Aula ministrada para o 4 ano da turma de Engenharia Civil - EAD/UNIUBE

1. DURABILIDADE DAS
ESTRUTURAS DE CONCRETO
E CONCRETOS ESPECIAIS
ENG. ANDRÉA CHOCIAY

2. OBJETIVOS
 Durabilidade das estruturas de
concreto armado: especificação do
concreto do projeto a edificação e
mecanismos de degradação.
 Concretos especiais: principais tipos e
aplicações

3. Durabilidade das estruturas de
concreto
 Foi considerado por muito tempo, um material de
grande durabilidade. Inventado em 1901;
 Após a década de 70 houveram muitas alterações no
cimento, que aliado a erros de projeto e execução e
falta de manutenção, resultaram em estruturas
deterioradas.
 A partir da década de 80, é refeita toda a parte de
normas de concreto, introduzindo-se inclusive o
conceito de vida útil das estruturas de concreto
 Normas: NBR 6118/2003 – Projeto de Estruturas de
concreto
NBR 14931/2004 – Execução de estruturas de concreto

4. Durabilidade de estruturas de
concreto armado
 A durabilidade esta ligada a qualidade dos
projetos e execução das estruturas.
 Não basta saber somente como as peças de
concreto estarão dispostas, mas tambem
qual a especificação de concreto para cada
situação.
◦ É diferente a situação em que o concreto será
usado próximo ao mar, de um concreto para
viadutos.
 A NBR 6118/2003 fornece tabelas que
definem as classes de agressividade a que a
estrutura estará submetida e tambem a
relação entre a Classe de agressividade e a

5. Durabilidade de estruturas de concreto
armado – Utilização da Norma

6. Durabilidade de estruturas de concreto
armado – Utilização da Norma
Quanto menor
a relação,
maior a
resistência do
concreto!

7. Durabilidade de estruturas de concreto
armado – Instruções
 Alcançados os objetivos propostos em
norma, é necessário que seja feita um
acompanhamento minuncioso da execução
das peças, desde verificar o posicionamento
das formas até o adensamento do concreto
durante a concretagem, para que se garanta
a qualidade/durabilidade do mesmo.
 Este concreto final deve ser denso, bem
curado, resistente, de baixa permeabilidade e
sem fissuras excessivas. Ou seja, sob a ação
das intempéries mantenha bom desempenho
e aparência, sem exigir muita manutenção.

8. Durabilidade de estruturas de concreto
armado
 O tempo que o concreto deve manter suas
características e propriedades é conhecido como
vida útil. Ele atinge o fim desta vida útil quando
suas propriedades se deterioram de modo a se
tornar inseguro seu uso e antieconômico.
 É necessário sempre levar em consideração a
agressividade do ambiente em que esta
estrutura estará inserida.
 O concreto é poroso e permite percolação de
água, e para que isso não afete o mesmo, nem a
armadura, é necessário atender a resistência
exigida, a relação agua/cimento e o cobrimento
da armadura.

9. Mecanismos de Transporte de
Fluidos na matriz do concreto
 Para entender sua deterioração, é
necessário entender como os poros e
fissuras no concreto permitem esta
interação com o ambiente. São os poros
que permitirão o transporte de
substâncias agressivas, como sais e
ácidos, dentro do concreto.
 Os principais mecanismos de transporte
são: Permeabilidade, Difusão, Absorção
Capilar e Migração.

10. Mecanismos de Transporte de Fluidos na
matriz do concreto – Permeabilidade
Afetada pelo tamanho dos
poros, distribuição e
conectividade.
Se torna mais permeável
quando se aumenta o
consumo de cimento e se
hidrata mais a pasta. Torna
a estrutura compacta!
Taxa de fluxo de um fluido para
dentro de um sólido poroso

11. Mecanismos de Transporte de Fluidos
na matriz do concreto – Difusão
Transferência de íons na
umidade encontrada nos
poros
Vai das regiões mais
umidas para as mais
secas.
A difusão é interrompida
em partes secas.

