PATOLOGIAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO: UM ESTUDO DE REVISÃO SISTEMÁTICA

RESUMO

O presente artigo teve como objetivo demonstrar e analisar as patologias existentes no concreto armado e como elas estão expostas a esses riscos, caracterizando os conceitos de concreto armado e patologias, como essas patologias ocorrem e como são formadas com as soluções necessárias para arrumar esse problema, demonstrando também medidas mitigadoras para prevenir a ocorrência de patologias nesse concreto armado. O trabalho foi realizado por meio de uma revisão sistemática em vários livros relacionados ao assunto.

ABSTRACT

This article aimed to demonstrate and analyze the existing pathologies in reinforced concrete and how they are exposed to these risks, characterizing the concepts of reinforced concrete and pathologies, how these pathologies occur and how they are formed with the necessary solutions to fix this problem, also demonstrating mitigating measures to prevent the occurrence of pathologies in this reinforced concrete. The work was carried out through a systematic review in several books related to the subject.

INTRODUÇÃO

Estima-se que o concreto foi criado em 1756 por John Smeaton, já o concreto armado foi criado 93 anos após a invenção do concreto. O concreto armado tenha cerca de 71 anos de existência, criado em 1849 por Joseph Monier

O concreto armado é uma solução estrutural composta por materiais com diferentes dimensões de agregados, sendo eles graúdos como britas e miúdos como areia, aditivos, aglomerados sendo cimento e água. (PORTO, FERNANDES,2015)

De acordo com Porto e Fernandes (2015) O concreto é um material muito utilizado por ter boa durabilidade e uma grande resistência a compressão, também possui fácil mão de obra, pelo mercado ser saturado de materiais para composição, ter uma vasta mão de obra, tornando o concreto um material economicamente viável, maleável, pois pode receber adaptações em sua composição ou em sua execução.

Já o concreto armado segundo Bastos (2019) é a junção de qualidades associadas entre o concreto e o aço tornando ainda mais resistente a compressão e resistente a tração por possuir aço em sua composição.

Fissuração de acordo com Bastos (2019) é uma pequena ruptura que ocorre no concreto armado podendo ser proveniente da retração. A fissura pode ser significativamente reduzida quando realizada uma cura cuidadosa.

Inúmeros são os problemas decorrentes pela vida útil do concreto, cabe ao engenheiro responsável avaliar qual a patologia encontrada e qual a solução necessária para acabar com esse problema.

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

O presente artigo é realizado por meio de um estudo de caso das possíveis patologias em estruturas de concreto armado. Desta forma temos que a revisão bibliográfica será um estudo aprofundado do tema.

O concreto é o principal componente utilizado para as construções, sendo um elemento heterogêneo composto por cimento, água e agregados como pedra, areia, geralmente tendo aditivos como complementos. Após a mistura desses elementos é formado uma liga que recebe o nome de dosagem tendo grande maleabilidade podendo ser facilmente moldado, assumindo em diferentes formas e possuindo diversas aplicações (COUTO et al., 2013).

Conforme dados retirados da ABNT NBR 6118:2003 “são elementos de concreto armado todo e qualquer comportamento estrutural que se origina da aderência entre concreto e armadura, não se empregando alongamentos iniciais das armaduras antes da materialização dessa aderência.”

Segundo Porto e Fernandes (2015) ao redor do mundo o concreto armado é conhecido como o material construtivo de maior utilização, sobressaindo os demais por possuir um excelente desempenho comparado com os demais, sua execução é realizada de forma descomplicada e de baixa complexidade torna seu custo mais baixo pois não necessita de um tratamento especial. Por ter esse mercado amplo o concreto armado é um dos materiais mais utilizados no Brasil na atualidade.

De acordo com Medeiros, Andrade e Helene (2011) é de suma importância conhecer o concreto e a geometria da estrutura, e também avaliar e classificar o grau de agressividade do ambiente, estabelecendo um grau de concordância entre os dois, ou seja, entre a agressividade do meio versus a durabilidade da estrutura de concreto.

O crescimento acelerado e desenfreado da construção civil e as limitações de conhecimento da época conciliados com falhas involuntárias e casos de imperícia, formam um complexo de conjunto de fatores conhecidos como deterioração estrutural do concreto armado, essa deterioração pode acarretar na patologia do concreto tendo das causas mais diversas possíveis dando desempenho insatisfatório a estrutura.(COUTO et al., 2013)

A patologia das estruturas é intitulada de forma ampla como um novo campo da Engenharia das Construções que se ocupa do estudo das origens, formas de manifestação, consequências e mecanismos de ocorrência das falhas e dos sistemas de degradação das estruturas (Souza e Ripper, 2009 p 14).

METODOLOGIA

Sobre o tipo de estudo escolhido afirma-se que:

A escolha do tipo de estudo depende da pergunta que se pretende responder. Tradicionalmente, a revisão sistemática é um estudo retrospectivo. Existe ainda a possibilidade de realizar a revisão sistemática com dados individuais (CASTRO, 2007).

