Manutenção e recuperação em estruturas de concreto armado

Uma abordagem abrangente, com exemplos e comentários, sobre os principais fatores e causas pelas quais uma construção em concreto armado é afetada de maneira negativa, causando sua deterioração e exposição de alguns sistemas de recuperação e manutenção das mesmas.

1. Considerações Iniciais

Este trabalho tem por objetivo dar informações, de modo amplo, sobre os fatores e causas pelas quais uma construção em concreto armado é afetada de maneira negativa, causando sua deterioração, e ao mesmo tempo, propor alguns sistemas de recuperação e manutenção das mesmas.
A princípio podemos classificar em três grupos, as diversas causas da deterioração de estruturas de concreto:

1.1. Defeitos de projeto e / ou construção
1.2. Efeitos do meio-ambiente
1.3. Condições de trabalho da obra (utilização da estrutura)

Vejamos então alguns exemplos e comentários sobre cada um dos três grupos citados:

1.1. Defeitos de projetos e / ou construção

- Quando do dimensionamento das formas e cacharias
Deve-se escolher o melhor processo para a execução, seja moldado in-loco ou pré-moldada, observar as dimensões dos vãos da estrutura e a escolha correta do tipo de fundação.
Deve-se projetar escoramentos, cimbramentros, tipos de formas – madeira e/ou metálicas – convencionais, trepantes, deslizantes, com uso de desmoldantes apropriados.

- Quando da execução do projeto da Armadura
Quando da execução desse projeto, deve-se tomar cuidado com a especificação do recobrimento da armadura, quantidade e densidade dessa dentro da forma, distribuição e localização da mesma, de maneira a facilitar sua execução na obra, bem como facilitar o preenchimento da forma com o concreto.

- Quando existirem Juntas de Dilatação
Tomar cuidado no seu dimensionamento – tamanho -, e também quanto a sua disposição na estrutura, bem como na especificação do seu tratamento com materiais que ofereçam resistência mecânica, química e estanqueidade, dependendo do esforço e solicitação para qual estiverem sendo projetadas.

- Quando existirem Juntas de Concretagem
Deverão ser previstas tais juntas, para que sejam evitadas “juntas frias” de concretagem. Estas deverão ser tratadas com adesivos epóxis que irão garantir à peça rigidez monolítica. Deve-se então prever as etapas de concretagem de cada peça.

- Quando do Lançamento e Aplicação do Concreto
Deve-se observar o melhor traço de concreto que dê à estrutura, a resistência solicitada em projeto, o que implica desde a escolha do tipo de cimento e seu consumo mínimo, além de uma correta curva granulométrica de agregados, e um fator água-cimento que ofereça a plasticidade ideal para a aplicação deste concreto, para que não ocorra segregação do mesmo, ninhos – bicheiras -, juntas frias de concretagens, etc.., não devendo ser esquecido o correto adensamento com auxílio de vibradores de imersão ou de formas.
Hoje em dia é indispensável a utilização de aditivos de concreto que proporcionam mudanças de plasticidades e tempo de pega, diminuindo fissuramento, melhorando a impermeabilidade e diminuindo a porosidade, fatores estes que aumentam a qualidade, resistência e durabilidade das peças concretadas, sejam moldadas in-loco ou pré-moldadas.
Não pode-se esquecer da cura do concreto lançado ( seja úmida ou química ); ela por si só aumenta a resistência da peça por reter a água de hidratação do cimento, e diminui a retração.
É importante também que seja feito o acabamento no concreto da estrutura, a qual deverá receber revestimento, seja para acabamento estético aparente ou não, seja para proteção contra ataques mecânicos ou químicos.

1.2. Efeitos do Meio-Ambiente

A estrutura poderá ser afetada sob a forma de fissuras e corrosão devido a:
- Variação de temperaturas no decorrer dos anos.
- Ataques químicos de líquidos e gases que estejam em contato direto com a estrutura em meios agressivos de indústrias, águas doces ou salgadas, reservatórios de águas tratadas ou servidas, etc.
- Corrosão de armadura, quando esta, devido a oxidação se expande e expulsa o concreto que a envolve.

1.3. Condições de Trabalho da Obra

A utilização da estrutura estará naturalmente sujeita ao “desgaste”, devido a:
- Ação de cargas e sobrecargas, estáticas, dinâmicas, vibrações, impactos, etc…
- Recalques diferenciados em pontos da fundação com o decorrer dos anos.
- Erosão e cavitação por ação de agentes sólidos e líquidos em reservatórios, canais, tanques, etc…
- Mudança da finalidade do seu uso, para qual estava inicialmente projetada.

