Techne 2011 177_inspeção rotineira de estruturas de concreto

58 Téchne 177 | dezembro de 2011
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Inspeção rotineira de estruturas
de concreto armado expostas a
atmosferas agressivas
Adriana de Araújo
Mestre, Laboratório de Corrosão e
Proteção do Instituto de Pesquisas
Tecnológicas (IPT) aaraujo@ipt.br
Zehbour Panossian
Doutora, Laboratório de Corrosão e
Proteção do IPT
zep@ipt.br
Ainspeção rotineira é uma atividade
que tem como objetivo avaliar o
estado de conservação de estruturas de
concreto, fornecendo diretrizes para
uma manutenção eficaz e de custo–be-
nefícioadequado.Comambasaspráti-
cas, podem ser cumpridas as funções
para as quais a estrutura foi construída
e, possivelmente, ser estendida a sua
vida útil.
Em geral, a inspeção rotineira li-
mita-se à avaliação da integridade da
estrutura e o seu estado frente a condi-
ções específicas (ambiental e de utili-
zação).Outrospropósitosdaavaliação
seriam (ACI 364.1R, 2007):
n viabilizar mudança de uso ou de as-
pecto da estrutura;
n viabilizar ampliação da estrutura
ou sua adaptação às exigências de nor-
malizações vigentes;
n capacitar a estrutura para suportar
carga adicional ou para resistir a danos
estruturais(acidentesoumáutilização).
A atividade de inspeção de es-
truturas de concreto faz uso de dife-
rentes técnicas, sendo a principal
delas o exame visual detalhado da
estrutura. Com base na intensidade
e gravidade das manifestações pato-
lógicas observadas neste exame,
acrescido do conhecimento da
agressividade ambiental e das ca-
racterísticas e do uso das estruturas,
outras técnicas são aplicadas.
Segundo ACI 228.2R (1998), a
aplicação de outras técnicas associa-
da ao exame visual é importante de-
vido a este se limitar à avaliação da
superfície do concreto. Segundo
Pearson-Kirk (2008), essa associação
é necessária para serem detectados
prematuramente alguns processos de
deterioração e, também, para ser ga-
rantido um diagnóstico preciso das
causas da deterioração.
Usualmente,oexamevisualéasso-
ciadoaensaiosqueverificamapresen-
ça de agentes agressivos e alterações
químicas no concreto e de detecção de
anomalias não visíveis na sua superfí-
cie, como a corrosão da armadura.
Eventualmente, são realizados ensaios
de determinação de propriedades físi-
cas e mecânicas do concreto, de verifi-
caçãodapresençadecorrentedeinter-
ferência e da condutividade elétrica do
concreto e de avaliação de revestimen-
tos superficiais.
O intervalo entre as inspeções ro-
tineiras pode ser estabelecido no ma-
nual de operação, uso e manutenção
da edificação, após a primeira inspe-
ção da estrutura (denominada inspe-
ção cadastral) ou por entidades nor-
malizadoras ou órgão público regio-
nal. Segundo Nace RP0390 (2006), a
frequência da inspeção depende da
exposição ambiental e da presença de
contaminantes, bem como da locali-
zação geográfica, condições de uso e
idade da estrutura. A frequência da
inspeção também pode ser definida
por normalização ou órgão local.
Segundo CEB Model Code 90
(1993), o intervalo entre as inspeções
rotineiras de estruturas de edificações
de uso residencial e comercial é de
dez anos e, para as de uso industrial, é
de cinco e dez anos. No caso de pon-
tes de ferrovias, autoestrada e rodo-
vias, as inspeções devem ser realiza-
das com intervalos de dois, quatro e
seis anos, respectivamente.
Segundo a ABNT NBR 9452
(1986), pontes e viadutos devem ser
inspecionados em intervalo não supe-
rior a um ano. No caso dessas estrutu-
ras e outras excepcionais (de grande
vulto, de alta complexidade ou com
antecedentes), uma inspeção especial
deve ser feita em prazo não superior a
cinco anos.A norma DNIT 010 (2004)
também cita o mesmo intervalo para
inspeção especial e dois anos para a
inspeção rotineira.
