1) O documento discute técnicas de reforço estrutural em lajes de concreto armado, incluindo aumento de seção, chapas de aço, fibras de carbono e protensão externa. 2) O reforço é escolhido considerando fatores como custo, tempo de execução, alterações arquitetônicas e necessidade de ganho de carga. 3) A escolha do método depende de cada situação, e a preparação da superfície é essencial para garantir a aderência entre os materiais.

1. REFORÇO ESTRUTURAL
EM LAJES DE CONCRETO ARMADO
Autora: Rita de Cássia Casarin
Orientadora: Mauren Aurich
Engenharia Civil • PUCRS

2. História do Concreto
Armado
SÉCULO
V a.C.
SÉCULO
III
SÉCULO
XIX
SÉCULO
XXI
Na construção de
Propylaea utilizou-se
ferro junto com
mármore branco
para reduzir a flexão
e esforços de tração
produzidos.
Em Roma na
construção das
Termas de Caracalla
foram utilizadas
barras de cobre
dentro da argamassa
pozolana em grandes
vãos.
O engenheiro Joseph
Louis Lambot
executou paredes de
argamassa com
ferragens.
É o método de
construção mais
utilizado.

3. Por que reforçar?
A escolha do reforço estrutural em detrimento à
reconstrução se dá principalmente pelas seguintes razões:
o Econômicas;
o Ambientais;
o Tempo de execução;
o Necessidade de manter a edificação em operação.

4. Delimitação do Trabalho
Reforços em lajes de concreto
armado devido a necessidade de
aumentar a capacidade resistente
da peça para atender uma nova
finalidade.

5. Técnicas Abordadas
1. Aumento de seção transversal;
2. Chapas de aço;
3. Fibras de carbono
4. Protensão externa.

6. 1
Aumento
de Seção
Transversa
l

7. Reforço da Armadura
o Armaduras negativas: executam-se ranhuras na laje no
sentido no qual será inserida a armadura e limpeza da
superfície, colocam-se as barras de aço, aplica-se resina
epóxi e recobre-se com argamassa ou grout.
o Armaduras positivas: é utilizado quando o reforço de
armaduras negativas foi insuficiente ou inoperável. Apicotase toda a face inferior da laje, colocando as novas armaduras,
preferencialmente telas soldadas, fixadas por grampos e
arames.

8. Preparação da Superfíci e
Através de polimento, lavagem,
limpeza, remoção de resíduos
com o uso de ácidos ou bases,
remoção de resíduos com jato
d’água, areia, vapor ou ar
comprimido, escovação manual,
apicotamento e saturação. Visa
melhorar a aderência.

9. Aumentando a Adesão
Em geral aplica-se uma camada de argamassa, que
aumenta em até 20% a adesão. Pode-se usar também:
o Concreto projetado;
o Adesivo epóxi;
o Adesivo expansor no concreto para evitar tensões
produzidas pela retração.

10. Concreto Utilizado
O concreto utilizado no reforço deve ser no máximo
5,0 MPa mais resistente à compressão que o
concreto existente.
Em geral utiliza-se concreto com superfluidificantes
para melhorar a trabalhabilidade e garantir o total
envolvimento da nova armadura.

11. VANTAGENS
oCusto, em geral, mais baixo;
oGrande
materiais;
compatibilidade
DESVANTAGENS
oGrande alteração arquitetônica;
de oTempo de execução e cura
elevado;
oBom comportamento ao fogo, oNecessita saturação, produz
devido à baixa condutividade ruído e poeira.
térmica.

12. 2
Chapa
s de
Aço

13. Uso de Chapas de Aço
Coladas
As chapas de aço são coladas na estrutura de
concreto armado com resina epóxi. As
chapas funcionam como uma armadura
solidária à peça estrutural, aumentando em
até 50% a resistência à momentos fletores e
forças cortantes.

14. Preparação da
Superfície
A superfície deve ser lixada e limpa para promover
a rugosidade da peça e aumentar a aderência entre
as partes, através de jatos d´água sob pressão e
jatos de ar comprimido.
Deve-se evitar uma superfície extremamente
rugosa, que pode gerar a formação de bolhas de ar
e por consequência o desprendimento da resina
pela ação do peso próprio da chapa.

15. Resina Epóxi
A resina epóxi que compõe o adesivo
apresenta alta resistência mecânica, bom
comportamento frente aos agentes químicos,
ótima aderência entre concreto e aço e
retração desprezível. Deve ser aplicada uma
camada de 1,5 a 2 mm de espessura de
resina na chapa metálica e na superfície da
peça que irá receber o reforço.

16. Preparação das Chapas
As chapas devem ser cortadas na medida
exata, limpas com jato de areia e jato de ar
comprimido. Posterior à limpeza realiza-se a
passivação, onde se aplica produto à base
de resina epóxi para prevenir a corrosão e
polvilha-se areia de quartzo para garantir a
ancoragem da camada de proteção

17. Colagem das Chapas
As chapas devem ser colocadas de
maneira a produzir o esmagamento do
adesivo previamente aplicado. Após o
ajuste das chapas elas devem ser
escoradas por no mínimo três dias.
Se for necessário a utilização de chapas
com espessura maior que 3 mm,
utilizam-se
buchas
metálicas
expansivas, além do adesivo a base de
resina epóxi.

