Análise da ação da umidade no concreto: resistências e fragilidades

ARTIGO ORIGINAL 

DOURADO, Gleybson Pantoja ^[1], FERREIRA, Edson Andrade ^[2]

DOURADO, Gleybson Pantoja. Análise da ação da umidade no concreto: resistências e fragilidades. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano 04, Ed. 05, Vol. 04, pp. 27-42. Maio de 2019. ISSN: 2448-0959, Link de acesso: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/analise-da-acao

RESUMO

O presente artigo aborda a temática dos materiais de construção e geotécnica refletindo sobre a ação da umidade no concreto e os danos na construção civil ressaltando os aspectos de resistência e fragilidades ocasionadas pelas patologias provenientes da umidade nas edificações. Considerando que o concreto é o material mais utilizado na construção civil e por isso o que mais sofre ação degradante. A presente pesquisa tem como objetivo analisar a ação da umidade no concreto mostrando a resistência e fragilidade das edificações. A metodologia parte inicialmente de uma revisão de literatura de caráter descritivo, fazendo uso do método exploratório onde a análise dos resultados ocorre através da análise de conteúdo. Sendo assim, a pesquisa mostra que a umidade é fator determinante para a resistência e fragilidade do concreto que pode sofrer com o processo de fissuras, manchas, eflorescência, corrosão da armadura, mofo e bolor e a deterioração da estrutura de concreto são consideradas as principais patologias da construção de origem da umidade.

Palavras-chave: Construção Civil, Umidade, Concreto, Patologias.

INTRODUÇÃO

O concreto é o material de construção mais utilizado na indústria da construção civil sendo proveniente da mistura de brita, cimento, areia e água. É um material formado em proporção adequada de aglomerantes, agregados e água sendo utilizado em pavimentações e edificações, obras de infraestruturas como pontes, viadutos e tuneis.

Dessa forma, apresenta-se também como o material que mais sofre danos com a ação da umidade tendo no decorrer do tempo suas propriedades modificadas em função de fatores climáticos e má conservação.

Partindo desse princípio a presente pesquisa tem como objetivo analisar a ação da umidade no concreto mostrando a resistência e fragilidade das edificações. Para responder ao objetivo geral a pesquisa desenvolveu os seguintes objetivos específicos que visa fazer uma abordagem histórica e evolutiva da construção civil no Brasil e no mundo; analisar a importância do concreto na construção civil; refletir sobre a relação do concreto com a umidade nas construções civis; identificar as principais patologias e danos causados pela umidade na construção civil.

Para responder aos objetivos a pesquisa realiza uma revisão de literatura refletindo sobre a composição do concreto e as ações que o mesmo sofre em função da umidade. A abordagem teoria fundamenta os principais conceitos de concreto, umidade, e construção civil voltadas para as patologias que afetam as edificações e obras que devido a exposição constante de umidade ocorre a proliferação de mofo, bolores, fissuras, eflorescência, manchas, corrosão da armadura e a deterioração da estrutura de concreto.

A metodologia parte inicialmente de uma revisão de literatura de caráter descritivo, fazendo uso do método exploratório onde a análise dos resultados ocorre através da análise de conteúdo. Com intuito de oferecer ao universo acadêmico um material que possa servir de orientação para futuros estudos sobre as temáticas que abordam a construção civil.

1. CARACTERIZAÇÃO DO OBJETO DE ESTUDO

A pesquisa parte de uma revisão de literatura abordando a umidade no concreto visando refletir sobre a resistência e fragilidade das obras. Nesse sentido, o objeto de estudo volta-se para o concreto e a umidade. O concreto consiste em um material resistente composto de cimento, areia, brita e água. Quanto que a umidade é quantidade de vapor de água presente na atmosfera, ou seja, quantidade de vapor de água presente em determinado ambiente (VILASBOAS, 2004).

Com relação as construções civis, a umidade passa a ser um agravante nos ambiente das edificações pois sua presença pode causar mofo, bolor e intensificar as rachaduras (ANDRADE, 2016). Ver figura 1.

Figura 1: Umidade no concreto

 

Cabe ressaltar que os problemas de umidade na construção civil é oriunda do processo construtivo que pode ocorrer em qualquer etapa desse processo construtivo, por isso é importante observar a qualidade do material e sua composição correta quanto a quantidade de cada elemento que compõe o concreto (cimento, areia, brita e água) prevenindo assim, danos nas edificações como as patologias relacionadas a umidade no concreto (SILVA; CABRAL, 2011).

