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DETERIORAÇÃO DAS ESTRUTURAS DE
CONCRETO ARMADO
Profa. Eliana Barreto Monteiro
(CAUSAS QUÍMICAS – ATAQUE ÁLCALI/AGREGADO)
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REAÇÕES ENVOLVENDO A FORMAÇÃO DE PRODUTOS EXPANSIVOS
DETERIORAÇÃO DAS ESTRUTURAS DE CONCRETOCAUSAS QUÍMICAS – ATAQUE ÁLCALI-AGREGADO
�Ataque por sulfatos
�Ataque álcali-agregado
�Corrosão da armadura do concreto
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Conceito:
DETERIORAÇÃO DAS ESTRUTURAS DE CONCRETOCAUSAS QUÍMICAS – ATAQUE ÁLCALI-AGREGADO
São reações químicas que ocorrem entre os íons alcalinos do Cimento Portland ou de outras
fontes (álcalis), íons hidroxila e certos constituintes silicosos que podem
estar presentes no agregado na presença de umidade.
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Conceito:
DETERIORAÇÃO DAS ESTRUTURAS DE CONCRETOCAUSAS QUÍMICAS – ATAQUE ÁLCALI-AGREGADO
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Manifestação Patológica:
EXPANSÃO
FISSURAÇÃO
PERDA DE ADERÊNCIA
PERDA DEELASTICIDADE
PERDA DEDURABILIDADE
Causa de deteriorações de estruturas localizadas em ambientes úmidos, tais como barragens, estacas de
pontes e estruturas marinhas
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FISSURAÇÃO SUPERFICIAIS PROFUNDASOU=
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Álcalis do Cimento:
Na2OpH
Cimento com baixa alcalinidade Na2O
Cimento com alta alcalinidade Na2O
A forma de ataque no concreto envolve a quebra da estruturada sílica por íons hidroxila e adsorção de íons metálicos-alcalinos
na superfície recém criada dos produtos da reação
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Condições Ambientais Favoráveis a Reação Álcali-Agregado
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> UMIDADE> TEMPERATURA
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Fatores que Influenciam o Fenômeno:
�Conteúdo de álcalis do cimento e consumo de cimento do concreto
�Contribuição de íons alcalinos de outras fontes (aditivos e penetração da água do mar)
�Quantidade, tamanho e reatividade aos álcalis presentes no cimento
�Disponibilidade de umidade junto a estrutura do concreto
� Temperatura ambiental
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� Reação Álcali-Sílica
� Reação Álcali-Silicato
� Reação Álcali-Carbonato
Tipos de Reações:
É a reação química que envolveíons alcalinos e hidroxilas,originários na hidratação docimento e o agregado, cuja fasemineralógica contenha sílica naforma amorfa.
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DETERIORAÇÃO DAS ESTRUTURAS DE CONCRETOCAUSAS QUÍMICAS – ATAQUE ÁLCALI-AGREGADO
� Reação Álcali-Sílica
� Reação Álcali-Silicato
� Reação Álcali-Carbonato
Tipos de Reações: Este tipo de reação ocorre entre os álcalis do cimento e os silicatos existentes nos feldspatos, e certas rochas sedimentares, metamórficas e magmáticas.
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DETERIORAÇÃO DAS ESTRUTURAS DE CONCRETOCAUSAS QUÍMICAS – ATAQUE ÁLCALI-AGREGADO
� Reação Álcali-Sílica
� Reação Álcali-Silicato
� Reação Álcali-Carbonato
Tipos de Reações:
É a reação que ocorre entre osálcalis do cimento e calcário,havendo formação de brucitaMg(OH)2 e regeneração dehidróxidos alcalinos, nãohavendo formação de gelexpansivo como na reação álcali-sílica.
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O que Podemos Fazer para Controlar a Expansão?
Substituir parte do cimento de alta alcalinidade
por adições cimentíceas ou pozolânicas
Em relação ao cimento:
Em relação ao agregado:
“Adoçar” o agregado reativo com 25 a 30 % de calcário
ou qualquer outro agregado não reativo
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Alternativas para Inibir a Reação Álcali-Agregado
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� Relação Água/Cimento baixa;� Material Cimentício baixo teor de álcalis;� Adição de Pozolanas;� Adição de Escória de Alto-Forno;� Adição de Cinza de Casca de Arroz.
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Fonte: PAZINI, 2003
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(SILVA, 2013)
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HISTÓRICO NO MUNDO
� THOMAS EDISON STANTON (1940)� REAÇÃO QUÍMICA ORIGINADA
PELOS HIDRÓXIDOS ALCALINOS
LIBERADOS PELO CIMENTO E
PELA SÍLICA CONTIDA EM
CERTOS AGREGADOS.
� HANSEN (1944) � MECANISMOS DE EXPANSÃO DO GEL:
� PRESSÃO OSMÓTICA
� DÉCADAS DE 50 E 60 � NENHUM ESTUDO SIGNIFICATIVO.
� DÉCADAS DE 70, 80, 90� BARRAGENS E PONTES INTENSAMENTE AFETADAS.
