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RELATÓRIO TÉCNICO DE INSPEÇÃO Natureza do trabalho Inspeção prévia da estrutura e indicação do tipo de intervenção a ser realizada no poste de concreto centrifugado armado e pré-moldado de altura nominal 30m, na ERB situada na Av. Padre Osório, 43 em Betim, MG. Interessado: INSTITUTO IDD Atenção: SEMINÁRIO M2 Contratante: INSTITUTO IDD Dezembro 2017 RELATÓRIO DE INSPEÇÃO TÉCNICA POSTE DE CONCRETO CENTRIFUGADO ARMADO E PRÉ MOLDADO DE ALTURA NOMINAL 30M Assunto: Relatório de Inspeção Técnica Cliente: Instituto IDD Referência: Seminário M2 Estudo: Poste de concreto centrifugado armado e pré moldado de altura nominal 30m na ERB situada na Av. Padre Osório, 43 em Betim, MG. Responsável Técnico Pelo: Adilson Marcos Buczenko Engenheiro Civil - CREA 28.643-D/PR Ocimar Andrade dos Santos Engenheiro Civil - CREA 26.971-D/PR SUMÁRIO: 1. INTRODUÇÃO ................................................................. 3 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ...................................... 4 3. METODOLOGIA .............................................................. 8 4. PLANO DE ENSAIOS ..................................................... 9 5. INSPEÇÃO PRÉVIA ...................................................... 12 6. ANÁLISE DOS RESULTADOS OBTIDOS ..................... 17 7. PROCEDIMENTO DE RECUPERAÇÃO ......................... 18 8. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................. 21 9. REFERÊNCIAS ............................................................... 22 ANEXO 1 ........................................................................... 24 1. INTRODUÇÃO Atendendo à solicitação do Interessado, apresenta-se este relatório técnico de inspeção prévia da estrutura e indicação do tipo de intervenção a ser realizada no poste de concreto centrifugado armado e pré moldado de altura nominal 30m, situada na Av. Padre Osório, 43 em Betim, MG. O poste em questão foi fornecido e fabricado pela SCAC que, na ocasião, também elaborou o projeto estrutural do mesmo. A geometria dos modelos dos postes é descrita nas Memórias de Cálculo da SCAC (fabricante dos postes) que também aparecem na Tabela 1 e no Anexo 1. Este foi o primeiro modo de classificação de que modelo de poste se pode ter em campo, servindo de base para o início desta inspeção prévia. Tabela 1. Características principais dos postes projetados e produzidos pela SCAC e implantados por diversas empresas. memória de cálculo | Altura nominal (m) | diâmetro externo na base (cm) | armadura longitudinal na base | resistência do concreto fck em MPa | módulo de elasticidade Ec, em GPa | velocidade do vento (m/s) MC-96-1028-5 | 30 | 70 | 30 ɸ 25 mm | 45 | 41 | 45 MC-98-0313-1 | 30 | 60 | 22 ɸ 25 mm | 45 | 41 | 40 MC-99-0313-1 | 30 | 60 | 18 ɸ 32 mm | 45 | 41 | 45 MC-99-1015-0 | 30 | 70 | 18 ɸ 25 mm | 45 | 41 | 40 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA A relevante e preocupante quantidade de manifestações patológicas ligadas a infiltrações de água e falta de manutenção em nossas edificações são incompatíveis com os níveis e estágios avançados de inovações tecnológicas que a construção civil brasileira tem vivido nos últimos anos. Além das questões comerciais, ou estéticas, Sabatini (1998, p. 43) destaca que "existe um consenso que o sistema de impermeabilização assume um papel importante para durabilidade das edificações”, esse fato é inquestionável, pois sabemos que água/umidade é a causadora ou ao menos desencadeadora de grande parte das tradicionais manifestações patológicas que atingem nossas edificações (BERNHOEFT; MELHADO, 2009). De acordo com a British Standards 3811, 1984: “manutenção estrutural é a combinação de todas as ações de caráter técnico e ou administrativo que têm por fim garantir ou restabelecer, para uma determinada estrutura as condições necessárias para que desempenhe, capazmente, as funções para as quais foi concebida”. A demora em iniciar a manutenção de uma estrutura torna os reparos mais trabalhosos e onerosos. A lei de evolução dos custos (Figura 02), conhecida como Lei dos 5 ou regra de Sitter, mostra que os custos de intervenção crescem em função do tempo e segundo uma progressão geométrica de razão cinco. Helene (1992) afirma que erros grosseiros são mais devassos, mais efetivos, mais falíveis que acertos, por mais bem assistidos quanto mais cedo forem executados. FIGURA 02 - Evolução dos custos pela fase de intervenção (Regra de Sitter) Fonte: SITTER, 1984 apud HELENE, 1997. Nestes termos, RIPPER (1998) ressalta que é clara a necessidade de definir estratégias de manutenção de cada obra em função da maior ou menor confiança, por um lado, e dos cuidados, por outro, que, quando da própria concepção, a construção (e a estrutura e suas principais peças, em particular) venha a requerer, em termos de utilização. CALAVERA (2005) adverte, ainda, sobre a primazia de se contar com um Especialista em Patologia das Construções para este tipo de trabalho que demanda uma formação específica e experiência diferenciada: “Conviene evitar... errores, hoy e frecuentes: El primero es creer que la Patología Estructural la puede ejercer cualquier profesional, sin necesidad de una especialización adecuada.” 2.1. Pacometria De acordo com MENTONE (1999), a pacometria é um ensaio que permite a identificação das armaduras quanto a sua posição quantidade e diâmetro, bem como o cobrimento de concreto, desde que o campo de medição seja inferior a 120mm, sejam conhecidos o diâmetro das barras e a separação entre as barras seja superior a 100mm. O equipamento comercial para este ensaio é o pacômetro que pode variar de acordo com o fabricante e os diferentes critérios de análise dos resultados. A precisão deste equipamento é limitada e por isso CALAVERA (2005) adverte novamente para a necessidade de um profissional experiente para sua utilização. Na falta deste equipamento pode-se praticar pequenas intervenções na estrutura para a determinação do cobrimento (ZIEGLER e CARMO, 2003). 2.2. Ensaio de Carbonatação Segundo Cascudo (1997) nas superfícies expostas das estruturas de concreto, a alta alcalinidade obtida principalmente às custas da presença de Ca(OH)2, liberado das reações de hidratação do cimento, pode ser reduzida com o tempo. O fenômeno químico da carbonatação resulta de uma alteração química do concreto, em que o dióxido de carbono existente no ar penetra lentamente no concreto com a ajuda da umidade e reage com o hidróxido de cálcio existente na estrutura, tendo como principal consequência a perda de alcalinidade do meio composto pelo concreto e pela água que se encontra nos seus poros. Essa perda de alcalinidade é responsável pela destruição de uma camada de passivação de óxido de ferro, que atual como barreira do aço à umidade e ao oxigênio, que uma vez destruída permite o início da corrosão das armaduras. O ensaio pretende verificar a alcalinidade do meio, recorrendo à utilização de uma solução alcoólica de fenolftaleína em furos ou sondagens previamente executados na superfície do concreto, permitindo distinguir e avaliar as zonas que ainda se encontram protegidas (ph de 12-13.5) das que já perderam alcalinidade com ph abaixo de 9.0. Caso a profundidade da carbonatação determinada seja superior ao recobrimento das armaduras, significa que estas estão sujeitas a fenômenos de corrosão, que para além da degradação das armaduras é responsável por fenômenos patológicos nos elementos de concreto armado, tais como abertura de fissuras e fendilhamentos e até mesmo deslocamento e colapso das superfícies desses elementos. 2.3. Potencial de corrosão A corrosão das armaduras no interior do concreto pode ocorrer de forma ‘silenciosa’, principalmente no seu estágio inicial de despassivação do aço sem a presença de produtos expansivos (óxido de ferro e água) e havendo ainda exposição das mesmas. Este processo corrosivo leva à formação de micro ou macropolchas ao longo da superfície do aço. Nas macropolchas a potencial do eletrodo pode ser determinado no ânodo ou no cátodo separadamente (CASCUDO, 2003). 