2. DESENVOLVIMENTO

2.1. PREMISSAS

O presente trabalho tem por finalidade analisar a ação da umidade no concreto mostrando a resistência e fragilidade das edificações. Partindo desse princípio, a pesquisa busca estabelecer alguns conceitos que possam nortear a pesquisa como a definição de concreto, umidade, construção civil e patologias. Dessa forma, define-se concreto como material composto de areia, cimento, água e brita. A umidade como a quantidade de vapor de água em determinado ambiente. E a construção civil como ramo da engenharia civil voltado para pavimentação e edificações, bem como obras de infraestruturas como pontes, viadutos e tuneis.

Sendo assim, a construção civil apresenta-se como parte integrante da indústria da construção como um dos setores que contribui positivamente para a geração de emprego e manutenção da economia. Entretanto, como todo sistema produto se o setor não for fiscalizado poderá apresentar problemas que podem colocar em risco a saúde física da sociedade.

2.2. CONTEXTUALIZAÇÃO HISTÓRICA DA CONSTRUÇÃO CIVIL NO BRASIL

O homem em seu processo evolutivo sempre buscou por abrigo e proteção. Essa busca levou o homem a desenvolver técnicas de moradias e abrigo que garantisse sua segurança e sobrevivência. Nesse sentido, a história da construção civil remota a própria história da humanidade, que desenvolveu meios de se abrigar e moradias cada vez mais cômodas e seguras em consonância com o meio socioambiental (GALHARDO GUTIERREZ, 2014).

Dessa forma, a história da construção civil pode ser analisada desde o período Paleolítico, Neolítico e Antiguidade, onde as moradias tinham como principal características as habitações circulares. A construção civil tem ainda seu período marcado pelo contexto cultural das Antigas Civilizações, Europa Ocidental e Oriental. Com o advento da sociedade industrial, as construções ganham caráter mais moderno, sem perder os traços das civilizações anteriores (NÁPOLES NETO, 1998). Ver Figura 2.

Figura 2: Habitações no contexto histórico

 

De acordo com Moura; Junior (2013) a construção civil se desenvolveu conforme a evolução da sociedade, substituindo uns elementos e preservando outros, para cada época a construção civil fazia uso dos recursos disponíveis, bem como considerando as condições geológicas dos terrenos que permitia a construção em cada lugar.

É importante mencionar que cada construção tinha um significado e simbologia para a polis transmitindo poder, realeza, divindade, bem como o sentimento de afetividade e status, a exemplo pode-se citar as construções das civilizações sul-americanas (Incas, Astecas, Maias) que tinham o aspecto divino, as consideradas como patrimônio cultural da humanidade como a Grande Pirâmide de Khufu (Egito), o Partenon (Grécia); o Coliseu de Roma (Itália); o Templo de Luohan Yuan (China), e o Taj Mahal (Índia), e as modernas de aspectos metafísicos e monumentais como Tour Montparnasse, Sacré-Coeur, Edifício Chrysler, Centro Rockfeller, Torre Eiffel e Empire States (BALLANTYNE, 2012).

No que tange a construção civil no Brasil o recorte histórico ressalta as construções do período colonial com uso de técnicas locais predominando o uso das taipas e pilão classificando as construções em três grupos: a) construções portuárias e engenhos relacionados a atividade canavieira; b) construções de cunho administrativos e militares como os fortes, cadeias, quartéis, e edifícios públicos; c) construções civis como igrejas, moinhos, armazéns, e casa de moradias e comércio (VARGAS, 1998).

Todavia, a construção civil brasileira também considera o avanço das tecnologias e se incorporou ao contexto das técnicas de construção moderna e é atualmente um dos setores que mais contribui para economia do país, nos últimos 10 (dez) o setor passou a ter participação significativa no Produto Interno Bruto (PIB), o que desencadeou no setor a corrida para superar os desafios de tornar a construção civil um ambiente de negócios favoráveis a produtividade, a competitividade empresarial que requer qualificação profissional, e adequação as inovações e tecnologia voltadas ao setor (MOURA; JUNIOR, 2013).

2.3 CONCRETO

Segundo Teixeira et al.; (2015) o concreto é o material solido e rígido mais utilizado na construção civil, esse produto é resultante da mistura de materiais aglomerantes e água. A base do concreto é o Cimento Portland criado pelo químico britânico Joseph Aspdin em 1824. Conforme Galhardo Gutierrez (2014) o uso do cimento para produção de concreto é considerado a maior e mais impactante invenção da construção civil.

