2. Fissuras3. Eflorescências e Manchas4. Desagregação do Concreto5. Ninhos de concretagem (segregação)6. Deformações Excessivas

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ARMADURAS EXPOSTAS

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(a)

(b)

Fig. 1: Armaduras expostas com corrosão (a) vigas do Píer de Atracação de Tambaú; (b) vigas da Cortina Atirantada na orla em Natal. Fonte: CAVALCANTI e CAVALCANTI, 2010; PEREIRA, 2010.

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ARMADURAS EXPOSTAS

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Fig. 2: Armaduras expostas com corrosão (a) pilares de uma edificação em São Paulo; (b) pilares de uma edificação na zona portuária do Recife.

Fonte: OLIVEIRA et al., 2013; MORAES FILHO, MONTEIRO e HELENE, 2014.

(a)

(b)

Rompimento de estribo

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FISSURAS

Dano de ocorrência mais comum.Chama a atenção dos leigos, proprietários e usuários, para o fato de que algo de anormal está acontecendo.Sua classificação como deficiência estrutural dependerá sempre da origem, intensidade e magnitude do quadro de fissuração existente.Conseqüência da atuação das mais diversas causas, intrínsecas ou extrínsecas.

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FISSURAS

Aberturas Aberturas (mm)Fissura ≤ 0,5Trinca > 0,5 e ≤ 1,5

Rachadura > 1,5 e ≤ 5,0Fenda > 5,0 e ≤ 10,0Brecha > 10,0

6

Tab. 1: Classificação das aberturas em edificações.

(NBR 9575: 2010)

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FISSURAS

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(a)(b)

Fig. 3: (a) Rachadura em viga de uma edificação de 14 pavimentos; (b) fissuras nas vigas e lajes do Píer de Atracação de Tambaú.

Fonte: PILZ et al., 2010; CAVALCANTI e CAVALCANTI, 2010.

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FISSURAS

MapeamentoDeve-se marcá-la com um traço comínuo, com tinta duradoura ou lápis dc cera, paralelamente a ela e a uma distância dc cerca de 10 mm, com uma clara identificação de suas extremidades e da data da observação;Sempre que possível, deve-se marcar um traço perpendicular à fissura no seu ponto de maior abertura, assinalando-se a medida desta abertura, em décimos de mm.

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FISSURAS

ClassificaçãoAtivas: quando a causa responsável por sua geração ainda atua sobre a estrutura.Estáveis: sempre que sua causa se tenha feito sentir durante um certo tempo e, a partir de então, deixado de existir.

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FISSURAS

ObservarCofiguraçãoPosição na peçaVariação de abertura

Na maioria dos casos com as observações acima é possível identificar as causas das fissuras.

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FISSURAS

CausasRelacionadas ao projetoContração plástica do concreto Retração do concretoMovimentação térmicaReações expansivasRecalques diferenciaisAções aplicadas

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FISSURASCAUSAS RELACIONADAS AO PROJETO

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Fig. 4: Algumas configurações genéricas de fissuras em função do tipo de solicitação predominante. Fonte: SOUZA e RIPPER, 2009.

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FISSURASCAUSAS RELACIONADAS AO PROJETO

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Fig. 5: (a) Fissuração em viga submetida a flexocompressão; (b) Fissuras por compressão, sem e com confinamento.

Fonte: SOUZA e RIPPER, 2009.

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FISSURASCAUSAS RELACIONADAS AO PROJETO

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Fig. 6: (a) Fissuração por flexão, como conseqüência da insuficiente seção de aço diante do momento negativo; (b) fissuração por flexão, como conseqüência da insuficiente seção de aço diante do momento positivo; (c) fissuração por cisalhamento por insuficiência de armaduras

para combate ao cortante. Fonte: SOUZA e RIPPER, 2009.

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FISSURASCAUSAS RELACIONADAS AO PROJETO

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Fig. 7: Fissuração por esmagamento do concreto, por reduzida espessura dalaje. (a) As fissuras surgem na face inferior, por deficiência diante dos momentos negativos; (b)

As fissuras surgem na face superior, por deficiência diante dos momentos positivos. Fonte: SOUZA e RIPPER, 2009.

