Survey Practice f - ENGEGRAUT · 2016. 8. 8. · do coco e a madeira são típicos compósi-Survey...

RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 20074

oncreto é um velho pseudo-sólidoque combina expressão, estrutura,qualidades comportamentais e, cla-

ro, a façanha de criar peças estruturais sobmedida. Qualquer forma ou superfície ver-ticalmente imaginável pode ser moldada comconcreto armado e protendido. Restrições?Sim, claro que há. O aço, seu hóspede, é ummaterial reativo, susceptível às variaçõesdo ambiente que, no final das contas, seestabelece como fator condicionante. Ouseja, sua corrosão é o início do fim de todaaquela criação.Por outro lado, vemos que o crescimentotecnológico no campo dos reforços estru-

C turais está intimamente ligado ao campo doscompósitos sintéticos. Material compósi-to, como alguns poderiam questionar, nãoé novidade. A natureza que o diga. A cascado coco e a madeira são típicos compósi-

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RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 20074Continua na pág. 6

aço

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Peso Expansãotérmica

Rigidez Resistênciaà tração

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o Parâmetros básicosentre o tradicionalaço e o compósito.

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tos de fibra de celulose em matriz de ligni-na. Nossos ossos, na verdade, são fibrascurtas de colágeno imersas em uma matrizdenominada apatita.Em 1995 esta revista apresentou, pela pri-meira vez no Brasil, a manta de fibra de car-bono como elemento para o reforço de es-truturas. A seguir, em 1996, a fibra de Ke-vlar®. Em 1999, as mutações naturais dafibra de carbono na forma de fita e barra.○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

O ponto de partida foi com o tecido compó-sito. A última novidade são as telas de com-pósito à base de fibras ultra-resistentes.

Detalhe da nova tela posicionada sobre uma lajea ser reforçada.

Posicionamento da nova tela sobre a laje deste pier, antes da concretagem, objetivando reforço sempossibilidade de corrosão.

GLOSSÁRIO

Compósito – combinação de dois ou mais mate-riais, sem chance de se misturarem e que traba-lham em conjunto. Sua composição baseia-se emfibra e matriz envolvente.

As telas de fios ultra-resistentes

Tela, tradicionalmente na construção, é tran-çado de arame, fino ou grosso, empregadoem lajes, pisos industriais, estruturas pré-mol-dadas e na construção de tubos e galerias.No repairbusiness, este fascinante e com-petitivo mercado, a procura por materiaisde reforço resistentes, leves, de baixo cus-to e, claro, não metálicos, é uma constante.

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Principais características das telascom fibras ultra resistentes

• Não corrói. Obrigatória em ambientes corrosivos.• Elimina ou minimiza a surgência de trincas e seu espalhamento.• Aumenta enormemente a dutibilidade do concreto.• É oito a dez vezes mais resistente à tração que a similar em aço.• Excelente aderência e conseqüentes propriedades de reforço em

peças de concreto de pouca espessura.• Utiliza diminuta camada de recobrimento.• Não conduz eletricidade e não é magnética.• É facilmente cortada na obra.• Otimiza as propriedades de tração de pisos, lajes e peças estru-

turais.• Absorve deformações sem escoar.• Controlam, de forma inigualável, os efeitos da retração no con-

creto.• É fabricada com diversas aberturas em sua malha.

Aplicações

• Estruturas marítimas.• Aplicações obrigatórias em ambientes com eletromagnetismo.• Recuperação e reforço do concreto armado.• Overlays ou sobrelajes.• Peças pré-fabricadas, painéis etc.

Propriedades físicas

• Abertura da malha ......................................................... variável• Espessura média ................................................................. 2mm• Resistência ao cisalhamento na transição ......................... 32kg• Tipo de resina ................................................................ epóxica• Peso (médio) .................................................................... 35g/m2• Resistência à tração (média) ................................ 5kg/m x 5kg/m

Fibras empregadas

Poliéster, carbono, vidro estrutural e Kevlar®


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As telas comfibras já são

largamenteutilizadas em

locais comgrande

propensão àcorrosão.

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As TELAS com fios ultra-resistentes sãotrançadas uni ou bidirecionais, mecânica e

quimicamente aderidas, feitas com três ti-pos de material compósito, todos em matriz

epóxica: carbono, vidro resistente a álcalise Kevlar®. As duas principais vantagens

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As telas com fios poliméricos evitam uma série de inconvenientes pertinen-tes às telas de aço.

As novas telas são ideais para pisos submetidos a ataque químico.



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destas telas em relação às de aço conven-cionais, está na resistência mecânica bemsuperior e na aplicabilidade da camada derecobrimento de concreto, que deixa de serimportante ou obrigatória. Ou seja, são co-

locadas imediatamente abaixo da superfí-cie do concreto, exigindo não mais que10mm de recobrimento, garantindo sufici-ente defesa contra o natural estado de fis-suração (retração) do concreto, além do que

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As telas com fios ultra resistentes... ...são extremamente leves e sua aplicabilidade éinfinita.



REFERÊNCIAS• Carlos Carvalho Rocha é Engenheiro Ci-

vil, especialista em serviços de recuperação.• Curbach, M. (Hrsg.): Sondeforschungsberei-

ch 528 - Arbeits- und Ergebnisbericht für diePeriode II/1999-l/2002. SFB 528, Technis-che Unibersität Dresden, D-01062 Dresden:Eigenverlag.

• Hegger, J. (Hrsg.): SFB 532: Arbeits- und Er-gebnisbericht 2002. SFP 532, RWTH Aachen,D-52056 Aachen: Eigenverlag.

