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Eng Jorge Christófolli Décadas de 1920 e 1930 - Implantação das primeiras Fábricas de cimento no Brasil. ABCP - Associação Brasileira de Cimento Portland.

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2 Eng Jorge Christófolli

3 Décadas de 1920 e Implantação das primeiras Fábricas de cimento no Brasil. ABCP - Associação Brasileira de Cimento Portland ABC ( 1930 ) - Associação Brasileira do Concreto Primeira Reunião dos Laboratórios Nacionais de Ensaios de materiais - INT ( Rio ). Aprovação do MB-1 e EB-1 - Ensaio e Especificação de cimento portland ABNT - NB-1 - Projeto e execução de obras de concreto armado.

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6 Resistência até 50,0 MPa. Década de 70 - predominância do fck 15,0 MPa - ( 1 vaga / 400 m 2 ) Hoje - uso frequênte do fck 35,0 MPa - ( 6 vagas / 400 m 2 ) Concreto simples, armado e protendido. Garantia da qualidade - quais e como obtê-las Durabilidade - vida útil ( 50 a 100 anos ) Limites para dimensões, deslocamentos e fissuras Análise estrutural ( NB1-78 esforços solicitantes ) Instabilidade e efeitos de segunda ordem Regiões e elementos especiais - consolos, vigas-parede, sapatas e blocos de fundação.

7 Eng Jorge Christófolli Elaborada pela comissão de estudos da NB-1 e aprovada pelo CT Concreto estrutural Imposição dos regulamentos da ABNT - não é possível publicar comentários junto ao texto da norma.

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9 IBRACON - Instituto Brasileiro do Concreto ABECE - Associação Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas ABCP - Associação Brasileira de Cimento Portland

10 Eng Jorge Christófolli Projeto de estruturas de Concreto Simples, Armado e Protendido Exceto o uso de: concreto leve, pesado, concreto massa, sem finos e outros especiais. Concretos com massa específica entre e Kg/m 3 Resistências entre C10 e C50 ( NBR 8953 )

11 Eng Jorge Christófolli A) Capacidade resistente - Segurança a ruptura B) Desempenho em serviço - fissuração excessiva, deformações inconvenientes e vibrações indesejáveis. C) Durabilidade - necessidade de reparos de alto custo, ao longo de sua vida útil.

12 Eng Jorge Christófolli Obs.: Cerca de metade dos defeitos verificados nas construções tem origem na fase de projeto. Condições impostas ao Projeto A) Condições arquitetônicas - Estética, dimensões de pilares, vãos. B) Condições funcionais - Finalidades e uso previsto para a estrutura - rigidez, deformabilidade das peças, estanqueidade, isolamento térmico e acústico, juntas de movimento. C) Condições construtivas - compatibilização do projeto com os métodos e processos construtivos. D) Soluções estruturais - escolha dos materiais e do sistema estrutural ( concreto armado, protendido, pré-moldado. E) Integração com os demais projetos - elétrico, hidráulico, ar condicionado, lógica, etc. F) Condições econômicas - otimização dos custos de construção, manutenção e prazos de execução.

13 Eng Jorge Christófolli Período de tempo durante o qual a estrutura mantêm as características, sem exigir em relação às prescrições de manutenção previstas, medidas extras de manutenção e reparo, isto é, após esse período começa a efetiva deterioração da estrutura, com o aparecimento de sinais visíveis como: produtos de corrosão da armadura, desagregação do concreto, fissuras, etc. Esta norma pressupõe uma vida útil de 50 anos.

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16 PROJETO : TODA MEDIDA TOMADA NA FASE DE PROJETO COM O OBJETIVO DE AUMENTAR A PROTEÇÃO E A DURABILIDADE DA ESTRUTURA ( EX.: Aumentar o cobrimento da armadura, reduzir a Relação A/C, aumentar o fck, etc ) ESTÁ ASSOCIADO AO CUSTO (1).

17 Eng Jorge Christófolli EXECUÇÃO: TODA MEDIDA EXTRA PROJETO, TOMADA DURANTE A FASE DE EXECUÇÃO, IMPLICA NUM CUSTO 5 VEZES MAIOR DO QUE ACARRETARIA TOMAR UMA MEDIDA EQUIVALENTE NA FASE DE PROJETO. Ex.: A decisão em obra de se reduzir a relação A/C para aumentar a durabilidade. A mesma medida tomada na fase de Projeto permitiria o redimensionamento da estrutura, considerando um maior valor de fck, de módulo de elasticidade, menor fluência o que reduziria as dimensões dos elementos estruturais, reduzir fôrmas, volume de concreto,mão de obra, menor peso próprio, menor taxa de armadura, redução das fundações, etc.