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FISSURASCAUSAS RELACIONADAS AO PROJETO

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Fig. 8: (a) Fissuração de flexão devida à insuficiência de armadura para osmomentos negativos. As fissuras surgem na face superior.positivos. (b) Fissuração por flexão devida à insuficiência de armadura para os momentos positivos. As fissuras surgem na face

inferior. Fonte: SOUZA e RIPPER, 2009.

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FISSURASCAUSAS RELACIONADAS AO PROJETO

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Fig. 9: (a) Fissuração por deficiência de armaduras para combate aos momentosvolventes, na face superior da laje. (b) Fissuração por deficiência de armaduras para combate

aos momentos volventes, na face inferior da laje. Fonte: SOUZA e RIPPER, 2009.

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FISSURASCONTRAÇÃO PLÁSTICA DO CONCRETO

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Fig. 10: Fissuração devido ao assentamento do concreto em lajes armadas. Fonte: Azevedo, 2011.

Fissuras sobre as armaduras

superiores

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FISSURASCONTRAÇÃO PLÁSTICA DO CONCRETO

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Fig. 11: Formação de fissuras por assentamento plástico do concreto. Fonte: SOUZA e RIPPER, 2009.

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FISSURASCONTRAÇÃO PLÁSTICA DO CONCRETO

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Fig. 12: Fissuração derivada do movimento de fôrmas e escoramentos. Fonte: SOUZA e RIPPER, 2009.

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FISSURASRETRAÇÃO DO CONCRETO

Deformações em pasta de cimento, argamassas e concretos, sem que haja qualquer tipo de carregamento, reações químicas deletérias e expansivas ou variações térmicas.

Retração plásticaRetração devida à contração química ou deformação autógenaRetração por secagem ou hidráulicaRetração por carbonatação

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FISSURASRETRAÇÃO DO CONCRETO

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Fig. 13: (a) Fissuras de retração em vigas, as fissuras situam-se em todo o contorno da alma das mesmas, paralelas entre si, a intervalos quase regulares, podendo ocorrer em qualquer ponto do vão; (b) Fissuras de retração em lajes, formam uma figura de aspecto de mosaico,

podendo ocorrer em ambas as faces da peça.Fonte: SOUZA e RIPPER, 2009.

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FISSURASRETRAÇÃO DO CONCRETO

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Fig. 14: Sapata corrida de grandes dimensões com fissuras térmicas.Fonte: SANTOS, BITTENCOURT e GRAÇA, 2011.

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FISSURASRETRAÇÃO DO CONCRETO

24Fig. 15: Fissura típica do problema térmico.

Fonte: SANTOS, BITTENCOURT e GRAÇA, 2011.

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FISSURASMOVIMENTAÇÃO TÉRMICA

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Variação de temperatura → variação dimensional dos materiais da construção (contração ou dilatação). Os movimentos de dilatação e contração são restringidos pelos diversos vínculos desenvolvendo tensões. Quando as tensões são superiores à capacidade resistente ou de deformação das peças → aparecimento de fissuras.

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FISSURASMOVIMENTAÇÃO TÉRMICA

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As movimentações térmicas de um material estão relacionadas com

as propriedades físicas do mesmo;a intensidade da variação da temperatura.

A magnitude das tensões desenvolvidas é função:da intensidade da movimentaçãodo grau de restrição imposto pelos vínculos a esta movimentação;das propriedades elásticas do material.

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FISSURASMOVIMENTAÇÃO TÉRMICA

Movimentações diferenciadas ocorrem em função de:

Junção de materiais com diferentes coeficientes de dilatação térmica, sujeitos à mesma variação de temperatura (por exemplo, movimentações diferenciadas entre argamassa de assentamento e componentes de alvenaria).Exposição de elementos a diferentes solicitações térmicas naturais (por exemplo, cobertura com relação às paredes de uma edificação).Variação de temperatura ao longo de um mesmo componente (por exemplo entre a face exposta e a face protegida de uma laje de cobertura).