Com o que comentamos acima, salientamos que o tempo de vida, e durabilidade da estrutura, esta diretamente relacionada com seu projeto, execução, uso e conseqüente manutenção.
A necessidade de reparar uma obra que se tornou defeituosa, ou que sofreu alterações por seu uso, deve-se a que, muitas vezes está implicada a segurança da estrutura a curto prazo, em outras, a presença de um defeito poderá transformar-se em um dano maior a médio prazo; é o caso da corrosão das armaduras, devido à formação de fissuras.
Para escolha do processo, ou sistema de reparo a ser empregado, é indispensável que junto com a avaliação da magnitude do dano, se determine qual foi a verdadeira causa que a produziu, o que nem sempre é fácil, porque, na maioria dos casos, a falha se deve a dois ou mais fatores associados.
Com esta introdução, pretendemos dar algumas generalidades para abordar com êxito os reparos mais típicos indicados e utilizados, com base em sistemas de segurança e sucesso comprovados.

Vamos na seqüência aos sistemas de reparos e manutenção, mais usuais.

2. Reparos e Manutenção de Concreto

Após a análise das anomalias estruturais e identificação de suas causas, conforme vimos anteriormente, conseguiremos selecionar quatro principais tipos de serviços a serem executados, os quais são:

2.1. Reparos de ninhos de agregados e defeitos do concreto
3. Reparos de fissuras
4. Reforços de estruturas
5. Diversos

Vejamos então um a um:

2.1. Reparos de ninhos de agregados e defeitos do concreto

As zonas de concreto que apresentarem falhas ou desgaste, deverão ser apicoadas até ser eliminada totalmente a área defeituosa.
Poderá ser utilizado uma aplicação de fenolfetaleina sobre a região comprometida a ser restaurada, para determinação da extensão da agressão química da estrutura, onde este líquido fará indicação através da mudança de coloração de violeta a incolor, ( violeta = meio básico = concreto não atacado / incolor = meio ácido = concreto atacado ) .
Este tratamento é fundamental para se determinar a extensão da corrosão do concreto, tanto no tamanho da área superficial, como na profundidade, e definir o sistema de reparo mais adequado.
Uma vez apicoada, a superfície deverá ser limpa com jato de ar, água ou areia, a fim de eliminar partes soltas e excesso de poeira.
Conforme as dimensões da cavidade preparada, adotar-se-á um dois seguintes procedimentos:

2.1.1. Recuperação superficial com argamassa
2.1.2. Reparos profundos – restauração do concreto

Salientamos antes que qualquer que seja o sistema adotado, deverão ser observados uma série de requisitos técnicos para um bom resultado; entre eles podemos salientar:
- Perfeita aderência à base.
- Resistências mecânicas, pelo menos idênticas às do substrato.
- Impermeabilidade à água, evitando com isso, a penetração de agentes agressivos.
- O coeficiente de dilatação dos materiais de reparo deverão ser similares ao da base, principalmente quando apresentar-se variações térmicas.

Vejamos os dois casos agora.

2.1.1. Recuperação superficial com argamassa

São aquelas de reduzida espessura – entre zero e cinco centímetros de profundidade – e/ou que somente afetam a superfície de recobrimento das armaduras.
Os procedimentos são:

- Tratamento Preliminar.
Antes de se executar o reparo, deverá ser procedido a remoção de todo “ponto fraco”, ninhos de agregados, etc, até encontrar-se a superfície firme, resistente, compacta, áspera, isenta de poeira, nata de cimento, graxa, parafina, óleos e qualquer material estranho ao concreto.

- Argamassa de Recomposição Monocomponente Cimentícia.
As argamassas de revestimento pré-fabricadas deverão ser ancoradas ao substrato, com auxílio de adesivos acrílicos.
Trata-se de uma argamassa industrializada, de boa resistência mecânica, e boa plasticidade que permite ser aplicada com colher de pedreiro. Sua confecção poderá ser feita apenas com água limpa; e para sua aplicação necessita-se do uso de adesivos acrílico como ponte de aderência ao substrato previamente hidratado, dispensando-se o uso de qualquer outro adesivo.

- Argamassa de Recomposição Polimérica Bicomponente Cimentícia.
Trata-se de uma argamassa pré-dosada e bi-componente fornecida pronta para uso bastando homogeneiza-la, tornando se tixotrópica e de alta resistência mecânica à compressão e flexo-tração, que pode ser aplicada com colher de pedreiro em qualquer superfície ( piso , paredes, tetos, vigas, colunas, etc. ), sendo necessário o uso de adesivos acrílico como ponte de aderência ao substrato previamente hidratado.

Obs.: 1. Recomenda-se a aplicação de cura úmida por sete dias sobre os reparos executados com argamassa cimentícias, ou então cura química.
2. Para reforço das argamassas cimentícias, poderá ser adicionada fibras de polipropileno, o que aumentará a resistência a tração das mesmas.