18 Eng Jorge Christófolli MANUTENÇÃO PREVENTIVA: AS OPERAÇÕES ISOLADAS DE MANUTENÇÃO COMO, PINTURAS FREQÜENTES, LIMPEZA DE FACHADAS SEM BEIRAIS E SEM PROTEÇÕES, IMPERMEABILIZAÇÃO DE COBERTURAS E RESERVATÓRIOS MAL PROJETADOS, PODEM CUSTAR ATÉ 25 VEZES MAIS QUE AS MEDIDAS TOMADAS NA FASE DOS PROJETOS. PORÉM PODEM SER 5 VEZES MAIS ECONÔMICAS QUE AGUARDAR A ESTRUTURA APRESENTAR PROBLEMAS PATOLÓGICOS QUE REQUEIRAM UMA MANUTENÇÃO CORRETIVA.

19 Eng Jorge Christófolli MANUAL PARA REPARO, REFORÇO E PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO, Paulo Helene, São Paulo -Pini – 1992.

20 Eng Jorge Christófolli 1 - Lixiviação - ação de águas puras, carbônicas agressivas e ácidas que dissolvem e carreiam os compostos hidratados da pasta de cimento. 2 - Expansão da pasta de cimento - por ação de águas e solos contaminados com sulfatos. 3 - Expansão de agregados reativos - com o álcalis do cimento

21 Eng Jorge Christófolli Lixiviação do Ca(OH) 2 < --- Reação Álcali-sílica : Fonte Catálogo Lifetime Admixture

22 Eng Jorge Christófolli 1 - Despassivação por Carbonatação - ação do gás carbônico da atmosfera que penetra por difusão e reage com os hidróxidos alcalinos da solução dos poros do concreto reduzindo o pH. ( Não perceptível a olho nu ) 2 - Despassivação por elevado teor de íon cloro ( cloretos ) penetração de cloreto através de difusão, impregnação ou de absorção capilar de águas contendo teores de cloreto que despassivam a superfície do aço e instalam a corrosão.

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24 O CO 2 do ar penetra através da rede de poros do concreto e reage com o hidróxido de cálcio presente na pasta de cimento. Esse processo leva à formação de carbonatos cálcicos e alcalinos e a uma redução do valor do pH da solução aquosa presente nos interstícios do concreto. Ca.(OH) 2 +CO 2 Ca.CO 3 +H 2 O H 2 O Quando o aprofundamento da redução do pH atinge as armaduras ocorre a remoção da película passiva do aço (despassivação) e inicia-se o processo da corrosão.

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26 Aplicação de indicador químico, a fenolftaleína 1% em álcool etílico, que permite a medição da camada carbonatada CARBONATAÇÃO DO CONCRETO:

27 Eng Jorge Christófolli A previsão do início da corrosão, baseada na velocidade de avanço da carbonatação e na espessura do cobrimento, pode ser feita pela seguinte equação: e = k.t ½ Onde: e é o cobrimento em cm, t é a idade prevista para início da corrosão; k é uma constante que varia com o a/c, fck, % de CO2 do ar e com a agressividade do meio.

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34 Atracadouro de barcos de passeio em clube na baia de Guaratuba-PR, obra com nove anos de idade (2003), apresentando elevada decomposição do concreto e acentuada corrosão das armaduras. As baias e braços de mar tem água alto teor de íons de cloro e pH baixo devido a matéria orgânica. Fonte: Exame S/C Ltda - Tecnologia

35 Eng Jorge Christófolli Fenômeno eletroquímico: O aço é uma liga metálica entre ferro e carbono. Nos aços para concreto, o ferro está presente em cerca de 98 % do total (em torno de 0,4% C, 0,3 % Mn e outros). A corrosão do aço é um fenômeno eletroquímico, de água como eletrólito, ar (fornecimento de O 2 ), íons negativos como Cl -, OH - e SO 4 -, e íons positivos de Fe² + e Fe³ +, todos em contato com o aço, formam uma micropilha ou célula de corrosão. A zona corroída é a ZONA ANÓDICA, onde se desprendem íons de Fe² + e Fe³ +, liberando elétrons, que direcionam-se a ZONA CATÓDICA (não corroída), de carga negativa pela presença dos íons Cl -, OH - e SO 4 -. Através do eletrólito os íons migram, formando os óxidos e hidróxidos de ferro.