18. VANTAGENS
DESVANTAGENS
oPouca alteração na arquitetura oPerda de resistência da resina a
da edificação;
partir de 60º C;
oCurto tempo de execução e oNecessidade de escoramento das
cura;
chapas;
oAusência de ruídos, poeira e oO peso próprio das chapas que
vibração.
dificulta o manuseio.

19. 3
Fibras de
Carbono

20. Fabricação das Fibras
As fibras de carbono são fabricadas através da
carbonatação, onde a temperatura se eleva entre 1110ºC a
3000ºC, resultando em fibras com átomos de carbono
alinhados e extremamente finas.
Para o reforço são utilizadas folhas pré-impregnadas, onde
feixes de filamentos de fibras de carbono são agrupados de
forma continua e aderidos a uma folha de suporte
impregnada com quantidades muito pequenas de resina
epóxi.

21. Esquema de Colagem das
Fibras

22. Colagem das Fibras
A preparação da superfície inclui a retirada da
camada de nata de cimento e a limpeza. Em seguida
é aplicado um primer que tampa os poros do
concreto e pasta regularizadora se necessário.
As lâminas de fibra de carbono são cortadas com
régua metálica, tesoura de aço para corte
transversal e faca de corte ou estilete para corte
longitudinal.

23. Colagem das Fibras
Para imprimação das fibras existem duas maneiras, através
da via úmida e da via seca:
o
Via úmida: as lâminas da fibra são saturadas e
transportadas para a aplicação;
o Via seca a saturação é feita diretamente sobre o concreto
da peça a ser reforçada.
A colocação das lâminas deve ser imediata, pois o tempo
de aplicação da resina saturante (pot-life) é muito curto cerca de 30 minutos.

24. Colagem das Fibras
Cerca de 30 minutos após o posicionamento é feita a
segunda saturação sobre a lâmina instalada. Caso seja
necessária a aplicação de mais camadas de lâminas, essas
operações devem ser repetidas sucessivamente para cada
camada adicional. As diferentes camadas deverão ser
dispostas ortogonalmente.
O acabamento final deve ser realizado com revestimento
de alto desempenho, para conferir a peça melhor
comportamento na resistência ao fogo.

25. VANTAGENS
oAlteração na arquitetura
edificação praticamente nula;
DESVANTAGENS
da oPerda de resistência da resina a
partir de 60º C;
oAplicação possível em locais de
difícil acesso;
oAusência de escoramento.
oCusto, em geral, mais alto;
oMaterial sem norma específica.

26. 4
Protensão
Externa

27. Uso da Protensão Externa
A protensão externa é uma técnica de reforço ativo, que
modifica o estado de tensão da estrutura, contribuindo para a
redução das deformações e o aumento da capacidade
portante. É introduzida uma força exterior capaz de compensar
a existência de acréscimo de tensões.
São usados fios trefilados de aço carbono, com diâmetro entre
3 mm e 8 mm em rolos ou bobinas, que podem constituir
cordoalhas de dois, três ou sete fios trefilados em forma de
hélice.

28. Cabos de Protensão
São envoltos por graxa inibidora de corrosão e revestidos com
uma bainha de polietileno de alta densidade. Se for formado
por mais de uma cordoalha, são envolvidas por outra bainha,
que recebera nata de cimento.
São ancorados por dispositivos para fixar os cabos de
protensão tensionados, de forma que a carga aplicada pelo
macaco hidráulico seja mantida, e tem sua trajetória definida
pelos desviadores:

29. Cabos de Protensão
Os cabos já com graxa são colocados dentro de bainhas e
ancorados, após tenciona-se com macacos hidráulicos. A
ancoragem é fixada na face inferior da peça, em geral são
utilizados elementos metálicos na ancoragem.
Por estarem expostos os cabos são muito suscetíveis a ataques
químicos, atos de vandalismo, ao fogo e a corrosão, para evitar
esses problemas deve-se proteger os cabos através
encapsulamento dos cabos com concreto convencional ou
projetado.

30. VANTAGENS
DESVANTAGENS
oPossibilidade de substituição dos oVulnerável à corrosão, ao fogo e
cabos e monitoramento;
à atos de vandalismo;
oPouca alteração na peça;
oAusência de escoramento.
oCusto, em geral, mais alto.

31. Conclusão
O uso de reforço estrutural em lajes devido ao aumento de carga
aplicada se mostra mais viável do que a reconstrução, posto que
permite aumentar a capacidade de carga com a edificação em
operação se necessário, e adicionalmente, sem mudanças
arquitetônicas, de acordo com o reforço escolhido.
A escolha do método está ligada a diversos fatores, como tempo,
possibilidade de alteração arquitetônica da peça, necessidade de
ganho de carga e disponibilidade de recursos e materiais.

32. Conclusão
O aumento de seção transversal é a técnica mais difundida, a
colagem de fibras de carbono é a que menos modifica a
arquitetura, e o uso de chapas de aço é ideal para situações
emergenciais, assim como a protensão externa.
Independente do reforço estrutural adotado é de suma
importância a preparação da peça a ser reforçada para que o
sistema funcione como uma estrutura monolítica, com adequada
transferência de esforços.