1997). Com a evolução do processo corrosivo ocorre o inchamento das armaduras e a ruptura da camada superficial do concreto no fenômeno denominado de “disgregação” do concreto. O Diagrama de potencial versus pH do sistema ferro-água a 25 °C, que para a ordem de grandeza do pH do concreto (aproximadamente 12,5) e para uma faixa usual de potencial de corrosão, também no concreto, da ordem de +0,1 a -0,4 V em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio, as reações de eletrodo verificadas no ferro são de passivação (CASCUDO 1997). A Figura 03 apresenta o diagrama referência para a análise da corrosão. Figura 03 - Diagrama de Pourbaix de equilíbrio termodinâmico, delimitando os domínios de corrosão, passivação e imunidade. Estes ensaios devem ser executados seguindo instruções e recomendações da norma americana ASTM C876-09 - “Standard Test Method for Corrosion Potentials of Uncoated Reinforcing Steel In Concrete” através da técnica de medição por meia célula de cobre com ligado em um multímetro. A Figura 04 representa a metodologia de medição do potencial de corrosão normatizado pela ASTM. Figura 04 - Esquema geral do ensaio de potencial de corrosão (Fonte: ASTM C876/09). De acordo com norma americana ASTM C876-09, os resultados dos ensaios são representados e analisados de acordo com a Tabela 01: Tabela 01 – Ensaio de Potencial de Corrosão. Ensaios de Potencial de Corrosão Norma: ASTM C876-09 Leitura Interpretação mais positivo que -200 mV 90% de probabilidade de NÃO HAVER corrosão entre -200 e -350 mV Probabilidade de corrosão incerta mais negativo que -350 mV 90% de probabilidade de HAVER corrosão Segundo o Apêndice X1.1.4.1, da ASTM C876-09, não é aconselhável a realização de ensaios de potencial de corrosão em estruturas carbonatadas, onde a frente de carbonatação já tenha atingido as armaduras. Portanto, dado o avanço generalizado do ataque químico da camada de cobrimento do concreto, estes resultados não possuam boa confiabilidade, servindo mais como parâmetros informativos a título de durabilidade da estrutura. 2.4. Fibra de Carbono Segundo RIPPER (1998), o Reforço com Fibra de Carbono surgiu mediante os esforços de pesquisa de entidades públicas e privadas do Japão em meados da década passada, no sentido de utilizar os compósitos para reforçar estruturas que estavam sob constante ameaça de sismos. Estes compósitos já eram largamente utilizados na indústria aeronáutica, aeroespacial, naval e automobilística, trazendo ao reforço nas estruturas de concreto a facilidade na aplicação sem os problemas de durabilidade como os que são associados às armaduras. Ainda segundo RIPPER (1998) para a utilização da fibra de carbono como elemento de reforço estrutural é comum o trabalho com um compósito em formato de folhas de elevada resistência à tração e com módulo de elasticidade semelhante à do aço de construção, para sua aplicação a superfície do concreto precisa ser cuidadosamente trabalhada através de esmerilagem e a colagem deve ser feita com resina epoxílica fluida. 3. METODOLOGIA A inspeção prévia da estrutura tipo “as built” foi realizada antes do início dos trabalhos de reabilitação e proteção superficial propriamente ditos. Essa inspeção foi conduzida conforme metodologia consagrada nacional e internacionalmente para inspeção de estruturas de concreto1,2,3,4,5. Admite-se que para um correto diagnóstico e prognóstico do caso é necessário o levantamento de uma série de informações básicas, a serem fornecidas pela contratante, a título de conhecimento do problema e antecedentes, sendo as principais: Data da implantação do poste e empresa construtora responsável pela instalação do “site”; 1. Data ou período de aparecimento ou detecção do problema; 2. Projeto da estrutura constante nos arquivos da contratante 3. Características, tratamentos, revestimentos ou pinturas eventualmente aplicados na estrutura anteriormente; 4. Laudos técnicos, relatórios e avaliações anteriores sobre o poste; 5. Toda e qualquer outra informação disponível de interesse ao caso e que possa minimizar os prazos das investigações das etapas posteriores. Nessa inspeção preliminar estima-se ser necessário proceder-se às seguintes observações e medições “in situ”: 1. Registrar com fotos as manifestações patológicas mais importantes; 2. Classificar a atmosfera onde a estrutura está localizada, ou seja, macro clima; 3. Classificar a agressividade do ambiente no local (microclima), quanto ao grau de umidade, ciclos de molhagem e secagem e eventual presença de agentes agressivos; 4. Medir e registrar, em pontos estratégicos, a umidade superficial do concreto. Para a etapa de inspeção detalhada que tem o objetivo de obter dados confiáveis e suficientes para permitir a correta especificação do procedimento de intervenção, indispensáveis ao caso em questão foi realizado uma série de ensaios cuja descrição é feita a seguir, tomando-se por referência o trabalho do “Manual for Inspecting, Evaluating and Diagnosing Corrosion in Reinforced Concrete Structures.” CYTED Red DURAR, 2000. 204 p., assim como os trabalhos de Leeming, as recomendações do ACI, da ASTM, da ASCE, do CIB, da RILEM, do CEB e os roteiros do trabalho de Andrade© e de Helene © Repetto© no qual é abordada a amostragem, o ensaio propriamente dito e os critérios de avaliação. Evidentemente a relação completa de atividades apresenta nesses documentos é extensa e nem sempre faz-se necessário a realização de todas as observações e os ensaios relacionados. 4. PLANO DE ENSAIOS Nessa inspeção detalhada foram realizados ensaios para verificar se a estrutura real ou efetiva do poste é igual à descrita na memória de cálculo disponível na contratante. Foram realizados os ensaios e determinações de: ➢ Caracterização geométrica da estrutura; ➢ Localização das armaduras; ➢ Medida do cobrimento de concreto; ➢ Determinação da bitola das armaduras; ➢ Dureza superficial do concreto (esclerômetro de reflexão); ➢ Verificação do prumo; ➢ Identificação do tipo de fundação; ➢ Teor de íons cloreto; ➢ Profundidade de carbonatação. Descrição sucinta dos ensaios 4.1 Teor de umidade de equilíbrio Trata-se de metodologia simples de determinação de teor de umidade superficial do concreto em obra através de um ensaio não destrutivo. Para tal foram utilizados equipamentos portáteis do tipo “Protimeter”s, cujo princípio de funcionamento é eletroquímico, estando relacionado com a resistividade elétrica da camada superficial do componente de concreto. O resultado neste caso também é expresso em porcentagem que é correlacionada a níveis qualitativos de umidade superficial, a saber; superfície seca, levemente úmida, úmida ou molhada. Esta determinação é muito prática e útil no controle da qualidade de serviços de reparo pois o estado superficial do concreto influencia sobremaneira a aderência do material de reparo. É também um instrumento adequado e necessário ao controle da aplicação de revestimentos protetores. 4.2 Localização das armaduras e cobrimento de concreto Para o mapeamento das armaduras principais, foi empregado um equipamento eletromagnético conhecido como pacômetro. A norma de referência adotada para esse procedimento é a BS 1881’s Part 204. 4.3 Determinação da bitola das armaduras Além do uso do pacômetro as bitolas das armaduras principais foram obtidas com a escarificação exploratória do concreto de cobrimento, preferencialmente em pontos onde havia fissuras, para verificar também o estado de deterioração da armadura e a abertura de fissura nas proximidades da armadura. 4.4 Dureza superficial do concreto A dureza superficial do concreto foi medida por um esclerômetro de reflexão. O ensaio pode ser empregado de forma qualitativa, permitindo a comparação do concreto de diferentes regiões do poste ou de forma quantitativa, permitindo a estimativa da resistência à compressão do concreto de diversas regiões a partir da correlação com a resistência de testemunhos extraídos na inspeção dos postes realizada em Santana de Parnaíba. A metodologia empregada baseia-se na norma NBR 7584r que recomenda a realização de, no mínimo, 9 impactos por região estudada. Foi utilizado esclerômetro de energia de impacto de 2,25 N.m (tipo N). Todas as leituras nos postes foram realizadas com o esclerômetro na posição horizontal. 