Desse modo a metodologia empregada para desenvolvimento bibliográfico do projeto baseou-se no estudo de revisão sistemática, com o intuito de consultar toda literatura sobre patologias em estruturas de concreto armado, a fim de sintetizar informações sobre os tipos, causas e reparos de patologias.

A pesquisa foi realizada através de documentos online, no período entre julho e agosto de 2021, através das plataformas online Google, Google Acadêmico, Scielo e Portal Capes. 

As palavras chaves escolhidas para iniciar a pesquisa: patologias em estruturas de concreto armado (resultados aproximadamente 262.000), causas de patologias em estruturas de concreto armado (205.000 resultados), tipos de patologias em estruturas de concreto armado (261.000 resultados) e reparos de patologias em estruturas de concreto armado (99.000 resultados).

Os resultados obtidos das pesquisas online passaram por critérios de avaliação com o intuito de escolher aqueles que abrangem mais sobre o tema. Os critérios são: (i) avaliação de acordo com o que o assunto do resumo engloba, (ii) leitura do artigo para identificar o assunto central e (iii) comparação do tema deste trabalho com o assunto do artigo pesquisado.

De acordo com os critérios utilizados, foram selecionados artigos com informações referentes à definição de concreto armado, causas e tipos de patologias, bem como os reparos que devem ser realizados nas estruturas.

Dessa forma, foram selecionados tais artigos a fim de trazer bases bem estruturadas ao trabalho e trazer de forma sucinta as melhores e mais relevantes informações. Com o intuído de explanar e esclarecer o tema proposto.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

De acordo com Couto (2007), as causas mais comuns de patologias são por consequência das seguintes situações: 

1. Falhas na concepção do projeto;

2. Má qualidade dos materiais;

3. Erros na execução;

4. Utilização para fins diferentes dos calculados em projeto;

5. Falta de manutenção no decorrer do tempo.

No entanto, há também patologias decorrentes dos agentes externos como: ação excessiva dos ventos, ação de umidade, variação de temperatura e instabilidade do solo. Sabendo disso, é papel do Engenheiro prever e dimensionar a estrutura, de forma que evite ao máximo o acontecimento de patologias.

Segundo o Grupo Fetz (2018), há 5 categorias existentes de patologias, que são representadas no quadro as seguir:

De acordo com Pitelli e Marco (2019) “O fissuramento em uma estrutura pode ter diversas causas e para que se possa ter um estudo eficaz e correto da configuração da fissura, do grau de abertura da mesma e se há variação em relação ao tempo, é necessário classificar a fissura, como ativa ou inativa” (Souza e Ripper, 2009 p 57).

Quando a remoção dos escoramentos e formas é realizada de forma incorreta ou prematura pode estimular o surgimento de fissuras por deformações plásticas exorbitantes. Nessa etapa, deve-se admitir que o concreto, ainda em processo de cura, não possui uma resistência mecânica suficiente. Desta forma temos que todo e qualquer esforço realizado pode acarretar problemas patológicos, assim se torna de suma importância a necessidade de um projeto adequado de formas e de retirada dos escoramentos” (BOLINA; TUTIKIAN; HELENE, 2019).

Outra causa que pode acarretar nas patologias são a vida útil do concreto, quando ele tem uma vida útil longa e passa a durabilidade prevista, isso pode gerar o envelhecimento e a degradação da estrutura. Segundo Medeiros, Andrade e Helene (2011) tem se que “em função dos crescentes problemas de degradação precoce observados nas estruturas, das novas necessidades competitivas e das exigências de sustentabilidade no setor da Construção Civil, observa-se, nas últimas duas décadas, uma tendência mundial no sentido de privilegiar os aspectos de projeto voltados à durabilidade e à extensão da vida útil das estruturas de concreto armado e protendido (CLIFTON, 1993)”.

Há dois tipos de manutenções que podem ser realizadas no concreto armado, sendo elas a manutenção corretiva e a manutenção preditiva. A manutenção corretiva é realizada por meio de uma intervenção com o intuito de corrigir um elemento ou sistema no que observa a incidência de falha ou desempenho menor que o esperado (BOLINA; TUTIKIAN; HELENE, 2019). Já a manutenção preditiva é aquela que toma como base o acompanhamento dos parâmetros ou do desempenho de um elemento ou sistema que recebe monitoramento contínuo (BOLINA; TUTIKIAN; HELENE, 2019).

