PATOLOGIAS EM PISOS INDUSTRIAIS

Transcrição

PATOLOGIAS
EM PISOS INDUSTRIAIS
Marcel Aranha Chodounsky
Dezembro / 2010
Importância
â
dos Pisos Industriais
9
Elevado custo de construção
9 15 a 35% do
d valor
l da
d obra
b
9
Elevado custo de manutenção
ç e reparo
p
9 Interrupção parcial da atividade (produtiva
(produtiva//logística)
9
Grande evolução tecnológica
9
9
9
9
9
Modelagem de cálculo
Fibras estruturais (metálicas e sintéticas)
Pisos no sistema “joint
“joint less”
less” (25 m x 25 m, 35 m x 35 m)
Pisos protendidos (25 m x 100 m, 50 m x 80 m)
Novos revestimentos superficiais / Pisos decorativos
Importância
â
dos Pisos Industriais
Patologias – Importância
â
do tema
Pisos de concreto
sem revestimento
própria superfície do concreto fica
sujeita as solicitações das cargas
(desgaste por abrasão, impacto, etc.)
desgaste prematuro, uma fissuração acentuada e o
empenamento
t das
d bordas,
b d podem
d reduzir
d i seriamente
i
t
o valor estético e funcional do piso.
Patologias – Importância
â
do tema
Da mesma forma, a umidade ascendente pode conduzir
a redução
d ã da
d vida
id útil
ú il de
d um revestimento,
i
ficando
fi d a
superfície sem proteção.
Recalques imediatos ou lentos, também podem trazer
grandes transtornos para utilização da instalação
comercial ou industrial, gerando enormes prejuízos
operacionais e logísticos.
logísticos
Patologias
Foco na
redução de
custo e não na
qualidade
Falta de
controle
tecnológico
Contratos
inadequados e
Mau uso
Especificações
inadequadas
q
Falta de
projeto
Procedimentos
executivos
inadequados
PATOLOGIAS
Ausência de
normas
Principais patologias
9
Fissuração (por retração)
9
Esborcinamento de juntas
9
D
Desgaste
t por abrasão
b ã
9
Problemas relacionados à umidade ascendente
9
Empenamento das bordas (curling
(curling))
9
D l i ã (delamination
Delaminação
d l i ti )
delamination)
9
Borrachudo (crusting
(crusting))
Fissuração – Esborcinamento – Desgaste por abrasão
Umidade ascendente – Empenamento – Delaminação – Borrachudo
Há dois tipos de fissuras em pisos de concreto:
fissuras estruturais
9 fissuras de retração
9
diferem entre si, quanto as suas causas e suas
conseqüências na vida útil da estrutura.
Fissuração por retração
Tipos:
9
9
9
Fissuras de retração plástica
Fissuras de retração hidráulica
Microfissuras
i fi
tipo
i “pé“pé
“ é-de
d -galinha”
deli h ”
Fissuração por retração plástica
fissuras
juntas
Surgem na superfície do concreto ainda fresco
( fase
(na
f
dde enrijecimento,
ij i
t o concreto
t é bastante
b t t susceptível
tí l à
fissuração devido a sua baixíssima resistência)
rápida perda de umidade induzida por uma combinação
de fatores qque inclui:
a temperatura
p
do ar e do concreto
umidade relativa do ar
velocidade do vento
Fissuras de retração por secagem
fissuras
juntas
Causas usuais:
9
concretos com características de elevada retração
9
quantidade e posicionamento inadequados das juntas
9
armadura
d
iinsuficiente
fi i
ou mall posicionada
i i d
9
atraso no corte / protensão
Causas usuais:
cura deficiente
9 vinculação da placa em elementos rígidos
9
9 crítico em pisos protendidos ou pisos tipo “joint
“joint less”
less”
9
grande variação da espessura da placa
9 altera pposição
ç das armaduras
9 seção enfraquecidas fora da posição das juntas
9 aumento do atrito da placa com a base
g
g
Cura
úmida ou química
q
não elimina a retração
apenas retarda sua ocorrência