4.5 Prumo Foi obtido com uso de um teodolito digital com precisão igual a 20”, confirmado com uso de fio de prumo. 4.6 Identificação do Tipo de Fundação Observação “in loco” para identificar se é concreto ou areia compactada selada com concreto. 4.7 Profundidade de carbonatação A carbonatação do concreto provoca a redução do pH da solução dos poros do concreto. Esse ensaio foi utilizado com o objetivo de aferir a qualidade do concreto da obra. A medida da profundidade carbonatada foi executada “in loco” com o uso de indicadores químicos que fornecem uma tendência da avanço da frente de carbonatação. O método empregado está baseando nas recomendações do CPC-18 da RILEM7d. A medida da profundidade de carbonatação foi realizada em superfície recém-fraturada do concreto com o indicador químico fenolftaleína (pH de viragem entre 8,3 e 9,3). 4.8 Teor de íons cloreto O ensaio será realizado somente quando a atmosfera assim o exigir, conforme a norma ASTM C 1152p.9 para a determinação do teor total de cloretos (livres + combinados) presentes no concreto. Esse ensaio é importante para determinar a metodologia de reparo da estrutura, tanto para aquelas em atmosferas marinhas quanto para outras onde o cloreto pode ter sido incorporado na água de amassamento. 5. INSPEÇÃO PRÉVIA Data desta Inspeção: 18/11/2017, sábado Condições Climáticas: Sol, sem chuvas Temperatura média ambiente: 21º C Na inspeção preliminar foi observado: 1. Registro com fotos das manifestações patológicas mais importantes; ➢ Fissuras: foi constatado a existência de fissuras, consideradas incipientes e pertencentes ao grupo das fissuras frequentes em estruturas de concreto, uma vez que: Foram encontradas poucas fissuras horizontais, no segundo módulo, espaçadas de 15cm, com abertura máxima de 0,2mm; Ressalta-se que essas fissuras são de pequena extensão e estão dentro do limite de tolerância das NBR 9062 e NBR 6118 já citadas, cuja redação de norma é: ... "As fissuras são sempre inevitáveis em estruturas de concreto onde existam tensões de tração, resultantes de carregamento direto ou por restrição a deformações impostas..." ... "Na ausência de uma exigência específica, como por exemplo impermeabilidade, no caso de peças de edifícios usuais, pode ser adotado o valor de 0,3 mm como máxima abertura de fissura para as classes de agressividade I e IV. Para classe de agressividade II, esse valor pode ser relaxado, se não houver nenhum outro comprometimento, admitindo-se 0,4 mm como limite..." ... "De uma maneira geral, as fissuras dentro desses limites não denotam perda de segurança no ELU"... ➢ Corrosão de armaduras: não foi encontrada armadura corroída. ➢ Nichos de concretagem: foram encontradas imperfeições superficiais ao longo do poste, sendo a maior logo abaixo da segunda flange, essas imperfeições deverão ser estucadas. 2. Classificação da atmosfera onde a estrutura está localizada, ou seja, macro clima; ➢ Atmosfera urbana, classe de agressividade ambiental II, agressividade moderada, segundo NBR 6118.2003, capítulo 6 Diretrizes para Durabilidade das Estruturas de Concreto. 3. Classificação da agressividade do ambiente no local (microclima), quanto ao grau de umidade, ciclos de molhagem e secagem e eventual presença de agentes agressivos; ➢ Não há fatores agravantes nem atenuantes. Terreno seco e coberto de britas com drenagem adequada. Concreto sujeito a molhamento e secagem. 4. Umidade superficial do concreto; ➢ Seca e levemente úmida. Na inspeção detalhada foi observado: 1. Caracterização geométrica da estrutura ➤ Poste de concreto centrifugado armado e pré-moldado Altura nominal de 30m. ➤ Módulo 1: 7,5 m, cilíndrico, diâmetro 70cm, espessura de parede de 10,5cm; ➤ Módulo 2: 10,5 m, cilíndrico, diâmetro 70cm, espessura de parede de 10,5cm; ➤ Módulo 3: 12 m, cônico, espessura de parede de 11,5cm, diâmetro externo maior 70 cm, diâmetro externo menor 55 cm. 2. Localização das armaduras ➤ Inspeção a 6m de altura e a 9 m de altura 3. Medida do cobrimento de concreto; ➤ Módulo 1: média = 3,1cm, desvio padrão = 0,3cm ➤ Módulo 2: média = 2,4cm, desvio padrão = 0,5cm 4. Determinação da bitola das armaduras; ➤ Módulo 1: diâmetro = 25mm; número de barras = 30; inspeção a 2m do topo ➤ Módulo 2: diâmetro = 25mm; número de barras = 30; inspeção a 2m da base 5. Dureza superficial do concreto (esclerômetro de reflexão); ➤ Índice esclerométrico = 49 6. Verificação do prumo ➤ Desaprumo de 5 cm no topo. 7. Identificação do tipo de fundação ➤ Cálice de concreto preenchido com areia. 8. Teor de íons cloreto ➤ Não determinado por considerar-se desnecessário neste caso. 9. Profundidade de carbonatação ➤ Média = 1mm; desvio padrão = 0,5mm 10. Flanges metálicos ➤ Com corrosão em alguns pontos 6. ANÁLISE DOS RESULTADOS OBTIDOS Considerando que esse poste deve atender a: ➤ V0 = 40 m/s → Velocidade básica do vento. ➤ S1 = 1,0 → Coeficiente de vento relativo ao fator topográfico. ➤ S2= IV, B → Coeficiente de vento relativo à rugosidade do terreno (para essa classe e categoria, tem-se b=0,85, Fr=0,98 e p=0,125). ➤ 𝛾f = 1,1 → Majoração das ações devido ao tempo de recorrência de 100 anos. ➤ A = 12 m² (área total de antenas e plataformas concentradas no topo do poste, a 30 m). ➤ fᴄ𝑘= 40MPa→ Resistência característica efetiva do concreto à compressão. ➤ Ecd= 22GPa→ Módulo de elasticidade secante a 0,4 fc, efetivo do concreto. ➤ Módulo I →A = 152,0 cm² efetivo; Asd = 152,0 cm² – coincide com projeito – Ok!! ➤ Módulo II →A = 126,7 cm² efetivo; Asd = 126,7 cm² – coincide com projeito – Ok!! ➤ Módulo III →A = 126,7 cm² efetivo; Asd = 86,1 cm² – coincide com projeito – Ok!! ➤ Desaprumo admissível: 1/400 → 7,5cm (procedimento Telebrás 240-430-601), valor limite - OK! 7. PROCEDIMENTO DE RECUPERAÇÃO Apresentamos abaixo os procedimentos padrão de recuperação estrutural propostas para uma correta reabilitação e proteção dessa estrutura, compreendendo: 7.1. Recuperação do substrato de concreto Reparo localizado ➣ Demarcação da área com giz-estaca; ➣ Delimitação com disco de corte; ➣ Escarificação da seção demarcada; ➣ Acabamento das bordas de reparo; ➣ Lixamento das armaduras; ➣ Restituição das armaduras com perda de seção; ➣ Colocação das formas; ➣ Saturação do substrato; ➣ Preenchimento com argamassa de reparo; ➣ Preenchimento com graute; ➣ Desforma do graute; ➣ Acabamento reparo e regularização ➣ Cura dos materiais cimentícios de preenchimento e acabamento. Injeção de fissuras ➣ Preparação da superfície; ➣ Fixação dos bicos e selador superficial; ➣ Preparação e aplicação do material de reparação; ➣ Repetir a sequência até completar a reparação. 7.2. Procedimento de recuperação dos postes O objetivo principal do procedimento padrão de reabilitação e proteção superficial dos postes de concreto armado pré-moldado, centrifugado, projetados e produzidos pela SCAC por diferentes empresas, é colocar essas estruturas em níveis de segurança e durabilidade compatíveis com as normas e procedimentos brasileiros e internacionais aplicáveis e vigentes. As operadoras de celular também solicitaram que a solução resulte na realização dos trabalhos da forma discreta obtendo ainda uma estrutura reforçada com aparência o mais próxima possível do original. Segundo as operadoras de celular esses cuidados visam reduzir possíveis problemas com vizinhos, órgãos ambientais e prefeituras. Com base nesses condicionantes, a solução implementada neste poste é um reforço com o uso de fibra de carbono, em manta, seguido de uma pintura de proteção superficial para aumentar a vida útil do poste. Soluções de encapsulamento do poste com aço, contraventamento do mesmo com trolhamento metálico ou instalação de estas são soluções viáveis. A colocação de formas e aumento de seção transversal com concreto armado também foi descartada. Essa solução em fibra de carbono pode incorporar a execução de cintamento ou confinamento com fibra nas regiões de transpasso do