• Hegger, J. (Hrsg.): 1. Fachkolloquium Textil-beton. RWTH Aachen.

• Curbach, M. (Hrsg.): Textile reinforced struc-tres: Proceedings of the 2nd Colloquium on

fax consulta nº 06

Para ter maisinformações sobreAnálise.

confere enorme resistência à tração na peçaestrutural. Obtêm-se valores da ordem de11,7KN/m na direção longitudinal e 110KN/m na direção transversal.

O corte da tela é feitocom qualquer lixadeiracom disco de corte ou

serra tipo Makita.

Textile Reinforced Structures (CTRS2). SFB,TU Dresden.

• Curbach, M; Offermann, P.; Weiland, S.: En-twurfsüberlegungen zu einer Brücke aus tex-tilbewehrtem Beton - eine “Brücke” zwischenden Disziplinen. In: Wissenschaftliche Zeits-chrift der TU Dresden 52, Heft 1-2, Selbs-tverlag der Technischen Universität Dreden.

• Butler, M.: Textilbewehrter Beton au undunter Wasser - Bauingenieurstudenten wiede-rum erfolgreich bei der Deustchen Betonka-nuregatta. In: Jahresmitteilungen, Schriften-reihe des Instituts für Tragwerke und Bausto-ffe der TU Dresden, Heft 18.

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Sua fixaçaõ pode ser feita com pinos ou fita, do mesmo material, chumbados previamente com epóxi.



uito pouco se sabe sobre os fato-res que levam à biodesintegraçãodeste fenomenal compósito cha-

mado concreto. Esta matéria de interessegeral, pelo que, efetivamente, pode aconte-cer ao concreto, evidencia um método ex-tremamente interessante e viável de acom-panhar e entender a bio-alteração do con-creto, através da decomposição de suamatriz cimentícia. Estudos realizados com oemprego da microscopia eletrônica de var-redura (MEV) e da espectroscopia dos rai-

os-X com energia dispersiva (ERED), emamostras de argamassas e concretos imer-sos, durante três anos, em solução aquosaextraída da água freática, categorizada comonão corrosiva, pelo menos no local coleta-do do subsolo de uma edificação, no cen-tro da cidade do Rio de Janeiro, revelou apresença indesejável de depósitos de mi-croorganismos. Análises posteriores, feitascom o emprego da microscopia eletrônicacom transmissão (MET), revelaram tambémimportantes informações a respeito da na-

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M tural bioreceptividade do concreto, atravésda análise daqueles depósitos em seçõesultrafinas das amostras.A necessidade deste estudo

Desde o início da indústria do cimento por-tland em 1850, muitos estudos foram reali-zados de modo a melhorar a resistência doconcreto frente a uma infinidade de dife-rentes ambientes. A revista RECUPERARtem apresentado inúmeras matérias eviden-



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durabilidade, causando mudanças tópicas,permeáveis e absolutamente palatáveis, atra-vés de sua superfície, podendo causar, pelacontinuidade do processo, alterações irrever-síveis em suas propriedades petrográficas.Situações comuns como as que ocorrem naregião superior de pilares de viadutos, nacidade do Rio de Janeiro, submetidos a va-zamentos corriqueiros nas juntas de dilata-ção dos tabuleiros, são casos típicos debiodeterioração.

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Como se forma o biofilme

Filme de condicionamento

Bactériaplanctônica

Estágio 1: Filme de acondicionamento acumu-la-se sobre a superfície submersa.

ExopolímeroBactériaséssil

Estágio 2: Colônia de bactérias planctônica naágua (solução) existente sobre a superfície,desencadeando a existência séssil excretandoexopolímero que ancora a célula na superfí-cie.

Estágio 3: Diferentes espécies de bactérias sés-sil dobram para trás na superfície do metal.

Estágio 4: Microcolônias de diferentes espéci-es continuam a crescer estabelecendo, even-tualmente, relações entre si. O biofilme aumentasua espessura. Mudam as condições na basedo biofilme.

GLOSSÁRIO

Bactéria – Qualquer um dos grandes grupos deorganismos microscópicos freqüentemente agre-gados em colônias e cercados por paredes celula-res ou membranas. Bactérias podem existir comoorganismos auto sustentados no solo, água ou namatéria orgânica, assim como parasitas em corposvivos de plantas e animais.Aeróbico – é aquele que se realiza aumentando oingresso de oxigênio no organismo.Anaeróbico – ambiente sem oxigênio livre. Bac-térias anaeróbicas são encontradas em tanquesséticos e são benéficas para digerir a matéria orgâ-nica.

ciando a biodegradação do concreto sub-metido a ambientes extremamente agressi-vos como os encontrados em estações detratamento de efluentes e águas.A durabilidade do concreto, em contato commeios cada vez mais agressivos, torna-secomprometida de forma indiscutível. O com-prometimento de seu sistema imunológicoaltera suas propriedades e induz sintomastípicos de biodecomposição e a conseqüen-te degradação de armaduras existentes emseu interior.Bio-alteração é um processo de envelheci-mento precoce do concreto, promovido pormicroorganismos que, obrigatoriamente, cri-am uma camada denominada biofilme, em suasuperfície. Muito embora biofilmes não in-duzam, de forma sistemática, processos debio-alteração, a verdade é que toda e qual-quer bio-alteração é causada por biofilmes.Ao contrário do que possa parecer, proces-sos de bio-alteração por microorganismospatogênicos, que freqüentemente vemos emestruturas de concreto armado, afetam sua

Os métodos e osmateriais empregados

Moldaram-se amostras de pastas e argamas-sas de cimento portland, típicas de concre-to estrutural. As amostras foram conserva-das de acordo com a norma francesa EM196-1. Estas amostras, formatadas em cu-bos de 1cm de lado, foram imersas durantetrês anos em solução aquosa extraída daágua freática do subsolo de uma edificação

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Presença de biofilmes em “pescoço” de pilar compatologias de esmagamento e corrosão.