ª Apesar da cura não eliminar a retração, ela é
fundamental para a redução dos seus efeitos (fissuração).
(fissuração)
Armadura de combate à retração
A armadura de retração, composta por barras ou tela soldada, deve ser
posicionada próximo à face superior da placa, a menos de 5 cm da superfície, a
fim de permitir adequado controle da fissuração.
Ytterbergg ((1987))[1] sugere
g uma taxa mínima de armadura de 0,15%,
,
, de forma a minimizar bastante o
risco de empenamento.
[1] Robert F. Ytterberg:
Ytterberg: Shrinkage and Curling of Slabs on Grade – Part I of III (Shrinkage problems: causes and cures),
Concrete International, April, 1987.
Armadura de reforço
Armadura de reforço
Correção
Microfissuras tipo “pé“pé-dede-galinha”
Essas fissuras, conhecidas às vezes como fissuras “pé“péde--galinha” (em inglês, chamadas de crazing cracks),
de
cracks),
são caracterizadas por apresentarem:
pequena profundidade (fissuras superficiais com
profundidade inferior a 3 mm)
9
9
abertura reduzida (microfissuras)
9
pequeno espaçamento
t entre
t sii (cerca
(
de
d 50 mm))
Na maioria das vezes são pouco visíveis, sendo melhor
notadas durante a secagem da superfície após sua
molhagem.
Tornam--se bastante visíveis com o tempo, em pisos
Tornam
expostos a sujeira excessiva pois há acúmulo de pó nas
microfissuras que ficam, então, ressaltadas do restante
do piso.
Microfissuras tipo
p “pé“pé
p -dede-ggalinha”
Apesar da má aparência e da má impressão que causa
ao usuário
á i do
d piso,
i esse tipo
ti de
d fissuração
fi
ã não
ã acarreta
t
em comprometimento estrutural da placa e não
necessariamente indica o início de uma deterioração do
piso. (ACI 302, 2004)
2004)[1] (PCA, 2001)
2001)[2]
[1]
American Concrete Institute ACI 302.1R302.1R-04: Guide for Concrete Floor and Slab
Construction – Causes of floor and slab surface imperfections
p
(chapter
( p 11).
)
[2]
James A. Farny
Farny:: Concrete floors on ground – Problems, maintenance and repair
(chapter 10). PCA Portland Cement Association, Skokie, 2001.
O desempeno contínuo, principalmente com acabadoras
mecânicas, induz a subida excessiva de material fino
(essencialmente cimento) à superfície, o que torna essa
região do concreto mais susceptível à retração e à
fissuração.
Entretanto, sabesabe-se que outros fatores podem contribuir
para a ocorrência
ê i das
d fissuras
fi
tipo
ti “pé“pé
“ é-de
d -galinha”:
deli h ”
9
9
9
9
condição de exposição (baixa umidade relativa do ar, elevada
temperatura do ar e do concreto,
concreto exposição direta ao sol e vento);
operações de acabamento (trabalho excessivo de desempeno e
aspersão de água no piso durante o acabamento);
concretos com elevados teores de finos e agregados com excesso
de impurezas (torrões de argila e material pulverulento);
cura deficiente (atraso da cura, ciclos de secagem e molhagem e
utilização de água com temperatura muito inferior a do
concreto).
concreto)
Esborcinamento
Fissuração –
– Desgaste por abrasão
Esborcinamento de Juntas
Quebra das bordas das juntas causada pelo impacto das
rodas de veículos ou esmagamento no interior da junta
de materiais incompressíveis:
9
ausência ou perda do selante
9
tipo de selante inapropriado (selamento
(selamento x proteção)
9
forma incorreta de tratamento
9
movimentação relativa entre as placas
Esborcinamento
Fi
Fissuração
ã –
– Desgaste
D
por abrasão
b ã
dureza e elasticidade
h/3
Esborcinamento
Fi
Fissuração
ã –
– Desgaste
D
por abrasão
b ã
Esborcinamento
Fi
Fissuração
ã –
– Desgaste
D
por abrasão
b ã
Esborcinamento
Fissuração –
Prazo para tratamento das juntas
Retração em função do tempo (ACI 209R, 1992)
1992)[1]:
ε (t )
t
t
t
ε (t ) =
× ε∞ ⇒
=
⇒ 75% =
⇒ t = 105 dias
ε∞
35 + t
t + 35
35 + t
⎛
⎞
0,27
⎞⎟ × ε × L ⇒ R
⎜⎜ w + ε × L × R ⎛ ⎞ ⎟⎟ × 10% = ⎛⎜ 1 − R
= 0,91
0 91 −
⎛% ⎞
i
(%) ⎠
⎜% ⎟
⎜
⎟
⎝
ε×L
⎝
⎠ ⎠
⎝
⎠
⎝
εt
0,27
,
t
R ⎛ ⎞ = 0,91
0 91 −
= 87,4%
87 4% R ⎛ ⎞ =
=
= 0,874 ⇒ t ≅ 243 dias
di
%
⎜ %⎟
⎜
⎟
0,5 ×15
ε ∞ 35 + t
⎠
⎝
⎝
⎠
[1] American
A
i
C
Concrete IInstitute
i
ACI 209R209R-92:
92 Prediction
P di i off Creep,
C
Shrinkage and Temperature Effects in Concrete Structures.
Esborcinamento
Fissuração –
Incompatibilidade
prazo tratamento – obra/operação
O trabalho do CSTR 34 (2003)
(2003)[1] reconhece esta limitação do
sistema, indicando a possibilidade de aparecimento de algumas
f lh no tratamento das
falhas
d juntas
j
mesmo após
ó 12 meses.
9
9
Perenchio (1997)[2] também relata não existir uma solução
eficiente para o problema.
[1] Concrete
C
t Society
S i t Technical
T h i l Report
R
t 34:
34 Concrete
C
t industrial
i d t i l groundd floors
fl
A guide to their design and construction (Joint sealing). Third edition, 2003.
[2] William F. Perenchio:
Perenchio: The drying shrinkage dilemma,
Concrete Construction Magazine, April, 1997.
Esborcinamento
Fissuração –
Recomendação:
9
Tratamento provisório com material mais flexível
Tratamento definitivo após 01 ano com material de elevada
dureza
dureza
9
Execução de reforço de borda com argamassa epóxi/uretânica
epóxi/uretânica
nas áreas críticas
9
Desgaste por abrasão
Fi
Fissuração
ã – Esborcinamento
Eb i
–
A ação de desgaste por abrasão da superfície:
tráfego de pessoas
9 solicitação das rodas dos veículos
9
pneumáticas
maciças
arraste dos garfos das empilhadeiras
9 arraste
t de
d pallets
ll t ou racks
k metálicos
táli
9
Fi
Fissuração
Eb i
–
Fi
Fissuração
Eb i
–
Fi
Fissuração
Eb i
–
Fi
Fissuração
Eb i
–
Problemas de resistência à abrasão inadequada:
q
9
características dos materiais do concreto
9
proporção (traço) entre esses materiais
9
procedimentos executivos
e ec ti os
9
cura
Fissuração – Esborcinamento –
Resistência à abrasão
Chaplin (1987)[1] analisou a influência destes
parâmetros
â t na resistência
i tê i à abrasão,
b ã através
t é da
d
realização de ensaios em amostras extraídas de placas
executadas com acabamento mecânico, na tentativa de
simular as condições de execução dos pisos de concreto
para áreas industriais.
[1]
R. G. Chaplin: The Influence of Cement Replacement Materials, Fine Aggregates
and Curing on the Abrasion Resistance of Concrete Floor Slabs
Slabs. In International
Colloquium on Industrial Floors,
Technische Akademie Esslingen, January, 1987.
Conclusões de Chaplin (1987)
Concretos curados ao ar apresentaram resistência à
abrasão
b ã muito
it inferior
i f i em relação
l ã às
à amostras
t curadas
d
pela saturação com água da superfície;
9
Amostras curadas com a aplicação de agente de cura
(cura química) apresentaram intensidade de desgaste
semelhante às amostras curadas com água,
água indicando
que a aplicação de produtos de cura (dependendo do
tipo
p e teor)) é um meio eficiente de pproteger
g o concreto
durante a fase inicial de endurecimento;
9
9
A execução da cura, ainda que tardia, pode minimizar
o prejuízo
j í de
d resistência
i tê i à abrasão;
b ã
9
A resistência ao desgaste
g
aumenta com o aumento da
resistência à compressão do concreto (redução da
relação águaágua-cimento);
A intensidade (número de passagens das acabadoras)
e qualidade (passagem em tempo correto, não aspersão
d áágua, etc.)) das
de
d operações
õ de
d desempeno
d
mecânico
â i
(espelhamento) influenciam fortemente a resistência à
abrasão;
9
Concretos elaborados com agregados
g g
miúdos
oriundos da britagem de rocha (agregados artificiais),
qquando apresentam
p
elevados teores de finos, tendem a
aumentar o desgaste do concreto em relação aos
agregados
g g
naturais. Esta tendência é válida desde que
q
os agregados naturais não apresentem impurezas em
excesso ((material ppulverulento, torrões de argila
g e
matéria orgânica).
9
Fi
Fissuração
Eb i
–
Resistência à abrasão
A resistência à abrasão pode ser reduzida ainda pela
exsudação excessiva, que por sua vez pode ocorrer:

misturas com abatimento muito elevado
agregados com deficiência de finos ou mal graduados
traços pobres (baixo consumo de cimento e adições)
concretos com tempo de início de pega muito longo
Exsudação
Sistemas de tratamento superficial
Pisos novos:
9 Endurecedores cimentícios (salgamento ou dry
dry--shake)
ª Agregados Minerais
ª Agregados Metálicos
9
Endurecedores químicos
ª Silicatos / Siliconatos / Fluorsilicatos
ª Epóxi (impregnação)
9
Argamassas (cimentícias
(cimentícias//resinadas
resinadas)) de alta resistência
Recuperação de pisos desgastados
Para pisos que já apresentam desgaste acentuado, o
processo de
d deterioração
d t i
ã pode
d ser minimizado,
i i i d através
t é
do polimento e impregnação da superfície com:
9
Densificadores químicos
Resinas metacrílicas (polimetilmetacrilato
polimetilmetacrilato))
Resina epóxi de baixa viscosidade
ª Esses tratamentos não compensam as perdas de
resistência à abrasão, causadas pelo emprego de
materiais e pprocedimentos executivos inadequados.
q
Compatibilidade de revestimentos com umidade:
9 na aplicação
9 após a instalação
Umidade estática ≠ Umidade dinâmica
Umidade ascendente – Empenamento
E
t – Delaminação
D l i ã – Borrachudo
B
h d
Fluxo de umidade / vapor
Força
ç motriz para
p indução
ç do fluxo de umidade:
gradiente de umidade e temperatura entre o ambiente
e o concreto
9
Continuidade do fluxo:
9
fonte de umidade
interna ou externa
9
permeabilidade do concreto (relação águaágua-cimento)
E
t – Delaminação
B
h d
Tempo de secagem do concreto
Taxa de emissão de vapor
(lbs / 1.000 sq ft / 24 hrs)
70
60
50
a/c = 0,70
40
30
20
a/c
/ = 0,40
0 40
10
7
14
28
60
90
180
365
E
t – Delaminação
B
h d
Minimização / bloqueio do fluxo
Sistemas qque auxiliam para
p redução
ç ou eliminação
ç do
fluxo de umidade ascendente em caso de fonte externa
de umidade:
9
barreira ao vapor

