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Desempenho em serviDesempenho em servi ççoo
Prof. Maristela Gomes da SilvaDepartamento de Engenharia Civil
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Bibliografia referência para esta aula
� ISAIA, G. C. (editor) Materiais de Construção Civil e Princípios de ciência e Engenharia de Materiais. IBRACON. Vol. 1, capítulo 2 e 3.
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Solicitações e desempenho
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recalque
radiação solar chuva dirigida
vento poluição
1
2
3
Avaliação de desempenho
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recalque
radiação solar
vento
2
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recalque
radiação solar chuva dirigida
vento poluição
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Avaliação de desempenho
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recalque
chuva dirigida
poluição
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recalque
radiação solar chuva dirigida
vento poluição
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Avaliação de desempenho
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recalque
radiação solar chuva dirigida
vento poluição
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Avaliação de desempenho
� Problema: � Inexistem normas
� Risco de falha
� Análise de desempenho:adequação ao uso
� Independente do produto
especificações por desempenho
necessidades dos usuários
requisitos de desempenho
critérios de desempenho
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Seleção de materiais e custo de manutenção
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Requisitos de desempenho e necessidades dos usuários
� Segurança� estrutural
� ao fogo
� no uso
� Estanqueidade
� Qualidade do ar interno
� Higiene
� Adaptação ao uso
� Conforto � acústico
� tátil
� antropodinâmico
� higrotérmico
� visual
� Economia
� Durabilidade e vida útil
� Construtibilidade
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Outras exigências dos usuários
� Adaptabilidade� crescimento econômico
� novas tecnologias� computação,…
� mudanças nos ocupantes
� envelhecimento
� filhos
� crescimento da empresa
� ...
� Sustentabilidade� uso racional de água
� uso racional de energia
� < materiais não renováveis
� Facilidade de manutenção (uso e operação)
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Requisitos de desempenho: sustentabilidade
desempenho consumo de energia
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Seleção de materiais e desempenho na conservação de energia
Paredes exteriores:
35% das perdas
de energia da edificação
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DurabilidadeMateriais interagem com o meio ambiente
usuários
produtos do uso
água
radiação solar
variação térmicaesforços cíclicos
animais emicro-organismos agentes agressivosagentes agressivos
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Materiais & Durabilidade� Cada material ésensível a diferentes mecanismos de deterioração
� Projeto:
� medidas de proteção
� selecionar material mais adequado àaplicação
� Fatores de deterioração
� Ambientais� sol, chuva, radiação, agentes químicos
� Carga� cargas cíclicas, cargas permanentes, cargas acidentais
� Biológicos� roedores, microrganismos
� Produtos do uso (material de limpeza)
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Exemplos
Mecanismo dedeterioração
Medida de projeto/proteção
polímeros fototérmico
soltemperaturas elevadas
aço corrosão umidadecloretos
concreto cobrimentoresistência mecânica
madeira ataque poração de fungos
Material
redução de umidade
carbonatação e ataque de cloretos
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Ataques químicos em uma estrutura de concreto aparente
pasta
argamassa
concreto
CO2
O2
sulfatoscloretosH2Ochuva ácida
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Patologias em estruturas de concreto aparente
Deterioração química
7%
fissuras21%
manchas superficiais22%
corrosão das armaduras20%
ninhos de concretagem20%
flechas excessivas10%
(HELENE, 1992)
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Manchas superficiais
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Corrosão de armaduras
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Corrosão das armaduras
Projeto, cobrimento e qualidade de concreto
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Obras especiais(estação de tratamento de água)
Corrosão de armaduras
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Corrosão de armaduras
Obras especiaisObras especiais(obras marinhas)(obras marinhas)
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Ninhos de concretagemNinhos de concretagem
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Ninhos de concretagem
cuidados em elementos com concentração de armadura
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Deterioração química
Dissolução, lixiviação e carbonatação
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Corrosão das armaduras
Cobrimento e qualidade de concreto
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Concreto revestido
Durabilidade?
PinturaPintura
CerâmicaCerâmica
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Eflorescências
Lixiviação e cristalização de sais em cerâmica
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Eflorescências
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Entendimento do mecanismo: eflorescências
Transporte e evaporação de água com sais solúveis d o interior do material até a superfície ou sua concent ração em um ponto no seu interior (criptoflorescência)
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Principais mecanismos de deterioração do concreto armado
Carbonatação
Ataque microbiológico, retenção de fuligem e de sais
Dissolução e lixiviação
Retração
Ataques de ácidos e bases fortes
Fenômenos eletroquímicos (corrosão)
Ataque sulfático
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Principais mecanismos de deterioração do concreto armado
Carbonatação
Ataque microbiológico, retenção de fuligem e de sais
Dissolução e lixiviação
Retração
Ataques de ácidos e bases fortes
Fenômenos eletroquímicos (corrosão)
Ataque sulfático
Ações químicas !