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situada no centro do Rio de Janeiro. Algu-mas amostras foram imersas, pelo períodode uma hora, em solução de ácido sulfúricona concentração 1mol l–1.As amostras analisadas com o MET foramrevestidas com epóxi de ultrabaixa viscosi-dade, de modo a penetrar profundamentena matriz cimentícia, a fim de conservá-la. Aseguir, as amostras foram lixadas e polidascom o objetivo de se ter seções extrema-mente finas, ou seja, em torno de 0,1mm.Revestiram-se novamente as amostras comepóxi com ultrabaixa viscosidade, cortan-do-se posteriormente em diminutas barrasquadradas com 4x4mm2.

As análises

As figuras A1, B1 e A2, B2 a seguir apresen-tadas são imagens com MEV e as figurasA3, B3 são imagens com ERED das amos-tras de pastas de cimento antes e após oataque com ácido sulfúrico. As agulhas, evi-denciadas nas fotos, mostram a morfologiatípica da etringita, confirmada pela presençado enxofre na figura B3. Nota-se, aí, como éimportante uma análise com o MEV, quandoo assunto é destruição química do concreto,identificando-se as mais que conhecidas fa-ses cristalinas resultantes do ataque ácido.

GLOSSÁRIO

Colônia – grupo de organismos da mesma espé-cie que formam uma entidade diferente dos orga-nismos individuais. Por vezes, alguns destes indi-víduos especializam-se em determinadas funçõesnecessárias à colônia.Corrosão – reação eletroquímica entre as pilhasnaturais existentes no aço, devido ao seu ambi-ente, no caso o concreto, o qual é responsávelpor sua desintegração.Pilha de concentraçaõ iônica diferencial –esta pilha surge sempre que o aço é exposto aconcentrações diferentes de seus próprios íons.Ela ocorre porque determinada região do aço tor-na-se mais ativa quando decresce a concentra-ção de seus íons no eletrólito. Esta pilha é muitofreqüente em frestas, quando o meio corrosivo élíquido. Neste caso, o interior da fresta recebepouca movimentação de eletrólito, tendendo a fi-car com grande concentração de íons (área cató-dica), enquanto que a parte externa da fresta ficacom menos concentração (área anódica), comconseqüente corrosão das bordas da fresta.Mol – massa numericamente igual ao peso mole-cular. Solução molal contém 1 mol de uma subs-tância dissolvido em 1000g de solvente.Peso molecular – soma dos pesos atômicos detodos os átomos na molécula.Figura 3 - Imagens eletrônicas secundárias (A1, B1) e retrodispersa (A2, B2) de amostras de pasta de cimentocom o correspondente espectro do raio X (A3, B3) antes (A) e depois (B) do ataque pelo ácido sulfúrico.

Viaduto carioca com presença de biofilme ao longo da região superior do pilar.

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7A) mostrou-se similar a de certos microor-ganismos. A análise paralela destes depósi-tos, feita com o ERED, evidenciou a presen-ça abundante de ferro. Nesta altura do cam-peonato, questionava-se: poder-se-á desen-volver corrosão apenas nos ambientes re-conhecidamente corrosivos? Bactérias, al-gas e fungos, componentes obrigatórios detodo biofilme, estão cada vez mais presen-tes em nossa água freática, devido ao au-mento crescente do lançamento de esgo-tos em nossos rios e na própria Baía daGuanabara (17m3 de esgoto por segundo) eà nossa escassez de redes de saneamentobásico. Estudos sobre a biodesintegraçãodo concreto geralmente são feitos em ambi-entes reconhecidamente agressivos, prin-cipalmente em estações que tratam a águae efluentes (veja RECUPERAR nº 24, 53, 56,66, 69 e 71) onde, freqüentemente, depara-se com bactérias que se relacionam com oenxofre (sulfatos) e com o ferro.A figura 7B mostra um biofilme em umaamostra de aço típico da construção, após3 anos de imersão na mesma água freática:morfologias bacterianas semelhantes.A análise prévia da água freática eviden-ciou uma situação que temíamos: a presen-ça de bactérias anaeróbicas redutoras desulfatos (desulfovíbrio e desulfotomacu-lum), velhas atrizes de processos de bio-corrosão. O flagrante, portanto, mal passada ponta do iceberg, exatamente porquepesquisas comprovam que depósitos deferro têm ação estimulante no crescimentode microorganismos do gênero desulfoví-brio. Mas, de onde poderia ter vindo o fer-ro dos depósitos encontrados? Da matrizcimentícia, rica em cálcio, silício, alumínio,oxigênio e hidrogênio? Dos agregados ri-cos em dióxido de silício? Muito pouco pro-

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Figura 4 - Microfotografia de um fluido escurotomado de um pite existente sobre aço carbono(1000x). Note as células em forma de espiras típicasda BRS.

Figura 5 - Microfotografia da BRS, aumentada1000X, extraída de um biofilme. Note a forma delâminas curvas e espiralada das células, além davariação do tamanho.

Figura 6 - Microfotografia (1000X) de bactériasoxidantes do ferro, na forma de filamentos.Colonização na forma de fios, facilitando o acesode nutrientes, gerando pilhas de corrosão.

