Patologiastraba

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  1. 1. 2013 Reabilitação da Ponte Cais em Gamboa Discentes: Liliane Gomes Yeny Ortega Patologias na Construção Civil 18/12/2013
  2. 2. Resumo A Ponte-cais da Gamboa na Cidade da Praia é hoje considerada como a mais antiga ponte de betão armado do nosso país, e uma das mais velhas de Cabo Verde. Segundo relatos históricos, a ponte terá sido construída num tempo de 3 nos concluindo sua construção em 1930. Cerca de 80 anos após a construção da ponte, esta nunca sofreu obras de requalificação tendo os diversos elementos estruturais deteriorados. Com a idade e nenhuma intervenção, a ponte apresenta, de uma forma geral, um nível de danos estremo, que o possibilita a sua interdição ao uso. No âmbito do presente trabalho, é feita uma descrição das metodologias usadas, bem como os principais resultados obtidos na caracterização do betão existente na ponte. Esta caracterização foi realizada para os diferentes elementos estruturais que compõem a ponte e a diferentes níveis. Adicionalmente, foi caracterizado do ponto de vista estética, o aço utilizado, e a manutenção nunca antes feita. Pretende-se, desta forma, contribuir para a actualização do estado do conhecimento sobre pontes em betão armado construídas no século passado. Realizamos um levantamento das condições em que se encontra a estrutura avaliando seus componentes em termo de resistência, para determinar qual seria a melhor técnica de reabilitação a ser executada na estrutura de forma a resgatar esta obra de arte que uma das mais antigas do arquipélago. 2
  3. 3. Introdução As pontes são, mais do que uma estrutura de betão, mais do que uma obra de arte, são património de vida, passagens de margem, caminhos diários de rotina, património do seu quotidiano. Cada uma deve ser interpretada no meio em que se insere, com as cargas a que está diariamente sujeita, o ambiente a que está exposta e a época em que foi construída. Uma grande parte das obras que estão a ser reabilitadas e/ou reforçadas nos nossos dias são obras que datam de á 20 a 25 anos, construídas portanto á luz do que era a realidade cientifica da época. Esta realidade está em constante mutação, as exigências regulamentares mudam, os materiais mudam, e essencialmente o conhecimento sobre o comportamento dos materiais a médio longo prazo também muda. Hoje em dia é do senso comum que o betão além de ter uma forte função estrutural em qualquer construção que componha, tem uma durabilidade mensurável, que está directamente ligada á necessidade de manutenção, ao ambiente a que está exposto, assim como á melhor ou pior qualidade de execução. Estes factos não eram assim tão explícitos á cerca de 30 anos, o que certamente introduz agora, 30 anos depois, a necessidade de rever procedimentos, conservar e manter estruturas e sempre que necessário implementar procedimentos de reabilitação e reforço. Torna-se crucial apreender que com as obras do passado, analisando o seu comportamento ao longo do tempo, percebendo como interagem os materiais, quais os agentes mais agressivos, quais as patologias que ocorrem com maior frequência, as suas causas e como é que a manifestação das patologias afecta o comportamento da estrutura. Seguindo esta linha de pensamento que optamos por escolher a Ponte-cais da Gamboa que consideramos importante estudar em detalhe este estilo de construção histórica, e reconhecer suas características e detalhes construtivos, numa tentativa de manter a memória do passado e preservar o património para o futuro. 3
  4. 4. Metodologias Para a realização desse trabalho recorremos principalmente aos materiais fornecido na disciplina de reabilitação de estruturas e patologias, métodos de investigação, pesquizas, consultas bibliográficas. Objectivos O presente trabalho tem como objectivos gerais fazer um levantamento dos dados em termos de patologias, analisar os dados e diagnosticar a ponte-cais em betão armado situada na praia de Gamboa com as possíveis intervenções. 4
