PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES V

TRINCAS E FISSURAS

As trincas e fissuras são fenômenos próprios e inevitáveis do concreto armado e que podem se manifestar em cada uma das três fases de sua vida: fase plástica, fase de endurecimento e fase de concreto endurecido.

Causas da fissuração

A fissuração ocorre sempre que a deformação à tração a que o concreto está submetido excede sua própria resistência. A capacidade de deformação à tração do concreto varia com a idade e velocidade de aplicação da deformação.

Há vários mecanismos básicos que podem originar deformações no concreto:

·      Movimentos gerados no interior do concreto – Normalmente estes efeitos só causam

tensões se o movimento do concreto é restringido. Estas restrições podem ser locais, por exemplo, armaduras, ou gerais (vínculos da estrutura), por exemplo: retração de secagem, expansão ou contração térmica, deformação plástica, etc.;

·      Expansão de materiais no interior do concreto – É o caso da corrosão das armaduras,

que se expandem, gerando tração no concreto;

·      Condições externas impostas – Acarretadas da ação de cargas ou deformações

impostas pela própria estrutura, por exemplo, recalques diferenciais.

O concreto “jovem” é particularmente propício a fissurar. Dentro da fase de transição entre concreto fresco e concreto endurecido “jovem”, é um período crítico, que começa poucas horas depois da concretagem (cerca de 2 a 16 horas), já em que neste período as resistências à tração e a deformabilidade do concreto são muito baixas.

Tipos de fissuras

Fissuração por retração plástica e por assentamento plástico

Há dois tipos de fissuração plástica: por retração plástica, a qual habitualmente ocorre em lajes e por assentamento plástico que pode ocorrer nas bordas das peças de concreto.

A fissuração por retração plástica é característica de concreto fresco, causado pela tensão capilar da água nos poros do concreto. Ocorrem nas primeiras 2 a 4 horas depois da mistura do concreto, pouco depois do desaparecimento do brilho da pasta úmida. Sua causa ocorre quando a perda d’água por evaporação supera a quantidade de água de exsudação, ativando forças capilares na água dos poros.

Ocorrem nas zonas próximas a superfícies horizontais. São paralelas entre si, distanciadas entre 0,2 a 1 metro, formando ângulos aproximados de 45˚ com as quinas.

Merece atenção especial a fissuração horizontal por assentamento plástico, que pode ocorrer quando há pouca separação entre as armaduras. Estas fissuras causam delaminação do cobrimento de concreto sobre as armaduras. Quando coincide com outros mecanismos de deterioração, como ciclo gelo / desgelo ou corrosão das armaduras, corre-se o risco de desprendimento repentino e imprevisto da maior parte do cobrimento do concreto e consequente risco de ruptura estrutural.

Fissuração por cargas diretas

São causadas por esforços produzidos por cargas aplicadas (flexão, cortante, torção, etc.).

Devem se destacar os seguintes pontos:

·      Quando a fissura ocorre mais ou menos paralelamente à direção esperada da tensão  

principal de tração, é provável que sejam fissuras pequenas (menor que 0,5 mm) devido às cargas de serviço, normalmente quando a armadura atua no limite de escoamento;

·      Enquanto nos ensaios de laboratório pode-se obter um grande número de fissuras

com pouca separação entre si, na prática isto não deve ocorrer, pois as cargas de serviço reais raramente são bastante elevadas para gerar um grande número de fissuras;

·      Quando as larguras das fissuras devido às cargas são grandes, indica quase sempre

que tenha sido incorreto o cálculo estrutural, posicionamento das armaduras ou o cálculo das cargas atuantes.

Fissuração causada por deformações impostas

São causados por deformações impostas, como variação térmica, recalques, etc. Sua característica comum é que as tensões e consequente fissuração aparecem onde a estrutura ou elementos da mesma se opõe aos movimentos impostos. Quanto maior é a coesão das estruturas, mais elevadas serão as tensões e mais largas e profundas serão as fissuras.

As diferenças térmicas são causas frequentes deste tipo de fissuração. Também podem ocorrer devido ao resfriamento rápido do concreto de grandes volumes, devido ao elevado calor de hidratação do cimento.

Estas fissuras são sempre superficiais, de poucos mm ou cm de profundidade, tipo “fissuração de mapa”. Tendem a não serem visíveis quando da redução da temperatura, sendo, no entanto, visíveis quando se umedece a superfície do concreto.