Aspdin descobriu que ao queimar pedras calcárias e argila transformando-as em um pó fino e a colocarmos em contato com água, temos uma mistura que após seca apresenta um elevado grau de dureza. Esse pó fino possui um alto poder aglomerante, e tem a capacidade de endurecer e conservar a estrutura. Além disso, na forma de concreto, pode ganhar formas e volumes de acordo com a necessidade de cada construção (GALHARDO GUTIERREZ, 2014, p. 12).

Corroborando Rocha (2018) frisa no período da Idade Média e Renascimento já se registrava o uso de misturas de aglomerantes semelhantes ao concreto, mas que viesse a se comparar com o poder de resistência e modelagem do cimento Portland. Ver figura 3.

Figura 3: Fluxo de produção do cimento

Conforme Moura; Junior (2013) concreto é um material aglomerante de moldagens mais complexas utilizadas em estruturas de concreto armado, sapatas, fundações, pré-moldados e blocos de concreto simples, sendo o material mais predominante na obra estando mais sujeito as degradações principalmente da umidade.

Quanto a sua composição, Carneiro (2018) estabelece a seguinte medida para o traço é dado em massa, onde o volume de cada material tem como base o saco de cimento (50 kg/sc). Os valores acima são expressos em unidade de massa (kg, g,) conforme a fórmula:

=> 1 : 4 : 6 : 0,6

 

Logo, o traço em massa seria nessas proporções: 1 x 50 kg/sc = 50kg de cimento, 4 x 50 = 200 kg de areia, 6 x 50 = 300 kg de brita, e 0,6 x 50 = 30 kg de água => que correspondem a 30 litros de água. O processo de preparação desse traço de concreto misturado em uma betoneira fica então estabelecido assim: 1 saco de cimento (50kg), 133,5 litros de areia, 214,28 litros de brita, e 30 litros de água (CARNEIRO, 2018).

Nesse sentido, Vilasboas (2004) aponta que se as proporções forem incompatíveis poderão causar deterioração do concreto em escala física e química. Onde a primeira ocorre em duas categorias, e a segunda em três categorias:

Desgaste superficial (perda de massa) devido à abrasão, erosão e cavitação; e fissuração devido a gradientes normais de temperatura e umidade, pressões de cristalização de sais nos poros, carregamento estrutural e exposição a extremos de temperatura tais como congelamento ou fogo. Do mesmo modo, as causas químicas da degradação são agrupadas em três categorias: a) hidrólise dos componentes da pasta do cimento por água pura; b) trocas iônicas entre fluidos agressivos e a pasta do cimento; e c) reações causadoras de produtos expansíveis, tais como: na expansão por sulfatos, reação álcali-agregado e corrosão da armadura do concreto (VILASBOA, 2004, p. 24).

Conforme o autor essas degradações podem ser mensuradas conforme a figura 4 (processo de degradação do concreto por agentes físicos) e figura 5 (processo de degradação do concreto por agentes químicos).

Figura 4: Processo de degradação do concreto por agentes físicos

Figura 5: Processo de degradação do concreto por agentes físicos

Diante do exposto percebe-se que o concreto é o material da mais fundamental e uma construção e o processo evolutivo e tecnológico da construção civil acelera o processo de execução das obras por meio de materiais mais leves, com componentes estruturais mais acessíveis que se não tiver fiscalização das normas regulamentadoras pode contribuir na qualidade das edificações ocasionando e intensificando algumas patologias que se agravam com a umidade no ambiente das construções civis (ROCHA, 2018).

2.4 UMIDADE NA CONSTRUÇÃO CIVIL

Para compreendermos a origem e ação da umidade nas edificações é fundamental considerar a ação dos agentes climáticos e de meteorização (temperatura, umidade, chuva) que atuam diretamente na construção civil nos ambientes internos e externos. A intensidade dessas ações pode vir a determinar danos no concreto que originam patologias nas edificações (VILASBOAS, 2004).

Dessa forma, De Souza (2008) menciona que a ação do vento intensifica as condições climáticas do frio, calor e baixa umidade elementos fundamentais para a criação de patologias ao concreto. Nessa perspectiva, Vilasboas (2004) alerta para o fator de elevação dos teores de cloretos na água utilizada na mistura do concreto mencionando que:

As águas com teores elevados de cloretos tendem a causar uma umidade persistente e eflorescências na superfície do concreto. As águas naturais, ligeiramente ácidas, não são prejudiciais, mas as que contêm ácidos húmicos ou outros ácidos orgânicos podem afetar de modo desfavorável o endurecimento do concreto; essas águas, bem como as fortemente alcalinas, devem ser ensaiadas previamente (VILASBOAS, 2004, 84).