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FISSURASMOVIMENTAÇÃO TÉRMICA

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Fig. 16: Incidência do sol sobre a laje da cobertura provoca

fissuras nas paredes.

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FISSURASMOVIMENTAÇÃO TÉRMICA

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Fig. 17: Movimentações que ocorrem na laje de cobertura sob a ação da

elevação de temperatura.Fonte: Thomaz, 2001.

(a) (b)

(c)

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FISSURASMOVIMENTAÇÃO TÉRMICA

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Fig. 18: Distorção das paredes internas causada pelo aumento de comprimento das paredes externas.Fonte: Thomaz, 2003.

A distorção é nula junto à fundação e máxima junto à cobertura. A fissuração tem a mesma variação que a distorção.

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FISSURASMOVIMENTAÇÃO TÉRMICA

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Para uma dada variação de temperatura, a intensidade da variação dimensional é diferente para os diversos materiais de construção.

MaterialCoef. de

dilatação térmica linear (°C x 10-6)

Roch

as

naturais Granito 8-10

Calcário 3-4Arenito 7-12

Compo

s-tos a

base d

e ge

sso Gesso estuque 16-18

Placas de gesso 18-21

Compo

stos a b

ase

de c

imen

to

Argamassa 10-13Concreto (seixo rolado) 12-14Concreto (brita) 10-13Concreto celular 8Cimento com fibra de vidro 7-12Cimento amianto 8-12

MaterialCoef. de

dilatação térmica linear (°C x 10-6)

Tijolos ou

bloc

os

vaza

dos Concreto 6-12

Concreto celular 8Sílico-calcário 8-14Barro cozido 5-8

Mad

ei-

ras leve

s

Direção das fibras 4-6

Transversalmente às fibras 30-70

Mad

ei-

ras

dens

as Direção das fibras 4-6

Transversalmente às fibras 30-70

Vidros Plano 9-11

Alveolado 8,5

Tab. 2: Coeficiente de dilatação térmica linear de alguns materiais empregados na construção.

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FISSURASMOVIMENTAÇÃO TÉRMICA

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Tab. 3: Temperaturas de serviço em função da posição, da cor e da natureza do componente, válidas para países do Reino Unido.

Fonte: Thomaz, 2001.

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FISSURASMOVIMENTAÇÃO TÉRMICA

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A temperatura superficial da face externa de lajes e paredes pode ser estimada em função da temperatura do ar (tA) e do coeficiente de absorção solar (a).Tab. 4: Estimativa da temperatura superficial de lajes e paredes expostas ̀a radiação,

em ºF.Fonte: Thomaz, 2001.

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FISSURASMOVIMENTAÇÃO TÉRMICA

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Tipo de Material Cor da superfície Coeficiente (a)

Não Metálicos

Preta 0,95

Escura 0,80

Cinza claro 0,65

Branca 0,45

Metálicos

Cobre oxidado 0,80

Cobre polido 0,65

Alumínio 0,60

Ferro galvanizado 0,90

Tab. 5: Coeficiente de absorção solar.Fonte: Thomaz, 2001.

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FISSURASMOVIMENTAÇÃO TÉRMICA

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Exemplo:

Determinar a temperatura superficial de uma laje de concreto, sem isolamento térmico exposta ao sol, em um local onde temperatura ambiente e 35ºC.

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FISSURASREAÇÕES EXPANSIVAS

RAA – Reação Álcalis-AgregadoOcorre a formação de um gel expansivo dentro da massa do concreto;Desenvolve-se lentamente, não costuma se manifestar antes de 1 ano após a concretagem;Sintoma mais comum é a fissuração desordenada nas superfícies expostas.

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FISSURASREAÇÕES EXPANSIVAS

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Fig. 19: Quadro de fissuração interno em blocos de fundação de edificação na Região Metropolitana do Recife.

Fonte: Andrade, 2006.

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FISSURASREAÇÕES EXPANSIVAS

38Fig. 20: Fissuras mapeadas na Tomada d’água da UHE Paulo Afonso III.

Fonte: Andrade, 2006.