  5. 5. Desenvolvimento Hoje em dia a problemática das patologias é um tema de suma importância já que pequenos sintomas podem comprometer a longo ou curto prazo a estabilidade da estrutura e a estética, desta forma bem sendo abordado com maior relevância estas anomalias presentes em estruturas na construção civil, pelo que podemos defini-la como a parte da Engenharia que estuda os sintomas, mecanismos, causas e origem dos defeitos das construções. A partir do início do seculo XX com o aparecimento do betão armado foram desenvolvidas novas técnicas na Construção Civil possibilitando a construção de novas estruturas de maior porte e com grandes vãos devido á utilização de ferros no betão para resistir a tração nas estruturas devido a fraca resistência do betão a mesma. Uma das estruturas que foi beneficiada com esta evolução foram as pontes que segundo a enciclopédia livre não é mais que uma construção que liga dois lugares separados por curso de água ou depressão de terreno, que tem como finalidade permitir a passagem sobre o obstáculo a transpor. 2.1 Materiais e Sistemas estruturais Actualmente podemos encontrar vários tipos de pontes em termos de materiais e sistemas estruturais: Pedra Madeira Materiais Betão (Armado, Pré-esforço). Metálicos Mistos (Aço + Betão) Ponte Viga Sistema Estrutural Ponte de Treliças 5
  6. 6. 2.2. Principais Patologias das pontes cais e as causas As principais patologias que encontramos nas pontes cais são fissuras, fendas, lascamento do recobrimento, corrosão de armaduras, dessegregação do betão, infiltrações, deformações, etc. As patologias nas estruturas de betão estão relacionadas com as causas, mecanismos, sintomas. Devido ao facto de que nunca poderemos evitar o aparecimento das patologias nas construções, temos que levar em conta a importância das manutenções, ou reabilitações em casos mais avançados das patologias para minimizar as mesmas. As patologias podem ser detectadas também a nível de projecto e embora não possam ser evitadas podem ser minimizadas já que do contrario poderiam comprometer a resistência da estrutura a longo ou curto prazo, alem de que aplicando a Lei de Silter as patologias que sejam detectadas e minimizadas a nível de projecto os custos relativos seriam muito mais baixos que as que sejam surgiriam já na etapa de execução que aumentaria o custo relativo 5 vezes mais, e assim sucessivamente aumentaria nas etapas de manutenção preventiva 25 vezes mais e na etapa de manutenção correctiva chegaria a ascender ate 125 vezes. 2.3. Principais sintomas da deterioração das estruturas de betão: -Fendilhação. -Delaminação. -Desagregação do betão. -Erosão. -Infiltações. -Eflorescência. -Deformações. As causas da degradação do betão têm principalmente duas origens: erros humanos e causas naturais. Erros humanos Estes erros podem surgir quer na fase do projecto da estrutura, quer na fase da 6
  7. 7. construção. Na concepção do projecto da estrutura deveremos ter em conta não só as cargas de serviço a que a estrutura vai estar sujeita, um projecto estrutural pormenorizado, mas também considerar a classe de exposição ambiental a que o betão vai estar sujeito. Esta classe de exposição ambiental define a dosagem mínima de ligante e a máxima relação água/ligante do betão. Com estes dados definimos a classe de resistência que devemos considerar para o betão a utilizar. É normal verificar que estruturas realizadas junto à orla marítima e em zonas sujeitas ao ciclo gelo/degelo não tiveram em consideração uma correcta definição da classe de exposição ambiental. Na fase da construção devemos ter em consideração a composição, colocação, cura e compactação do betão, recobrimento das armaduras, má interpretação do projecto e deficiente qualidade dos materiais utilizados. Acções naturais As acções naturais podem ser divididas em três tipos: acções químicas, acções físicas e acções biológicas. Acções químicas Carbonatação - É a reacção química entre a cal (desenvolvida durante a hidratação do cimento) e o dióxido de carbono presente no ar. Esta reacção forma carbonato de cálcio. Após esta reacção há a redução do pH do betão de 13,5 para valores inferiores a 9. A espessura da carbonatação é avaliada com um sistema colorimétrico usando fenolftalaína diluída em álcool etílico. Se o betão não muda de cor, isso significa que está afectado pelo fenómeno da carbonatação. Se o betão ficar vermelho, significa que não foi penetrado pelo dióxido de carbono. Agressão por iões de cloro (CaCl2) - Existem dois tipos de sais cloratos usados durante o Inverno como sais descongelantes: Cloreto de sódio - Este sal desenvolve diferentes formas de agressão contra o betão. O cloreto de sódio pode causar corrosão nas armaduras de reforço e originar reacção álcali-agregados se estes forem reactivos. Este fenómeno é caracterizado por um grande aumento de volume podendo originar expansão – falência (rebentamento – lascagem) da estrutura de betão. Cloreto de cálcio - Reage sempre com a pasta de cimento criando um perigoso composto: oxicloreto de cálcio: Caracteriza-se por um grande aumento de volume podendo originar expansão – falência (rebentamento – lascagem) da estrutura de betão. 7
  8. 8. O ataque do cloreto é avaliado com um sistema colorimétrico usando nitrato de prata e fluoresceína. Se o betão tende a ficar cor-de-rosa significa que houve a penetração de cloreto. Se o betão fica negro significa ausência de cloreto. Agressão por sais sulfatados - Os sais sulfatados encontram-se no solo, na água do mar e nos materiais constituintes do betão. Em presença da humidade estes reagem com a pasta de cimento. Acções físicas Ciclos de gelo-degelo - Quando a água congela o seu volume sofre um incremento de 9%, que provoca tensões, fissuras e desagregações. Uma solução é introduzir 4-6% de ar no betão (em função da classe de exposição ambiental). Abrasão - A abrasão consiste no desgaste por atrito da camada superficial do betão. Baixa relação água/cimento melhora a resistência do betão à abrasão assim como a utilização de agregados resistentes à abrasão e a prescrição de um betão, pelo menos, da classe de resistência C30/37. Erosão - Fenómeno que resulta da acção de agentes dinâmicos externos (ar, vento, água, gelo, seres vivos, etc.). O grau de erosão depende do tipo e potência do agente erosivo e da qualidade do betão. 5. Estudo do caso 5.1. Enquadramento histórico: Segundo Lourenço Gomes, onde encontrava-se o cais oitocentista todo de madeira, e no mesmo sítio foi edificado no século XX, esta ponte cais em betão armado que possui 130 metros de comprimento. Este ponte cais foi construído em finais da década de 1920 e inaugurado em 1930, sendo responsável da obra o Eng. João Gomes da Fonseca, o qual informou segundo Lourenço Gomes no seu livro Ubre, Memoria e Critica da Arte que essa Infra – estrutura portuária levou três anos e meio a ser construída entre 1927 e 1930. Ao contrário do que se pensa foi construído no mesmo século outra ponte cais de aparência rústica e velha capaz de induzir a pensar que é mais antiga que a ponte cais em betão armado; podemos constatar na figura…. Que após a Construção da ponte cais em betão não existia qualquer instalação portuária ao 8
  9. 9. seu lado. Já na figura … podemos observar na realidade actuais dessa zona que aparecem lado a lado os dois portos cais do século XX, na zona de Gamboa, completamente desactivados, em virtude de se ter edificado um porto moderno. 5.2. Motivos para á revitalização da ponte cais. Conforme Lourenço Gomes o centro histórico é entendido como o coração de uma cidade. Deve ser preservado, aplicando-se aí a noção de que este tipo de património imóvel liga-se, intrinsecamente, a cultura de um povo a á sua história e, por conseguinte, pode ser representativo da sua memória colectiva. O surgimento das instalações portuárias como a ponte cais em betão construído no século XX esta ligada a centros urbanos típicos das zonas de influência europeia que se desenvolveram na cidade da Praia. Assim o crescimento da natural da população da Praia se deveu á sua ligação com o exterior, tornando-se um importante pólo de atracção de populações de zonas periféricas, inseridas no contexto geográfico do interior da Ilha de Santiago, pelo que a urbanização ganhou mais força devido ao sector terciário mais o porto funcionou como mola impulsionadora do sistema. Pelo facto de que esta obra de arte do século XX encontra-se hoje em desuso e pela sua relevância histórica, por ser uns dos meios pelo qual a cidade da Praia ganhou a muitos anos atrás em termos de comercio, cultura e população, acreditamos que sua revitalização seria não deixar morrer parte da historia do Município alem de que daria mais vida á praia de Gamboa. 5.3. Características estruturais. A ponte cais em betão armado situada na Praia de Gamboa, município da Praia, Ilha de Santiago, Cabo Verde, segundo dados fornecidos pelo Arquivo Histórico da mesma cidade, foi construído em finais da década 1920 e inaugurado em 1930; pelo que é uma obra de arte construída no século XX, e que na actualidade já tem 83 anos, tem 130 metros de comprimento, no inicio após sua execução possuía ao redor de 168 pilares (30x30 cm) e 132 treliças (20 x 30 cm), 151 vigas (30x50 cm), o pavimento tem uma espessura de 20 cm, com muros em betão armado com uma altura de 1,20 m e largo 20 cm, com 9