Figura 7 - (A) Biofilme sobre argamassanormatizada após 3 anos de imersão em água dolençol freático. (B) BIofilme sobre aço após 3 anosde imersão em água do lençol freático.

As observações feitas com o MEV, nas amos-tras imersas durante o período de 3 anos, emágua de subsolo ausente de substânciascorrosivas, mostrou depósitos aleatoriamen-te depositados na superfície do material. Amorfologia de alguns depósitos (veja figura

vável. Olhos e mentes convergem entãopara a própria atividade metabólica das fer-robactérias que oxidam o ferro. Um outroaspecto de interesse foi a morfologia dosdepósitos e a porosidade característica damatriz cimentícia. Para nos embrenharmosna investigação da penetração dos biofil-mes na favela de poros, característico damatriz cimentícia do concreto, preparamosseções de amostras cortadas perpendicu-larmente à superfície principal investigadae procedermos à investigação com o MEVe o MET, conforme pode ser visto na figura7, enriquecida com a análise paralela feitacom uma ERED.A análise com a ERED evidenciou ausênciade biofilmes nos planos inferiores obtidos

Figura 8 - Viaduto Com. Elias Nagib Brein, emSão Paulo, evidenciando presença de biofilme aolongo da travessa e pilares.



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com os cortes. A presença de cálcio dentrodas regiões analisadas nos cortes tem a vercom a presença do cimento portland. O picode cobre refere-s às bases de cobre, o oxi-

Figura 8 -(A) Imagem de uma MEV feita em amostra de argamassa.(B) Imagem de uma MET feita da mesma amostra.(C) Espectro de uma ERED feita da mesma amostra.

As ferro-bactérias, que oxidam o ferro, atu-am produzindo também ácido sulfúrico, porvia indireta, pela oxidação de substânciascom presença de enxofre, produzindo íonsférricos gerados pela reação

Fe2+ = Fe3+ + e–

A presença destes microorganismos pro-duz, como resultado principal ou final deseu metabolismo, substâncias de naturezaagressiva, invariavelmente ácidos orgâni-cos e inorgânicos.Um outro aspecto da fuzarca fiscal das dife-rentes espécies de microorganismos, espe-cialmente no que se refere a sua necessida-de de oxigênio, origina condições de aera-ção diferencial criando condições adequa-das ao desenvolvimento de espécies anae-róbicas, originando pilhas de concentraçãolocalizadas de oxigênio. É comum este tipode corrosão ao longo da peças de concretoarmado-protendido enterradas. A participa-ção dos microorganismos não altera a natu-reza eletroquímica da corrosão do aço.

condições para originar-se, no solo, corrosão induzida pormicroorcanismos (CIM) nas estruturas

Bactéria Contagem de bactérias por grama de solo

Severa Moderada Sem condições

Enxofre aeróbico 15 10 – 15 10Enxofreanaeróbico

13 8 – 13 8

Ferro 6 6 3Redutora desulfatos

10 5 – 10 5

GLOSSÁRIO

Ferrobactéria – bactérias que oxidam o ferrocomo fonte de energia. O ferro oxidado, na formade Fe(OH)3 é, então, depositado no ambiente pelasecreção da bactéria. A energia obtida a partirdestas reações é usada para transportar todas asetapas de fabricação de substâncias básicas ne-cessárias às bactérias.Pilha de aeração diferencial – pilha de corro-são causada por diferenças na concentração deoxigênio em uma solução (eletrólito).Desulfovibrio – são bactérias redutoras de sul-fato e estão envolvidas em processos como bio-corrosão e metabolismo de metais.Fungos – qualquer um dos grandes grupos deplantas paríticas com carência de clorofila, inclu-indo-se mofo, bolor, cogumelos e aqueles germesque causam fermentação, usados para fazer lico-res etc.Metabolismo – conjunto das reações físico-químicas que ocorrem em um organismo. Nosorganismos atuais tais conjuntos são bastanteintrincados com milhares a milhões de reaçõesdiferentes interconetadas. As reações têm suastaxas alteradas por estímulos ambientais e tam-bém pela taxa de outras reações: pela alteraçãode fatores como concentração de reagentes, quan-tidades de catalisadores, ativadores, e inibidoresde reação assim como por elementos físicoscomo temperatura e distribuição espacial dos re-agentes.Microorganismo – forma de vida que não podeser visualizada sem auxílio de um microscópio.Estes seres diminutos podem ser encontrados naágua, no ar, no solo, e, inclusive, no homem.Passivação – redução da velocidade da reaçãoanódica do aço submetido a corrosão.

gênio, o hidrogênio e o carbono são perti-nentes à resina, o alumínio tem a ver com osuporte das bases e, finalmente, o ouro e osilício referem-se ao detector localizado sobas bases.

E aí?

A presença de bactérias do tipo thiobaci-llus e, principalmente, as ferrobactérias sãomotivo de muita preocupação. As primei-ras, literalmente, detonam o concreto aosecretarem ácido sulfúrico (H2SO4) na su-perfície e nos capilares do concreto. As fer-robactérias, uma vez em contato com as ar-maduras do concreto, têm aí um prato feito,ou seja, literalmente, comem-nas.

fax consulta nº 11


REFERÊNCIAS• Michelle Batista é química.• Butlin, K.E. Adams, M.E. e Thomas M., J.

Gen. Microbiol.3.• Starkey, R.L., Producers Monthly 22.• Campbell, L.L., Frank, H.A. e Hall, E.R. Bac-

terial. Proc. 60.• Mechalas, B.J. e Rittemberg, S.C. J. Bract.

80.• Bréchet, Y. Vieillissement des métaux, céra-

miques et matériaux granulaires. In: Echan-ges Physique-Industri No.7.

