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FISSURAS EM ESTREPURAS DE CONCRETO ARMADO ANÁLI SE DAS MAN I FESTAC~EST IICAPS E LEVANTAMENTO DE CASOS OCORRIDOS NO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL, DENISE CARPENA C01TZhHO VAL MOLTN D I SSERTAÇAO APRESENTADA AO CORPO DOCENTE DO CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA C I V I L DA ESCOLA DE EdGENHARIA DA UMIVERÇI DADE FEDERAL DO R I O GRANDE DO SgL, COMO PARTE DOS REQUISITOS PARA A OBTEN~ÃQD O 'YfTULO DE MESTRE EM ENGENHARIA Porto Alegre, março, 1988. Esta diçscrt:~l;nof oi julgnki ndeqwclri 1ilir;i :i ol1terrc50 do titulo dc Ml.S'l'liE $31I YGIMI iAIIlA e 31~rov:zda cin su:t ro riw r i ria 1 pelo Orien tridor e pelo Curso de t~6s-~raduaçãeom Engenharia Civil. . . Frof Dr Paulo Roberte do Lago Helene Orientador Paulo Roberto clo Lago I lelene (Orientador) Jhtitor pela Ihivc~rsi&~ddce Sio I'aulo Ko~ialdoR astos h r t e blcstrc pcl:i Iliiivcr.sid:idc 1;cdcral rlo Rio Grnr-irlc Jo Srtl JO%I Ltiiz Cmipngnolo hkstre pela Ihiiversidade Federal do Rio Grande do Sul Aos meus p a i s . Ao Aquiles. AGRADECIMENTOS Ao P/~cibedaa/c Paulo do Lagu ffe&ene, pela a~ientação,i nceniivo e: ualio~aa' conkrUbui- çÕea no ikanQcuhao deazc Xaabalho. A04 Pito6eaaone~H Q M I L ~ ~ U QG ukbheind e Le- da WuL66 GobeXki, pelo apoio e amizade de- monafhada. A fundação de Ciincia e TecnoLu~Áa - CIENTEC, e ao b? Dibknika de MeXeuko&ogia de PoaXo ALegke, petu ~oknecimenkod e h ~ - do&maçaea paha a healização dehfa peaqda. Aoa calegaa do IVORIE, pefo ecr~&nulo e companheihiamo neaken anua de cunviv~ncia, H CAPES e CNPq, pelo auxA.&io da BoLaa dc E6f udub. .....,,,...............*...,................. DEDICAT~RIA 3 I . .. . . . . . . .. .... ..... .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. ACRl\liL:(:TM3~:N'I'I)S , I I I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . ~ . . m . I . , , . . . . . . . +v rI LISTA DE FIGURAS LISTA DE TABELAS . . . . , . . . . . . , . . , . , . , . d . 9 * . . . . . . . . . . . . . . . X II I. LISTA DE FOTOGRAFIAS ....,...,..,.,..,.........m.,...... X v XVI RESUMO ii.....~...i.ii...i1.~...1.~....~,,.~~...~...~... .....................,.,......+........*,,*-... XVI I ABSTRACT ............................................. INTRODUÇÃO 1. TIPOS DE MANIPESTAÇ~ESD E FISSUBAS NO CONCRETO FRESCO ..,....,,............*..... 1.1 Assentamento p l ~ s t i c a .., . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . F .2 Iic ssi:rbuqrio - siipcr l i c i n l ......................... 1.3 Movimentaçao das fcrmas ....... 2 . TIPOS DE MANIFESTAÇ~ESN O CONCRETO ENDURECIDO ............................ 2.1 Ketrnçao par secagem - 2.2 Movimentaçao tear rnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e . . h . . . . 2.2.1 ~ n f l u é n c i a si nternas: calor dei hidratação do ..........................m,*~..~.. cimente 2.2.2 ~ n f l u ê n c i a se xternas: mudança nas condições ................................ ambientais - ........,,..........*.e.,..1 2.3 Corrosao da armadura ..........,...... 2.4 ~ e a ~ õ eexsp ansivas com sulfatos ......... 2.5 Reações expansivas com ~lcali/agregados ..................................... 2.6 Sobrecargas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... 2.7 Detalhes construtivos , 2.8 Pundàç&o es . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . * . a . . . . . . . . , . . . I . . ...... 3. CONSEQUENCIAS DA FISSURAÇ~ON O CONCRETO ARMADO 3.1 ~ n f l u ê n c i ad a fissuração na durabilidade d a s es- .......................,..".......*. truturas 3.2 ~ n f l v ê n c i ad a fissuraç~on a perda de estanqueida- ..................................~~.~,.....A6. de 3.3 influência da £issuraç~on a estética das estrutu- ras I . . . . . . . . . . . . 3.4 ~n£lu&nciad a fiasuração na deformabilidade das .,....,........,..........m,,........ estruturas 4 . LEVANTAMENTO E ANALLSE DE MANIPESTAÇOES PATOL~CICAS h- - ,trnnI DAS PELA FUN~)AÇÃO 1111 CIRNC lh TECNOLOG IA CIIIN'TEC: :41 . . . . . . , . . . . . . . . . . . . t . . ~ L , , . . , . . . . . . . . . , ~ . . . . ~ 4 . 1 Dados 4.1.1 Classificação geral , . , . . . . . . . . . . . . . . . . b . , . * ~ 4.1.2 Classificação cspec~ficap ara o caso de fis- .................... s-u ras em concreto armada .............