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FISSURASRECALQUES DIFERENCIAIS

39Fig. 21: Tipos de fundações: (a) rasas ou superficiais e, (b) profundas.

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FISSURASRECALQUES DIFERENCIAIS

40Fig. 22: Edificação no litoral de São Paulo.

Fonte: MILITITSKY, CONSOLI e SCHNAID, 2015

Mau desempenho das fundações de obras de pequeno e médio porte →em mais de 80% dos casos a ausência de investigação é o motivo da adoção de solução inadequada.

Fonte: MILITITSKY, CONSOLI e SCHNAID, 2015

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FISSURASRECALQUES DIFERENCIAIS

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Fig. 23: Rachadura em viga de uma edificação em São Paulo em função do

recalque da fundação.Fonte: PILZ et al., 2010.

Consequência de incorreções na interação solo-estrutura, que podem ocorrer tanto nas fases de projeto e de execução, como na de utilização.

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FISSURASRECALQUES DIFERENCIAIS

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Fig. 24: Fissuras típicas causadas por recalques de pilares internos.Fonte: MILITITSKY, CONSOLI e SCHNAID, 2015

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FISSURASRECALQUES DIFERENCIAIS

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Fig. 25: Fissuras provocadas por deslocamento nos cantos da edificação: (a) recalque de fundação de pilar de canto e, (b) recalque na extremidade provocando fissuras na parede

portante.Fonte: MILITITSKY, CONSOLI e SCHNAID, 2015

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FISSURASRECALQUES DIFERENCIAIS

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Fig. 26: Superposição de tensões em fundações superficiais.Fonte: MILITITSKY, CONSOLI e SCHNAID, 2015

Quando uma fundação transfere carga ao solo e esta transferência é considerada de forma isolada, a existência de outra solicitação altera as tensões na massa de solo.

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FISSURASRECALQUES DIFERENCIAIS

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Fig. 27: Superposição de tensões em fundações profundas (simulação com o método dos elementos

finitos.Fonte: MILITITSKY, CONSOLI e SCHNAID, 2015

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Fig. 28: Grupo de estacas apoiado em camada competente sobre solo mole: (a) ruptura; (b) problemas de recalque.Fonte: MILITITSKY, CONSOLI e SCHNAID, 2015

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FISSURASRECALQUES DIFERENCIAIS

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Fig. 29: Estimativa de tensões admissíveis com base em resultados de placa extrapoladas para grandes áreas carregas, nos quais o bulbo de tensões (a) atinge camadas de comportamento distinto (solo heterogêneo) em profundidade; (b) atinge camadas mais profundas e maiores tensões de confinamento.Fonte: (Bjerrum e Eggestad (1963) e Burland e Burbidge (1984) apudMILITITSKY, CONSOLI e SCHNAID, 2015.

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Fig. 30: Fundação direta submetida a esforços horizontais, adjacente a escavação.Fonte: (Socotec (1999) apudMILITITSKY, CONSOLI e SCHNAID, 2015.

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Fig. 31: Fundações em estacas próximas (de diferentes pilares) sem considerar efeitos de sobreposição.Fonte: MILITITSKY, CONSOLI e SCHNAID, 2015.

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50Fig. 32: Uso do modelo do cone de arrancamento em fundações profundas tracionadas.

Fonte: MILITITSKY, CONSOLI e SCHNAID, 2015.

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51Fig. 33: Tração em grupo de estacas.Fonte: MILITITSKY, CONSOLI e SCHNAID, 2015.

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FISSURASRECALQUES DIFERENCIAIS

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Fig. 34: Comprimento de flambagemreal do pilar sobre estaca isolada sem travamento nas duas direções, diferente do cálculo.Fonte: MILITITSKY, CONSOLI e SCHNAID, 2015.

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Fig. 35: Flambagem de estacas esbeltas em solos moles.Fonte: MILITITSKY, CONSOLI e SCHNAID, 2015.

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FISSURASAÇÕES APLICADAS

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Fig. 36: Fissuração microestrutural do concreto quando submetido a um esforço de tração (a) e de compressão (b).

Fonte: HANAI, 2005 apud ANDRADE e TUTIKIAN, 2011.

