Durabilidade e vida útil das estruturas de concreto (Aula 12, parte 1)

o problema de durabilidade do concreto ele é bastante parecido com o problema de durabilidade de qualquer outro material se vocês acham que alguma coisa é eterno é porque vocês não sabem como ela vai degradar nada é eterno tudo vai acabar é enfim daqui a 200 anos não saberemos o que sobrara de são paulo por mais dramático que isso seja pessoal acha que os romanos construiu é de forma muito durável havia uma cidade em roma hoje sobraram alguns edifícios tem gente que acha que as construções interna do iraque lá são absolutamente fantásticas tem um castelo no

iraque feita de terra que sei lá tem 1.500 anos o problema que tinha uma cidade em volta do castelo e sobrou o castelo então tudo vai degradar é é algumas coisas de uma mesma família de materiais vai degradar mais rapidamente do que outras e engenharia está tentando controlar o processo né então degradar é perder a capacidade de atender o que o usuário precisa e liderada por quê porque no meio ambiente e meio ambiente que os usuários têm fatores de degradação que reagem com o material com um produto com o componente fazendo com que ele perca

a capacidade nem altera as propriedades dele e durabilidade estuda esses fenômenos o que nós temos de fatores de degradação genérico nem todos são importantes por concreto né você pegar aqui temperatura degradado concreto fratura ambiente diretamente não né é a radiação radiação ataca fundamentalmente sistemas orgânicos concreto também não esforços mecânicos certamente atacou concreto elementos químicos presentes na atmosfera na água e tudo mais são agressivos ao concreto e até agentes biológicos atacam completa neste dia deterioração do concreto é pouco comum exige bom eu for pegar só a questão do ambiente eu tenho todos esses caras aqui né

e se a gente for é é é pensar uma coisa que é super importante por concreto são esses dois aqui se você tiver numa região que tem é gelo elegê lo falávamos com vai construir no alto dos andes no inverno vai congelar e depois diz congela a água presente dentro dos poros do concreto assim como de qualquer material poroso cerâmica ela expande quando congela e ela provoca tensões que vão degradar a superfície então você tem uma coisa importante então hoje tem um monte de fatores de degradação tá e os fatores de degradação ambiental que você

entenderá que eles mudam de lugar e no tempo isso aqui é concentração de co2 nas ruas de vancouver co2 ele ataca ele muda o concreto e você vê que essa rua que têm poucos co2 já essas grandes avenidas têm uma concentração de co2 5 6 vezes mais alta do que nas ruas secundárias o que significa dizer é que a reação do concreto com o co2 do concreto que do edifício que está nessa rua aqui vai ser maior do que nessa rua que dentro de uma mesma cidade a 150 metros de distância eu tenho diferentes ambientes

né a mesma coisa ocorre com fatores biológicos aqui em são paulo e tem bastante cupim tem um mito em são paulo que o concreto que o cupim como concreto não é verdade ele pode furar o concreto para chegar na madeira ele come madeira o concreto para chegar na madeira agora uma fator de carga no carregamento carregamento de carregamento independente do lugar aonde ele tiver a mesma coisa em compatibilidade química e física entre elementos e os fatores de uso isso aqui é um estudo europeu eles mostram uma simples ponte quantos micro-climas você consegue identificar rigorosamente nessa

parte aqui de cima eu tenho muita radiação solar então ela vai aquecer essa isso aqui vai entender a dilatar é na europa o pessoal joga sal para evitar a formação de gelo na superfície do pavimento durante o inverno então tem uma elevada concentração de salina no inverno na parte de cima essa parte aqui de baixo está relativamente protegido essa aqui está um pouco mais protegida mas são partes protegidos e essa aqui debaixo da em contato com caminhões e respingos de água e tudo mais além disso eu tenho aqui as fundações que tem um é o