*.....~...,................ 4.2 Dlscussao ....... 4.2.1 ~ n á l i s ed as patologias significativas ..,.. 4.2.2 ~ n á l i s ed as fissuras em concreto armado 5. PREVENÇÃO DE FISSURAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO. 5.1 Controle de qualidade do processo de construçã'o ci- ................................................ v i l 5.2 1'racc.rlinictitos e rcçorrict~da~õepsa ra prevctição cic Tis- suras . . , . , . . . . . . . . . . . , , , . . . , . . I ~.~.,.,,.I,~....~m. ....................... S.2.L Assentamento plCa stico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.2 nessecação superficial , + ................*.... 5.2.3 Movimentação das fôrmas - ....,............ 5.2.4 Retraçao por secagem m i * * * * ' ........................ 5.2.5 MovimentaçMa o tgsmica I 5.2.5.1 Influências internas: calor de didra- .................... tasão da cimento 5.2.5.2 ~nfluênciase xternas: mudança nas con- ,.. ................... diçoes ambientais - ..,........*............ 5.2.6 Corrosaa da armadura ........,.,.. 5.2-7 ~ e a ~ õ eexsp ansivas com sulfatos . . . . . 5.2.8 ~ e a ~ õ eexsp ansivas com %lcali/agregadoç ...........................*,.*,. 5 . 2 - 9 Sobrecargas .... ...*.... ......... ,. 5.2.113 Detalti~sc onstrutivos - ...................~,.,..........~* 5.2.11 Fundaçoes . 6. CORREÇÃO UE FISSURAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO 6.1 Procedimentos para a formulaSão do diagn8st ico ........,..,................*.,*... da situação - ........................... 6.2 ~ é t o d o çd e correçao - 6.2.1 Procedimentos para correçao de fiççuras ......................m...... passivas 6.2.2 Proredimcntos para correçno de f issuras ................................ ativas .....,... C O N S I D E R A ~ ~ EFSI NAIS , . . . , , . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 ........................... REFERENCIAS BIBLTOGRÃFICAS 190 ANEXO I - Uados meteorológicas fornecidos pelo 89 Dis- t r i t o de Meteorologia para a cidade de Porto - .............. AI-egrc no pcrfaclo 1977 1986 200 LISTA DE FIGURAS 1.1 Asçcntamciito pl;seico do concreto inipedido p e l a ar- ........................................ madural.... ........... 1.2 Detalhe da fissura ao longo da armadura 1.3 Fissura por assentamento p l ~ ç t i c oi mpedido pelo a- .......................,...I.........m..... gregado 1.4 Plano de separação entre o concreto e a armadura 'cau- ................... sada peLo assentamento plástico 1.5 Fissuração de lajes por assentamento plástico e ni função do diâmetro da armadura, da plasticidade e .................................*...... cobrimento - 1 .h Coir i l:iirn~ors tTpic.ns tlr f iss~irnçp or :.I::::L%TI~ ; ~ I T I I *c~) I ~ ........................................ plastico 1.7 ~ n f l u ~ n c idaa finura do cimento na exsudação da pas- ta ..............,.........,,,I..*.............. a 1.8 ~ r 2 f i c . op ara verificar a tendência fissuraçãol do concreto fresco..........,,....................'.... - 1.9 Configuraçoeç tZpiças de fissuras por deçseca~ãlosu- ................,...,................,..+ perficial 1.10 Fissuração por dessecação superficial em lajes con- ............................................. tínuas 1-11 Sobrecarga localizada de concreto causando defoirma- - .................... çao excessiva da base da forfia ...... 1.12 Fissura interna devido ao movimento da fôrma I. 13 Fissura na superf Icie do concreto devido ao movimen- ....................................... to d a fôrma 2 1.14 Fissura na superfície do concreto devido deforma- + ........................... ... d3 base da [Srn~a ~ a ~ l t u 2l o 2 . 1 IIetração em Eunçao do tempo, de concretos consetva- dos a diversas umidades relativas, após 28 dias de ......................................... cura zmida 2.2 ~ n i l u s n c i ad a natureza de agregado na rctraçno da .......................................... concreto 2 . 3 1nflu;ncia da rel.ação c~gua/cfmcntoc do teor de a- ............... gregado na retração do concreto r... 2.4 ~nfluênciad as dosagens de água e cimento na retra- ................................... ç ã d~o concreto Curvas de retração em função do tempo de diversos concretos conservados a umidades relativas de 50 e 702 l..............l..