Cita-se que a inspeção especial é
aquela que é feita para avaliar com
mais acuidade certas patologias ou
para monitorar falhas ou danos estru-
turais e, ainda, quando da ocorrência
de eventos inesperados. Normalmen-

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Principais anomalias e formas de identificação
Anomalia Alteração típica
visível na superfície
do concreto
Desenvolvimento típico Fotografia
Concreto segregado:
concentração heterogênea
de componentes gerada pela
distribuição não uniforme
da parte de finos e pasta
de cimento durante
a concretagem.
Zona de concentração de
agregados e ou de vazios.
Falhas de execução na fôrma, na
especificação ou no projeto.
Ocorre especialmente em região
de juntas, quinas e base de peças
e locais de acesso restrito ou de
alta concentração de armadura.
Concreto segregado em
quinas de viga
Concreto desagregado: perda
da integridade do concreto
por ataque químico,
lixiviação, erosão, cavitação,
atrito ou abrasão.
Desgaste superficial com
exposição de agregados
(miúdos e/ou graúdos)
ou fissuração aleatória
com perda da coesão
do concreto.
Exposição constante à ação
agressiva de soluções ou da água
(pluvial, mar, lençol freático,
industrial ou armazenada) ou do
vento (com partículas em
suspensão).
Concreto desagregado
(erosão) em dolfim
Concreto desagregado: perda
da integridade do concreto de
cobrimento devido a forças
internas ou externas.
Fissuração ao longo da
linha da armadura ou
concreto lascado
ou estufado.
Ocorrência de choque, impacto,
esmagamento ou reações internas
expansivas (corrosão e reação
álcali-agregado).
Armadura exposta: armadura
aparente na superfície ou em
área com anomalias.A
armadura pode estar íntegra
ou corroída.
Concreto desagregado,
segregado, desagregado
ou espessura
de concreto de
cobrimento inadequada.
Ação de agentes agressivos,
erosão, ataque químico externo,
concreto poroso ou falha de
projeto ou execução.
Concreto desagregado e
armadura exposta (com
corrosão avançada) em viga
te, esta inspeção faz uso de equipa-
mentos que possibilitam melhor aces-
so à estrutura do que ocorre em uma
inspeção rotineira e, também, de ins-
trumental de precisão adequados para
investigação aprofundada.
Os resultados obtidos nas inspe-
ções devem ser apresentados em re-
latório, além de informações e histó-
rico da estrutura e informações do
meio ambiente (condições climáti-
cas, zonas de exposição, agentes quí-
micos, águas agressivas etc.), dentre
outras relevantes. É fundamental
que no relatório conste um parecer
técnico e recomendações de inter-
venções necessárias para a conserva-
ção da estrutura.
Exame visual do concreto e de outras
partes da edificação
O objetivo principal do exame vi-
sual é a inspeção de toda a superfície
dos elementos de concreto da estrutu-
ra e de outros componentes, como
juntas,aparelhos de apoio,sistemas de
drenagem, guarda-corpos, pavimen-
tação e revestimentos. Durante o
examevisual,sãoregistradas,quantifi-
cadas, dimensionadas e localizadas as
patologias e falhas observadas nos ele-
mentos da estrutura. Sempre que pos-
sível,a causa de seu desenvolvimento e
evolução também deve ser identifica-
da e,ainda,em alguns casos,feitos cro-
quis representativos das condições dos
elementos estruturais. Segundo CEB
Bulletin no
243 (1998) e Nace SP 0390
(2009), são vários os fatores que re-
querem atenção especial durante uma
inspeção visual. Com bases nestes do-
cumentos, citam-se:
n alterações na coloração do concreto
original, identificando a coloração da
mancha, como exemplo: coloração
avermelhada(queindicaacorrosãoda
armadura) e esbranquiçada (que in-
dica a carbonatação do concreto);
n presença de fissuras, identificando
sua abertura,configuração e causa pro-
vável,como exemplo: fissuras resultan-
tes de esforços estruturais e fissuras re-
sultantes da corrosão da armadura;
n deterioração da camada superficial
do concreto, identificando profundi-
Fotoscedidaspelosautores

a r t igo
do concreto
Fissura: fratura provocada por
tensões no concreto, tendo
abertura, profundidade e
configuração variável. Pode
ser ativa ou passiva.