  10. 10. duas escadas, e embora sem ter visto o seu projecto de arquitectura, trata-se de uma estrutura com fundações profundas devido a que é uma estrutura de grande porte e também pelo meio onde se encontra (marítimo). Na actualidade (2013) a estrutura esta em um estado avançado de deterioração, não temos conhecimentos se foi executado algum tipo de reabilitação na estrutura, 8 dos pilares que existiram na fase inicial já não existem e ate parte do pavimento já não existe e uma grande parte de muros em betão armado (60%) já não existem. A estrutura tem uma grande parte em estado avançado de deterioração o que levaram as autoridades pertinentes a colocar cintas para proibir a entrada ao local por possível derrumbe. Figura 3 Perda de pilares e parte do pavimento Figura 4 Perda de pilares 5.3. Anomalias A ponte cais em estudo já com um estado avançado de deterioração apresenta anomalias que são abordadas no seguinte quadro conjuntamente com suas possíveis causas: Anomalías Comportamento Global da Estrutura Deformação permanente Fundações Assentamento/rotura do pavimento Elementos em betão Mancha de ferrugem Escamação/desgaste/desintegração Delaminação 10
  11. 11. Esmagamento do betão Fendilhação Fendas tranversais Armaduras Varoes á vista Varões corroidos Varões com diminuição da secção Varões cortados Revestimento (betuminoso) Fendilhação Buraco Desrevestimento acentuado Outros elementos Guarda corpos danificados Passeio com desgaste acentuado/danificado 5.3.1. Possíveis causas das anomalias na estrutura. Os principais processos físicos de deterioração da estrutura é fissuração devido á corrosão das armaduras fig. 5 (por diversos tipos de corrosão, incluindo a destruição da camada passivadora por ataque químico directo por cloretos), desagregação devido á corrosão do concreto motivado pela acção de água, cloretos, sais na forma de sulfatos, ou devido a fissuras com desplacamento. Figura 5 Corrosão da armadura e perda da camada passivadora. A estrutura encontra-se submetida a agentes agressivos actuantes como acções ambientais ou atmosféricas, como a agressões biológicas e agressões oriundas de vícios construtivos. Em quanto a agentes agressivos ambientais de origem física podemos dizer que são uns das possíveis causas de algumas das anomalias que encontramos na estrutura devido a que a obra em estudo 11
  12. 12. encontra-se em um ambiente muito agressivo, e a presença da água proporciona acções físicas devido a mudanças de fases, proporcionando variações volumétricas que tendem a desagregar os materiais agindo na sua microestrutura. Essas deteriorações são atestadas no concreto quando estão expostos a ciclos de molhagem e secagem intensos e sem tratamentos de impermeabilização adequados segundo JORDY, 2002, que é o caso da obra em estudo figura 6 que carece de impermeabilização tal vez também devido a que é uma obra de arte do século XX e que nunca tem sido reabilitada. figura 6 Concreto exposto a ciclos de molhagem e secagem Temos a presença também de acções químicas devido a penetração no concreto de dissoluções químicas como a água do mar que contem sais na forma de sulfatos e que esta acção presente na água do mar possui acção agressiva sobre a pasta do cimento que pela reacção com o aluminato de tricálcico forma sais altamente expansivos que provoca fissuras figura 7no concreto e posteriormente fendas figura 8. Figura 7 Fissuras no concreto Figura 8 Fendas no concreto 12