Presença de biofilmes nas travessas do viadutodo Joá, no Rio de Janeiro, devido aos vazamentosnas juntas de dilatação.



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antigo, via de regra, fica submetida a umcaminhão de tensões, começando pelasmudanças de volume a que se submete,periodicamente, o concreto e que interferedrasticamente com o material aderido. Nes-te rala-rala estão envolvidos os coeficien-tes de dilatação térmica de ambos os mate-riais, seus módulos de elasticidade, a retra-ção natural devido à secagem do aglome-rante e do material novo e, finalmente, afluência, sempre retardada. O estado detensões que se desenvolve na interface de

Continua na pág. 22

o contrário do que técnicos e enge-nheiros possam pensar, são gran-des as exigências para uma cola-

gem estrutural com 100% de sucesso. Exis-tem algumas técnicas que possibilitam talêxito, ou seja, uma perfeita aderência entreo material de recuperação/reforço e o con-creto original. O segredo para tal empreen-dimento é ser bem meticuloso e, na medidado possível, testar a colagem.É sempre bom lembrar que, a interface decolagem entre o novo material e o concreto

AGLOSSÁRIO

Tensões – força por unidade de área. Utiliza-se otermo especialmente para indicar os esforços aque se submetem os sólidos, reservando-se o ter-mo pressão para as tensões isotrópicas exercidaspelos fluidos. A tensão pode ser de compressão,tração ou de cisalhamento.Forças de Van der Walls – forças interatômi-cas de longo alcance que acabam ligando átomos emoléculas, devido a influência dos movimentosdos seus elétrons de valência.Elétrons de valência de um átomo – são oselétrons ganhos, perdidos ou compartilhados emuma reação química.Fluência – aumento da deformação no concretocom o correr do tempo, quando submetido a cargaconstante. Deformação lenta, dependente do tem-po que ocorre sob tensão.

ANÁLISE

FilomenaMartins Viriato





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tando tensões de tração e cisalhamentodevido às cargas aplicadas. Recuperação ereforço feitos com grauteamento ou con-creto projetado sobre superfícies de con-creto escarificadas ou cortadas a ponteiroficam submetidas a tensões de cisalhamen-to na interface de colagem. A resistência aestas tensões são o somatório do própriomecanismo de aderência, aliado ao disposi-tivo de intertravamento entre agregados, oqual aumenta substancialmente a capaci-dade aderente cisalhante. Na bula da boa

colagem varia consideravelmente, de acor-do com o tipo e o uso da peça estrutural.Por exemplo, uma camada de concreto pro-jetado, aplicada no interior de um tanque,poderá estar submetida a tensões de cisa-lhamento juntamente com tensões de tra-ção e compressão, produzidas pelo fenô-meno da retração ou por efeitos térmicos,além, claro, de tensões de compressão e ci-salhamento devido à carga do líquido. Umreforço com fibra de carbono, na região in-ferior de uma laje, poderá estar experimen-○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

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Estratégia para a recuperação com colagem.



• Intensidade das forças cisalhantes;• Propriedades do graut/con-

creto novo;• Técnica de aplicação;• Qualquer combinação entre

elas.

técnica da colagem estrutural também estáescrito que a resistência inicial da colagemnão é tão ou mais importante do que suaprópria durabilidade.

Procedimentos para umaexcelente aderência

Superfícies de concreto, bases para toda equalquer recuperação/reforço precisamchegar a perfis típicos, dependendo daadesão a ser feita:

Recuperação/reforço tradicional

Uma recuperação/reforço com graut ouconcreto (projetado) precisa ter um perfil

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GLOSSÁRIO

Coeficiente de dilatação térmica – é o alon-gamento correspondente a um aumento unitárioda temperatura. O coeficiente de dilatação térmi-ca do concreto α é da ordem de 10–5, ou seja, de10 microns por metro e grau de temperatura. Aretração térmica (R) do concreto é uma tempera-tura θ, é dada pela fórmula R = α (θ, –θ) onde t éa temperatura inicial do concreto.Polímeros – materiais com altíssimo peso mole-cular, formados a partir de pequenas moléculassubmetidas a ligações covalentes que permitem aligação entre elas. Polímeros podem ser feitoscom apenas um tipo ou com diversos tipos demoléculas. As propriedades dos polímeros, sejamborrachas, plásticos, fibras ou adesivos são ba-seadas em seu alto peso molecular, grande tama-nho de moléculas e a ligação entre estas cadeiasindividuais em uma forma volumosa. Cadeia ourede de unidades repetidas combinadas quimica-mente, formadas a partir de monômeros pela po-limerização.Módulo de elasticidade – se em uma peça deconcreto de dimensões fixas, com comprimentoigual a unidade e de seção igual a unidade aplicar-mos uma tensão de tração muito pequena T, have-rá um alongamento em seu comprimento de C. Tãologo se suprima a tensão, o comprimento volta aovalor inicial. A relaçaõ T/C é, por definição, o módu-lo de elasticidade. É o coeficietne angulãr da retaque constitui o diagrama tensão-deformação.

de base suficientemente rugoso, de modoa acontecer aquele intertravamento mecâ-nico que já comentamos. Este perfil nadamais é do que a distância entre os pontosaltos e baixos, considerando-se uma dis-tância especificada. Dependerá das seguin-tes ocorrências:

Ferramentas e seus perfis típicos

o perfil ideal. A seguir apresentaremos asetapas básicas necessárias a uma boa ade-rência.