Manchas de
eflorescência, acúmulo
de fuligem ou presença
de produto de
preenchimento
(argamassa ou resina).
Mudança de volume do
concreto, esforços estruturais
e reações químicas.
Fissura (de retração) em
laje de cobertura
Deformação: desvio no
formato original (projeto
ou construído) da estrutura
ou de determinado
elemento estrutural.
Desaprumo, flecha,
embarrigamento,
afunilamento,
ruptura etc.
Falha de projeto, execução ou
excesso de carga. Em geral, ocorre
por desenforma prematura ou
posicionamento incorreto da
fôrma, recalque, acidente ou outra
solicitação extra ao dimensionado.
Deformação (desaprumo)
de pilar
Porosidade superficial:
bolhas de ar aprisionado
durante a concretagem ou na
consolidação do concreto.
Pequenas cavidades
distribuídas
aleatoriamente na
superfície do concreto.
Em geral, tem dimensões
menores do que 15 mm.
Falhas de especificação, projeto
ou execução.
Porosidade superficial
em viga
Mancha de oxidação:
precipitação e acúmulo de
produtos de corrosão do aço
na superfície do concreto.
Coloração superficial do
concreto alterada, tendo-
se mancha vermelha a
marrom acastanhada.
Processo de corrosão estabelecido
na armadura ou de outros
elementos metálicos presentes na
massa do concreto.
Mancha de oxidação e de
eflorescência em área
de fissura
dade afetada e causa provável, como
exemplo: desplacamento por impacto
e desgaste devido à erosão;
n armadura exposta, identificando o
seu estado, como exemplo: com ou
sem corrosão, seção efetiva e presença
de ruptura e descontinuidades;
n presença e falhas nos revestimentos,
empinturaseemimpermeabilizações;
n alterações na configuração de ele-
mentos da estrutura, como exemplo:
flechas, rupturas localizadas e torções;
n presença de umidade, acúmulo de
água e infiltrações, indicando possí-
veis causas e a existência na região de
outras patologias, juntas, sistema de
drenagem etc.
O exame visual é mais preciso
quando a superfície do concreto está
limpa. Algumas vezes, também é ne-
cessário remover o revestimento e ou a
pintura de acabamento.
Os equipamentos mais impor-
tantes para a sua realização são os
seguintes:
n trena ou régua métrica para con-
firmação das dimensões dos ele-
mentos e determinação da exten-
são das anomalias. Régua micro-
métrica para determinação da
abertura de fissuras;
n lanterna e binóculo para o caso
de restrição de acesso a determina-
dos elementos;
n câmera fotográfica digital com fil-

61
madora para registro e para facilitar o
exame de áreas de acesso restrito;
n marcador industrial para identifica-
ção dos elementos e, também, das re-
giões selecionadas para realização dos
ensaios complementares.
A tabela apresenta a descrição ge-
nérica das anomalias e falhas mais co-
mumente encontradas nas estruturas
de concreto armado e, sucintamente,
as alterações típicas visíveis na superfí-
do concreto
Mancha de eflorescência
(carbonatação): precipitação
e acúmulo de sais na
Coloração superficial do
concreto alterada, tendo-
se manchas
esbranquiçadas e
protuberâncias devido ao
acúmulo de sais.
Reações do dióxido de carbono
com compostos do cimento por
penetração externa. Em concreto
carbonatado ou com lixiviação.
Mancha de oxidação e de
eflorescência em área
de fissura
Mancha de lixiviação: arraste
e acúmulo de componentes
do concreto na superfície
do concreto por infiltração
de água.
Presença de agregados
miúdos e de compostos
da pasta de cimento na
Em geral, a mancha está
associada a
eflorescências e ao
concreto desagregado.
Infiltração da água ou solução no
concreto. Em geral, ocorre em
área de fissuração em lajes, em
juntas ou uniões de peças.
Mancha de lixiviação em
fissura em laje
Mancha de umidade. Coloração superficial do
concreto alterada.
Em geral, a mancha
está associada
ao escorrimento,
eflorescência ou
à fissuração.
Percolação, infiltração,
escorrimento ou condensação de
água. Em geral, ocorre em área de
fissuração, nas juntas, no sistema
de drenagem e, nas fachadas (em
locais de percolação da
água pluvial).
