Curso “Patologia de Estruturas de Concreto: MITOS & VERDADES” por Paulo Helene
Tratou-se de um curso de 8h promovido pelo Ibracon e pela Cauê, pago, que ocorreu em 24/set/2010 na Escola Politécnica, ministrado pelo Professor Paulo Helene (PH).O objetivo era desmistificar alguns problemas estruturais, alguns “vícios de conceitos” e apontar caminhos no sentido de evitar as manifestações patológicas e de corrigi-las.
Foi dividido em 4 momentos, assim, seguirei eu também essa subdivisão:
1. Como “controlar” vida útil: agressividade do meio; concretos resistentes, projeto, construção, corrosão das armadura
2. Como diagnosticar, evitar e conviver com fissuras: RAA, retração, cura, cargas, selantes
3. Procedimentos de reparos estruturais, reforços e proteção: argamassas, grautes, mantas e lâminas de carbono
4. Estudo de casos: efeito térmico, concreto auto-adensável
1. Como “controlar” vida útil: agressividade do meio; concretos resistentes, projeto, construção, corrosão das armadura
Neste momento foram descritos conceitos como: vida útil, vida útil de projeto e vida útil de serviço, bem como relação desses conceitos com os porcessos de corrosão de armaduras e de despassivação do das armaduras.
Fenômeno da corrosão das armaduras / consequências de cloretos e da carbonatação:
– Existem todas condição para uma armadura corroer dentro do concreto, são não corroi porque a aramadura está passivada (pelos álcalis). Repassivar o concreto é um processo caro e trabalhoso, assim, vale o custo investir na prevenção e tentar evitar a despassivação das armaduras.
– A pior situação que pode ocorrer é a combinação de um ânodo pequeno com um cátodo grande, pois a armadura é consumida rapidamente.
– Quando se fala despassivação é o mesmo que dizer carbonatação. Dessa forma, é apresentada a fórmula de como calcular a profundidade da frente de carbonatação (dc) em função de uma constante (k), da abertura da fissura (w) e do tempo (t):
dc = k.(w.t)^(1/2)
Normas:
– Em termos das normas, Paulo Helene faz crítica leve à NBR6118 que coloca as fissuras com abertura inferior a 0,3mm como inofensivas. Porém, aos olhos de PH não convém trabalhar tão relaxadamente com relação a essas fissuras.
– Houve comparação das normas ACI (dos EUA), CEB (da UE) e NBR (do Brasil), no que tange aos limites construtivos, classes de agressividade, valores de cobrimento, limites de flecha (ou grau de tolerânca à fissuração em estado de serviço), relação altura/vão, limite máximo de abertura de fissuras (wk). Criticamente, foi dito que há casos em que os requisitos de desempenho de normas não são suficientes para assegurar a durabilidade da estrutura – na NBR não está previsto o caso de fissuração devido a RAA (reação ácali-agregado) por exemplo.
– Foi apresentado o dimensionamento de armaduras de acordo com a ACI318 e também de acordo com a NBR6118. Vale meção a obsevação de que a resistência do concreto aumenta ao longo do tempo (~16%). Por exemplo, em média, as estruturas com 50 anos apresentam resistência 2,5 maiores que o mesmo concreto aos 28 dias. Mas não houve qualquer menção de que tal ganho de resistência seja considerado na modelagem da vida útil.
Estudo de caso:
– Apresentou exemplo de um reservatório, lembrando que para ocorrer corrosão de armaduras é necessário H2O e O2. Assim, na laje de fundo do reservatório ter-se-á pouco problema, visto a ausência de O2 livre. Ainda no caso do resevatório, lembrou que para ser nociva ao concreto a água deve ter concentração de cloro superior a 600ppm, e que a água potável conta em geral com 300ppm, mas pode ocorrer variações e atingir-se níveis preocupantes.
– Finalizou-se o tópico lembrando que o concreto é quase impermeável, mas que as estruturas não são estanques, colocando sob perspectiva uma análise mais sistêmica indo além do material individualmente; logo, as questões de durabilidade ainda são um tanto subjetivas a depender da análise promovida.
2. Como diagnosticar, evitar e conviver com fissuras: RAA, retração, cura, cargas, selantes
– Foi apresentado o mecanismo de aparecimento de fissuras devido à corrosão de armaduras:
penetração de agentes agressivos por difusão absorção ou permeabilidade -> fissuração devido às forças de expansão dos produtos de corrosão -> lascamento do concreto e corrosão acentuada -> lascamento acentuado e redução significativa da seção da armadura
– PH coloca a questão: “Quanto é preciso corroer a seção de uma barra para gerar fissura na superfície?” Após discussão entre os presentes, conclui-se que a a resposta depende do diâmetro da armadura principal, da espessura do cobrimento, fck e módulo de elasticidade. PH informa que há registro de caso (c/ diâmetro da armadura de 1/2″, 2cm de cobrimento e 20MPa) em que a perda de 0,2% da seção foi suficiente para gerar fissuras na superfície.
– Conceito de durabilidade é retomado, associando-o aos menanismos de envelhecimento. Para o concreto: lixiviação, expansões (sulfato, óxidos, RAA) e intemperismos. Para o aço: carbonatação e cloretos. Para estes últimos, não detectáveis a olho nu, é preciso fazer ensaios.
– Foram apresentadas opções de selantes, suas respectivas taxas de trabalho e indicações de aplicação:
* à base de betume a frio – taxa de trabalho de ~3%
* betume à quente – taxa de trabalho a ~5%
* acrílicos – taxa de trabalho ~10%
* nobres (silicone, polissulfatos, poliuretanos) – taxa de trabalho de ~25%
* pré-formados EPDM – taxa de trabalho de ~25%
– Foram apresentadas configurações típicas das fissuras mais frequentes (corrosão das aramduras,retação na secagem, flexão, cisalhamento, torção, entre outras).
Os itens 3 e 4 foram apresentados na dinâmica de Estudos de caso, discutindo-se a partir da combinação de imagens e dados, praticamente impossível de reproduzir textualmente aqui.
3. Procedimentos de reparos estruturais, reforços e proteção: argamassas, grautes, mantas e lâminas de carbono
4. Estudo de casos: efeito térmico, concreto auto-adensável
Um dos que chamou a atenção foi o da Petrobrás, que apresentava fissuras na viga principal (l = 15m, h=1,5m, biapoiada). Tratavam-se de fissuras passivas, que poderiam ser resolvidas com armadura de pele na fase cosntrutiva, mas que não representavam mal à estrutura. No entanto, o cliente queria selar essas fissuras, de abertura muito pequena. Foi recomendada a utilização de parafina que vedava e impedia a entrada de O2 (único risco presente ali).
Fechando o curso, PH deu-nos de lambuja a oportunidade de discutir estudos de caso a respeito de estruturas submetidas a incêndio.