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Fax consulta nº 14

Como já se pode imaginar, testes tornam-semais do que necessários para se encontrar



REFERÊNCIAS• Filomena Martins Viriato é engenheira ci-

vil, especialista em serviços de recuperação.• Ohama, Y., Comparison of properties with

vairous polymer-modified mortars, in Synthe-tic Resins in Building Construction 1, Eyrol-les, Paris.

• Ohama, Y., Adhesion durability of polymer-modified mortars through ten-year outdoorexposure, in Polymers in Concrete, Proc. 3rd

As etapas

chôco

1ª Etapa

A superfície do concreto deverá estar firme elimpa, isenta de qualquer substância que pos-sa inibir a aderência. Uma superfície ideal éaquela onde se vê agregados graúdos firme-mente aderidos à matriz cimentícia.

2ª Etapa

Após o corte inicial dever-se-á checar a su-perfície para a existência de vazios e despla-camentos.

3ª Etapa

Após a preparação mecânica, checar-se-á operfil.

4ª Etapa

A superfície preparada deverá ter poros aber-tos, de modo que haja a obrigatória absorçãodo material de recuperação/reforço. Se os po-ros estiverem entupidos com poeira, calda decimento ou água, o processo de absorção esta-rá comprometido e, conseqüentemente, redu-zida a aderência.

5ª Etapa

Para proceder à limpeza dos poros faça o seguinte:• Hidrojateamento.• Hidrojateamento com areia.• Hidrojateamento seguido de limpeza com ar comprimido.

Uma estrutura de poros aberta promoverá sucção capilar do material derecuperação/reforço ou do agente de colagem. Cheque a superfície final.

6ª Etapa

O nível de umidade da superfície do concreto éfator crítico para se obter a aderência. Superfí-cies excessivamente secas absorvem muita águae material de recuperação/reforço, resultandoem retração excessiva. Por outro lado, exces-so de umidade entope os poros e impede aabsorção do material. O correto é fazer umaargamassa fluida, com o próprio material, sa-turando a superfície, imediatamente antes.

Como opção, poder-se-á utilizar agentes de colagem polimerizados (e nãopoliméricos). Importante: precisam ser compatíveis tanto com o concretoquanto com o novo material. Lembrem-se do rala-rala que falamos noinício?

7ª Etapa

O material de recuperação/reforço deverá tersuficiente quantidade de pasta, de modo a inte-ragir com a mesma ou com o agente de cola-gem previamente aplicado.

?

8ª Etapa

A interface onde ocorre aaderência é um local decontato muito íntimo, ondedeverá haver uma afeiçãomuito forte entre o novo eo antigo. Esta desejada in-timidade, claro, poderá sermais intensa com alguns

mecanismos:• O uso de vibradores adequados é bem vindo, pois produz fluxo entre os

fluidos, pressão hidráulica e expele bolsões de ar entranhados.• O uso de projeção mecânica. O novo material é lançado com alta velocidade

de encontro ao concreto.• Projeção manual utilizando a força do braço (baixa velocidade) ou utilizando

a técnica do dry-pack.

9ª Etapa

Como dissemos no início, é preciso ser meticulo-so para assegurar que todas as etapas sejam segui-das e, se possível, fazer um ou mais testes de ar-rancamento, de modo a monitorar a resistênciade tração aderente. Para fazê-lo, é necessário ex-trair parcialmente o material de recuperação/re-forço aplicado. A resistência da aderência deveráser tal que a estrutura recuperada/reforçada deve-

rá trabalhar como um todo ou monoliticamente sob as cargas aplicadas. Aruptura deverá ocorrer no lado do concreto original.

fax consulta nº 15

Para ter maisinformações sobreFundamentos.


Int. Congr. Poluymers in Concrete, Vol. 1,College off Engineering, Nihon University,Koriyama, Japan.

• Kobayashi, K. and Ito, T., Several PhysicalProperties of Resin Concrete, in Polymers inConcrete, Proc. 1st int. Congr. Polymer Con-cretes, Construction Press, Lancaster, UK.

• Brocard, J. and Cirodde, R., Proprietes fonda-mentales des betons de resine, RILEM Bull., 37.

• Ohama, Y., IV-1, Improvement of the Qualityof Concrete, 60. Resistance of Resin Concre-tes to Rapid Freezing and Thawing in Water.


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reas urbanas da cidade do Rio deJaneiro afastadas do mar, enqua-dram-se, no verão, num contexto

de clima quente, chuvoso e úmido, comumidade relativa alta, semelhante a maio-ria das cidades do país. O concreto destasáreas, afastadas cerca de 30km do mar, pre-dominantemente, sofrem de problemas decorrosão associados a carbonatação e nãoa contaminação por sais da maresia. Em

Á conseqüência do crescimento demográfi-co acelerado, edificações caracterizadaspor ter de um a três pavimentos, foramconstruídas há cerca de 30 anos seguindopráticas tradicionais, moldando-se concre-to em betoneiras pequenas e tipicamentecom 18 a 20MPa.A durabilidade do concreto, esse cuidadoprévio de fazê-lo com qualidade, de modo aconservá-lo, naquela época (e até agora),


GLOSSÁRIO

Carbonatação – transformação química na qualminerais são alterados para carbonatos, devido aoácido carbônico.Pilha eletroquímica – sistema eletroquímicoconstituído de anodo e catodo em contato metáli-co e imerso em um eletrólito. No caso do aço,existem milhares de pilhas eletroquímicas comáreas dissimilares ao longo de sua superfície. Oaço é um metal extremamente reativo e necessitade proteção complementar eletroquímica, quandoutilizado em ambiente corrosivo.

