Materiais utilizados na recuperação

e reforço estrutural

Recuperação e Reforço Estrutural

A qualidade dos serviços de recuperação ou de

reforço de estruturas de concreto depende:

da análise precisa das causas que os tornaram

necessários;

do estudo detalhado dos efeitos produzidos;

Definidos estes dois pontos, passa-se então à escolha

do material e da técnica adequada.

MATERIAIS UTILIZADOS NA RECUPERAÇÃO

DE ESTRUTURAS DE CONCRETO

Critérios para seleção de

materiais

• As características da patologia encontrada;

• As limitações verificadas para aplicação de

determinadas soluções;

• O desempenho que se pretende atingir após

a correção.

Critérios para seleção de

materiais

A escolha dos materiais e técnicas de

correção deve estar coerente com o

diagnóstico e as exigências de

funcionamento da estrutura.

Propriedades dos materiais

• resistência à compressão, à tração e ao cisalhamento;

• módulo de elasticidade;

• base química (mineral, epóxi, acrílica, dentre outras);

• resistência a ataques químicos;

• estabilidade frente a variações de temperatura;

• coeficiente de dilatação térmica

• resistência à abrasão;

• aderência ao concreto e/ou aço;

• retração;

• “pot-life”(tempo disponível para aplicação do produto após seu preparo);

• “open-time” (tempo no qual o produto é capaz de desempenhar sua função, após a mistura).

Argamassas e concretos

usuais

• Podem ser preparados no local ou adquiridos na forma industrializada;

• O concreto convencional deve ter dosagem que considere as diferenças de retração entre o concreto a ser aplicado e o concreto existente na peça a recuperar;

• Os traços muito ricos em cimento também devem ser evitados, pois apresentam grande retração.

• Os aditivos plastificantes, superplastificantes e expansores devem ser empregados de forma a permitir adequação às necessidades do serviço.

Concreto projetado

• Tem como características a densidade e capacidade aderente suficientes para possibilitar pela própria velocidade de transporte, a compactação simultânea com a aplicação.

• Pode ser aplicado mesmo de baixo para cima.

• Possui baixa relação a/c.

• Existe dois tipos clássicos: mistura seca, onde a água só é adicionada após completado o transporte.

• Mistura úmida, que resulta no transporte do produto já hidratado.

Concreto polimérico

• São as argamassas ou concretos

modificados com epóxi ou com látex.

• Concreto de polímero (CP), que é

formado polimerizando-se uma mistura

de monômero e agregado, sem água.

• O CP pode desenvolver resistências à

compressão da ordem de 140 MPa em

algumas horas.

• Indicado, apesar do alto custo, para

trabalhos de emergências em minas,

túneis e auto-estradas.

Concreto polimérico

• O concreto modificado com látex

(CML) é um concreto convencional

obtido com substituição parcial da água

de amassamento por látex (emulsão de

polímero).

• Possui excelente capacidade de adesão

ao concreto antigo e grande

durabilidade a soluções agressivas.

• Empregado em pisos industriais e em

recuperação de tabuleiros de pontes.

Concreto polimérico

• O concreto impregnado com polímero

(CIP) é produzido impregnando-se, ou

infiltrando-se, um concreto endurecido

com monômero e posterior

polimerização do monômero “in loco”.

• O CIP favorece a efetiva vedação de

microfissuras e de poros capilares.

• Tem sido usado na produção de

produtos pré-fabricados de alta

resistência, favorecendo a durabilidade

das superfícies de tabuleiros e pontes.

Concreto com sílica ativa

• A sílica ativa é um subproduto das

indústrias de silício metálico e ligas ferro-

silício.

• Atua no concreto alterando suas

características, devido sua ação pozolânica

e seu efeito microfiller.

• Vantagens do seu uso: maiores resistências

à compressão, à tração, à abrasão, à erosão,

a ataques químicos, menor permeabilidade,

porosidade e absorção, maior aderência

entre concreto novo e concreto velho e

menor índice de reflexão no concreto

projetado.

Concreto com fibras

• Resultante da mistura do concreto comum com fibras esparsas na massa do concreto.

• As fibras mais utilizadas são as fibras de aço, de vidro, e de polímeros orgânicos.

• As fibras funcionam como uma armadura difusa.

• As fibras melhoram algumas das propriedades do concreto em especial a resistência e o alongamento de ruptura à tração.

Adesivos e primers

• São utilizados para colar materiais a

elementos estruturais já existentes

atuando como ponte de aderência.

• Podem ser à base de epóxi, PVA e

acrílico.

• O primer epoxídico com zinco para

armaduras é recomendado para proteção

para armaduras em locais contaminados

com cloretos e recomendado para

passivação e proteção das armaduras

contra a corrosão em reparos e reforços

estruturais.

Materiais para injeção

• São materiais que permitem restabelecer

o monolitismo de elementos de concreto

fissurados.

• Encontram-se disponíveis as resinas

acrílicas, de poliésters, poliuretânicas e

as epoxídicas.

• Com resinas bastante fluídas e

equipamentos a ar comprimido, pode-se

fazer injeções em fissuras com aberturas

inferiores a 0,1 mm.

Grout

• Podem ser de base mineral ou

epoxídica.

• Têm como principal atrativo a fácil

aplicação, a elevada resistência

mecânica e a ausência de retração.

• São recomendados para reparos em

geral, inclusive subaquáticos, reforços

estruturais, preenchimento de

cavidades, bases de equipamentos,

ancoragem de chumbadores e injeção de

fissuras.

• São auto nivelantes, com alta fluidez,

não retráteis, apresentando altas

resistências iniciais e finais.

Pinturas de proteção

• Os sistemas protetores são constituídos por

barreiras espessas e pinturas de proteção.