ç~........~................... Curvas das resistgncias 2 tração, do rngdulo de rup- t u r a c da retsação potencial do concreto em função ................,.......~......m.........~. do tempo ~ e t r a ~ õ ehsid ráulicas potenciais do concreto em fun- ção da profundidade e período de perrnangncia em can- .............................. t a t o com a atmosfera ... Fissura em laje causada por retração hidráulica Fissuras produzidas por retração hidraullca de viga em p6rtíco de pilares de grande rigidez e de peque- ........................................ na rigidez .- Fissuras produzidas por retxação hidraulica em pox- t i c o s d e vigas com diferentes taxas de armadura e ................................ em muros de arrima Tensões de origem térmica devido ao calor de hidra- .................................. tação do cimento ... influência do teor de C3A na liberação do calor ... 1nflu;ncia do teor de C3S na liberação do calor ~ a s i a ~ ádao temperatura do concreto a diversas pro- fundidades em função da variação da temperatura ex- ............................................. terna ~nfluênciad a velocidade do vento na distribuição da .... temperatura em uma estrutura aquecida pelo sol Fissura em laje causada pela expansão térmica das .................................... vigas de apoio Modelo simplificado da corrosão do aço no c.oncreta. variação do grau de carbonatação do liidrÕxido de .... cálcio com a umidade do meio em que se realiza concentração de ;ons cloreto, em relação ao pH do ..... c o n c r ~ t o ,a cima do qual pode ocorrer corrosão ~nfluênciad a relação ~gua/çimenton a perrneabilida- ............................. de do concreto à água influência do cabrimenta de concreto e da relação ............ águalcirnento na corrasão das armaduras ~ e s i s t ê n c i aa o ataque de sulfatos de cimentos com ...... diferentes conteúdos de aluminato tricálcico - 2.23 ~ n f l u ê n c i ad o teor de álcalis na expansão por reaçao ..................................... álcali-sílica 2 . 2 4 ~ n f l u ê n c i ad a quantidade de agregados reativos na ................. r x p n n s ~ op or rençn& o Zlcali-sílica * 2.25 Fissuras provecridas por esforços Jc Lraçao eni tirari- ............................................... tes 2.26 Fissuras provocadas por esforços de compressão sem ............. impedimento de deformação transversal 2.27 Superfícies de cisalharnento entre os agregados e a argamassa, geradas pela diferença dos módulos de rup- ............................. tura destes materiais 2.28 Fissuras provocadas por esforços de compressão com ............. inipediniento de deformação transversal 2.29 Diferentes £ormas de fissuração no concreto pok es- - .............................. forças de cornpsessao 2.30 Fissuras provocadas em- elementos esbeltos por ksfor- ........................... ços de flexo-cornpressao 2.31 Fissuras provocadas por esforços de flexão e tisa- .................. lharnento em viga isostática ..h.. 2.32 Fissuras provocadas por esforços de flexo-compkessão ................................ em viga isostaa tica 2.33 Fissuras na face superior de uma laje sirnplestnente apoiada provocadas pelos nionieritos volvetites I ..h...m 2.34 Fiççuraç na Eace inferior de orna laje sirnp1es/nente ..i..ii apoiada com carga uniformemente distribuída 2.35 Fissuras na Eace superior de lajes continuas chlcu- .................. ladas como simplesmente apoiadas 2.36 Fissuras na face superior de uma Laje provocadais por ...................... esiorços de Elexa-coaipressão 2.37 Fissura em viga provocada por esforços de cisblha- .................................,......h.... mcnto 2.38 Trajetórias das tensões principais para a solicita- - .., çao de torçao simples ..,..,..................1..... .............. 2 - 3 9 Fissuras em viga solicitada 2 torça* o ................. 2.40 Armaduras adequadas para cons~les ....... 2 . 4 1 Armaduras adequadas para cantos reentrantes 2,42 Armaduras adequadas para uma peça estrutural com ................................ curvatura cont?nua
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