12. Mecanismos de Transporte de Fluidos
na matriz do concreto – Absorção
Capilar
Transporte de liquidos nos
poros devido a tensão
superficial
Quanto mais denso, mais
dificil se penetrar nos
poros
Maior a tensão, maior
a ascenção capilar

13. Mecanismos de Transporte de Fluidos
na matriz do concreto – Absorção
Capilar
Transporte de ions devido a ação
do campo elétrico gerado por
células de corrosão.
Fluxo de íons para as
regiões anódicas onde
ocorre a corrosão.
A temperatura facilita o
fenômeno

14. Mecanismos de deterioração do
concreto
 Divididos em:
◦ Deterioração de origem física:
 Desgaste superficial
 Cristalização de sais nos poros
 Congelamento
 Ação do fogo
◦ Deterioração de origem quimica
 Ação de sais
 Eflorescências
 Ataque de sulfato
 Reação Álcali-Agregado
◦ Ação da corrosão na armadura

15. Deterioração de origem física
 Desgaste superficial – Abrasão
Atrito seco devido o tráfego de
pessoas, veiculo e o vento.
Perda gradual da
argamassa
superficial
Deve-se aumentar a
resistência da superficie,
através de pasta de cimento,
agregados,
aditivos/impermeabilizantes e
endurecedores
Quanto maior a dureza e
menor a porosidade da
passta, maior resistência a
abrasão

16. Deterioração de origem física
 Desgaste superficial - Erosão
Fluido em movimento,
transportando particulas, colidindo
ou escorregando na superficie do
concreto
Quanto mais poroso, e
quanto mais, maiores, mais
rapidas e duras forem as
particulas, maior a erosão
Utilizar agregados duros, bom concreto,
menos poroso e com uma cura adequada.

17. Deterioração de origem física
 Desgaste superficial - Cavitação
Geralmente em locais de agua corrente.
Formação de bolhas, com reduzida
pressão de vapor que estouram em
contato com pressao mais elevada e
causam erosões. Ocorre em lugares de agua
corrente, como vertedouros
e condutos.
Fornece uma superficie
irregular e corroida
É mais barato o reparo,
e evitar altas
velocidades na
superficie bem como se
utilizar de concretos de

18. Deterioração de origem física
 Cristalização de sais nos poros
Os sais induzem tensões internas
e fissuras
Liquido evapora e deixa os
sais, posteriormente é
umidecido novamente e
ocupa um volume maior,
deteriorando
progressivamente o
concreto
Os concretos sujeitos a
cristalização são aqueles
porosos e em contato
com soluções salinas

19. Deterioração de origem física
 Congelamento
Nas baixas temperaturas,
a agua presente no
concreto congela e
posteriormente
descongela.
O concreto apresenta
fissuras e
destacamentos na
superficie.
Ocorre na agua presente
nos grandes poros, e
devido ao alto grau de
hidratação
A presença de ar nos
poros diminui os danos
ja que fornece
caminhos menores para
a agua. Os sais de
degelo ajudam a

20. Deterioração de origem física
 Ação do fogo
Provoca danos ao material,
como fissuras, lascamento na
estrutura e exposição da
armadura.
Alta temperatura
(350 graus) retira
toda a hidratação
Concretos de alta resistencia,
possuem baixa permeabilidade
e consequente dificuldade na
evaporação
O jato dagua usado para apagar o
fogo, provoca um choque térmico, e a
rehidratação se dá com inchamento e
fissuramento

21. Deterioração de origem
química
 Ataque ácido
Atacados por ácido
sulfurico, nitrico,
cloridrico, acético, etc.
Depende da
concentração do ácido
e o tempo de
exposição
O carater basico do
composto de cimento, em
conjunto com o ácido
acelera a deterioração
Os poros são destruidos,
compostos são lixiviados e
aligação entre componentes fica
prejudicada.

22. Deterioração de origem
química
 Ataque de sulfatos
Sulfatos encontrados em
aguas e solos poluidos.
Reação entre o ion sulfato e
os compostos hidratados do
cimento
Componentes do cimento vão sendo
decompostos e a superficie começa a
apresentar fissuração devido a
expansão do material
Escolher cimentos
como o alumioso ou
o pozolânico.

23. Deterioração de origem
química
 Lixiviação
Ação de aguas puras,
carbônicas e ácidas que
dissolvem e carreiam os
compostos hidratados da
pasta
A liviação aconteçe
entre os poros por
difusão ou dissolução
Estruturas em contato com aguas
puras ou ácidas como barragens
e redes de abastecimento de
agua.
Produz superficies sem a pasta
superficial, com eflorescências
(manchas brancas), retenção de
fuligem com muitos fungos
Materiais próprios e
cura adequada
diminuem a
permeabilidade

24. Deterioração de origem
química
 Carbonatação
Etapa molhada é dada pelo
ácido carbônico e a etapa seca
é o transporte da agua saturada
com hidróxido de cálcio.
Com uma nova
alcalinidade, é destruida a
proteção da armadura e
com umidade e oxigênio,
dá-se inicio à corrosão.
Com mais presença de agua,
ocorre lixiviação, aumento da
porosidade e permeabilidade e
decréscimo na resistência a
compressão

25. Deterioração de origem
química
 Reação Álcali-Agregado
Reação quimica envolvendo
ions alcalinos do cimento e
constituintes mineralógicos
dos agregados como sílica e
carbonatos.
Expansão e fissuração do
concreto.