9
camada granular
lona de polietileno (grande espessura)
drenagem
E
t – Delaminação
B
h d
Tempo de secagem do concreto
Tempo de secagem (dias), para amostras de 10 cm de espessura, expostas a
uma temperatura de 23oC e umidade relativa de 50%, atingirem uma taxa de
emissão de vapor
p menor q
que 3 lbs / 1.000 sq.
q ft. / 24 hrs
Relação
água-cimento
0,9
Amostra selada
0,8
0,7
Amostra exposta
0,6
0,5
Fonte: H. W. BREWER, “Moisture Migration – Concrete Slab on Ground
Construction”, Bulletin D89, Portland Cement Association, 1965.
0,4
50
100
150
200
Tempo (dias)
250
300
350
E
t – Delaminação
B
h d
Medidas preventivas
O emprego
p g simultâneo de:
concreto de alta qualidade e
9 camada(s) de barreira ao vapor
9
parece ser a medida mais segura e eficaz de
controle do fluxo de umidade e redução do tempo de
secagem permitindo que o revestimento possa ser
secagem,
aplicado mais cedo.
O empenamento (curling) pode ser definido como a distorção
das bordas e cantos da placa para cima,
cima gerado por um gradiente
de umidade entre as faces, superior e inferior da placa.
U id d ascendente
Umidade
d t – Empenamento – Delaminação
B
h d
Conseqüências do empenamento
O empenamento excessivo pode conduzir para outros
problemas (Garber
((Garber,
Garber
Garber, 1991)
1991)[1]:
Perda de aderência de revestimentos;
9 Fissuras estruturais devido à perda de contato da
placa com a sub
sub--base;
9 Piora do nivelamento do piso;
9 Mau funcionamento das jjuntas, pela
p movimentação
relativa entre placas adjacentes.
9
[1]
George
g Garber: Design
g and Construction of Concrete Floor – Curlingg ((chapter
p 14).
)
Edward Arnold, London, 1991.
U id d ascendente
Umidade
B
h d
U id d ascendente
Umidade
B
h d
U id d ascendente
Umidade
B
h d
Fatores envolvidos
Fatores que influenciam na tendência ao empenamento
d pisos
dos
i
de
d concreto
t (Suprenant
((S
S
Suprenant,
t, 2002)
2002)[1]:
retração do concreto
9 características geométricas da placa
9

9
armadura

9
espessura (rigidez/
(rigidez/peso), comprimento e largura
taxa e posição (antes e durante o lançamento)
condições
di õ de
d exposição
i ã
[1] Bruce Suprenant
Suprenant:: Why Slabs Curl,
Curl Concrete International,
International March,
March 2002.
2002
A recuperação do piso empenado pode ser realizada
através da:
9 estabilização das placas