mesmo concreto não é também é concreta mas é um outro micro clima o problema que eu precisaria dimensionar o especificar uma ou mais soluções para que o sistema seja durável muitas vezes o concreto da fundação tem que ter uma composição diferente do concreto da estrutura quando eu trabalho com concreto armado é só uma ponta de concreto armado o grau de proteção à distância entre a armadura e à superfície ela tem que ser proporcional à agressividade do meio e precisa obedecer um mínimo porque a distância da armadura para a superfície por exemplo é a acamada aonde

a armadura transfere esforços por concreto ela não pode ser muito fininho que não tem procedência do esforço de proteger contra fogo se você pegar um edifício tenho desde a do sul você vai ter um subsolo ambiente extremamente úmido se for garagem extremamente rico em co2 e úmido vou ter a fachada completamente exposta aos poluentes do ar e vou ter o interior do edifício onde você planta vão pegar co2 que é uma coisa que carbonato concreto e vai ser importante na degradação onde tem mais co2 dentro ou fora de um edifício aqui nesse prédio tem mais

co2 dentro fora a fonte interna de co2 dentro pode atingir assim facilmente no escritório mil ppm lá fora dependendo a média mundial hoje é 440 pms tá aqui em são paulo deve ter um pouquinho mais alto e nunca vi uma medida externo assim representativa então eu tenho ambientes diferentes e o projeto de durabilidade da estrutura ele precisaria levar em conta tudo isso vocês vão ver que a norma brasileira extremamente precária é é uma visão literalmente do século passado no que vai pra esse problema então a gente faz uma engenharia muito primária o pouco sofisticada e

pouco eficiente vamos lá agora e se a quinta de greve 11 europeus a gente vai voltar depois para isso eles têm um ex que minha típico de que ambientes eu posso ter uma estrutura de concreto tem um ambiente úmido fechado eu tenho um solo que está acima do lençol freático x 0 abaixo do lençol freático xc2 eles têm um monte de classificações aqui está exposto enfim por aí vai não sei se dá pra enxergar isso aí é uma viga de concreto que tem no instituto das químicas é uma música que sai e vê esse aqui

é essa viga ela tá protuberante na fachada por uma razão que eu acredito que alguém acreditou ser estética mas é apenas um pedaço de concreto que sair achava é esse concreto não tem mais nenhuma pasta de cimento cobrindo os agregados os agregados são absolutamente previsíveis depois de eu chutaria 30 anos a chuva ácida de são paulo levou embora a pasta de cimento mas a fachada que está do lado do beiral zinho e que existe uma camada de vento a lei que protege ela num taco a pasta de cimento ainda está lá mas é o mesmo

concreto foi moldado no mesmo dia no mesmo lugar na mesma hora no mesmo prédio é só o grau de exposição que é diferente se nada eterno como é que os materiais sementes degradado quanto tempo eles vão durar você vocês analisam da norma de desempenho existem critérios de quanto os materiais precisam durar nós temos o seguinte eu construo ele vai perdendo a capacidade de atender o que o usuário espera dele vai chegar um momento em que está abaixo do mínimo e esse momento eu defino como vida útil tem uma incerteza porque a do processo de degradação

depende de muitas variáveis algumas eu posso prevê outras eu não consigo prever então durabilidade tem uma incerteza eu vou ter uma distribuição de vida útil de uma determinada população essa incerteza vem do meio ambiente vem das propriedades do material são duas coisas que faria os ingleses trabalham com recomendações de vida útil em edifícios públicos acima de 120 anos em londres tem eu acho que as casas de londres tem mais de 100 anos de vida útil a cidade é muito antigo sistema de esgoto deles têm na londres londres mais antiga tem mais de 100 anos e

hoje está entrando no final da vida útil estão trocando quem for para lá vai ver um monte de rua fechada com eles abrindo trincheira trocando o sistema de esgoto que foi feito há 100 anos atrás então eles trabalham com vidas úteis bastante ele edifícios escolas edifícios habitacionais novos mais de 60 anos você investe constrói e depois de um certo tempo você vai fazer um vectra o fit é aquele ter renovação interna de escritórios mais dez anos a renovação de edifícios habitacionais pessoal e imediato 20 mais de 30 anos a norma brasileira nome de desempenho para