36 Eng Jorge Christófolli A proteção do concreto: O aço tem uma fina película superficial de óxidos que são impermeáveis em meios alcalinos, com pH>11,5. O concreto, devido principalmente aos compostos de hidróxido de cálcio, é um meio muito alcalino, com pH variando de 12,5 a 13,5. Portanto devido a alcalinidade do concreto, enquanto o pH estiver acima de 11,5 o aço está passivo ou protegido da corrosão. Quando o concreto é atacado, com a lixiviação do hidróxido de cálcio, ocorre lentamente um rebaixamento do pH. O CO2 presente no ar, carregado junto com a unidade, ao entrar em contato com o hidróxido de cálcio da estrutura interna da pasta de cimento, gera uma reação chamada de carbonatação, produzindo o carbonato de cálcio, produto de coloração esbranquiçada.

37 Eng Jorge Christófolli A qualidade do concreto depende da relação A/C água/cimento e do grau de hidratação. Esses dois parâmetros regem: * Absorção capilar * Permeabilidade por gradiente de pressão (líquidos e gases) * Migração de íons * Todas as propriedades mecânicas do concreto: - Resistência a compressão, tração, - módulo de elasticidade, - fluência, - abrasão, etc.

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39 Fábrica de couros - RS

40 Eng Jorge Christófolli Piso corroído por Ácido Sulfúrico - pH < 4 e temperatura 40C Idade do concreto 1 ano

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46 A durabilidade da Estrutura é determinada por quatro fatores identificados como regra dos 4C: 1 - Composição do concreto ( A/C ) 2- Compactação do concreto - vibração - adensamento 3-Cura efetiva 4- Cobrimento das armaduras A durabilidade da Estrutura é determinada por quatro fatores identificados como regra dos 4C: 1 - Composição do concreto ( A/C ) 2- Compactação do concreto - vibração - adensamento 3-Cura efetiva 4- Cobrimento das armaduras

47 Eng Jorge Christófolli Resistência em Idades precoces fc xx horas Resistência à Tração f ctmk Módulo de Elasticidade E ci Dim. Máxima do Agregado D max Abatimento Slump Test Relação A/C máxima Consumo mínimo de Cimento Tipos de Cimento Aditivos e Adições Resistência característica de projeto f ck

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50 f cj = f ck + 1,65. SD Resistência característica de projeto f ck Resistência de Dosagem f cj

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53 TABELA COMERCIAL DE FCK(s) fckNBR ,5 9,0 10,0C 10 11,0 13,5 15,0C 15 18,0 20,0C 20 21,0 22,5 25,0C 25 28,0 30,0C 30 TABELA COMERCIAL DE FCK(s) fckNBR ,5 9,0 10,0C 10 11,0 13,5 15,0C 15 18,0 20,0C 20 21,0 22,5 25,0C 25 28,0 30,0C 30

54 Eng Jorge Christófolli Classes Mínimas de Resistência ( fck ) Concreto Armado - Armadura Passiva - fck > 20,0 MPa Concreto Protendido - Armadura Ativa - fck > 25,0 MPa fck < 15 - Fundações ou obras provisórias Classes Mínimas de Resistência ( fck ) Concreto Armado - Armadura Passiva - fck > 20,0 MPa Concreto Protendido - Armadura Ativa - fck > 25,0 MPa fck < 15 - Fundações ou obras provisórias

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61 Strain Gage

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72 d máx <= 1,2 C nom

73 Eng Jorge Christófolli Tipos de Cimento: CP II F - ( 6 a 10% de filer ) CP II Z - ( 0 a 10% filer e 6 a 14% Poz ) CP II E – ( Escória de alto forno ) CP III - ALTO FORNO CP IV - POZOLÂNICO ( 15 a 50% ) CP V ARI CP V ARI RS ( ~ 12% Poz )

74 Eng Jorge Christófolli Aditivos e Adições: -Plastificantes -Superplastificantes -Superplastificantes carboxílicos -Retardadores estabilizantes -Inibidores de corrosão -Redutores de retração -Impermeabilizantes -Incorporadores de ar - SÍLICA ATIVA – META CAULIM

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91 c = 1,40 fcd = fck / c No caso de testemunhos extraídos da estrutura, dividir o valor de c por 1,1.


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