• As barreiras espessas são utilizadas em

condições específicas, tais como situações

de elevada abrasão ou impacto, ou ainda

quando o concreto está em contato contínuo

com líquidos sob pressão, produtos

químicos e vapores agressivos.

• São utilizados produtos de base

betuminosa, neoprene, asfáticas, vinílicas,

borracha butílica, cimentos especiais,

dentre outros.

Pinturas de proteção

• Hidrofugantes de poro aberto e os

revestimentos impermeabilizantes, com

formação de película (tinta e vernizes).

• Os produtos hidrofugantes ou

hidrorepelentes impedem a penetração

da água, não impedindo entretanto, a

penetração de vapores e gases.

• Os principais hidrofugantes são os

silicones.

Pinturas de proteção

• As pinturas de proteção têm como mecanismo básico a formação de uma película semi-flexível e contínua de baixa permeabilidade.

• Atua como barreia à penetração de líquidos, vapores e gases.

• Não são suficientes, entretanto para absorver eventuais fissurações após sua aplicação.

• Os vernizes e tintas mais utilizados são fabricados com base mineral (cimento), resinas acrílicas, resinas acrílicas estirenadas, borracha clorada, resina epóxi e poliuretano.

MATERIAIS UTILIZADOS PARA

REFORÇO DE ESTRUTURAS

Aços: barras, chapas e perfis

• Para aplicações estruturais, os aços devem

sofrer modificações para melhorar a sua

resistência e a ductilidade.

• Estas modificações são feitas por tratamentos a

quente ou a frio.

• Requisitos fundamentais: ductilidade e

homogeneidade, elevada relação entre o limite

de escoamento e a resistência a tração,

soldabilidade e razoável resistência à corrosão.

• O conhecimento das propriedades dos aços é

importante para evitar corrosão das armaduras.

• É importante saber o tipo de aço empregado na

obra antes de se adicionar novas armaduras,

durante o processo de reabilitação.

Aços: barras, chapas e perfis

• As chapas e perfis metálicos são muito

utilizados na reabilitação de estruturas.

• Devem ser dimensionadas de acordo com a

norma NBR-8800/1986 ou por métodos de

dimensionamento encontrados em normas

estrangeiras.

• No caso de reabilitação de vigas, geralmente

se usa elementos metálicos laminados, chapas

ou cantoneiras.

• As características físicas do aço que compõe

o perfil ou chapa podem ser fornecidas pelo

fabricante através de certificados, ou

encontradas em normas brasileiras e

internacionais.

Polímeros reforçados com

fibra (FRP)

• São materiais formados pela combinação de uma matriz polimérica, um material de reforço constituído por fibras contínuas e, geralmente, por alguns fillers e aditivos.

• As fibras são responsáveis pela resistência do compósito e a matriz é o produto que as une.

• A matriz também é responsável pela transmissão das solicitações externas por meio de tensões tangenciais.

FRP: Matriz polimérica

• Pode ser uma resina termofixa (adesivo

epoxídico, poliéster e fenol) que após a

cura forma uma estrutura molecular de

ligações cruzadas que não funde a altas

temperaturas.

• Pode ser também uma resina

termoplástica (polipropileno e o nylon)

que possuem cadeias moleculares que

não se cruzam, logo amolecem e se

fundem a altas temperaturas.

FRP: Matriz polimérica

• Entre as resinas mais utilizadas em

reforço e recuperação de estruturas de

concreto destaca-se a epoxídica.

• Apresenta excelentes propriedades de

aderência e durabilidade.

• Possui também grande resistência à

tração, boa resistência à fluência e baixa

retração durante a cura.

• Outra grande vantagem é a resistência a

grandes variações de temperatura (-40° C

a +50°C)

• Produto bicomponente, é composto de

um agente principal e um catalisador

(endurecedor)

FRP: Matriz polimérica

FRP: Fibras

• Principais tipos de fibras

utilizadas na engenharia civil:

vidro (Glass), carbono (Carbon) e

Kevlar (aramida – Aromatica

polyAMID).

• O processo de fabricação é

diferente para cada um destes

materiais, resultando em

microestruturas com propriedades

distintas.

FRP: Fibras de carbono

• O processo de fabricação das fibras

de carbono ocorre por meio da

carbonização de fibras de polímeros

como a poliacrilonitrila (PAN).

• Dependendo do tipo de tratamento

da fibra (carbonização, grafitização

e oxidação) é possível fabricar fibras

de carbono com diversos com

diversos valores de resistência e

módulo de elasticidade, sendo preta

sua cor natural.

FRP: Fibras de carbono

• São caracterizadas por uma

combinação de baixo peso próprio,

alta resistência, alta rigidez,

facilidade de assumir diferentes

formas e grande durabilidade.

FRP: Fibras de carbono

• A sua alta resistência e alto

módulo de elasticidade se devem

ao paralelismo entre os eixos das

fibras.

• O diâmetro das fibras podem

variar entre 0,07 mm e 0,10 mm.

• Podem ser fabricadas

continuamente, sem limite de

comprimento.

FRP: Fibras

Chumbadores

• Existem diversos tipos de

chumbadores, cada qual sendo

específico para seu tipo de uso.

• O modelo mais conhecido de

chumbador é o parabolt, que no

caso é indicado para o uso direto

em concreto.

• Existem 2 classificações de

chumbador: o chumbador

mecânico e o chumbador

químico.

Chumbadores

• O chumbador mecânico é uma

espécie de haste roscada

constituído de uma porca e/ou

rosca e uma "camisa", muito

parecida com uma buxa de

parafuso.

• Esta camisa, ao aplicar torque na

porca/parafuso se expande,

fixando-a no furo que se pretende

fixar algo com o chumbador.

OBRIGADA!