NBR 15575 – Implicações com Relação às Estruturas de Concreto Armado Eng. M.Sc. Thomas Carmona Recife Maio de 2010

15575-1: Requisitos Gerais + 15575-2: Requisitos para os Sistemas Estruturais Edifícios habitacionais de até cinco pavimentos, mas... Nota (item 1.4, parte 1): “Os requisitos e critérios estabelecidos nesta Norma podem ser aplicados a edifícios habitacionais ou sistemas com mais de cinco pavimentos, excetuados aqueles que dependem diretamente da altura do edifício habitacional.” Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Requisito Critério Métodos de Avaliação NBR 15575:2008 - Requisitos, Critérios e Métodos de Avaliação aplicáveis à Estruturas de Concreto Requisito Critério Métodos de Avaliação Estabilidade e Resistência Estrutural Estado Limite Último (ELU)  Verificação de acordo com as normas (cálculos) - NBR 6118, NBR 8800 etc  Ensaios (NBR 15575-2, Anexo A) Deformações e Fissuração Estado Limite de Serviço (ELS)  Verificação de acordo com as normas, NBR 6118, NBR 8800 etc (cálculos) ou limites para deformações da própria 15575-2  Ensaios (NBR 15575-2, Anexo B) Segurança Estrutural Contra Incêndio Minimizar o risco de colapso em situação de incêncio  Verificação de acordo com as normas, NBR 15200, NBR 14323 etc (cálculos) Durabilidade Vida Útil (ELD)  Verificação de acordo com as normas (prescrições) - NBR 6118 , NBR 8800 etc  Ensaios  Modelos de previsão Novo! Novo! Novo! Novo! Novo! 3 Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Requisito Critério Métodos de Avaliação NBR 15575:2008 - Requisitos, Critérios e Métodos de Avaliação aplicáveis à Estruturas de Concreto Requisito Critério Métodos de Avaliação Manutenção do Sistema Estrutural Manual de Opeção, Uso e Manutenção  Verificação do atendimento das diretrizes das normas de elaboração de manual de uso e manutenção NBR 5674 (em revisão), NBR 14037 (em revisão). Observações: Em certos casos alguns requisitos normalmente não atribuídos às estruturas devem ser observados como pode ser o caso de estanqueidade, desempenho térmico e acústico. 4 Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Determinação das Resistências Últimas e de Serviço por Meio de Ensaios Novo! materiais e componentes não consolidados por experimentação ou norma técnica 5 Eng. M.Sc. Thomas Carmona

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Vida Útil Definições Clássicas: Novo! Definições Clássicas: Durabilidade  Característica da construção de manter suas características ao longo do tempo. Vida Útil  Período de tempo no qual a construção pode cumprir sua função sem custos importantes de manutenção (mensuração da durabilidade). Definições da NBR 15575: Durabilidade  Característica do edifício ou de seus sistemas de desempenhar suas funções, ao longo do tempo e sob condições de uso e manutenção especificadas, até um estado limite de utilização. Vida Útil  Período de tempo durante o qual o edifício (ou seus sistemas) mantém o desempenho esperado, quando submetido às atividades de manutenção predefinidas em projeto. Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil Sistema VUP mínima (anos) Estrutura  40 Pisos internos  13 Novo! Sistema VUP mínima (anos) Estrutura  40 Pisos internos  13 Vedação vertical externa Vedação vertical interna  20 Cobertura Hidrossanitário Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil Definição explícita de vida útil NBR 15575  inédita no Brasil. Única referência normalização  “período de retorno” do vento com velocidade de projeto (NBR 6123). Entretanto esse não é um conceito novo... Norma inglesa BS 7543 (1992)  conceitos e critérios de projeto  durabilidade e a vida útil  origem capítulo IX do “Code of Practice 3” datado de 1950... Vitória! “começo do fim” de dispendiosas demandas judiciais... Novo! Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil BSI, 1992 Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil No caso das estruturas de concreto armado  Corrosão de armaduras mecanismo de degradação mais importante  incidência e R$ Corrosão em estrutura metálica... Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Penetração de Cloretos Vida Útil Penetração de Cloretos Cs Concentração t2 t1 C0 Profundidade Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Penetração de Cloretos Vida Útil Variáveis que influem na penetração de cloretos: Variável Penetração de Cloretos a/c Adições ao cimento Concentração de Cl- Cura e compactação Umidade ambiente Temperatura Fissuração Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil Variáveis que influem na carbonatação: Variável Carbonatação Adições ao cimento Concentração de CO2 Cura e compactação Umidade ambiente Temperatura Fissuração Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil Eng. M.Sc. Thomas Carmona TUUTTI (1982), ampliado por HELENE (1993) extraído de CARMONA (1997) Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil Desempenho Tempo Intervenções de reparo Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil Métodos de Avaliação NBR 15575: Análise do projeto de acordo a normas específicas (método implícito). Ensaios Físico químicos e de envelhecimento acelerado (método explícito). Modelos de previsão (método explícito). Novo! Novo! Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil Métodos Implícitos Especificações de cobrimentos e características do concreto das normas técnicas em função do tipo de classificação ambiental e agressividade ao concreto e à armadura. Os métodos implícitos tem a desvantagem de não promoverem a criatividade da engenharia e soluções diferenciadas para casos especiais. NBR 6118:03, ACI, EHE... Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Tabelas Agressividade Ambiental Vida Útil Métodos Implícitos Tabelas Agressividade Ambiental Concreto Armadura fck, a/c, cobrimentos, tipo de cimento, abertura de fissuras, cura, incorporação de ar, características específicas de agregados Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil – Métodos Implícitos Classes de Agressividade Ambiental (NBR 6118:2003) Classe de agressividade ambiental Agressividade Classificação geral do tipo de ambiente para efeito de projeto Risco de deteriorização da estrutura I Fraca Rural Insignificante Submersa II Moderada Urbana (1,2) Pequeno III Forte Marinha (1) Grande Industrial (1,2) IV Muito Forte Industrial (1,3) Elevado Respingos de maré 1- Pode-se admitir um microclima com uma classe de agressividade mais branda (um nível acima) para ambientes internos secos (salas, dormitórios, banheiros, cozinhas e áreas de serviço de apartamentos e residencias e conjuntos comerciais ou ambientes com concreto revestido com argamassa e pintura). 2- Pode-se admitir uma classe de agressividade mais branda (um nivél acima) em obras em regiões de clima seco, com umidade relativa do ar menor ou igual a 65%, partes da estrutura protegidas de chuva em ambientes predominantes secos, ou regiões onde chove raramente. 3- Ambientes quimicamente agressivos, tanques industriais, galvanoplastia, branqueamento em indústrias de celulose e papel, armazéns de fertilizantes, industriais químicas. Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil – Métodos Implícitos Correspondência entre classe de agressividade e qualidade do concreto (NBR 6118:2003) Concreto Tipo Classe de agressividade I II III IV Relação de água/ cimento em massa CA < 0,65 < 0,60 < 0,55 < 0,45 CP < 0,50 Classe de concreto (NBR 8953) > C20 > C25 > C30 > C40 > C35 Notas: 1- O concreto empregado na execução das estruturas deve cumprir os requisitos estabelecidos na NBR 12655. 2- CA corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto armado. 3- CP corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto protendido. Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil – Métodos Implícitos Correspondência entre classe de agressividade ambiental e cobrimento nominal para Dc = 10 mm (NBR 6118:2003) Tipo de estrutura Componente ou elemento Classe de agressividade ambiental I II III IV (3) Cobrimento nominal mm Concreto armado Laje (2) 20 25 35 45 Viga/ Pilar 30 40 50 Concreto protendido (1) Todos 55 1- Cobrimento nominal da armadura passiva que envolve a bainha ou os fios, cabos e cordoalhas, sempre superior ao específicado para o elemento de concreto armado, devido aos riscos de corrosão fragilizante sob tensão. 