- Argamassa de Recomposição Base Poliéster.
Trata-se da confecção de uma argamassa de recomposição em dois componentes – líquido + pó – para preenchimento de cavidades. Essas argamassas deverão ser aplicadas sobre substrato preparado e seco, onde haja grande solicitação de resistência a abrasão e / ou ataque químico, como vertedores de barragens hidrelétricas e tanque de efluentes e produtos químicos.

2.1.2. Reparos Profundos – Restauração do Concreto

Quando os defeitos atingem a estrutura de tal maneira que afetem o concreto por trás da armadura, ou ainda que cortem totalmente a estrutura, deverá ser feita a total remoção do concreto comprometido, por processo mecânico com auxílio de rompedores.

2.1.2.1. Tratamento Preliminar

A remoção do concreto defeituoso, deverá ser feita até que se tenha segurança de haver alcançado o concreto são.
Um apicoamento manual ou mecânico poderá se fazer necessário, para se obter uma profundidade adequada para a nova concretagem ( mínimo de 10 cm ), então numa cavidade que envolva completamente a armadura numa espessura de no mínimo 2,5 cm. As cavidadespreparadas deverão ter as seguintes características:
- Um perímetro de corte regular e uniforme.
- O plano de corte da parte superior do nicho a ser preenchido deverá ter uma inclinação para cima e de dentro para fora na proporção de no mínimo 1 cm vertical para cada 3 cm de profundidade horizontal, com a finalidade de não aprisionar ar na hora da concretagem.
- Avançar no mínimo 2,5 cm além da armadura para dentro da estrutura.
- Limpeza de toda parte solta e poeira.
- Limpeza de toda oxidação da armadura por processo mecânico, até o metal branco ( jato de areia preferencialmente)
- Aplicar na armadura pintura inibidora de corrosão.
- Deixar a superfície (substrato) completamente seca.
- Colocação da forma de madeira plastificada, com uso de desmoldante.

2.1.2.2. Adesivo Epóxico

Após todo preparo concluído deverá ser aplicado o adesivo epóxi na estrutura, para que seja possível a união perfeita do concreto novo a ser lançado, com o existente.
O concreto deverá ser lançado enquanto o adesivo estiver dentro do seu “pot life”, o que pode variar de duas horas, a duas horas e meia, dependendo da temperatura ambiente.

2.1.2.3. Concreto de Enchimento comum produzido em betoneira

Este concreto deverá ter resistência mínima igual a da peça a ser recuperada, ter dimensões de agregados graúdos (brita) compatível com o espaço a ser preenchido, deverá ter plasticidade e / ou trabalhabilidade acima de 8 cm, para o que poderá ser utilizados aditivos plastificantes ou superplastificantes para concreto da linha, além de ter um baixo fator água-cimento para evitar retração por perda de água.
Deverá ser feito o adensamento do concreto com vibradores de imersão ou de forma conforme a necessidade do serviço.

2.1.2.4. Concreto produzido com Grout

São argamassa expansívas pré-fabricadas, as quais tem a vantagem de liberar os trabalhos de desmoldagem e retirada de escoramentos em questão de hora ou até mesmo minutos, com garantias porém de alta resistência inicial, e final podendo chegar a 45 MPa .
Podem receber a adição de pedrisco lavado, aumentando o volume da argamassa, sem prejuízo das características físico e químicas.
Podem ser utilizados ainda polímeros acrílicos, como ponte de aderência sobre substrato hidratado, ou ainda adesivos em epóxis, sobre substrato seco.
Os grautes tem consistência fluida e auto-nivelante , devendo as formas estarem estanques, não sendo necessário o uso de vibradores de qualquer tipo.
Salientamos que nos caso de nichos onde o graute fique confinado, e onde seja de difícil utilização os adesivos epóxicos, o substrato deverá ser saturado com água por um período de 24 horas antes do “grauteamento”.
Observamos que para casos específicos poderá ser indicado o uso de graute epóxico auto-nivelante sobre substrato seco.

2.1.2.5. Preenchimento e Adensamento

Para preenchimento total do espaço, a forma deverá ser feita de maneira que a colocação do concreto ou graute, seja feita por uma abertura lateral “chaminé”, ou “chanfro”, e o adensamento feito com auxílio de vibradores ou hastes metálicas.

2.1.2.6. Desmoldagem

A desmoldagem lateral poderá ser feita no mínimo três dias após a concretagem, ou de acordo com a característica de cada obra ou produto utilizado.
O corte e retirada da “chaminé” e das formas de “chanfragem”, poderão ser feitas depois de dois dias.
Para se conseguir uma desmoldagem perfeita, recomenda-se a utilização de desmoldantes nas formas de madeira ou metálicas.