  13. 13. Encontramos também corrosão das armaduras devido a que é um ambiente na orla marítima onde a penetração de cloretos na presença de oxigénio e humidade do ar as quais propiciam o surgimento da anomalia de corrosão das armaduras. 6. Técnicas para Reabilitar a estrutura. Uma estrutura de betão, durante o seu período de vida útil, deve estar apta a cumprir com os requisitos, a nível de segurança, qualidade das condições de serviço e a durabilidade, definidos no Caderno de Encargos. Que não foi o caso da ponte cai situado na praia de Gamboa que embora sua construção concluiu em 1930 nunca foi feita nenhuma manutenção ou reabilitação ate hoje. A estrutura encontra-se em estado avançado de deterioração no que se refer a pilares, vigas, muros e pavimentos, embora as fundações que estão submersas aparentemente apresentam boa resistência já que os pilares e as vigas de travamento apresentam boa características sem presença de manchas de ferrugem, com a sua geometria com suas características iniciais, sem deslascamento do concreto, não aparecem fendas nem fissuras, pelo que as técnicas para a reabilitação da ponte que pretendemos executar é a de demolição da ponte com os equipamentos pertinentes, transportando o entulho para o vazadouro, limpando e impermeabilizando as armaduras servem de empalme para a betonagem da nova estrutura, para a união destas armaduras antigas das novas armaduras primeiramente vamos a manter o mesmo diâmetro das armaduras e a mesma secção geométricas dos pilares e vigas já que após o dimensionamento a estrutura constatamos a segurança com as dimensões das vigas, pilares e lajes descritas anteriormente nas características da estrutura. Em quanto a protecção da armadura contra a corrosão vamos a garanti-lha com a existência de uma espessura de concreto entre a barra de aço e a superfície externa da peça (denominado cobrimento) já que segundo o REBAP nestes ambientes agressivos não deve ser inferior a 5cm, entre outros factores 13
  14. 14. também importantes relativos à durabilidade, como a qualidade do concreto, por exemplo. 14
  15. 15. UNIVERSIDADE JEAN PIAGET - CV 4ºECC – Patologias nas Construções Medições da ponte cais em Gamboa MEDIÇÕES E ORÇAMENTO 19/12/2013 Artº I 1.1 1.2 1.3 DESIGNAÇÃO MOVIMENTO DE TERRAS (Demolição) Demolição da ponte cais preservando as fundações Transporte á Vazadouro do entulho m3 Limpeza do terreno para implantação da obra m2 II 2.1 COFRAGEM E DESCOFRAGEM a) Pilares m2 b) Treliças m2 c) Muros m2 d) Vigas m2 e) Lajes m2 III BETÃO Betão de limpeza com 0.05 m de espessura a nível das sapatas m3 Betão de 170 kg de cimento/m3 (1:5:9) em massame dos pavimentos térrreos com 0,10 m m3 Betão armado B30: a) Pilares m3 b) Treliças m3 c) Muros m3 d) Vigas m3 e) Laje m3 AÇO A400 a) Pilares b) Treliças c) Muros d) Vigas Armaduras Superiores Armaduras Inferiores Estribos e) Laje Armaduras Superiores Armaduras Inferiores 3.1 3.2 3.3 IV 4.1 V 5.1 Un. Descrição Quant. 600 604,8 316,8 616,3 588,9 87,39 45,36 15,84 61,44 67,95 198,4 4ф32 4ф12 ф8 190 158 817,6 2ф20 4ф32 ф8//0,20 91 181 282 ф16//0,15 ф20//0,15 1159 1159 PAVIMENTOS Enrocamento de pedra irregular para receber massame de betão m2 15 Pr. Unit. Pr. Global
  16. 16. 5.2 5.3 VI 6.1 Betonilha de regularização m2 Fornecimento e assentamento de mosaico cerâmico no WC m2 ELECTRICIDADE Instalação geral da rede eléctrica em tubos VD, fios e acessórios, incluindo abertura e tapamento de roços e valas V.g SOMA.................................................................... ARREDONDAMENTO............................................ SUB-TOTAL................................................................... IVA TOTAL Importa este orçamento em: 16
  17. 17. Conclusões Com a realização deste trabalho tivemos a oportunidade ante todo de aplicar de certa maneira nossos conhecimentos teóricos adquiridos na disciplina de patologias, estudando a obra e fazendo um levantamento das suas patologias para conseguir escolher a melhor técnica para reabilitar a estrutura, tivemos a oportunidade também de conhecer mais uma parte da história de Cabo Verde a traves das investigações realizadas sobre esta obra de arte do século XX. 17
  18. 18. Bibliografia Ubre, Memoria e Critica da Arte, Lourenço Gomes UNICV Pesquisas na internet. Estudo de monografias da reabilitação de obras marítimas. Levantamento de dados no Arquivo Histórico da Cidade de Praia. 18

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