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Fig. 37: Manchas e eflorescências em

lajes com infiltração de água.

Fonte: AZEVEDO, 2011.

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EFLORESCÊNCIAS E MANCHAS

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Fig. 38: Manchas e eflorescências em lajes devida a

impermeabilização incorreta.Fonte: Disponível em

http://www.cimentoitambe.com.br/combate-as-patologias-comeca-na-impermeabilizacao/.

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EFLORESCÊNCIAS E MANCHAS

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Fig. 39: Manchas esbranquiçadas de carbono de cálcio provocadas

pela lixiviação.Fonte: Disponível em

http://www.ecivilnet.com/dicionario/o-que-e-lixiviacao.html.

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DESAGREGAÇÃO DO CONCRETO

Geralmente ocorre em conjunto com a fissuração.Há perda, localizada ou global, da capacidade de resistir aos esforços.

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“...separação física de placas ou fatias de concreto, com perda de monolitismo e, na maioria das vezes, perda também da capacidade de engrenamento entre os agregados e da função ligante do cimento.” (SOUZA e RIPPER, 2009)

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CausasFissuraçãoMovimentação das fôrmasCorrosão do concretoCalcinação do concretoAtaques biológicos

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DESAGREGAÇÃO DO CONCRETO

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Fig. 40: Perda da camada de cobrimento

das armaduras..Fonte: Disponível em

http://diegomallof.blogspot.com.br/.

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DESAGREGAÇÃO DO CONCRETO

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Corrosão do concreto → “Em oposição ao processo de corrosão do aço das armaduras, que é predominantemente eletroquímico, a do concreto é puramente química e ocorre por causa da reação da pasta de cimento com determinados elementos químicos, causando em alguns casos a dissolução do ligante ou a formação de compostos expansivos, que são fatores deteriorantes do concreto.”

(SOUZA e RIPPER, 2009)

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DESAGREGAÇÃO DO CONCRETO

Classificação dependendo das ações químicas que lhe dão origem:

corrosão por lixiviação; corrosão química por reação iônica; corrosão por expansão.

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DESAGREGAÇÃO DO CONCRETO

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Calcinação do concreto → “Ação do fogo sobre o concreto, que, caracteriza-se, basicamente, pela alteração da cor e pela perda de resistência, sendo este quadro anômalo função direta da temperatura a que o incêndio atinge.”

(SOUZA e RIPPER, 2009)

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DESAGREGAÇÃO DO CONCRETO

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Fig. 41: Processo físico-químico do

concreto em situação de incêndio .

Fonte: BRITEZ e COSTA, 2001.

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DESAGREGAÇÃO DO CONCRETO

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Fig. 42: Exemplo de spalling explosivo ocorrido em pilar de concreto de alta

resistência fck = 83 MPa .Fonte: KODUR, 2005 apud BRITEZ e COSTA, 2001.

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NINHOS DE CONCRETAGEM (SEGREGAÇÃO)

Espaços não preenchidos (vazios na massa) formados em função de falhas ocorridas durante o adensamento do concreto.

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Fig. 43: Falha de concretagem em extremidade inferior de viga de concreto .

Fonte: Azevedo, 2011.

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NINHOS DE CONCRETAGEM (SEGREGAÇÃO)

CausasVedação da fôrmaLançamento do concretoTraço do concreto.Detalhamento da armaduraAdensamento do concreto

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Fig. 44: Falha de concretagem em pilar de concreto .

Fonte: https://www.aecweb.com.br/cont/m/rev/corrosao-do-concreto-e-causada-por-umidade-e-gases-nocivos_6412_0_1.

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DEFORMAÇÕES EXCESSIVAS

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Fig. 45: Configuração de trincas em paredes devida a deformação de viga de apoio.

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DEFORMAÇÕES EXCESSIVAS

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Fig. 46: Trinca na região do

balanço devida à deformação das

vigas e cisalhamento do

painel de alvenaria.

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DEFORMAÇÕES EXCESSIVAS

70Fig. 47: Trinca na alvenaria devida à deformação da laje.

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