primeiro flange, responsáveis pelos poucos colapsos anteriores e de que não há necessidade de qualquer tratamento de proteção contra o fogo. Existe a necessidade de proteção contra a agressividade ambiental em especial a agressividade das radiações ultravioletas, das chuvas ácidas e da poluição das grandes cidades. Por fim as operadoras de celular solicitaram uma solução que pudesse ter garantia de 3 anos para o material de acabamento e proteção e de 5 anos para a estabilidade dos postes, o que pode ser atendido plenamente com a solução implementada. Procedimento de Recuperação ➣ Preparo da superfície do poste ➣ Imprimação da superfície ➣ Regularização das imperfeições superficiais ➣ Aplicação da primeira camada de resina saturante ➣ Aplicação de fibras de carbono ➣ Aplicação da segunda camada de resina saturante Critérios principais de aceitação e controle Considera-se como fundamentais na avaliação da qualidade da instalação de um sistema de CFRP sobre estrutura de concreto para seu reforço: ➣ A tensão de aderência medida através do ensaio de arrancamento de fibras que deve ser igual ou superior a 1,4 MPa, e; ➣ A extensão da aderência avaliada através da observação adequada de regiões com falha de aderência ("delaminations") com uso de percussão, tato e observação visual. Aplicação da pintura de proteção Deve-se aplicar a primeira demão de tinta base poliuretano sobre a superfície do concreto lixado e limpo, deve-se aplicar uma demão de primer base epóxi. Esse primer não deve ser aplicado sobre a região onde foi instalada a manta de fibra de carbono. Na sequência dar acabamento geral com duas demãos de tinta base poliuretano, tanto sobre o concreto como sobre a região com fibras de carbono. Flanges Para preparo de superfície deve-se realizar limpeza mecânica no padrão Sa 2 ½. Essa limpeza deve ser feita com a lixadeira e/ou pistola de água apropriada para a situação. Essa exigência corresponde a remover todos os resíduos de produtos de corrosão e de tintas anteriores. Nos locais com porcas e chapas justapostas, limpar somente onde houver acesso, não desaparafusando nada. O risco de corrosão por crevice ou aeração diferencial é inerente a este tipo de flange e inevitável, exigindo inspeção e manutenção preventiva frequente. Na sequência, com a superfície do aço seca e limpa, aplicar duas demãos de tinta base epóxi para substrato metálico, tipo SHER-TILE HS ACABAMENTO BR, com 125 µm de espessura seca, seguida de duas demãos de tinta base poliuretano, tipo SUMATANE 355, com 60 µm de espessura seca. Procedimento de intervenção padrão para cada poste Como o presente poste não apresenta necessidade de reforço de flexão, será efetuado apenas o confinamento e enchimento com graute na região da flange, seguido pela proteção do poste. 8. CONSIDERAÇÕES FINAIS Com as informações obtidas da inspeção o poste na ERB Av. Padre Osório, 43 em Betim, MG e foi classificado como pertencente ao grupo de memória de cálculo MC-TELESP 98/1208-5, conforme Tabela 1 e Anexo 1. Com base na relação de procedimentos padrão de intervenção para cada poste, esse poste não apresenta necessidade de reforço de flexão, devendo ser efetuado apenas o confinamento e enchimento com graute na região da flange, seguido pela proteção do poste. Curitiba, 13 de dezembro de 2017 21 9. REFERÊNCIAS 1 HELENE, Paulo R.L.; REPETTE, W.L. Metodologia e recursos para avaliação de estruturas de concreto. In: Simpósio sobre patologia das edificações: prevenção e recuperação. Anais UFRGS. Porto Alegre, 1989. 2 AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. Guide for evaluation of concrete structures prior to rehabilitation. Reported by ACI Committee 364. Detroit, ACI Materials Journal, v.90, n.5, Sep / Oct 1993. 3 AMERICAN SOCIETY OF CIVIL ENGINEERS. Guideline for structural condition assessment of existing building. New York, ASCE 11-90, ASCE Press, 1991. 4 COMITE EURO-INTERNATIONAL DU BETON. Assessment of concrete structures and design procedures for upgrading (redesign). Lausanne, Aug 1983. (Bulletin d'Information 162). 5 PROGRAMA IBERO-AMERICANO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA PARA O DESENVOLVIMENTO. CYTED. Manual de inspección, evaluación y diagnostico de corrosión en estructuras de hormigón armado. Editores: Rincón, O., Carryou, A., Andrade, C., Helene, P., Dias, J. Maracão, CYTED, 1997. 6 LEEMING, M. B. Corrosion of Steel Reinforcement in Off Shore Concrete. Experience from the Concrete-in-the- Oceans Programme. In: Alan P. Crane, ed. Corrosion of Reinforcement in Concrete Construction. London, Society of Chemical Industry, Ellis Horwood Limited, 1983. p. 59-78 7 AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. Guide for Evaluation of Concrete Structures Prior to Rehabilitation: reported by ACI Committee 364. Detroit, ACI Materials Journal, v. 90, n. 5, Sep. Oct. 1993. p. 479-498 AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. Strength Evaluation of Existing Concrete Buildings: reported by ACI Committee 437. In:—. ACI Manual of Concrete Practice. Detroit, 2002. v.2. 8 AMERICAN SOCIETY for TESTING and MATERIALS. Standard Practice for Developing Accelerated Tests to Aid Prediction of the Service Life of Building Components and Materials. ASTM E-632. In:—. Annual Book of ASTM Standards. Philadelphia, 1996. 9 AMERICAN SOCIETY OF CIVIL ENGINEERS. Guideline for Structural Condition Assessment of Existing Building. New York, ASCE 11-90, ASCE Press, 1991. 10 COMITE INTERNATIONAL du BATIMENT. Building Pathology. A State-of-the-Art Report. CIB Report l W-86, Publication 155, June 1993 11 REUNION INTERNATIONALE de LABORATOIRES D'ESSAIS et MATERIAUX. Classification of Damage in Concrete Bridges. Report of RILEM Technical Committee 104-DCC. Materials and Structures, n. 24, 1991. p. 268-75 22 12 COMITE EURO-INTERNATIONAL du BETON. Assessment of Concrete Structures and Design Procedures for Upgrading (Redesign): contribution to the 23rd Plenary Session of CEB, Praga, 1983. Lausanne, Aug. 1983. (Bulletin D’Information 162). COMITE EURO-INTERNATIONAL du BETON. CEB Design Manual on Cracking and Deformations. Lausanne, École Polytechnique Fédérale, 1985. 13 ANDRADE, C. Manual para Diagnóstico de Estruturas com Armaduras Corroídas. trad. Antonio Carmona e Paulo Helene. São Paulo, PINI, 1992. 14 HELENE, P. R. L.; REPETTE, Wellington L. Metodologia e Recursos para Avaliação de Estrutura de Concreto. In: Simpósio sobre Patologia das Edificações: Prevenção e Recuperação. Porto Alegre, out. 1989. Anais. Porto Alegre, CPGEC, UFRGS, 1989. p. 5-32 15 Esses equipamentos avaliavam a umidade da superfície dos concretos e argamassas assim como a eventual presença de sais através da resistência elétrica da superfície do componente sob estudo. Evidentemente carregam um certo grau de incerteza na medida mas são bons auxiliares de diagnóstico. Um equipamento bastante versátil e conhecido é o “Protimeter Compact Dampness Kit. Meter House, Marlow, Bucks SL71LX, England.” 16 BRITISH STANDARDS INSTITUTION. Testing concrete. Recommendations on the use of electromagnetic covermeters. BS 1881 Part 204. London, 1988. 17 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Concreto endurecido - Avaliação da dureza superficial pelo esclerômetro de reflexão. NBR 7584, 1992. 18 REUNION INTERNATIONALE DE LABORATOIRES D'ESSAIS ET MATERIAUX. Measurement of hardened concrete carbonation depth. RILEM recommendation CPC-18. Materiaux et construction. v.17, n.102, 1984. 19 AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard test method for acid-soluble chloride in mortars and concrete. ASTM C 1152. In: Annual book of ASTM standards. Philadelphia, 1992. 23 ANEXO 1 – MEMORIAL DE CÁLCULO DA ESTRUTURA §IQAÇ fundações e estruturas ltda. Cliente: TELESP Tarefa: TTC GR 52.70-70 MEMORIAL DE CÁLCULO DE MÉRION ARES AFUNDURNOS SPÇÃO EETRUTURA - TELCOCOM SUZSEME JAME 1. Dados gerais da estrutura tipo: TTC 3/03 estrutura: c: tipo e: tipo J Tpo 5,00 7,00 (2) tipo C 13,00 cm 200 kg/cm² 7,00 (8c 2. Índice apresentação: H= 25.20 mpcm wdp 15 gel pm1 uár40 nasql: 1: 1-8 1) pdta fica meoc fil sooá esneix