Mancha de umidade e de
escorrimento (com
acúmulo de fuligem) e
concreto desagregado
(erosão) devido à falha de
drenagem em viga
Mancha de escorrimento. Coloração superficial do
concreto alterada, com
ou sem depósito de
fuligem ou limo. Em
geral, a mancha está
associada à umidade.
Falha na especificação, projeto,
execução, manutenção
e/ou utilização.
Falha de drenagem:
presença de alterações e
anomalias na rede de
drenagem e região.
Manchas de umidade,
escorrimento,
eflorescência, lixiviação,
dentre outras anomalias.
cie do concreto para cada uma delas e,
ainda, as prováveis causas de seu esta-
belecimento e desenvolvimento. Essa
tabela foi elaborada conforme expe
riência dos autores (Araujo; Panos-
sian, 2010) e a consulta ao manual Sa-
besp (2010) e ACI 201.1R (2008).
A tabela pode ser ampliada ou
apresentada de forma diferenciada
conforme característica e estado de
conservação da estrutura e condições
de exposição. Essas informações
podem ser obtidas em uma inspeção
preliminar da estrutura. Como exem-
plo de alterações na tabela, cita-se a
inclusão de uma sigla para cada uma
das anomalias e falhas, o que facilita o
seu registro em planilhas e em croquis.
Citam-se, também, a inclusão da loca-
lização das anomalias (no apoio, ao
centro, em junta etc.) e sua profundi-
dade ou intensidade (baixa, média e
alta) e, ainda, a divisão de algumas
delas por tipo e configuração.

a r t igo
Presença de anomalias e análise da
área interna do concreto
Usualmente, durante o exame vi-
sual é investigada a presença de ano-
malias internas na massa do concreto.
Isso é feito percutindo-se o elemento e
observando-se o som produzido. Isso
do concreto
Falha na junta: presença de
alterações no material
isolante e anomalias
na adjacência.
Ressecamento,
obstrução, distorção e
outras falhas no material
de vedação. Manchas de
umidade, eflorescência,
lixiviação, fissuração e
outras anomalias
na região.
Falha na especificação, projeto,
execução, manutenção ou
utilização (cargas e
movimentações não previstas).
Manchas de umidade em
laje devido à falha na
junta de dilatação
Falha no reparo: presença de
alterações no material de
reparo e anomalias
na adjacência.
Fissuras, manchas e
concreto desagregado e
segregado no material de
reparo ou no concreto da
região de sua localização.
Fissuração em área de
reparo em estaca
Falha no apoio: presença de
alterações no material do
aparelho de apoio e
anomalias na adjacência.
Deformação, obstrução
deslocamento, corrosão,
fissuração, corrosão ou
esmagamento do
aparelho de apoio.
Concreto desagregado,
fissuração e outras
anomalias na região.
Falha de apoio devido
à fissuração do
material (neoprene)
Falha de proteção superficial:
presença de defeitos
na proteção.
Desplacamento, bolhas,
fissuras, enrugamento e
manchas na pintura.
Perda da eficiência da proteção,
falha de aplicação ou no projeto,
tipo de proteção inadequado.
Decorrente de falhas de projeto ou
de anomalias no concreto.
Desplacamento e
enrugamento da pintura
é possível pela diferenciação entre o
som característico de concreto íntegro
e o som de concreto com áreas de va-
zios, conhecido como “som cavo”. Em
geral, os vazios são devidos à segrega-
ção, fissuração ou delaminação da
massa interna do concreto. Uma
forma rudimentar, mas eficiente de
fazer essa investigação, é bater um
martelo ou talhadeira ao longo da su-
perfície do concreto.
Explica-se que a delaminação re-
presenta o estágio inicial de corro-
são, em que os esforços internos ge-

63
rados pelo acúmulo de produtos
(volumosos) de corrosão limitam-se
a provocar a fratura local do concre-
to perimetral à armadura. Com isso,
são criadas zonas de vazios no con-
creto da região.
Sendo identificado “som cavo”, re-
comenda-se uma inspeção mais deta-
lhadadoelementoemanáliseeseumo-
nitoramento periódico. Dentre os pos-
síveis ensaios adicionais que podem ser
feitos no elemento, citam-se a medição
dopotencialeletroquímicodecorrosão
eaanálisevisualdaarmaduraedocon-
creto da região, o que é feito por sua
fratura em área localizada.