Conforme Bastos; Couto (2009) a umidade constitui juntamente com a cristalização de sais os elementos que causam efeitos mais destrutivos na degradação do concreto. Esses feitos ganham maiores proporções quando atrelados a ação do vento causando diversos danos às construções civis. Nesse sentido, Coutinho (1974) afirma que:

A umidade influi também sobre o cimento, originando o agrupamento de grãos. Quando o cimento já contém grumos, a sua utilização só deve ser autorizada quando estes se desfazem com os dedos, ou desde que os grumos mais duros retirem-se por peneiramento. Em caso de dúvidas far-se-ão determinações da resistência mecânica e da perda ao fogo (COUTINHO, 1974, p. 456).

De acordo com Da Paz et al.; (2016) a presença de água e umidade na construção civil causam defeitos de proporções graves que apresentam soluções difíceis, bem como prejuízo na funcionalidade da edificação, desconforto, danos de caráter financeiro, perda de bens e equipamentos e danos a saúde dos moradores.

Diante desse contexto é importante destacar que a umidade não causa apenas as patologias nas edificações, mas é o elemento essencial para a perda de rebocos, pinturas, causa acidentes estruturas, e possibilita o aparecimento de mofo, bolor, eflorescência e ferrugem (VERÇOZA, 1991).

Destarte De Souza (2008) elucida a origem da umidade nas construções destacando os locais onde podem ser encontradas conforme tabela abaixo.

Tabela: 1 – Origem da Umidade nas construções

Origem	Presença
Umidade proveniente da execução da construção	Confecção do concreto; confecção de argamassas; execução de pinturas.
Umidade oriunda das chuvas.	Cobertura (telhados); paredes; lajes de terraços.
Umidade trazida por capilaridade (umidade ascensional).	Terra, através do lençol freático.
Umidade resultante de vazamento de redes de água e esgotos.	Paredes; telhados; pisos; terraços.
Umidade de condensação.	Paredes, forros e pisos; peças com pouca ventilação; banheiros, cozinha e garagens.

Fonte: De Souza (2008)

Partindo desse princípio pode-se mencionar as principais características da umidade nas construções civis como mofo e apodrecimento, oxidação, goteiras e manchas, eflorescência, criptoflorescência, gelividade, deterioração, capilaridade, e percolação (DA PAZ et al.; 2016).

2. UMIDADE E CONCRETO: RESISTÊNCIA E FRAGILIDADE

De acordo Da Paz et al.; (2016) a umidade pode promover divers patologias no concreto que podem se manifestar nos pisos, paredes, forros, lajes, fachadas e nos elementos do concreto armado ou pré-moldados. Essas patologias podem interferir na resistência do concreto deixando suas propriedades mais fragilizadas.

Conforme De Souza (2008, p. 3) problemas em edificações provenientes de umidade provocam “um grande desconforto e degradam a construção rapidamente, sendo as soluções caras”.

Corroborando Da Paz et al.; (2016) frisa que a presença de água e a constante da umidade nas construções favorecem a degradação do material diminuindo a resistência do concreto, oxida a parte metálicas, causam descamação dos revestimentos, destrói as peças de madeira, e diminui a vida útil dos agregados possibilidade fissuras, vazamentos, infiltrações, proliferação de fungos, mofos e micro flora. Ver figura 6.

Figura 6: Infiltração de água e presença de umidade nas construções

Conforme Vilasboas (2004, p. 18) a resistência e durabilidade do concreto depende das condições ambientais da obra e do parâmetro (água-cimento) a ser escolhido para compor a estrutura da edificação, ou seja, a durabilidade refere as condições de exposição, e a resistência do carregamento previsto.Fonte: Da Paz et al.; (2016)

Para Silva (1995) o concreto pode apresentar boa resistência à compressão, mas por outro lado apresenta baixa resistência à tração. Essa relação de alta e baixa resistência cria um comportamento de fragilidade ao concreto que pode causar danos e pequenas deformações nas edificações quando existe presença permanente de umidade.

Sendo assim, se o processo de mistura do concreto obedecer ao padrão correto de composição nas quantidades estabelecida para o traço a resistência será alta e corresponderá à todos os critérios de durabilidade e conservação das edificações (CARNEIRO, 2018).

Com relação as fragilidades e restrições do concreto em relação umidade pode-se mencionar Baixa resistência à tração, fragilidade a presença constante de água, fissuração, e corrosão das armaduras (PINHEIRO, et al.; 2004).

Dessa forma, para combater a fragilidade do concreto e aumentar a resistência das edificações, as medidas devem ser tomadas ainda na elaboração do projeto, e durante sua execução deve-se observar os atenuantes climatológicas e o grau de umidade no ambiente da obra, bem como fazer a correção do concreto conforme as proporções de soluções endurecedoras de superfícies diminuindo a deterioração e reduzindo o desgaste do concreto (DE SOUZA, 2008).

3. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS

A metodologia do presente artigo contempla a realização de uma pesquisa bibliográfica com o intuito de analisar a ação da umidade no concreto mostrando a resistência e fragilidade das edificações. De acordo com Gil (2008) a pesquisa bibliográfica constitui publicações em forma de artigos, livros, revistas, teses, dissertações entre outros.

Segundo Amaral (2007) a revisão de literatura é importante para todo trabalho acadêmico, pois são os aportes teóricos que vão embasar e dar credibilidade à pesquisa, tornando-a um trabalho científico.

O presente trabalho apresenta caráter da pesquisa descritiva que, segundo Gil (2008), descreve e registra a maneira que um fenômeno ocorre, interpretando e avaliando os determinados fatores e resultados já existentes desses fenômenos.

O levantamento bibliográfico foi realizado através de diversos artigos e livros na plataforma virtual. A amostra é oriunda de textos publicados no período de 1995 a 2018. Dessa forma, a composição literária perpassa um apanhado de 30 textos. Inicialmente os textos foram lidos e selecionados para compor o trabalho e responder ao objeto da pesquisa.

Após a análise de todo o material bibliográfico, foi realizada uma seleção através da leitura exploratória do material considerando assim, os de interesse à pesquisa. Em seguida, foi efetuada a classificação dos textos determinado e delimitando um acervo de 20 artigos, entre os anos 1995 a 2018, que abordam os principais conceitos de concreto, umidade, construção civil e patologias.

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

4.1 ANÁLISES DA AÇÃO DA UMIDADE NO CONCRETO: RESISTÊNCIA E FRAGILIDADE

O estudo foi realizado a partir da pesquisa bibliográfica e exploratória por meio da revisão de literatura e análise de conteúdo apresentando os seguintes resultados mensurados de forma descritiva mediante as ilustradas das figuras que mostram os principais danos da umidade no concreto, bem como a resistência e fragilidade das edificações.

Para responder ao objetivo de analisar a ação da umidade no concreto mostrando a resistência e fragilidade das edificações, a pesquisa buscou em autores como Vilasboas (2004), Andrade (2016) Silva; Cabral (2011), Galhardo Gutierrez (2014), Moura; Junior (2013), entre outros embasamentos para assim apresenta os principais danos da umidade no concreto, bem como sua resistência e fragilidade como fissuras, manchas, eflorescência, corrosão da armadura, mofo e bolor e a deterioração da estrutura de concreto. Ver figura 7.

Figura 7: Principais danos causados pela umidade nas construções

Dentre os danos apresentados percebe-se que essas patologias diminuem a resistência do concreto e seus componentes possibilitando o aumento da fragilidade das edificações que devido aos aspectos climáticos se intensificam quando em uma determinada obra ocorre o uso de material de baixa qualidade que favorecem o aparecimento de umidade, principalmente em fachadas e coberturas.

Nesse sentido, torna-se primordial a opção por materiais com menor teor de porosidade, contratação de profissionais qualificados que possam fiscalizar a obra durante todas as etapas (projeto e execução) e considerar o terreno e ambiente onde será implantado o projeto para melhor aproveita os aspectos de ventilação, iluminação e insolação adequada aos ambientes. Garantir que os sistemas de calhas e telhados estejam devidamente instalados evitando vazamentos ou a umidade indesejada.

CONCLUSÃO

A pesquisa evidencia que a construção civil é um dos ramos mais importante da indústria da construção contribui positivamente na economia por meio da geração de emprego e renda, como receita de grande significância para o PIB brasileiro. Quanto a relação da umidade e concreto pode-se mencionar que o concreto é o material mais requisitado na construção civil sem a base para toda a obra, por esse motivo sua mistura e composição deve ser rigidamente executada para evitar futuros danos relativo a umidade que se propaga com a temperatura (calor e frio) se intensificando com a ação dos ventos.

Sendo assim, a pesquisa mostra que a umidade é fator determinante para a resistência e fragilidade do concreto que pode sofrer com o processo de fissuras, manchas, eflorescência, corrosão da armadura, mofo e bolor e a deterioração da estrutura de concreto são consideradas as principais patologias da construção de origem da umidade.

REFERÊNCIAS

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^[1] Estudante de Engenharia Civil, Centro Universitário do Norte – Uninorte.

^[2] Mestre em engenharia civil.

Enviado: Março, 2019

Aprovado: Maio, 2019