Piancastelli (2020), classificou os reparos mais comuns em obras de concreto, que são:

1. Reparos Superficiais: São aqueles que não ultrapassam a espessura da camada de cobrimento das armaduras. “Eles são exigidos em função de disgregações, desagregações, segregações, porosidades ou contaminações que atingem o concreto de cobrimento das armaduras”, explica.
2. Reparos Profundos: Referem-se àqueles cujas profundidades ultrapassam a camada de cobrimento das armaduras. “Esse tipo de reparo geralmente surge devido à ocorrência de segregações, ninhos, ou presença de corpos estranhos ao concreto”, acrescenta.
3. Reparos Superficiais de grandes áreas: São feitos em função de disgregações, desagregações, segregações, erosões, desgastes, contaminações ou calcinações que atingem grandes áreas do concreto de cobrimento das armaduras.
4. Reparos devidos à corrosão de armaduras: Exigem análise do funcionamento do sistema de proteção do aço dentro da massa de concreto. “Para tanto, é necessário verificar as relações existentes entre o pH do concreto e o potencial de corrosão (potencial eletroquímico) do aço.

Fazer o correto diagnostico é de suma importância, e requer o uso de técnicas de investigação no local da estrutura, combinado com testes de laboratório. O objetivo é estabelecer o método a ser usado de forma a proteger e reparar a estrutura da melhor forma.

CONCLUSÃO

Em suma através de toda análise realizada neste artigo, podemos concluir que as patologias são divididas em cinco categorias sendo elas: os danos estruturais, os ataques químicos, esboroamento, corrosão de vergalhão e problemas de reparo.

Podemos concluir também que as patologias do concreto armado são criadas quando há o excesso de exposição a componentes quimicos, fisicos, mecanicos e térmicos, como é o caso do excesso de vibrações que fazem parte dos danos estruturais e o caso do sal marinho que faz parte da corrosão de vergalhão.

Há também neste artigo a defição dos quatro tipos distintos de reparos necessários para realizar em patologias diferentes, que são eles:  Os reparos superficiais que não ultrapassam a camada de cobrimento das armaduras.Reparos Superficiais de grandes áreas que são as contaminações em grandes áreas do cobrimento das armaduras.Os reparos profundos que ultrapassam a camada de cobrimento das armaduras. E por ultimo os Reparos devidos à corrosão de armaduras, que é quando há uma divergencia entre o pH do concreto e o potencial eletroquímico.

Conclui-se então que o artigo atendeu aos objetivos pre estabelecidos que são o estudo de caso para a demonstração das patologias provenientes do concreto armado.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA

BOLINA, Fabricio Longhi; TUTIKIAN, Bernardo Fonseca; HELENE , Paulo Roberto. Patologia de estruturas. 1. ed. [S. l.]: Oficina de texto, 2019. 31 p. v. 1.

COUTO, J. P.; COUTO, A. M. Importância da revisão dos projectos na redução dos custos de manutenção das construções. In: CONGRESSO CONSTRUÇÃO 2007, 3, 2007, Coimbra, Portugal. Universidade de Coimbra, 2007.

COUTO, José A.S.; CARMINATTI, Rafael Lima; NUNES, Rogério R.A.; MOURA, Ruan Carlos A. O CONCRETO COMO MATERIAL DE CONSTRUÇÃO. O CONCRETO COMO MATERIAL DE CONSTRUÇÃO, Cadernos de Graduação - Ciências Exatas e Tecnológicas, 2013.

GRUPO FETZ. Patologias do concreto; o que são e como evitá-las. Construtora Fetz, 2018.

MEDEIROS, Marcelo H.F.; ANDRADE, Jairo J.O.; HELENE, Paulo. Durabilidade e Vida Útil das Estruturas de Concreto. In: CONCRETO: Ciência e Tecnologia. [S. l.: s. n.], 2011. cap. 22, p. 1-37.

PITELLI, Gustavo Tanganini; MARCO, Gerson. PATOLOGIAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO. [S. l.], 2019. Disponível em: https://docplayer.com.br/169837340-Patologias-em-estruturas-de-concreto-armado.html. Acesso em: 21 jul. 2021.

PIANCASTELLI, Élvio Mosci. Patologias do concreto: Das manifestações às causas, as patologias do concreto exigem análise cuidadosa antes da escolha do tratamento ideal.2020.

PORTO, Thiago Bomjardim; FERNANDES, Daniele S.G. Curso básico de concreto armado. 1. ed. [S. l.]: Oficina de textos, 2015. 51 p

______. NBR 6118. Projeto de estruturas de concreto – Procedimento. Rio de Janeiro, 2003.

            HISTÓRIA do concreto: saiba mais sobre este material construtivo. [S. l.], 5 jun. 2019. Disponível em: https://www.inovaconcreto.com.br/blog/historia-do-concreto/#:~:text=A%20origem%20do%20concreto%20como,j%C3%A1%20utilizando%20o%20cimento%20hidr%C3%A1ulico. Acesso em: 30 ago. 2021

BASTOS, Paulo Sérgio dos Santos. FUNDAMENTOS DO CONCRETO ARMADO. Universidade Estadual Paulista, 2019. Disponível em: https://wwwp.feb.unesp.br/pbastos/concreto1/Fundamentos%20CA.pdf. Acesso em: 30 ago. 2021.

Autoras: 

Ébila Kathryna Franco Ferreira

Mahany Garcia Toledo de Andrade