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Mecanismos de deterioração do concreto armado
Carbonatação
Ataque microbiológico, retenção de fuligem e de sais
Dissolução e lixiviação
Retração
Ataques de ácidos e bases fortes
Fenômenos eletroquímicos (corrosão)
Ataque sulfático
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Mecanismos de deterioração do concreto armado
Carbonatação
Ataque microbiológico, retenção de fuligem e de sais
Dissolução e lixiviação
Retração
Ataques de ácidos e bases fortes
Fenômenos eletroquímicos (corrosão)
Ataque sulfático
Ações químicas !
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Avaliação de desempenho
� Análise de projeto� analogias
� modelos matemáticos� conforto térmico
� durabilidade do concreto
� segurança estrutural
� baixo custo
� Ensaios de desempenho� simulação de situações de uso
� custo elevado
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Ensaios de laboratório
Corpos-de-prova
Compressão diametral
Tração por compressão diametral
Slump test
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Ensaios de laboratório
Módulo de deformação
Resistência à flexão
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Ensaios de laboratórioRetração por secagem
Absorção por capilaridade
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Carbonatação
Ensaios de laboratório
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Blocos em tanques com sistema de simulação do efeito de marés(condição de serviço)
Ensaios de laboratório
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Difusão de cloretos
Ensaios de laboratório
Ataque de sulfatos
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Corrosão das armaduras Resistividade elétrica
Corrosão das armadurasPotencial elétrico
Ensaios de laboratório
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Corrosão das armadurasPerda de massa
Ensaios de laboratório
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Lixiviação e solubilização
Ensaios de laboratório
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Ensaios de laboratório
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Blocos após desmoldagem Blocos em ambiente marinho
Ensaios de campo
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Impacto no meio ambiente
Ensaios de campo
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Ensaios de desempenho
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Ensaios de desempenho
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Ensaios de desempenho
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Leitura� ISAIA, G. C. (editor) Materiais de Construção Civil e Princípios de ciência e Engenharia de Materiais. IBRACON. Vol. 1, capítulo 2 e 3.
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Entregar no início da aula (05/05) resumo(máximo 06 páginas).ISAIA, G. C. (editor) Materiais de Construção Civil e Princípios de ciência e Engenharia de Materiais. IBRACON. Vol. 1, capítulos capítulo 2 e 3.
Exercício 10
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Exercício 11 (início na aula de 05/05, 2 alunos, texto e apresentação oral de 10 minutos em 12/05, 14:00-18:00)
Levante mecanismos de deterioração e requisitos de desempenho em serviço a serem observados
por ocasião da especificação e da seleção de materiais nos sistemas externos (não importa o material!!!) de um edifício residencial de Vitória (proximidade ao mar, Tambiente = 35oC, UR=85%, ventos,
proximidade a indústrias). . Justifique.
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Sistemas do Exercício 11
� Sistemas de vedações verticais
� Sistemas de vedações horizontais (forros e coberturas)
� Sistemas de revestimentos e acabamentos
� Sistemas estruturais
� Sistemas de pintura e proteção
� Sistemas de impermeabilização
� Sistemas de isolamento térmico e acústico
� Sistemas de instalações prediais
� ...
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� 14. cerâmica vermelha� 15. cerâmica para acabamentos e aparelhos (ex.
louças)� 16. materiais para alvenaria estrutural� 17. materiais refratários e abrasivos� 18. vidro� 19. madeira para acabamentos� 20. madeira como material estrutural� 21. plásticos� 22. tintas, hidrofugantes e vernizes� 23. sistemas de impermeabilização e isolamento
térmicos� 24. borrachas, mastiques e selantes� 25. materiais betuminosos� 26. compósitos de matriz polimérica� 27. fibrocimento� 28. resíduos, fibras naturais e materiais
alternativos
� 1. metais não estruturais (alumínio, cobre, entre outros)
� 2. aço para concreto armado e alvenaria estrutural
� 3. aço para estruturas metálicas� 4. solo como material de construção (ex.
terra crua, solo-cimento, solo-cal)� 5. rocha para revestimento (mármore e granito)
� 6. agregados para concretos e argamassas� 7. cimento Portland� 8. cimentos especiais com base mineral� 9. cal� 10. gesso� 11. argamassas� 12. concreto de cimento Portland� 13. produtos a base de cimento
Materiais do Exercício 11
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Sistemas do Exercício 12
� Sistemas de vedações verticais
� Sistemas de vedações horizontais (forros e coberturas)
� Sistemas de revestimentos e acabamentos
� Sistemas estruturais
� Sistemas de pintura e proteção
� Sistemas de impermeabilização
� Sistemas de isolamento térmico e acústico
� Sistemas de instalações prediais
� ...
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Leitura (aula 19/05)
� forças interatômicas� ligações� estrutura dos sólidos (molecular, cristalina e
vítrea� defeitos
Capítulos 2, 3 e 4 (est. cristalina) (CALLISTER,2008)Capítulo 6 (estrutura atômica e molecular dos materiais (ISAIA,
2007)