edifícios residenciais a 15 575 estabelece para a estrutura mais de 50 anos então em um edifício eu preciso fazer a estrutura para que ela dure mais de 50 anos naquelas condições do edifício está sendo feito é na frente do mar é um ambiente industrial ué numa zona seca próximo de brasília etc o papel do projetista é tornar tomar medidas para que a vida útil chega chega a mais de 50 anos é muitas vezes ele não vai oposição entra nos detalhes do meio ambiente agressivo aí quem vai construir precisa fazer se for aqui tem cobertura mas

o concreto de uma forma geral a estrutura quando alguém faz o projeto ele deve prever que o usuário faça alguma manutenção você deveria na engenharia civil brasileira não é muito comum se alguém foi procurar pelo manual de manutenção desse difícil não existe ninguém diz quando tem que trocar as coisas a norma de manual de manutenção tem uns 15 anos agora ela começa a ser mais respeitada mas de uma forma geral no brasil não se ignora isso isso aqui é um aparelho de apoio de ponte na viga da ponte ela expande ela gira daqueles desenhos isostática

que lá existe aqui você constrói é ele não são eternos e isso aqui é um aparelho com um polímero vai durar talvez 40 anos 30 anos eu sei que ele não vai durar mais de 30 40 anos existem muitas pontes um em são paulo e eu não consigo trocar o apoio porque o projetista não previu uma forma de trocar o apoio é colocar o espaço por um macaco empurrar a ponte pra cima e você vai lá tira e coloca outro lugar se isso é bem feito é uma operação de algumas horas a um custo pequeno

mas engenharia civil no brasil e se especializou em obras públicas a gerar custos grandes as coisas são projetadas para secada de construir e muito caro de manter e de preferência para um monte de problema gerando bastante negócio isso é uma ciência em obra pública no brasil e isso contamina também as obras privadas porque uma coisa aprendi conta então na verdade o manual de manutenção vai dizer olha esse difícil para durar 50 anos está previsto que a estrutura de concreto vai ter que ser pintada a cada dez anos com uma tinta de tal tipo ou com

tal desempenho o usuário o proprietário tem que receber o manual e provar que cumpriu se e depois de 40 anos o edifício está sem condições de trabalho é duas hipóteses o usuário não fez a manutenção o projetista não a empresa construtora não construiu de acordo com o especificado isso é o que está começando a ser construído no concreto o principal problema não é o concreto é a corrosão do aço que está dentro do concreto concreto em si é bastante durável no ambiente normal o assu no entanto do que aqui no prédio tem vários exemplos da

cni é a fala agora afeta todo o reparo escondeu todas as colisões de armadura na fachada temporariamente em breve elas estarão de volta e visíveis né nós fizemos um reparo dos pilares do prédio que todos os pilares foram o assunto estava visível em boa parte deles há uns 10 anos atrás e descascou tudo se recompôs custou quase um milhão de dólares só para fazer o reparo da fachada do prédio aqui o aço fica é aparente se aqui um pilar é uma fissura talvez de um centímetro como é que pode abrir uma fissura o que eu

sei quando observo uma fissura um concreto com certeza foi uma fissura é sempre um resultado de tensão maior que a resistência uma das origens da retração aqui eu posso te dizer que se a estrutura estava muito boa quando foi construída a catedral ortodoxa depois de uns 25 anos estava desse jeito que tipo de esforço pode causar a barra de aço tá aqui ó o que vocês estão vendo aqui é que a barra de aço aqui ela arrancou o concreta ela expulsou concreto por que isso acontece foi o ferro efe o produto da corrosão é um