(FREIRE, 2013)
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HISTÓRICO NO BRASIL� 1960 – BARRAGEM DE JUPIÁ - PR
� USO DE POZOLANA
� 1988 – USINA APOLÔNIO SALES DE OLIVEIRA - BA� 1º CASO CONFIRMADO NO BRASIL
� 1988 – BARRAGEM DE JOANES II - BA
(FREIRE, 2013)
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Barragem de Moxotó
Barragem de Tapacurá
Fundação recuperada de forma parcial para não interromper o funcionamento da barragem
Muitos vazamentos causados pela patologia. Foi recuperada
HISTÓRICO EM PERNAMBUCO
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NORMATIZAÇÃO DA RAA
NORMAS DE PREVENÇÃO DA REAÇÃO
ÁLCALI-AGREGADONO BRASIL
ABNT NBR 15.577/2008
(FREIRE, 2013)
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PREVENÇÃO DA RAA� ABECE - PLANO DE VISTORIA DE EDIFICAÇÕES (2005)
1. PARA EDIFÍCIOS COM MAIS DE 10 ANOS� INSPEÇÃO NOS ELEMENTOS DE FUNDAÇÃO (SAPATAS OU
BLOCOS)
� AMOSTRAGEM NO MÍNIMO DE 30%.
2. A FUNDAÇÃO DEVERÁ SER INVESTIGADA� SEMPRE QUE HOUVER INDICADORES
� TRINCAS E MANIFESTAÇÕES TÍPICAS DE RECALQUES;
3. É OBRIGATÓRIA A INSPEÇÃO DE PILARES QUE TENHAM TUBULAÇÕES ANEXADAS E JUNTOS ÀS CAIXAS DE PASSAGEM;
4. VERIFICAÇÃO DAS LOCALIZAÇÕES DO SISTEMA DE FOSSA, FILTRO E RESERVATÓRIO INFERIOR E O NÍVEL DO LENÇOL FREÁTICO.
(FREIRE, 2013)
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�Movimentação do gel de silício do agregado para as regiões microfissuradas
�Aumento das microfissuras pelo acúmulo do gel
�Aparecimento de fissuras na superfície do concreto em forma de rede
�Aumento do volume dos elementos do concreto
�Perda de resistência devido a desagregação do concreto
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DETECÇÃO DA RAA EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
Detecção no campo� Fissuração
� Expansão
� Desplacamentos
� Avaliação através da impregnação de produtos
Detecção no laboratório� Análise visual
� Análise por microscopia
Fonte: Kuperman, 2005
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Métodos de Investigação
Análise Petrográfica;
Método das Barras;
Método dos Prismas de Concreto;
Método dos Prismas de Concreto Acelerado
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Análise Petrográfica
• Realizada de acordo com NBR 15577-3 (2008)
• Realizado ao microscópio estereoscópico, complementado ao óptico
• Analisada a granulação, textura, estrutura, estado de alteração, mineralogia, deformação, tipo, classificação petrográfica, reatividade potencial das rochas
Fonte: Cavalcante, 2009
Análise Petrográfica
Figura 1- Microscópio óptico.
INFORMAÇÕES QUALITATIVAS DOS MINERAIS E DA NATUREZA
DOS AGREGADOS.
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Análise Petrográfica
Microscópio eletrónico de varredura MEV
Fonte: Kuperman, 2005
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Método das barras
Método das Barras
Aparelho usado naverificação da variaçãoda dimensão da barra.
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Método das Barras
Fonte: Cavalcante, 2009
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Método dos Prismas de Concreto
ASTM C 1293 e CSA A23.2-14A
(Método das barras de concreto) � Prismas concreto 75 x 75 x 285
mm sobre água 38oC
� Expansão após 1 ano ≥≥≥≥ 0,04% = reativo
1. Mais realista.
2. Ensaio lento (1 ano).
3. Depende muito das condições de armazenamento.
Kuperman, 2005
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Método dos Prismas do Concreto
FONTE: REVISTA IBRACON, No. 46 - 2007
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Método dos Prismas de Concreto
Não é ainda normalizado
(ABCPT) � Prismas concreto 75 x 75 x 285
mm sobre água 38oC
� Expansão após 28 dias ≥≥≥≥ 0,04% = reativo
1. Mais realista.
2. Ensaio rápido (1 mês).
3. Depende muito das condições de armazenamento.
Sanchez, 2010
(ACELERADO)
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AÇÕES RETARDADORAS
� Impedimento de entrada de umidade com tratamentos
superficiais: membranas, selantes, impregnantes, penetrantes
� Reforços e intervenções estruturais: restrições à expansão (protensão, confinamento), liberação das deformações (cortes de
juntas e de seções)
� Demolição e reconstrução total ou parcial
Fonte: Kuperman, 2005
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Dúvidas� Grau de comprometimento da estabilidade da
edificação?
� Velocidade de expansão?
� As pressões nos blocos chegam realmente a 8 MPa?
� Eficácia e durabilidade das recuperações?
� Há algum registro de estacas de fundação atacadas pela RAA?
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Importante
� Não se tem registro de colapso repentino em estruturas de concreto armado devido exclusivamente à RAA.
� O trabalho de recuperação de peças afetadas por esta manifestação patológica ainda demanda muitos custos.
� A RAA ainda não é completamente entendida no meio científico.
� Só existe formas de prevenção por algum tempo, mitigando seus efeitos e não eliminando completamente a possibilidade da sua ocorrência.
(FREIRE, 2013)
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