2.1.2.7. Cura

Deverá cuidar-se de modo especial da cura destes reparos, utilizando aplicações de película de cura química, para concreto fresco, ou então no mínimo, deverá ser molhado constantemente durante sete dias as formas e o concreto.

3. Reparos de Fissuras

3.1. Fissuras estáticas ( sem movimento )

As fissuras que podem ser tecnicamente descritas como “sem movimento”, são aquelas que tenham sido causadas por mal uso da estrutura, – acidente ou sobre carga eventual -, e que, portanto não são afetadas por variação de temperatura ou movimentações da estrutura.
Essa fissuras deverão ser tratadas com injeção de resina poliéster, que penetra sobre baixa pressão com auxílio de equipamento adequado, soldando as partes da estrutura em poucas horas e restabelecendo a estrutura monolítica do concreto.

3.2. Fissuras dinâmicas ( com movimento )

São fissuras oriundas de falhas de projeto, ou por falta de juntas de dilatação da estrutura. Estas devem ser tratadas de maneira que continuem a se movimentar, pois não adianta solidariza-las.
Os materiais recomendados são injeções com resinas flexíveis a base de epóxi ou poliester, ou mastiques de base epóxi, ou poliuretano, ou acrílicos, de acordo com a solicitação de trabalho, seja muita ou pouca elasticidade, ou maior ou menor resistência mecânica a cargas e impactos, ou ainda que precisem de altas resistências químicas.

4. Reforços Estruturais

Em muitos casos, devido aos danos ou aumento de sobrecargas sobre um elemento de concreto, tornam-se necessários recorrer a algum tipo de reforço, ou seja:
Executar um aumento da secção da peça para que a mesma resista a uma carga maior, através de ancorangem de ferros ou pernas com auxílio de concretagens, ou ainda fixação de chapas metálicas aderida na estrutura com adesivos epóxi.
O concreto da estrutura comprometida deverá se totalmente apicoado até se obter superfície sã ou até mesmo expor a armadura.
Poderá ser necessária a utilização de formas metálica ou de madeira para utilização de concreto ou grautes, onde estes deverão ser unidos à estrutura “velha” com os adesivos epóxis.
Geralmente se faz necessário a complementação (aumento) da armadura a qual também deverá ser fixada a estrutura com auxílio dos adesivos epóxis.
Para ancoragens de ferros nas estrutura de concreto, deverá ser feito furos no substrato de diâmetro 5 mm maior que o diâmetro da barra de aço a ser ancorada, e depois de “soprado” o furo para eliminação do pó, preenche-los com os adesivos epóxis fluidos ou tixotrópicos, e fixar a barra de aço de arranque imediatamente, e depois de 4 horas poderá ser feita a complementação da armadura estrutural.
A fixação de chapas metálicas direto na estrutura de concreto armado poderá ser feita onde necessário, com adesivo epóxico, após preparo do concreto e jateamento da chapa até o metal branco.

5. Diversos

5.1. Tratamento de bordas de junta de dilatação

As bordas deverão ser apicoadas e limpas , e sobre o substrato preparado, ser aplicada argamassa de recomposição que lhes dêem resistências mecânicas e aderências compatíveis com suas solicitações.
Essas juntas deverão ser preenchidas com mastiques apropriados, que tenham resistências mecânicas e químicas compatíveis com a necessidade da mesma.

5.2. Tratamento de cantos e bordas ( degraus, parapeitos, rodapés, etc,)

Para bordas de maneira geral, deve-se escolher dentre os processos e materiais já citados, os que mais atendam as necessidades de resistências mecânicas e químicas a que estão sujeitas.


6. Proteção da Estrutura

Quando uma estrutura apresenta danos devido ao ataque de agentes químicos, não basta simplesmente executar os reparos conforme mencionado anteriormente, mas sim, prever aplicação de revestimento superficiais de proteção, para evitar uma repetição do dano.

7. Consideração Final

Como pode-se notar, o concreto necessita de manutenção e de reparos periódicos, em função do meio onde esta e da utilização que tem, e existem várias maneiras de se proceder estes reparos, os quais se aplicam dependendo das circunstâncias onde ele se faz necessário.
Por outro lado essas manutenções, em certos casos podem ser evitadas, ou ainda ter seu período de execução prolongada, dependendo dos cuidados que se tomam desde a faze de projeto, passando pela execução da obra, e terminando com serviços de proteção da estrutura ao final da execução da obra.
Como normalmente serviço de manutenção, reparos e reformas são necessários, os problemas devem ser analisados, e o método mais adequado, escolhido.

Para saber quais os produtos recomendados para a execução dos trabalhos descritos nesta apostila, entre em contato conosco através de nosso Suporte Técnico.