hidróxilo vem mais oxigênio e mais de hidrogênio o volume aumenta algumas vezes o processo de corrosão você já estudaram a sua crítica assim cracks né tem uma célula eletrolítica no caso isso aqui é as luzinhas vocês devem estar enxergando concreto isso aqui é o concreto está dentro do concreto o concreto ele é poroso então dentro dos poros seus poros não tiverem cheio d'água vou ter o que há dentro do ar eu tenho o oxigênio eu também tem umidade dentro do concreto que chove a água entra tem umidade no ar ou seja eu tenho todos os

elementos para a reação química de corrosão dentro do concreto por eles e por ozu se ele fosse completamente impermeável faltaria água e oxigênio não teria corrosão não é o caso o concreto é um investimento permeável o processo do concreto armado começa assim a corrosão quando ela começa começa a criar produtos expansivos a barra aumenta de diâmetro e ela vai causando um esforço de ela expande traz iona o cumprimento da amadora vai tracionando até um ponto tipicamente empurra concreto para fora nesse estágio aqui a barra já não tem nem a mesma sessão porque ela perdeu virou

corrosão e ela não tem mais aderência para o público no concreto se ela não tem aderência não tem como transferir os fóruns de uma barra de concreto completamente revertida pela corrosão ela não funciona a grande vantagem de sorte é que a corrosão raramente ela é contínuo ela tem alguns pontos onde é mais grave ponto onde é menos grave as pessoas reagem aos pontos menos graves e corrosão de armadura tem consequências é isso aqui é uma causa importante queda de marquise todo mundo sabe que é uma marquise engenheiros arquitetos e quem sabe sabe que é uma

marquise não me perguntar o que é uma marquise saíram daqui saber sem saber o que é uma marquise marques é uma péssima ideia vamos começar dizendo assim muito popular aqui que é aquela plágio de projeção que avança pra fora da estrutura é normalmente ela pro ela é do ponto de vista urbanístico é uma solução legal porque permite que os pedestres caminho na sombra num país tropical sombra é uma coisa legal é e protegidos da chuva o que acontece com as lojas de cobertura com as marquises é que ela é uma sistema em balanço a armadura

vai por cima porque armadura vai na parte relacionada do concreto e ele tem de figurar bem no apoio porque o pessoal de menciona um pouco mal porque algumas vezes coloca um peso extra em cima não curam direito diz forma muito cedo começa a misturar isso aqui no apoio na fissura começa a ter mais unidade e começa a corrosão localizada do aço e o plano de corrosão é que ela é muito estendida eu tenho uma taxa uma perda de espessura baixa mas se a corrosão é concentrado numa área pequena ela avança rapidamente para dentro quando ela

rompe a armadora a a marquise ela cai é uma estrutura frágil é teve um evento em porto alegre nos anos atrás morreram sete pessoas debaixo de uma marquise choveu foi todo mundo pra baixo da marquise ea marquise que caiu das pessoas ficaram esmagadas né jack é em aracaju aqui tinha uma marquise isso aqui acho que em santos ea marquise está agora na quebrada no chão e os cadáveres estão em baixo esse é um problema de corrosão de armadura marquise é uma solução muito importante do ponto de vista urbanístico proteção contra chuva proteção contra o sol

mas ele tem esse problema da solução eu não sou contra a marquise eu achei marquise de concreto armado num país que não faz manutenção é uma temeridade como aliás a mortalidade prova é ter que pensar em outras coisas que acontece porque é que o concreto nem sempre com roy até chegar o concreto armado e fazia estruturas de aço aço precisa pintar deixar fazer manutenção em concreto armado ele veio com o seguinte discurso eu tenho uma estrutura que entre outras logo no local que é uma vantagem mas ela é um sistema onde o concreto protege o

assunto dada a confusão e o concreto jovem de fato protege o aço da corrosão porque o ph do concreto é 12 se não fizeram um experimento de células de conclusão de concreto nato em química lá que o pessoal que vai com cloreto né um concreto recém moldado na barra de aço dentro dele a barra de aço está protegida contra a corrosão do ponto de vista eletroquímico porque tem lá um diagrama de por ver que vai te mostrar que em concreto numa solução com ph acima de 12 precisa de uma voltagem externa muito grande pra arrancar