2- Para a face superior de lajes e vigas que serão revestidas com argamassa de contrapiso, com revestimentos finais secos tipo carpete e madeira, com argamassa de revestimento e acabamento tais como pisos de elevado desempenho, pisos cerâmicos, pisos asfalticos e outros tantos, as exigências desta tabela podem ser substituidas por 7.4.7.5, respeitado um cobrimento nominal > 15 mm. 3- Nas faces inferiores de lajes e vigas de reservatórios, estações de tratamento de água e esgoto, condutos de esgoto, canaletas de afluentes e outras obras em ambientes quimica e intensamente agressivos, a armadura deve ter cobrimento nominal > 45 mm. Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil – Métodos Implícitos Teor Máximo de Cl- (NBR 12655:2006) CONDIÇÕES DE SERVIÇO DA ESTRUTURA TEOR MÁXIMO DE CL- (% em relação à massa de cimento) Concreto protendido 0,05 Concreto armado exposto a cloretos nas condições de serviço da estrutura 0,15 Concreto armado em condições de exposição não severas (seco ou protegido da umidade nas condições de serviço da estrutura) 0,40 Outros tipos de construção com concreto armado 0,30 Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil – Métodos Implícitos NBR 12655:2006 Condições de Exposição Máxima relação água/cimento, em massa, para concreto com agregado normal Mínimo valor de fck (para concreto com agregado normal ou leve) MPa Condições em que é necessário um concreto de baixa permeabilidade à água 0,50 35 Exposição a processos de congelamento e descongelamento em condições de umidade ou a agentes químicos de degelo 0,45 40 Exposição a cloretos provenientes de agentes químicos de degelo, sais, água salgada, água do mar, ou respingos ou borrifação desses agentes 0,40 45 Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil – Métodos Implícitos Classificação da agressividade do ambiente sobre o concreto (NBR 12655:2006) Condições de exposição em função da agressividade Sulfato solúvel em água (SO4) presente no solo % em massa Sulfato solúvel (SO4) presente na água ppm Máxima relação água/cimento, em massa, para concreto com agregado normal* Mínimo fck (para concreto com agregado normal ou leve) MPa Fraca 0,00 a 0,10 0 a 150 - Moderada** 0,10 a 0,20 150 a 1.500 0,50 35 Severa*** Acima de 0,20 Acima de 1.500 0,45 40 * Baixa relação água /cimento ou elevada resistência podem ser necessárias para obtenção de baixa permeabilidade do concreto ou proteção contra a corrosão da armadura ou proteção a processos de congelamento e degelo. ** Água do mar. *** Para condições severas de agressividade, devem ser obrigatoriamente usados cimentos resistentes a sulfatos. NBR 6118 + NBR 12655  grande avanço! Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil – Métodos Explícitos Ábacos, ensaios acelerados, cálculos analíticos etc. Possibilidade de adoção de soluções diferenciadas para casos específicos em função de algum método de estimativa de vida útil. Novo! Ensaios acelerados  introduzido em 1978  ASTM E632 “Standard Practice for Developing Accelerated Tests to Aid Prediction of the Service Life of Building Components and Materials” Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil – Métodos Explícitos Ábacos, ensaios acelerados, cálculos analíticos etc. Novo! Modelos de transporte de CO2 , Cl- etc  1990!!! CEB Fip – Bulletim 203 – Model Code (1991) – Capitulo 2 Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil – Métodos Explícitos Ábacos de vida útil (carbonatação e cloretos)  HELENE (1997) Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil – Métodos Explícitos Ábacos, ensaios acelerados, cálculos analíticos etc. Novo! Destinado aos modelos de previsão  métodos semi-probabilísticos e probabilísticos  2006 fib – Bulletim 34 – Model Code for Service Life Design (2006) Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil – Métodos Explícitos Exemplo Modelo de Carbonatação (HELENE ,1997 e generalização proposta por CARMONA, 2005): Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil – Métodos Explícitos Modelo probabilista de carbonatação (CARMONA & HELENE 2005) Sistema Computacional Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil – Métodos Explícitos Período de Propagação (ANDRADE) Perda de seção inadmissível do aço => perda de aproximadamente 10% do diâmetro (segurança). Fissuração da peça por corrosão => perda de aproximadamente 0,1% no diâmetro (utilização). ICORR. Velocidade de Corrosão < 0,1 Desprezível 0,1 a 0,5 Moderada 0,5 a 1,0 Elevada > 1,0 Muito elevada Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil – Métodos Explícitos Período de Propagação – Estimativa de Icorr. CONTECVET – UE  manual desenvolvido pela comunidade européia  projeto Brite – Euram BE–4062:Vida Útil Residual de Estruturas de Concreto Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Vida Útil – Métodos Explícitos No Brasil não se conseguiu incluir nenhum modelo de previsão na revisão da NBR 6118 de 2003, apesar de todo o conhecimento existente... EHE:2008, anexo 9 Espanha Vencedora da Corrida! Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Implicações Estabilidade e Resistência Estrutural  aplicar normas Deformações e Fissuração  aplicar normas Segurança Estrutural Contra Incêndio  aplicar normas Durabilidade  ¿ aplicar normas ? “14.2.1.1 - Caso os requisitos de desempenho desta Norma tenham sido atendidos e não surjam patologias significativas nos sistemas nela previstos depois de decorridos 50% dos prazos de vida útil de projeto (VUP) conforme tabela 4, contados a partir do auto de conclusão da obra, considera-se atendido o requisito de vida útil de projeto (VUP), salvo prova objetiva em contrário.” ¿¿patologia??  estudo das doenças... Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Auto de conclusão da obra Implicações Auto de conclusão da obra 20 anos 40 anos Não foi cumprida a VUP o construtor deverá provar a sua inocência VUP assumida cumprida, o consumidor deverá provar a culpa do construtor (manutenção adequada) VUP cumprida não cabe reclamação por parte do consumidor Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Implicações ¿ Danos significativos ? ¿ Segurança ? ¿ Manutenção preventiva ? ¿ Manutenção corretiva (reparo) ? ¿ $$$$ Custo do reparo $$$$ ? Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Implicações Vamos imaginar um cenário: Estrutura em concreto armado, sem revestimento ou pintura, em um grande centro urbano, fora de atmosfera marinha. Cimento usado na região CP III. Pela tabela 7.1 da NBR 6118/2003 classifica-se o ambiente com relação à sua agressividade: Ambiente Urbano => Classe II Para essa classe de agressividade, com a tabela 7.1 determina-se: Concreto C25, com relação a/c máxima = 0,6 Na tabela 7.2 determina-se: cobrimento nominal= 3 cm Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Implicações Obs.: Pela EHE resultou 31 anos Valores de coeficiente de variação bem realistas para obras com bom controle de qualidade Obs.: Pela EHE resultou 31 anos VUP atendida, mas a probabilidade de despassivação é 50%... Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Com 8 anos 5% de probabilidade de despassivação... Implicações Com 8 anos 5% de probabilidade de despassivação... Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Com 12,5 anos 10% de probabilidade de despassivação... Implicações Com 12,5 anos 10% de probabilidade de despassivação... Eng. M.Sc. Thomas Carmona

¿¿ ISSO É SIGNIFICATIVO ?? Implicações Ou seja: MANUTENÇÃO CORRETIVA COM IDADES MENORES QUE 20 ANOS (50% VUP ESTRUTURA)  5 a 10% ¿¿ ISSO É SIGNIFICATIVO ?? Obs: Empregando modelos de penetração de cloretos os resultados são similares. Eng. M.Sc. Thomas Carmona

 o construtor deverá provar a sua inocência... Implicações Os usuários não estão preparados para fazer manutenção em estruturas...  o construtor deverá provar a sua inocência... Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Implicações Solução a) Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Implicações Solução a) Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Implicações Solução a) Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Manual de Uso, Conservação e Manutenção Implicações Solução b) Edifício Paraíso Manual de Uso, Conservação e Manutenção  Construtora Ideal Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Implicações Alguns lembretes do que deve ter o manual: Prazos estimados e orientações para inspeção. Prazos estimados e orientações de manutenção preventiva. Prazos e estimados para manutenção corretiva. Propostas: NBR 6118  Inclusão de modelos de previsão NBR 15575  Inclusão de limites aceitáveis para reparo Eng. M.Sc. Thomas Carmona

Muito Obrigado!!! Site: www.exataweb.com.br e-mail: thomas@exataweb.com.br MSN: thomascoringa@hotmail.com Tel: 11 3815-8800 Cel: 11 8585-5231 Eng. M.Sc. Thomas Carmona