9
injeção de calda de cimento e aditivos (sob pressão)
furos ao longo da borda empenada
polimento (retificação superficial)
remoção parcial e reconcretagem das bordas.

faixa com largura de 1 a 2 m
armadura de retração
A delaminação caracterizacaracteriza-se pelo desplacamento da
camada superficial do concreto,
concreto muito densa e que é
separada do restante da massa por uma fina película de
água e/ou ar[1].
[1]
National Ready Mixed Concrete Association: What, why & how? Delamination of
troweled
l d concrete surfaces.
f
Technical
T h i l informationConcrete
i f
i C
in
i Practice
P i nº.
º 20 (CIP 20),
20)
1992.
Umidade
id d ascendente
d
– Empenamento – Delaminação
h d
Importância da patologia
visto como uma das mais sérias patologias de pisos de
concreto com acabamento mecânico
9

9
ppelo número enorme de ocorrências verificadas em todo o
mundo
pela difícil tarefa de identificação das suas causas (em
gerall mais
i de
d uma atuando
t d simultaneamente)
i lt
t )
farta literatura sobre o assunto
não há um consenso sobre uma causa principal da
delaminação.
ç
9
Umidade
id d ascendente
d
h d
Importância da patologia
CSTR 3434-2003
Umidade
id d ascendente
d
h d
Ocorrência da delaminação
Relacionada com o fenômeno de endurecimento
dif
diferencial
i l entre
t a base
b
e a superfície
fí i do
d concreto:
t
9
fatores intrínsecos do concreto
excesso de finos, de argamassa, atraso de pega, excesso de ar
incorporado

9
condições
di õ climáticas
li áti
adversas
d
elevada temperatura, baixa umidade relativa do ar, sol e vento
excessivos, temperatura baixa da base

9
fatores ligados à execução
entrada prematura ou tardia das acabadoras, uso de ferramentas e
equipamentos não apropriados

Umidade ascendente – Empenamento – Delaminação –
Borrachudo
Esta patologia é caracterizada pelo enrijecimento
prematuro
t
da
d camada
d superficial
fi i l do
d concreto
t (daí
(d í o termo
t
em inglês “crusting” que significa “casca”):
camadas inferiores sem a mesma rigidez ou resistência
9 grandes deformações da “casca” superficial com a entrada das
acabadoras mecânicas
9 fissuras generalizadas
9
Este fenômeno conhecido como “borrachudo”
borrachudo descreve o
comportamento elástico do concreto, semelhante ao que
ocorre na compactação de solos com excesso de umidade.
Umidade ascendente – Empenamento – Delaminação –
Borrachudo
U id d ascendente
Umidade
d
– Empenamento
E
– Delaminação
D l i ã –
Borrachudo
Ocorrência do borrachudo
Borrachudo
Delaminação
Concretos com baixa taxa de exsudação tendem a
favorecer o aparecimento desta patologia
(Suprenant, 1997,a)
1997,a)[1]
A exsudação do concreto é reduzida com incorporação de ar,
elevado teor de finos, uso de sílica ativa (metacaulim) e com a
utilização de concretos com consistência mais seca (às vezes
associado ao emprego de aditivos superplastificantes).
[1] Bruce A
A. Suprenant: Troubleshooting crusted concrete
concrete.
Concrete Construction Magazine, April, 1997(a).
Comentários finais
A qualidade do piso depende:
9 Projeto específico de empresa especializada
9
Critério / Controle na preparação do solo e da base
9
Materiais adequados
9
Procedimentos executivos apropriados
9
Uso correto do piso
Abrangência
ê
do projeto do piso
9
Análise do solo
9 Ensaios de caracterização e controle tecnológico
9
Levantamento das cargas
9 Distribuída, Empilhadeiras, Racks,
Racks, PortaPorta-pallets
pallets,, Equipamentos
9 Cargas eventuais (fase de montagem / manutenção)
9
Análise das condições de utilização
9 Layout de utilização, interferências, etc.
9
Análise dos requisitos de desempenho
9 Planicidade
Planicidade//nivelamento, resistência (mecânica e química) superficial
Pré--requisito de um bom projeto
Pré
Visão global
+
Capacitação técnica
+
Imparcialidade
pa c a dade
Ob i d !
Obrigado!
Marcel Aranha Chodounsky
Diretor Técnico
ANAPRE
Associação
ç Nacional de Pisos e
Revestimentos de Alto Desempenho
Telefone:
f
((11)) 32313231-0067
Celular: (19) 91129112-7619
[email protected]
www.anapre.org.br
b