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RELATÓRIO TÉCNICO DE INSPEÇÃO Natureza do trabalho Inspeção prévia da estrutura e indicação do tipo de intervenção a ser realizada no poste de concreto centrifugado armado e pré-moldado de altura nominal 30m, na ERB situada na Av. Padre Osório, 43 em Betim, MG. Interessado: INSTITUTO IDD Atenção: SEMINÁRIO M2 Contratante: INSTITUTO IDD Dezembro 2017 RELATÓRIO DE INSPEÇÃO TÉCNICA POSTE DE CONCRETO CENTRIFUGADO ARMADO E PRÉ MOLDADO DE ALTURA NOMINAL 30M Assunto: Relatório de Inspeção Técnica Cliente: Instituto IDD Referência: Seminário M2 Estudo: Poste de concreto centrifugado armado e pré moldado de altura nominal 30m na ERB situada na Av. Padre Osório, 43 em Betim, MG. Responsável Técnico Pelo: Adilson Marcos Buczenko Engenheiro Civil - CREA 28.643-D/PR Ocimar Andrade dos Santos Engenheiro Civil - CREA 26.971-D/PR SUMÁRIO: 1. INTRODUÇÃO ................................................................. 3 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ...................................... 4 3. METODOLOGIA .............................................................. 8 4. PLANO DE ENSAIOS ..................................................... 9 5. INSPEÇÃO PRÉVIA ...................................................... 12 6. ANÁLISE DOS RESULTADOS OBTIDOS ..................... 17 7. PROCEDIMENTO DE RECUPERAÇÃO ......................... 18 8. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................. 21 9. REFERÊNCIAS ............................................................... 22 ANEXO 1 ........................................................................... 24 1. INTRODUÇÃO Atendendo à solicitação do Interessado, apresenta-se este relatório técnico de inspeção prévia da estrutura e indicação do tipo de intervenção a ser realizada no poste de concreto centrifugado armado e pré moldado de altura nominal 30m, situada na Av. Padre Osório, 43 em Betim, MG. O poste em questão foi fornecido e fabricado pela SCAC que, na ocasião, também elaborou o projeto estrutural do mesmo. A geometria dos modelos dos postes é descrita nas Memórias de Cálculo da SCAC (fabricante dos postes) que também aparecem na Tabela 1 e no Anexo 1. Este foi o primeiro modo de classificação de que modelo de poste se pode ter em campo, servindo de base para o início desta inspeção prévia. Tabela 1. Características principais dos postes projetados e produzidos pela SCAC e implantados por diversas empresas. memória de cálculo | Altura nominal (m) | diâmetro externo na base (cm) | armadura longitudinal na base | resistência do concreto fck em MPa | módulo de elasticidade Ec, em GPa | velocidade do vento (m/s) MC-96-1028-5 | 30 | 70 | 30 ɸ 25 mm | 45 | 41 | 45 MC-98-0313-1 | 30 | 60 | 22 ɸ 25 mm | 45 | 41 | 40 MC-99-0313-1 | 30 | 60 | 18 ɸ 32 mm | 45 | 41 | 45 MC-99-1015-0 | 30 | 70 | 18 ɸ 25 mm | 45 | 41 | 40 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA A relevante e preocupante quantidade de manifestações patológicas ligadas a infiltrações de água e falta de manutenção em nossas edificações são incompatíveis com os níveis e estágios avançados de inovações tecnológicas que a construção civil brasileira tem vivido nos últimos anos. Além das questões comerciais, ou estéticas, Sabatini (1998, p. 43) destaca que "existe um consenso que o sistema de impermeabilização assume um papel importante para durabilidade das edificações”, esse fato é inquestionável, pois sabemos que água/umidade é a causadora ou ao menos desencadeadora de grande parte das tradicionais manifestações patológicas que atingem nossas edificações (BERNHOEFT; MELHADO, 2009). De acordo com a British Standards 3811, 1984: “manutenção estrutural é a combinação de todas as ações de caráter técnico e ou administrativo que têm por fim garantir ou restabelecer, para uma determinada estrutura as condições necessárias para que desempenhe, capazmente, as funções para as quais foi concebida”. A demora em iniciar a manutenção de uma estrutura torna os reparos mais trabalhosos e onerosos. A lei de evolução dos custos (Figura 02), conhecida como Lei dos 5 ou regra de Sitter, mostra que os custos de intervenção crescem em função do tempo e segundo uma progressão geométrica de razão cinco. Helene (1992) afirma que erros grosseiros são mais devassos, mais efetivos, mais falíveis que acertos, por mais bem assistidos quanto mais cedo forem executados. FIGURA 02 - Evolução dos custos pela fase de intervenção (Regra de Sitter) Fonte: SITTER, 1984 apud HELENE, 1997. Nestes termos, RIPPER (1998) ressalta que é clara a necessidade de definir estratégias de manutenção de cada obra em função da maior ou menor confiança, por um lado, e dos cuidados, por outro, que, quando da própria concepção, a construção (e a estrutura e suas principais peças, em particular) venha a requerer, em termos de utilização. CALAVERA (2005) adverte, ainda, sobre a primazia de se contar com um Especialista em Patologia das Construções para este tipo de trabalho que demanda uma formação específica e experiência diferenciada: “Conviene evitar... errores, hoy e frecuentes: El primero es creer que la Patología Estructural la puede ejercer cualquier profesional, sin necesidad de una especialización adecuada.” 2.1. Pacometria De acordo com MENTONE (1999), a pacometria é um ensaio que permite a identificação das armaduras quanto a sua posição quantidade e diâmetro, bem como o cobrimento de concreto, desde que o campo de medição seja inferior a 120mm, sejam conhecidos o diâmetro das barras e a separação entre as barras seja superior a 100mm. O equipamento comercial para este ensaio é o pacômetro que pode variar de acordo com o fabricante e os diferentes critérios de análise dos resultados. A precisão deste equipamento é limitada e por isso CALAVERA (2005) adverte novamente para a necessidade de um profissional experiente para sua utilização. Na falta deste equipamento pode-se praticar pequenas intervenções na estrutura para a determinação do cobrimento (ZIEGLER e CARMO, 2003). 2.2. Ensaio de Carbonatação Segundo Cascudo (1997) nas superfícies expostas das estruturas de concreto, a alta alcalinidade obtida principalmente às custas da presença de Ca(OH)2, liberado das reações de hidratação do cimento, pode ser reduzida com o tempo. O fenômeno químico da carbonatação resulta de uma alteração química do concreto, em que o dióxido de carbono existente no ar penetra lentamente no concreto com a ajuda da umidade e reage com o hidróxido de cálcio existente na estrutura, tendo como principal consequência a perda de alcalinidade do meio composto pelo concreto e pela água que se encontra nos seus poros. Essa perda de alcalinidade é responsável pela destruição de uma camada de passivação de óxido de ferro, que atual como barreira do aço à umidade e ao oxigênio, que uma vez destruída permite o início da corrosão das armaduras. O ensaio pretende verificar a alcalinidade do meio, recorrendo à utilização de uma solução alcoólica de fenolftaleína em furos ou sondagens previamente executados na superfície do concreto, permitindo distinguir e avaliar as zonas que ainda se encontram protegidas (ph de 12-13.5) das que já perderam alcalinidade com ph abaixo de 9.0. Caso a profundidade da carbonatação determinada seja superior ao recobrimento das armaduras, significa que estas estão sujeitas a fenômenos de corrosão, que para além da degradação das armaduras é responsável por fenômenos patológicos nos elementos de concreto armado, tais como abertura de fissuras e fendilhamentos e até mesmo deslocamento e colapso das superfícies desses elementos. 2.3. Potencial de corrosão A corrosão das armaduras no interior do concreto pode ocorrer de forma ‘silenciosa’, principalmente no seu estágio inicial de despassivação do aço sem a presença de produtos expansivos (óxido de ferro e água) e havendo ainda exposição das mesmas. Este processo corrosivo leva à formação de micro ou macropolchas ao longo da superfície do aço. Nas macropolchas a potencial do eletrodo pode ser determinado no ânodo ou no cátodo separadamente (CASCUDO, 2003). 