Frentes de penetração de agentes
agressivos no concreto
Conforme descrito anteriormen-
te, a deterioração de uma estrutura
pode estar relacionada a diferentes
agentes.No caso da corrosão de arma-
duras, o seu estabelecimento é nota-
damente atribuído à ação de dióxido
de carbono (gás presente na atmosfe-
ra) ou de íons cloreto (presente na at-
mosfera na forma de partículas sóli-
das ou de névoa). Usualmente, a pe-
netração de dióxido de carbono (de-
nominada frente de carbonatação) é
determinada em campo e, a dos íons
cloreto, em laboratório.
O ensaio de carbonatação consiste
na visualização da alteração do pH do
concreto de cobrimento,o que é possí-
vel pela aspersão de um indicador de
pH. Usualmente, utiliza-se uma solu-
ção de fenolftaleína (1 g da fenolftaleí-
na em 50 ml de álcool etílico e diluição
desta mistura em água destilada até
completar 100 ml). Para o ensaio, o
concreto de cobrimento é fraturado e,
após a limpeza da área,feita a aspersão
da solução.Na oportunidade,pode ser
também verificado o estado e o diâ-
metro efetivo da armadura e determi-
nada a espessura efetiva do concreto
de cobrimento.
A norma DIN EN 14630 (2007)
recomenda a aspersão da solução de
fenolftaleína perpendicularmente à
área fraturada, até que o concreto es-
teja saturado (o escorrimento da so-
lução na superfície deve ser evitado).
A frente de carbonatação é o valor
médio da espessura da camada inco-
lor. Quanto da obtenção de valores
significativamente maior dos demais
o mesmo não deve ser incluído no
cálculo do valor médio, embora deva
ser informado.
Andrade (1992) cita que, com o
uso de fenolftaleína, é detectada a
região carbonatada do concreto que é
aquela que não apresenta alteração de
coloração, tendo pH inferior a 8,3. A
região não carbonatada assume cor
entre rosa a vermelho-carmim, de pH
entre 8,3 e 9,5, ou somente vermelho
carmim, de pH superior a 9,5.
Sabendo-se que o aço carbono
pode despassivar-se em pH por volta
de11,5(NaceRP0187,2008),hápossi-
bilidade que na região de coloração
vermelho-carmim o aço esteja despas-
sivadooucomcorrosãojáestabelecida
(Nace SP0308,2008).Portanto,embo-
ra o ensaio de carbonatação com solu-
ção de fenolftaleína seja adequado
para investigar a corrosão, recomen-
da-se que os seus resultados sejam
analisados em conjunto com outros
ensaios, especialmente exame visual
da armadura.
Quanto ao ensaio de íons cloreto,
este consiste da determinação do seu
teor em amostras de material pulveru-
lento extraído em diferentes profundi-
dades de concreto ou somente na região
daarmadura.Comisso,podeserinvesti-
gadaapossibilidadedeocorrercorrosão
naarmaduraeasuaintensidade(altaou
baixa),poisquantomaioroperfildepe-
netração de cloreto no concreto, mais
rapidamente será despassivada a
armadurae,quantomaioroteordeíons
na região da armadura, maior poderá
serataxadecorrosão.
A NBR 12655 (2006) estabelece o
valor de 0,15% (em relação à massa do
cimento) para o teor máximo de íons
cloreto (totais) para concreto armado
exposto a ambiente com cloretos. No
entanto, nota-se que na prática o pro-
cesso de corrosão por íons cloreto
pode ocorrer em valores inferiores a
este limite, o que se deve à ação de di-
ferentes variáveis.
Pesquisas mostram que a corrosão
pelo ataque por cloretos é dependente
tantodasuaconcentraçãonaregiãoda
armadura como da sua relação com os
íons hidroxila (OH-
) (ACI 222R,
2010). Quanto maior a concentração
de íons hidroxila no meio, maior é a
concentração de íons cloreto livre ne-
cessária para o estabelecimento da
corrosão. Com isso, é recomendado
que os resultados de teor de íons clore-
to sejam analisados em conjunto com
os obtidos em outros ensaios.