26. Deterioração das armaduras
Reação entre metal e
ambiente. Devido também a má
qualidade do recobrimento ou
contato com íons cloreto.
Diminui a seção da armadura,
forma produto expansivo
fissurando o concreto, pode levar
ao lascamento da superficie e
perda de aderencia concreto-
metal
O cimento hidratado protégé o
aço da corrosão, mas se este
entrar em contato com o CO2 na
atmosfera, inicia-se a corrosão, e
isto pode ser evitado com um
maior recobrimento.
Os ions cloreto são altamente agressivos e estao
presentes na agua de amassamento, as vezes no
agregado e em regiões próximas ao mar ou
Não há corrosão se o
concreto estiver seco
ou totalmente
saturado

27. Durabilidade das estruturas de
concretos especiais
 O concreto hoje deve atender critérios
específicos de cada obra, sendo assim houve-se
a necessidade de pesquisar e criar os concretos
especiais
 Concreto = cimento + areia + brita + H2O
 O concreto especial é a otimização desta
mistura, para melhorar características
específicas.
 Se torna um concreto especial pela aplicação de
aditivos, dosagem modificada ou são realmente
criados para atender um apelo estético.

28. Concreto colorido
 Agrega maior valor estético com a adição de alguns
pigmentos.
 Dispensa a aplicação de revestimentos, reduzindo custos,
tempo e manutenção da obra.
 São utilizados pigmentos, preferencialmente inorgânicos por
serem mais duráveis.
 Deve-se tomar cuidado na fabricação das peças, para que
não existam tons diferentes. Ou seja, utilizar a mesma marca
de cimento e adensar bem para que não seja feita nenhuma
correção.
 O maior problema apresentado a este concreto é o
surgimento de elforescências, fenômeno que compromete a
estética da peça.
 Aplicações: rejuntes, pavers, telhas de concreto, etc

29. Aplicação concreto colorido
 Hotel Unique - SP

30. Concreto Branco
 Assim como o colorido, o cimento branco vem tirar a monotonia da
cor concreto padrão.
 Utilizado por motivos estéticos. Seus cuidados adicionais geram
custos, mas a qualidade da peça final é muito boa, reduzindo o
retrabalho.
 Neste concreto, deve-se ser feita uma seleção minunciosa da
matéria prima, pois é mais dificil atingir o branco desejável. Sendo
assim o agregado deve ser claro.
 Existe o cimento branco estrutural (25 a 40MPa) utilizado em
estruturas aparentes de concreto e o não estrutural utilizado para
rejuntes e argamassas
 É um dos concretos mais caros já que deve ser feita uma seleção
do material, mas como dispensa acabamento e possui pouca
manutenção o custo pode equivaler ao comum.

31. Aplicação do concreto branco
 Museu Iberê Camargo

32. Concreto com utilização de
resíduos
 Como a construção civil é uma grande geradora de
entulhos, viu-se a necessidade de que ela própria
utiliza-se esses residuos para que diminuisse sua
deposição em aterros.
 O entulho processado em usinas de reciclagem pode
ser usado como agregado não estrutural, substituindo a
brita e a areia em concretos e argamassas.
 Este reuso, permite a utilização de todo entulho sem ter
de separá-lo.
 Se usado como agregado graudo no concreto, torna-se
mais barato do que se usado como miudo na
argamassa.

33. Concreto com utilização de
resíduos
 Mesmo com todos os beneficios e normas de
reutilização, sua utilização esbarra em
algumas dificuldades como a Triagem que
solicita o entulho como agregado somente o
referente a concreto, e hoje não há uma
separação deste nas caçambas, a
variabilidade dos agregados e a insuficiência
nos métodos de controle de qualidade ja que
a separação é feita por catação manual e
inspeçao visual .
 O material vem mostrando bom desempenho
quando utilizado em obras urbanas, como
base de pavimento e em artefatos de
concreto.