Presença de regiõesdesplacadas e corrosão

nas marquises.


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não era uma preocupação. Nossa práticaconstrutiva para este importante e vitalmaterial estava norteada no critério capen-ga da obtenção da resistência à compres-são necessária e suficiente. Só. Assim, edi-ficações pipocavam a cada dia, assentadasem estruturas de concreto com elevado fa-tor água-cimento (0,70 para cima), tornan-do-as altamente porosas e, de certa forma,comprometidas pelo fato de quase tudo serfeito na própria obra, sem o devido contro-le de qualidade. Para engessar ainda mais acombalida durabilidade, percebemos quetodo esse concreto desova com camadasde recobrimento próximo a zero centímetros.Com base neste quadro, o Instituto de Pa-tologias da Construção objetivou investi-gar o efeito da carbonatação em três prédi-

os sintomáticos, situados em ambiente ur-bano, localizados em três diferentes bair-ros do Rio de Janeiro.

Os procedimentos

Selecionaram-se três prédios, todos com trêspavimentos, com base nos sintomas apre-sentados (desplacamentos da camada derecobrimento), no tipo de deterioração (ex-posição e corrosão nas armaduras) e no tem-po de construção. O prédio A, situado emMadureira e o prédio B, situado em Realen-go apresentavam emboço e pintura sobre asuperfície do concreto. No prédio C, situadoem Irajá, a superfície do concreto era apa-rente e pintada. Todos os prédios foramconstruídos com marquise e, exatamentenesta região da edificação, foram feitas asanálises, escolhendo-se locais em suas fa-ces inferiores, afastadas uma da outra de 3metros e 0,50m afastadas da viga periférica,

removendo-se a pintura e o emboço, desco-brindo-se a superfície do concreto. Estabe-leceu-se em cada marquise, duas áreas detrabalho com dimensões de 30cm x 30cm.Nestas áreas foram feitos exames para a ob-tenção da resistência à compressão do con-creto via exclerometria, análise da presença,diâmetro e profundidade das armaduras como SCANNER X (Ferroscan), verificação dopH da superfície do concreto com lápis es-pecífico, levantamento dos potenciais decorrosão com a semipilha CPV-4 e a análiseda frente de carbonatação, através de fura-ção do concreto e checagem automática dopó do concreto com spray de fenolftaleína.Este método particular de verificação da fren-te de carbonatação é, também, padronizadopor normas internacionais, tipo a BS 1881,“Testing Concrete”, parte 124, “Métodos deanálises para concreto endurecido” e foi es-colhido tendo em vista que os proprietáriosnão permitiram a quebra do concreto e muitomenos a extração de corpos de prova. Osdesejados coeficientes de carbonatação (K)foram obtidos a partir da fórmula K = x.t–1/2,utilizando-se a idade aproximada da estrutu-ra, t, em anos e a medida da frente de carbo-natação, x, em milímetros.

Os resultados

A tabela abaixo apresentada evidencia valo-res médios obtidos em cada área de 30cm x30cm, de cada marquise.


GLOSSÁRIO

ASTM – American Society for Testing and Ma-terials.

* coeficientes de carbonatação até o valor de 6mm.ano–1/2 costumam ser característicos de concreto de média qualidade.

PrédioRegião

damarquise

Espessurado

recobrimento(mm)

Diâmetrodas

barras(positivas)

Resistênciaa

compressão(MPa)

pHda

superfíciedo

concreto

Potencialde

corrosão(mV)

Profundidadeda

carbonatação(mm)

Coeficiente*de

carbonatação(mm.ano–1/2)

A1 3 6mm 19 9 –358 9 1,9AMadureira A2 2 6mm 18 10 –290 5 1,5

B1 4 6mm 26 8 –340 7 2,0BRealengo B2 5 6mm 28 9 –380 7 2,5

C1 8 8mm 17 9 –450 16 5,7CIrajá C2 10 8mm 17 9 –390 22 7,8

Desplacamentos evidenciam a presença decorrosão: a causa é a carbonatação.

Situação dos 3 bairros na região metropolitana do Rio de Janeiro.


K = x.t–1/2 onde

x é a espessura ou profundi-dade carbonatada, em mm.

t o tempo de exposição, emanos.

K coeficiente de carbonata-ção, que depende da difusão do CO2.Sua unidade é mm.ano–1/2

fSurvey Practice

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O fenômeno da carbonatação

O dióxido de carbono, CO2, presente no ar,adentra nos poros do concreto, dissolve-sena água ali presente, originando uma solu-ção ácida, que acaba por reduzir o pH damatriz cimentícia, extremamente alcalina,caracterizada principalmente pelo hidróxidode cálcio, transformando-o em carbonatocálcico. O pH do concreto descamba paravalores próximos do neutro (7). Este pro-cesso, que progressivamente adentra noconcreto, chama-se carbonatação. Nessemeio tempo, ou seja, quando o pH do con-creto já apresenta crachá com pH 11, a cor-

rosão nas armaduras já pede passagem. Masnem todos os concretos carbonatam-se coma mesma velocidade. Uma série de variáveis,como a quantidade de cimento introduzida noconcreto, sua porosidade, o próprio tipo decimento, a umidade relativa do ar etc, inter-ferem. À medida que o concreto torna-se car-bonatado, adquire, com o tempo, uma certavelocidade de avanço em direção às armadu-ras estabelecendo, naturalmente, uma linhaavançada, chamada frente de carbonatação.Esta linha de frente, quer dizer, esta frentede carbonatação, que adentra em direção àsarmaduras, com uma certa velocidade, natu-ralmente, estabelece duas regiões com pH di-ferentes: uma com pH geralmente menor que9 (carbonatada) e a outra com o pH originalentre 12 e 13 (não carbonatada). Esta velo-cidade com que se move à frente de carbona-tação reduz-se exponencialmente, à medida

Concreto de boaqualidade (pH=13/14)aço encontra-sepassivado.