1997). Com a evolução do processo corrosivo ocorre o inchamento das armaduras e a ruptura da camada superficial do concreto no fenômeno denominado de “disgregação” do concreto. O Diagrama de potencial versus pH do sistema ferro-água a 25 °C, que para a ordem de grandeza do pH do concreto (aproximadamente 12,5) e para uma faixa usual de potencial de corrosão, também no concreto, da ordem de +0,1 a -0,4 V em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio, as reações de eletrodo verificadas no ferro são de passivação (CASCUDO 1997). A Figura 03 apresenta o diagrama referência para a análise da corrosão. Figura 03 - Diagrama de Pourbaix de equilíbrio termodinâmico, delimitando os domínios de corrosão, passivação e imunidade. Estes ensaios devem ser executados seguindo instruções e recomendações da norma americana ASTM C876-09 - “Standard Test Method for Corrosion Potentials of Uncoated Reinforcing Steel In Concrete” através da técnica de medição por meia célula de cobre com ligado em um multímetro. A Figura 04 representa a metodologia de medição do potencial de corrosão normatizado pela ASTM. Figura 04 - Esquema geral do ensaio de potencial de corrosão (Fonte: ASTM C876/09). De acordo com norma americana ASTM C876-09, os resultados dos ensaios são representados e analisados de acordo com a Tabela 01: Tabela 01 – Ensaio de Potencial de Corrosão. Ensaios de Potencial de Corrosão Norma: ASTM C876-09 Leitura Interpretação mais positivo que -200 mV 90% de probabilidade de NÃO HAVER corrosão entre -200 e -350 mV Probabilidade de corrosão incerta mais negativo que -350 mV 90% de probabilidade de HAVER corrosão Segundo o Apêndice X1.1.4.1, da ASTM C876-09, não é aconselhável a realização de ensaios de potencial de corrosão em estruturas carbonatadas, onde a frente de carbonatação já tenha atingido as armaduras. Portanto, dado o avanço generalizado do ataque químico da camada de cobrimento do concreto, estes resultados não possuam boa confiabilidade, servindo mais como parâmetros informativos a título de durabilidade da estrutura. 2.4. Fibra de Carbono Segundo RIPPER (1998), o Reforço com Fibra de Carbono surgiu mediante os esforços de pesquisa de entidades públicas e privadas do Japão em meados da década passada, no sentido de utilizar os compósitos para reforçar estruturas que estavam sob constante ameaça de sismos. Estes compósitos já eram largamente utilizados na indústria aeronáutica, aeroespacial, naval e automobilística, trazendo ao reforço nas estruturas de concreto a facilidade na aplicação sem os problemas de durabilidade como os que são associados às armaduras. Ainda segundo RIPPER (1998) para a utilização da fibra de carbono como elemento de reforço estrutural é comum o trabalho com um compósito em formato de folhas de elevada resistência à tração e com módulo de elasticidade semelhante à do aço de construção, para sua aplicação a superfície do concreto precisa ser cuidadosamente trabalhada através de esmerilagem e a colagem deve ser feita com resina epoxílica fluida. 3. METODOLOGIA A inspeção prévia da estrutura tipo “as built” foi realizada antes do início dos trabalhos de reabilitação e proteção superficial propriamente ditos. Essa inspeção foi conduzida conforme metodologia consagrada nacional e internacionalmente para inspeção de estruturas de concreto1,2,3,4,5. Admite-se que para um correto diagnóstico e prognóstico do caso é necessário o levantamento de uma série de informações básicas, a serem fornecidas pela contratante, a título de conhecimento do problema e antecedentes, sendo as principais: Data da implantação do poste e empresa construtora responsável pela instalação do “site”; 1. Data ou período de aparecimento ou detecção do problema; 2. Projeto da estrutura constante nos arquivos da contratante 3. Características, tratamentos, revestimentos ou pinturas eventualmente aplicados na estrutura anteriormente; 4. Laudos técnicos, relatórios e avaliações anteriores sobre o poste; 5. Toda e qualquer outra informação disponível de interesse ao caso e que possa minimizar os prazos das investigações das etapas posteriores. Nessa inspeção preliminar estima-se ser necessário proceder-se às seguintes observações e medições “in situ”: 1. Registrar com fotos as manifestações patológicas mais importantes; 2. Classificar a atmosfera onde a estrutura está localizada, ou seja, macro clima; 3. Classificar a agressividade do ambiente no local (microclima), quanto ao grau de umidade, ciclos de molhagem e secagem e eventual presença de agentes agressivos; 4. Medir e registrar, em pontos estratégicos, a umidade superficial do concreto. Para a etapa de inspeção detalhada que tem o objetivo de obter dados confiáveis e suficientes para permitir a correta especificação do procedimento de intervenção, indispensáveis ao caso em questão foi realizado uma série de ensaios cuja descrição é feita a seguir, tomando-se por referência o trabalho do “Manual for Inspecting, Evaluating and Diagnosing Corrosion in Reinforced Concrete Structures.” CYTED Red DURAR, 2000. 204 p., assim como os trabalhos de Leeming, as recomendações do ACI, da ASTM, da ASCE, do CIB, da RILEM, do CEB e os roteiros do trabalho de Andrade© e de Helene © Repetto© no qual é abordada a amostragem, o ensaio propriamente dito e os critérios de avaliação. Evidentemente a relação completa de atividades apresenta nesses documentos é extensa e nem sempre faz-se necessário a realização de todas as observações e os ensaios relacionados. 4. PLANO DE ENSAIOS Nessa inspeção detalhada foram realizados ensaios para verificar se a estrutura real ou efetiva do poste é igual à descrita na memória de cálculo disponível na contratante. Foram realizados os ensaios e determinações de: ➢ Caracterização geométrica da estrutura; ➢ Localização das armaduras; ➢ Medida do cobrimento de concreto; ➢ Determinação da bitola das armaduras; ➢ Dureza superficial do concreto (esclerômetro de reflexão); ➢ Verificação do prumo; ➢ Identificação do tipo de fundação; ➢ Teor de íons cloreto; ➢ Profundidade de carbonatação. Descrição sucinta dos ensaios 4.1 Teor de umidade de equilíbrio Trata-se de metodologia simples de determinação de teor de umidade superficial do concreto em obra através de um ensaio não destrutivo. Para tal foram utilizados equipamentos portáteis do tipo “Protimeter”s, cujo princípio de funcionamento é eletroquímico, estando relacionado com a resistividade elétrica da camada superficial do componente de concreto. O resultado neste caso também é expresso em porcentagem que é correlacionada a níveis qualitativos de umidade superficial, a saber; superfície seca, levemente úmida, úmida ou molhada. Esta determinação é muito prática e útil no controle da qualidade de serviços de reparo pois o estado superficial do concreto influencia sobremaneira a aderência do material de reparo. É também um instrumento adequado e necessário ao controle da aplicação de revestimentos protetores. 4.2 Localização das armaduras e cobrimento de concreto Para o mapeamento das armaduras principais, foi empregado um equipamento eletromagnético conhecido como pacômetro. A norma de referência adotada para esse procedimento é a BS 1881’s Part 204. 4.3 Determinação da bitola das armaduras Além do uso do pacômetro as bitolas das armaduras principais foram obtidas com a escarificação exploratória do concreto de cobrimento, preferencialmente em pontos onde havia fissuras, para verificar também o estado de deterioração da armadura e a abertura de fissura nas proximidades da armadura. 4.4 Dureza superficial do concreto A dureza superficial do concreto foi medida por um esclerômetro de reflexão. O ensaio pode ser empregado de forma qualitativa, permitindo a comparação do concreto de diferentes regiões do poste ou de forma quantitativa, permitindo a estimativa da resistência à compressão do concreto de diversas regiões a partir da correlação com a resistência de testemunhos extraídos na inspeção dos postes realizada em Santana de Parnaíba. A metodologia empregada baseia-se na norma NBR 7584r que recomenda a realização de, no mínimo, 9 impactos por região estudada. Foi utilizado esclerômetro de energia de impacto de 2,25 N.m (tipo N). Todas as leituras nos postes foram realizadas com o esclerômetro na posição horizontal. 