Fissuras alinhadas com as armaduras

A importância da fissuração em relação à durabilidade e capacidade de resposta durante a vida útil da estrutura depende fundamentalmente da fissura seguir ou não longitudinalmente a direção das armaduras. São especialmente importantes devido à corrosão das armaduras, aderência das armaduras e resistências frente aos esforços cortantes com o desenvolvimento da fissura longitudinal.

As fissuras causadas por esforços de tração ou flexão derivados das cargas diretas, ou por deformações impostas, costumam ser perpendiculares às armaduras principais. No entanto, a existência de armaduras transversais às principais pode fazer com que as fissuras se alinhem com estas últimas.

As fissuras plásticas podem ocasionalmente alinhar-se com as armaduras. As fissuras por assentamento plástico são normalmente na direção das armaduras.

O risco de ocorrência de fissuração ao longo das armaduras é alto, em particular para as armaduras transversais e, especialmente, nos casos que se tem um recobrimento de concreto menor nas armaduras secundárias do que nas principais, tal como nos estribos de vigas.

Causas principais de fissuração

Geometria da estrutura

Mudanças bruscas de geometria provocam assentamentos plásticos que conduzem à fissuração ou induzem contrações locais de tensões, por exemplo, lajes nervuradas e alveolares.

O número das fissuras e suas dimensões dependem do grau de coesão estrutural, tanto interna como externa. A coesão interna, por exemplo, entre partes finas em grossas de uma mesma seção, ou entre o interior e a superfície de uma seção, vem influir nas diferenças de temperaturas produzidas durante as primeiras fases de endurecimento do concreto, durante o uso e pela disposição das armaduras.

Disposição das armaduras

A armadura pode ocasionar o início da fissuração, seja por transmitir cargas concentradas no concreto, seja por originar uma influência desfavorável sobre a colocação em obra e o assentamento do concreto

Podem ocorrer em regiões com cargas concentradas em regiões de pequeno raio, nos pontos de corte das armaduras, em rebaixos, em regiões de elevada tensão de aderência, nos pontos de ancoragem de protensão, etc.

O posicionamento das armaduras é fator decisivo para assegurar uma boa compactação do concreto, tanto no seu recobrimento quanto na separação das mesmas, especialmente em zonas fortemente armadas, como nas proximidades dos pilares e fundações e nos cruzamentos de vigas, pilares e lajes.

Composição do concreto

A dosagem do concreto influi principalmente sobre as fissuras causadas por deformações plásticas e assentamento plástico, fenômenos que dependem da exsudação do concreto.

A seleção cuidadosa da granulometria dos agregados, a utilização de aditivos plastificantes reduz a ocorrência de fissuração por assentamento plástico.

Execução e cura do concreto

A qualidade de mão de obra associada ao processo de execução tem uma influência decisiva sobre a homogeneidade e uniformidade do concreto moldado em obra, assim como do correto posicionamento das armaduras. A espessura do cobrimento das armaduras, assim como a qualidade do concreto, a baixa permeabilidade, são parâmetros básicos a respeito da resistência da estrutura frente à agressividade do meio ambiente.

A fissuração que surge durante o processo de concretagem e do período inicial do endurecimento do concreto pode ser a principal causa de uma posterior aceleração dos processos de deterioração, quando estes dependem da água e outras substâncias agressivas (CO₂, ácidos, sulfatos, etc.) que penetram ao interior do concreto a partir da superfície do mesmo.

Gelo e degelo

Quando a água se congela no interior dos poros dos materiais de construção, apresenta um crescimento volumétrico de 9%. Havendo saturação dos poros do concreto, e não havendo espaço para a expansão do congelamento, podem surgir tensões que causam a fissuração do concreto.

O descongelamento do concreto pode provocar uma importante queda de temperatura superficial do concreto (salto térmico). A diferença de temperatura entre a parte interna e externa do concreto dá lugar a um estado de tensões internas capazes de produzir fissuras nas camadas superficiais do concreto.

Os agregados mais permeáveis absorvem a água e se expandem durante o congelamento e destroem a pasta de cimento endurecido. Os sintomas típicos de tais processos são os desprendimentos locais a partir das partículas de maior tamanho.

A utilização de aditivo incorporador de ar pode melhorar a resistência do concreto frente ao ciclo gelo / desgelo. Outros parâmetros importantes são a relação água / cimento e o teor de cimento.