Usualmente o teor de íons cloreto
totais (livre + combinado) é obtido
conforme procedimento de ensaio da
ASTM C 1152 (2004) e o teor de íons
cloreto livre de acordo com a ASTM C
1218 (2008), ambos podendo ser ex-
presso em relação à massa de cimento
ou do concreto.
Em geral, para obtenção do perfil
de penetração são analisadas amostras
de diferentes profundidades do con-
creto de cobrimento da armadura,
cada uma delas com a coleta aproxi-
madamente de 10 g de material pulve-
rulento.
Segundo Moreira e colaboradores
(2002), essa quantidade deve ser obti-
da com a mistura da coleta de material
em pelo menos cinco furos, todos em
uma mesma profundidade. Além
disso, estes autores citam que baixos
teores de cloreto total podem ser obti-
dos na camada superficial do concreto
(até 10 mm de profundidade) o que é
devido à sua lixiviação e arraste pela
água pluvial.
Corrosão da armadura
Um estado ativo de corrosão da
armadura pode ser constatado pela
simples presença de certas anoma-
lias no concreto e pelo exame direto
do estado da armadura, o que é feito
com sua exposição em trecho de
concreto recém-fraturado. A arma-
dura está despassivada quando da
visualização da perda da coloração
característica de sua passivação no
meio (acinzentada) para outras co-
lorações (preta, marrom ou averme-
lhada). No caso de corrosão avança-
da, é possível visualizar o acúmulo
de produtos de corrosão e a delami-
nação do concreto.
Além desses procedimentos, a cor-
rosão pode ser investigada pela reali-

a r t igo
Leia mais
Guide for Conducting aVisual
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American Concrete Institute.ACI
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in Structures. Michigan, 2004.
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Standards. Philadelphia, 2004.
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Manual de Procedimento para
Classificação das Estruturas. Sabesp.
Maubertec, 2010.
zação de medidas eletroquímicas,
sendo a medição do potencial de cor-
rosãoamaisusual.Estamedidaindica,
aproximadamente, a condição de um
estado ativo de corrosão ou passivação
da armadura. Há aproximadamente
90% de probabilidade de estado ativo
de corrosão quando o valor de poten-
cial obtido é mais negativo do que
-350 mV (em relação ao eletrodo de
cobre/sulfato de cobre,ECSC) (ASTM
C 876, 2009).
O potencial de corrosão pode ser
determinado com uso de um eletro-
do de referência e um voltímetro de
alta impedância. A medida consiste
na determinação da diferença de po-
tencial elétrico entre a barra de aço e
o eletrodo de referência que se colo-
ca em contato com a superfície do
concreto. Em campo, é mais adequa-
do o uso de equipamentos específi-
cos que também determinam resisti-
vidade elétrica do concreto e/ou taxa
de corrosão.
Como o estabelecimento e a evo-
lução da corrosão são dependentes da
resistividade elétrica do meio (além
do acesso de oxigênio à armadura), o
seu conhecimento pode ser impor-
tante para a avaliação do risco de cor-
rosão em estruturas de concreto. Este
risco existe quando o concreto apre-
senta baixa resistividade (valores me-
nores de que 10 Ω.cm), em que há
facilidade de fluxo de íons por meio
da solução aquosa presente nos poros
do concreto.
A taxa de corrosão é a medida ele-
troquímica que indica a velocidade
de corrosão.SegundoAndrade e cola-
boradores (2004), quando a taxa de
corrosão obtida é ≤ 0,1 mA/cm2
, o
nível de corrosão é desprezível, ou
seja, considera-se que a armadura
está em estado passivo. Valores supe-
riores a este indicam um estado ativo
de corrosão, sendo que, o nível de
corrosão é baixo entre valores de
0,1 mA/cm2
a 0,5 mA/cm2
, e modera-
do até 1,0 mA/cm2
e, acima deste, ele-
vado. Com a medida da taxa de cor-
rosão pode ser acompanhada a evolu-
ção do processo corrosivo na arma-
dura e,assim,avaliado o desempenho
da estrutura ao longo dos anos.

Techne 2011 177_inspeção rotineira de estruturas de concreto

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