4.5 Prumo Foi obtido com uso de um teodolito digital com precisão igual a 20”, confirmado com uso de fio de prumo. 4.6 Identificação do Tipo de Fundação Observação “in loco” para identificar se é concreto ou areia compactada selada com concreto. 4.7 Profundidade de carbonatação A carbonatação do concreto provoca a redução do pH da solução dos poros do concreto. Esse ensaio foi utilizado com o objetivo de aferir a qualidade do concreto da obra. A medida da profundidade carbonatada foi executada “in loco” com o uso de indicadores químicos que fornecem uma tendência da avanço da frente de carbonatação. O método empregado está baseando nas recomendações do CPC-18 da RILEM7d. A medida da profundidade de carbonatação foi realizada em superfície recém-fraturada do concreto com o indicador químico fenolftaleína (pH de viragem entre 8,3 e 9,3). 4.8 Teor de íons cloreto O ensaio será realizado somente quando a atmosfera assim o exigir, conforme a norma ASTM C 1152p.9 para a determinação do teor total de cloretos (livres + combinados) presentes no concreto. Esse ensaio é importante para determinar a metodologia de reparo da estrutura, tanto para aquelas em atmosferas marinhas quanto para outras onde o cloreto pode ter sido incorporado na água de amassamento. 5. INSPEÇÃO PRÉVIA Data desta Inspeção: 18/11/2017, sábado Condições Climáticas: Sol, sem chuvas Temperatura média ambiente: 21º C Na inspeção preliminar foi observado: 1. Registro com fotos das manifestações patológicas mais importantes; ➢ Fissuras: foi constatado a existência de fissuras, consideradas incipientes e pertencentes ao grupo das fissuras frequentes em estruturas de concreto, uma vez que: Foram encontradas poucas fissuras horizontais, no segundo módulo, espaçadas de 15cm, com abertura máxima de 0,2mm; Ressalta-se que essas fissuras são de pequena extensão e estão dentro do limite de tolerância das NBR 9062 e NBR 6118 já citadas, cuja redação de norma é: ... "As fissuras são sempre inevitáveis em estruturas de concreto onde existam tensões de tração, resultantes de carregamento direto ou por restrição a deformações impostas..." ... "Na ausência de uma exigência específica, como por exemplo impermeabilidade, no caso de peças de edifícios usuais, pode ser adotado o valor de 0,3 mm como máxima abertura de fissura para as classes de agressividade I e IV. Para classe de agressividade II, esse valor pode ser relaxado, se não houver nenhum outro comprometimento, admitindo-se 0,4 mm como limite..." ... "De uma maneira geral, as fissuras dentro desses limites não denotam perda de segurança no ELU"... ➢ Corrosão de armaduras: não foi encontrada armadura corroída. ➢ Nichos de concretagem: foram encontradas imperfeições superficiais ao longo do poste, sendo a maior logo abaixo da segunda flange, essas imperfeições deverão ser estucadas. 2. Classificação da atmosfera onde a estrutura está localizada, ou seja, macro clima; ➢ Atmosfera urbana, classe de agressividade ambiental II, agressividade moderada, segundo NBR 6118.2003, capítulo 6 Diretrizes para Durabilidade das Estruturas de Concreto. 3. Classificação da agressividade do ambiente no local (microclima), quanto ao grau de umidade, ciclos de molhagem e secagem e eventual presença de agentes agressivos; ➢ Não há fatores agravantes nem atenuantes. Terreno seco e coberto de britas com drenagem adequada. Concreto sujeito a molhamento e secagem. 4. Umidade superficial do concreto; ➢ Seca e levemente úmida. Na inspeção detalhada foi observado: 1. Caracterização geométrica da estrutura ➤ Poste de concreto centrifugado armado e pré-moldado Altura nominal de 30m. ➤ Módulo 1: 7,5 m, cilíndrico, diâmetro 70cm, espessura de parede de 10,5cm; ➤ Módulo 2: 10,5 m, cilíndrico, diâmetro 70cm, espessura de parede de 10,5cm; ➤ Módulo 3: 12 m, cônico, espessura de parede de 11,5cm, diâmetro externo maior 70 cm, diâmetro externo menor 55 cm. 2. Localização das armaduras ➤ Inspeção a 6m de altura e a 9 m de altura 3. Medida do cobrimento de concreto; ➤ Módulo 1: média = 3,1cm, desvio padrão = 0,3cm ➤ Módulo 2: média = 2,4cm, desvio padrão = 0,5cm 4. Determinação da bitola das armaduras; ➤ Módulo 1: diâmetro = 25mm; número de barras = 30; inspeção a 2m do topo ➤ Módulo 2: diâmetro = 25mm; número de barras = 30; inspeção a 2m da base 5. Dureza superficial do concreto (esclerômetro de reflexão); ➤ Índice esclerométrico = 49 6. Verificação do prumo ➤ Desaprumo de 5 cm no topo. 7. Identificação do tipo de fundação ➤ Cálice de concreto preenchido com areia. 8. Teor de íons cloreto ➤ Não determinado por considerar-se desnecessário neste caso. 9. Profundidade de carbonatação ➤ Média = 1mm; desvio padrão = 0,5mm 10. Flanges metálicos ➤ Com corrosão em alguns pontos 6. ANÁLISE DOS RESULTADOS OBTIDOS Considerando que esse poste deve atender a: ➤ V0 = 40 m/s → Velocidade básica do vento. ➤ S1 = 1,0 → Coeficiente de vento relativo ao fator topográfico. ➤ S2= IV, B → Coeficiente de vento relativo à rugosidade do terreno (para essa classe e categoria, tem-se b=0,85, Fr=0,98 e p=0,125). ➤ 𝛾f = 1,1 → Majoração das ações devido ao tempo de recorrência de 100 anos. ➤ A = 12 m² (área total de antenas e plataformas concentradas no topo do poste, a 30 m). ➤ fᴄ𝑘= 40MPa→ Resistência característica efetiva do concreto à compressão. ➤ Ecd= 22GPa→ Módulo de elasticidade secante a 0,4 fc, efetivo do concreto. ➤ Módulo I →A = 152,0 cm² efetivo; Asd = 152,0 cm² – coincide com projeito – Ok!! ➤ Módulo II →A = 126,7 cm² efetivo; Asd = 126,7 cm² – coincide com projeito – Ok!! ➤ Módulo III →A = 126,7 cm² efetivo; Asd = 86,1 cm² – coincide com projeito – Ok!! ➤ Desaprumo admissível: 1/400 → 7,5cm (procedimento Telebrás 240-430-601), valor limite - OK! 7. PROCEDIMENTO DE RECUPERAÇÃO Apresentamos abaixo os procedimentos padrão de recuperação estrutural propostas para uma correta reabilitação e proteção dessa estrutura, compreendendo: 7.1. Recuperação do substrato de concreto Reparo localizado ➣ Demarcação da área com giz-estaca; ➣ Delimitação com disco de corte; ➣ Escarificação da seção demarcada; ➣ Acabamento das bordas de reparo; ➣ Lixamento das armaduras; ➣ Restituição das armaduras com perda de seção; ➣ Colocação das formas; ➣ Saturação do substrato; ➣ Preenchimento com argamassa de reparo; ➣ Preenchimento com graute; ➣ Desforma do graute; ➣ Acabamento reparo e regularização ➣ Cura dos materiais cimentícios de preenchimento e acabamento. Injeção de fissuras ➣ Preparação da superfície; ➣ Fixação dos bicos e selador superficial; ➣ Preparação e aplicação do material de reparação; ➣ Repetir a sequência até completar a reparação. 7.2. Procedimento de recuperação dos postes O objetivo principal do procedimento padrão de reabilitação e proteção superficial dos postes de concreto armado pré-moldado, centrifugado, projetados e produzidos pela SCAC por diferentes empresas, é colocar essas estruturas em níveis de segurança e durabilidade compatíveis com as normas e procedimentos brasileiros e internacionais aplicáveis e vigentes. As operadoras de celular também solicitaram que a solução resulte na realização dos trabalhos da forma discreta obtendo ainda uma estrutura reforçada com aparência o mais próxima possível do original. Segundo as operadoras de celular esses cuidados visam reduzir possíveis problemas com vizinhos, órgãos ambientais e prefeituras. Com base nesses condicionantes, a solução implementada neste poste é um reforço com o uso de fibra de carbono, em manta, seguido de uma pintura de proteção superficial para aumentar a vida útil do poste. Soluções de encapsulamento do poste com aço, contraventamento do mesmo com trolhamento metálico ou instalação de estas são soluções viáveis. A colocação de formas e aumento de seção transversal com concreto armado também foi descartada. Essa solução em fibra de carbono pode incorporar a execução de cintamento ou confinamento com fibra nas regiões de transpasso