elétrons e provocar a corrosão na verdade pode ter uma pequena corrosão menos de 0 1 micrômetro por ano significa que em dez anos é um milésimo de milímetro e em mil anos é um milímetro numa barra de 12 milímetros ninguém tá nem aí nós não estamos preocupados com esse tipo de confusão certo agora quando essa camada é destruída a corrosão é possível existem pelo menos duas situações aonde essa camada pode ser destruída por agentes ambientais e é disso que a gente precisa se preocupar então o que causa à corrosão na oi fala na verdade é

eu particularmente nunca vi essa camada fotografada apesar da gente tem microscópios eletrônicos que aumentam sem luzes na verdade este podia pensar que é uma produção eletroquímica a corrosão é um processo de circulação de elétrons e tudo mais pense numa barreira eletroquímica no ph 12 a presença das hidroxilas fazem com que os elétrons tende a ficar dentro do aço de uma forma bem simples ela é produto não é nada específico do concreto é o ph no final do dia isso acontece também se eu pegar uma água e colocar um ph elevado umidade então não corrói o

ph que é importante se eu destruir essa proteção se eu mudar o ph por exemplo eu mudo todo o sistema o que é que pode destruir essa proteção primeiro e mais importante posto que a universal é a reação do concreto com o co2 da atmosfera não tem como evitar 100% por o que o concreto reagir com co2 na atmosfera eu posso botar uma pintura e reduzir a velocidade mas ele vai reagir com o co2 da atmosfera atmosfera tem uma quantidade crescente de co2 já passamos dos 440 ppm na média em alguns lugares da cidade vai

estar acima de mil dentro de uma garagem seguramente acima de mil então vai carbonatada carbonato a reação de carbonatação atingiu a profundidade da armadura armadura não tá mais imersa num concreto com ph 12 ela vai estar imersa no concreto com ph menor que 12 ea corrosão é possível não estou dizendo que ela é 100% certo de acontecer a outra forma é a presença de íons cloreto aqui é onde você sabe que na beira do mar as coisas correm com velocidade muito elevada moretto é um pequeno de grande mobilidade com uma carga elétrica negativa forte ele

é um catalisador da reação de corrosão qualquer metal num ambiente rico em loreto vai correr rapidamente a página que protege 15 o que protege o alumínio não funciona em ambiente rico de cloreto fluoreto e corrosão estão muito associados se é o verbo loreto na camada de concreto que reveste a armadura a proteger mesmo que o ph seja 12 a corrosão também é possível o cloreto destrói a proteção da armadura da onde vem cloreto de ambiente um ambiente marinho é é um concreto colocado lá em brasília tem um problema de cloretos a menos que ele esteja

dentro de um depósito de sal não vai ter problema de coretos outros dois no ambiente industrial que usa cloro isso existe law faz aqueles produtos para tratar piscina num ambiente de uma piscina aquecida tem muito cloro no bota cloro na água clara não evapora se o concreto tiver no meio do caminho vai entendendo concreto até então fora desses ambientes eu vou ter loreto no ambiente marinho e incrédulos e crentes na engenharia civil se usou por muitos anos e ainda se usa cloreto como um acelerador de pega endurecimento eu estou com pressa não posso fazer para

a térmica eu coloco o cloreto em 15 horas o meu concreto está com a resistência de sete dias josé coleto de letra de cálcio é um ótimo produto se não houver a armadura embutida então fico olhando o pessoal fazer passeio faz passeio certa mesmo aqui na usp por uma semana três dias montasse um pouquinho de coreto dentro no dia seguinte podia liberar o passeio estava tudo certo passeio não tem uma duração concreto no chão lá eu posso usar saiu coloquei a armadura eu colocando o coreto o risco de corrosão é elevado