34. Concreto com fibras
 Como forma de melhorar a resistência a tração
do concreto, sem empregar o aço é a adição de
fibras na mistura.
 As fibras reduzem a velocidade de propagação
de fissuras e melhora a capacidade resistente da
estrutura.
◦ Fibras naturais: Atingem grandes resistências mas
por serem naturais se deterioram rapido
(bambu,sisal, etc)
◦ Fibras poliméricas: Grande flexibilidade e tenacidade,
controla o fissuramento em pisos industriais, possui
alta resistência aos álcalis (poliéster, nylon,etc)
◦ Fibras minerais: São utilizadas para aumentar a
resistência a tração (carbono,vidro,amianto)
◦ Fibras metálicas: Aumenta a aderência da pasta de
cimento, absorve muita energia na ruptura e controla
fissuras (aço)

35. Concreto com fibras - Aplicações
 Destaca-se no uso como reforço de
base de fundações superficiais, reforço
de pavimentos industriais e concreto
projetado para revestimento de tuneis e
taludes.
◦ Pavimentos: elimina as telas metálicas,
economiza espaço na obra por não ter as
barras de ferro, facilita a execução de juntas.
◦ Concreto projetado para túneis: velocidade
de execução e possibilidade de aplicá-lo
imediatamente à escavação

36. Concreto Projetado
 Concreto transportado por tubulações e projetado em
altas velocidades.
 Apresenta grande versatilidade e é aplicado quando
não se pode usar fôrma e quando se tem pouco tempo
para execução como em contenção de taludes,
reforços estruturais,túneis, etc.
 Possui alta resistência, melhor aderência ao substrato,
baixa permeabilidade, elima custo de formas, etc.
 Pode apresentar alguns defeitos como laminação
(camadas pouco duraveis), oclusão de material
(formação de poros com baixa resistência e alta
permeabilidade) e alterações na superficie.

37. Concreto compactado a rolo
 Concreto de consistência seca,
aplicado por espalhamento manual ou
mecânico, compactado com rolo
vibratório liso.
 Construção rápida e econômica,
utilizada em pavimentação e
barragens.
 Possui baixo consumo de cimento,
redução de fôrmas, custo baixo com

38. Concreto massa
 Grande volume de concreto com dimensões
largas.
 Utilizado em vigas, pilar, estacas, comporta
ou barragem.
 Tem a temperatura muito elevada na
hidratação, o que pode ocasionar fissuras.
 Para este concreto, afim de evitar aumento
de temperatura, deve-se usar cimento
pozolânico (CP IV) e escória de alto forno
(CP III).

39. Concreto estrutural leve
 É conseguido através do uso de agregados leves
(pedra pome, escória, argilas, ardósia,etc).
 Tem-se uma redução significativa na massa específica,
já que existe mais ar do que agregados, redução nos
esforços, economia nas fôrmas e cimbramentos e
redução nas dimensões dos elementos estruturais.
 Utilizado nos pré-fabricados, plataformas marítimas,
pontes e edificações de muitos andares.
 Os agregados possuem uma melhor ligação entre a
superficie e a matriz da pasta, possibilitando seu uso
como material estrutural.

40. Concreto pesado
 Uso de agregados pesados (barita, magnetita e
hematita).
 Usado para blindagem em usinas nucleares, unidades
médicas e instalações de pesquisa atômica, pois blinda
raio X e gama.
 Possui baixo custo de manutenção.
 É necessario que ambos agregados sejam pesados
para não segregar o concreto.
 É um concreto mais áspero, e para corrigir isso é usada
maior concentração de areia fina e cimento.

41. Concreto auto adensável
 Devido ao seu peso próprio, ele possui maior facilidade
de ser aplicado na fôrma e não necessita ser
adensado, garantindo preeenchimento de todos os
espaços.
 Obtido com introdução de aditivos quimicos
superplastificantes, facilitando o bombeamento e a
homogeneidade.
 Utilizado em locais com grande densidade de armadura
e o vibrador nao entra, fundações por hélice continua,
lajes de pequena espessura e elementos pré
fabricados
 Elevada fluidez devido ao aditivo
 Acelera o cronograma e possui facil logistica

42. Concreto de auto
desempenho
 Apresenta maior resistência mecânica, é mais durável a
ataques de agentes agressivos, e apresenta maior
trabalhabilidade. Possui menores despesas com manutençao
e reparos.
 Alto consumo de cimento, utiliza aditivos quimicos redutores
de agua e adições de minerais.
 Utilizado em pilares de edificações com redução de seçao,
estética, agilidade na construção em altura, maior
reaproveitamento de fôrmas, redução de armação e
concreto.
 Reduz tempo de execução, aumenta a área util com
diminuição das peças estruturais, aumento da vida util,
resistente a abrasao, permeabilidade próxima de zero,
grande aderência a superficies de concreto, elimina reflexão
no concreto projetado.

43. Conclusão
 Para cada tipo de obra, é possivel ter
um concreto que atenda às
especificidades desta.