do primeiro flange, responsáveis pelos poucos colapsos anteriores e de que não há necessidade de qualquer tratamento de proteção contra o fogo. Existe a necessidade de proteção contra a agressividade ambiental em especial a agressividade das radiações ultravioletas, das chuvas ácidas e da poluição das grandes cidades. Por fim as operadoras de celular solicitaram uma solução que pudesse ter garantia de 3 anos para o material de acabamento e proteção e de 5 anos para a estabilidade dos postes, o que pode ser atendido plenamente com a solução implementada. Procedimento de Recuperação ➣ Preparo da superfície do poste ➣ Imprimação da superfície ➣ Regularização das imperfeições superficiais ➣ Aplicação da primeira camada de resina saturante ➣ Aplicação de fibras de carbono ➣ Aplicação da segunda camada de resina saturante Critérios principais de aceitação e controle Considera-se como fundamentais na avaliação da qualidade da instalação de um sistema de CFRP sobre estrutura de concreto para seu reforço: ➣ A tensão de aderência medida através do ensaio de arrancamento de fibras que deve ser igual ou superior a 1,4 MPa, e; ➣ A extensão da aderência avaliada através da observação adequada de regiões com falha de aderência ("delaminations") com uso de percussão, tato e observação visual. Aplicação da pintura de proteção Deve-se aplicar a primeira demão de tinta base poliuretano sobre a superfície do concreto lixado e limpo, deve-se aplicar uma demão de primer base epóxi. Esse primer não deve ser aplicado sobre a região onde foi instalada a manta de fibra de carbono. Na sequência dar acabamento geral com duas demãos de tinta base poliuretano, tanto sobre o concreto como sobre a região com fibras de carbono. Flanges Para preparo de superfície deve-se realizar limpeza mecânica no padrão Sa 2 ½. Essa limpeza deve ser feita com a lixadeira e/ou pistola de água apropriada para a situação. Essa exigência corresponde a remover todos os resíduos de produtos de corrosão e de tintas anteriores. Nos locais com porcas e chapas justapostas, limpar somente onde houver acesso, não desaparafusando nada. O risco de corrosão por crevice ou aeração diferencial é inerente a este tipo de flange e inevitável, exigindo inspeção e manutenção preventiva frequente. Na sequência, com a superfície do aço seca e limpa, aplicar duas demãos de tinta base epóxi para substrato metálico, tipo SHER-TILE HS ACABAMENTO BR, com 125 µm de espessura seca, seguida de duas demãos de tinta base poliuretano, tipo SUMATANE 355, com 60 µm de espessura seca. Procedimento de intervenção padrão para cada poste Como o presente poste não apresenta necessidade de reforço de flexão, será efetuado apenas o confinamento e enchimento com graute na região da flange, seguido pela proteção do poste. 8. CONSIDERAÇÕES FINAIS Com as informações obtidas da inspeção o poste na ERB Av. Padre Osório, 43 em Betim, MG e foi classificado como pertencente ao grupo de memória de cálculo MC-TELESP 98/1208-5, conforme Tabela 1 e Anexo 1. Com base na relação de procedimentos padrão de intervenção para cada poste, esse poste não apresenta necessidade de reforço de flexão, devendo ser efetuado apenas o confinamento e enchimento com graute na região da flange, seguido pela proteção do poste. Curitiba, 13 de dezembro de 2017 21 9. REFERÊNCIAS 1 HELENE, Paulo R.L.; REPETTE, W.L. Metodologia e recursos para avaliação de estruturas de concreto. In: Simpósio sobre patologia das edificações: prevenção e recuperação. Anais UFRGS. Porto Alegre, 1989. 2 AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. Guide for evaluation of concrete structures prior to rehabilitation. Reported by ACI Committee 364. Detroit, ACI Materials Journal, v.90, n.5, Sep / Oct 1993. 3 AMERICAN SOCIETY OF CIVIL ENGINEERS. Guideline for structural condition assessment of existing building. New York, ASCE 11-90, ASCE Press, 1991. 4 COMITE EURO-INTERNATIONAL DU BETON. Assessment of concrete structures and design procedures for upgrading (redesign). Lausanne, Aug 1983. (Bulletin d'Information 162). 5 PROGRAMA IBERO-AMERICANO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA PARA O DESENVOLVIMENTO. CYTED. Manual de inspección, evaluación y diagnostico de corrosión en estructuras de hormigón armado. Editores: Rincón, O., Carryou, A., Andrade, C., Helene, P., Dias, J. Maracão, CYTED, 1997. 6 LEEMING, M. B. Corrosion of Steel Reinforcement in Off Shore Concrete. Experience from the Concrete-in-the- Oceans Programme. In: Alan P. Crane, ed. Corrosion of Reinforcement in Concrete Construction. London, Society of Chemical Industry, Ellis Horwood Limited, 1983. p. 59-78 7 AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. Guide for Evaluation of Concrete Structures Prior to Rehabilitation: reported by ACI Committee 364. Detroit, ACI Materials Journal, v. 90, n. 5, Sep. Oct. 1993. p. 479-498 AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. Strength Evaluation of Existing Concrete Buildings: reported by ACI Committee 437. In:—. ACI Manual of Concrete Practice. Detroit, 2002. v.2. 8 AMERICAN SOCIETY for TESTING and MATERIALS. Standard Practice for Developing Accelerated Tests to Aid Prediction of the Service Life of Building Components and Materials. ASTM E-632. In:—. Annual Book of ASTM Standards. Philadelphia, 1996. 9 AMERICAN SOCIETY OF CIVIL ENGINEERS. Guideline for Structural Condition Assessment of Existing Building. New York, ASCE 11-90, ASCE Press, 1991. 10 COMITE INTERNATIONAL du BATIMENT. Building Pathology. A State-of-the-Art Report. CIB Report l W-86, Publication 155, June 1993 11 REUNION INTERNATIONALE de LABORATOIRES D'ESSAIS et MATERIAUX. Classification of Damage in Concrete Bridges. Report of RILEM Technical Committee 104-DCC. Materials and Structures, n. 24, 1991. p. 268-75 22 12 COMITE EURO-INTERNATIONAL du BETON. Assessment of Concrete Structures and Design Procedures for Upgrading (Redesign): contribution to the 23rd Plenary Session of CEB, Praga, 1983. Lausanne, Aug. 1983. (Bulletin D’Information 162). COMITE EURO-INTERNATIONAL du BETON. CEB Design Manual on Cracking and Deformations. Lausanne, École Polytechnique Fédérale, 1985. 13 ANDRADE, C. Manual para Diagnóstico de Estruturas com Armaduras Corroídas. trad. Antonio Carmona e Paulo Helene. São Paulo, PINI, 1992. 14 HELENE, P. R. L.; REPETTE, Wellington L. Metodologia e Recursos para Avaliação de Estrutura de Concreto. In: Simpósio sobre Patologia das Edificações: Prevenção e Recuperação. Porto Alegre, out. 1989. Anais. Porto Alegre, CPGEC, UFRGS, 1989. p. 5-32 15 Esses equipamentos avaliavam a umidade da superfície dos concretos e argamassas assim como a eventual presença de sais através da resistência elétrica da superfície do componente sob estudo. Evidentemente carregam um certo grau de incerteza na medida mas são bons auxiliares de diagnóstico. Um equipamento bastante versátil e conhecido é o “Protimeter Compact Dampness Kit. Meter House, Marlow, Bucks SL71LX, England.” 16 BRITISH STANDARDS INSTITUTION. Testing concrete. Recommendations on the use of electromagnetic covermeters. BS 1881 Part 204. London, 1988. 17 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Concreto endurecido - Avaliação da dureza superficial pelo esclerômetro de reflexão. NBR 7584, 1992. 18 REUNION INTERNATIONALE DE LABORATOIRES D'ESSAIS ET MATERIAUX. Measurement of hardened concrete carbonation depth. RILEM recommendation CPC-18. Materiaux et construction. v.17, n.102, 1984. 19 AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard test method for acid-soluble chloride in mortars and concrete. ASTM C 1152. In: Annual book of ASTM standards. Philadelphia, 1992. 23 ANEXO 1 – MEMORIAL DE CÁLCULO DA ESTRUTURA §IQAÇ fundações e estruturas ltda. Cliente: TELESP Tarefa: TTC GR 52.70-70 MEMORIAL DE CÁLCULO DE MÉRION ARES AFUNDURNOS SPÇÃO EETRUTURA - TELCOCOM SUZSEME JAME 1. Dados gerais da estrutura tipo: TTC 3/03 estrutura: c: tipo e: tipo J Tpo 5,00 7,00 (2) tipo C 13,00 cm 200 kg/cm² 7,00 (8c 2. Índice apresentação: H= 25.20 mpcm wdp 15 gel pm1 uár40 nasql: 1: 1-8 1) pdta fica meoc fil sooá esneix