Dióxido de carbonoentra, pH começa adiminuir. O aço aindanão é afetado.

O pH do ambienteem torno da armaduradiminui abaixo de9,5. Começa acorrosão.

A expansão voluntáriada corrosão causatrincas edesplacamentos.

CARBONATAÇÃO

Reações para a carbonatação

Fase 1: Os poros do concreto contém:água e cal livreH O e Ca(OH)2 2

Fase 2:

Fase 3:

Quando o dióxido de carbono do ar entra nosporos do concreto, forma-se o ácido carbônico:dióxido de carbono + água = ácido carbônico

CO +2 2 2 3H O = H CO

O ácido carbônico neutraliza a cal livre e formasólidos de carbonato de cálcio em pH neutro.

+ = CaCO +cal livre + ácido carbônico = carbonato de cálcio + água

Ca(OH) H CO H O(alto pH) (baixo pH) (pH neutro)

2 2 3 3 2

É importante ressaltar que, em concretos mo-lhados ou saturados, a rapidez com que o CO2adentra no concreto é 104 vezes mais baixaque no concreto em condições normais. Lem-bramos mais uma vez que é necessário quehaja umidade (vapor d’água) dentro dos po-ros para que se proceda à reação com o CO2de modo a ocorrer a acidificação do concreto.

que o processo avança em direção às arma-duras e é regulada por uma equação:

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fax consulta nº 29


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E a carbonatação?

Todas as marquises analisadas apresenta-vam sintomas localizados de corrosão emsuas armaduras positivas. Os testes reali-zados foram feitos em regiões distantesdaqueles sintomas. Os potenciais de cor-rosão com a semipilha foram obtidos ape-nas nas armaduras positivas.A ASTM C-876, “Método padrão para ob-tenção de potenciais com a semipilha nas

armaduras do concreto” prescreve o méto-do de ensaio para a obtenção dos potenci-ais de corrosão no concreto armado, alémdas informações pertinentes ao ensaio. Osvalores encontrados são associados à pro-babilidade de corrosão.O concreto armado das marquises, emboravisivelmente sintomáticos de corrosão, foianalisado nas regiões “aparentementeboas” o que, na prática antiga do diagnós-tico da corrosão, nos serviços de recupera-ção estrutural, é tido como “sem compro-metimento”. O que se viu, nos três prédios,ao contrário, foram sintomas inerentes decorrosão nas armaduras positivas o que,em princípio, pode não significar um qua-dro problemático, considerando-se que asarmaduras negativas é que respondempela estabilidade destas peças estruturais.No entanto, com todas as armaduras in-terligadas e com pilhas de corrosões jáinstaladas (pelo menos) na ferragem po-sitiva promove-se, automaticamente, no-

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REFERÊNCIAS

• Joaquim Rodrigues é engenheiro civil, mes-tre em corrosão, membro de diversos institu-tos nos EUA, em assuntos de patologias daconstrução, É editor e diretor da RECUPE-RAR, além de consultor de diversas empre-sas.

• E.I. moreno, R.G. Solis, E. Cob, “ReinforcingSteel Corrosion in Houses Due to ConcreteCarbonatation in Urban Tropical Environ-ments”, CORROSION/2003.

• E.I. Moreno, P. Castro, J. Leal-Murguia, “Car-bonation-Induced Corrosion if Urban Con-crete Buildings in Yucata, Mexico”, CORRO-SION/2002.

• P. Castro, E.I. Moreno, J. Genescá, “Carbo-natation-induced Corrosion of Concrete Co-astal Buildings in the North of Yucatan, Me-xico”, CORROSION/99.

• O. Trocónis-Rincón, A. Romero-Carruyo, C.Andrade, P. Helene, I. Díaz, “Manual for Ins-pecting, Evaluating and Diagnosing Corrosi-on in Reinforced Concrete Structure”.

• ASTM C 642, “Standard Test Method forSpecific Gravity, Absorption, and Voids inHardened Concrete”, Annual Book of ASTMStandards.

• G. Fagerlung, “On the Capillarity of Concre-te”, Nordic Concrete Research.

Avaliação dos resultados segundo a ASTM C-876Potencial de corrosão utilizando-sesemipilha de cobre-sulfato de cobre

(milivolts)

Probabilidade de corrosão(%)

Mais negativo que –350 95

Mais positivo que –200 5

De –200 a –350 Incerta

Parece, mas não éUm fenômeno parecido com o da redução dopH do concreto pelo CO2, é a lixiviação, quemuitos técnicos chamam erradamente decarbonatação, que ocorre quando a águapermeia por seus poros interiores e acabasaindo através de sua superfície, sob a for-ma de corrimentos esbranquiçados, denomi-nados de eflorescências. Este processotambém provoca o abaixamento do pH, de-vido ao fato da água comumente ter um pH8 e, através da “lavagem” constante, acabapor reduzir o pH (12-13) do concreto.

vas pilhas de corrosão ativa-passiva.Como o concreto envolvente apresentadiferenças de pH, nutre-se, involuntaria-mente, pilhas de corrosão por concentra-ção diferencial, tanto pelas diferençasnas características da solução instertici-al (eletrólito) que permeia pela interfaceconcreto-armaduras quanto pela oxigena-ção diferenciada presente nas vielas doscapilares do concreto.

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