A nova NBR 6118 e a durabilidade das estruturas

Assunto

Neste artigo os professores Sílvia Santos, André Sagave e Luiz Duarte discorrem sobre as principais modificações contidas na recente publicação da Norma NBR 6118:2003 no que se refere a questão da Durabilidade das estruturas. O novo texto da norma introduziu novos conceitos ao projeto das estruturas quando comparado ao texto da NBR 6118:1978 como, por exemplo, o conceito de Classe de Agressividade do Ambiente (CAA), que interfere no valor  da Classe do concreto e do cobrimento das armaduras. As discussões apresentadas no artigo pretendem auxiliar os profissionais na interpretação do novo texto, neste período de transição até sua entrada em vigor, em março de 2004.

Artigo

Com a entrada em vigor da nova NBR 6118:2003, o cálculo, o dimensionamento e a construção de estruturas de concreto no Brasil passam a ser encarados sob um outro prisma. Novos conceitos de exigências de dimensionamento e qualidade provocarão importantes transformações na indústria da construção.

Com a definição de vida útil e durabilidade das estruturas já estabelecidas na fase do projeto, a especificação de concretos com características de resistência e de durabilidade superiores às normalmente praticadas no País, implicarão em mão-de-obra melhor qualificada, projetos racionalizados e compatibilizados, além de processos executivos claros e bem controlados.

O enfoque do novo texto demonstra a necessidade de maior critério do projetista de estruturas na especificação dos itens relacionados às questões de durabilidade, como drenagem, formas arquitetônicas, qualidade do concreto de cobrimento, detalhamento das armaduras, controle da fissuração e deslocamentos, medidas especiais e inspeção e manutenção preventiva. Isso não apenas busca a durabilidade dos elementos estruturais, mas também contribui para a durabilidade global dos demais elementos do sistema construtivo, como alvenaria e revestimento, por exemplo.

Principais mudanças relacionadas à durabilidade

A nova NBR-6118:2003 traz procedimentos que contribuirão com a garantia da qualidade das estruturas de concreto, sobretudo no que diz respeito à sua durabilidade. A introdução de classes de agressividade do ambiente é uma das inovações apresentadas no novo texto. Esta classificação está relacionada às ações físicas e químicas que atuam sobre as estruturas de concreto, independente das ações mecânicas, das variações volumétricas de origem térmica, da retração hidráulica e outras previstas no dimensionamento das estruturas de concreto. A tabela 1 apresenta uma forma simplificada de avaliar a agressividade em função das condições de exposição da estrutura ou de suas partes.

A definição desta classe de agressividade ambiental (CAA) é fundamental na concepção do projeto estrutural, pois influenciará nos valores mínimos de resistências características que devem ser respeitados, no valor mínimo do cobrimento de armadura e na máxima abertura de fissura permitida.

Observa-se que a norma define as classes através do tipo de ambiente em que será construída a edificação (ver tabela 1). Por exemplo, áreas urbanas são consideradas CAA II, o que corresponde a uma agressividade moderada e pequeno risco de deterioração.

Entretanto, para praticamente todas as CAA (exceto CAA IV – respingos de maré) a norma permite que se admita uma classe de agressividade um nível mais brando quando se tratar de ambientes internos secos revestidos com argamassa. No caso de ambientes urbanos e industriais, uma redução em um nível na CAA também pode ser justificada se a região apresentar clima seco.

Nas especificações para o dimensionamento dos elementos estruturais, cabe destacar os requisitos relativos à relação água/cimento e resistência característica mínima (fck). A nova norma estabelece critérios de qualidade mínimos para o fck e a relação água/cimento, A/C, do concreto utilizado em obra, levando-se em conta as condições de exposição dos elementos da estrutura de concreto às intempéries. Isto é uma novidade em relação à antiga NBR-6118:1978. A tabela 2 apresenta as relações A/C máximas admissíveis e o fck mínimo exigido (classe do concreto) para o concreto em função da agressividade do ambiente e do tipo de armadura (armadura passiva – CA e armadura ativa – CP)

Ao associar a durabilidade das estruturas ao material concreto, a nova norma também prevê o uso de cimentos especiais, capazes de resistir por mais tempo ao ataque do meio ambiente. Para Rigo da Silva et al. (1999), a adoção de um fator água/cimento (A/C) máximo, como um número fechado, pode não refletir uma verdade absoluta, dada à diversidade de casos em que fenômenos ligados à deterioração do concreto armado não se explicam ou não se justificam apenas com a adoção desse parâmetro. Diante disso, a NBR-6118:2003 abre a possibilidade da flexibilização desses fatores A/C limites, mediante comprovação experimental. Isto permitirá ao meio técnico nacional uma maior motivação para a pesquisa na área de durabilidade das construções, envolvendo diversos seguimentos da Engenharia Civil e dos materiais, o que contribuirá para o desenvolvimento tecnológico da Engenharia no Brasil (VIEIRA et.al., 1996).

Valores diferentes dos apresentados na tabela 2 poderão ser adotados mediante ensaios comprobatórios do desempenho da durabilidade da estrutura, frente ao tipo e nível de agressividade prevista em projeto.

Também cabe destacar que, em função da classe de agressividade, a norma fixa um valor mínimo de fck a ser adotado tanto para concreto armado, como para concreto protendido. Quando se trata de concreto armado, o caso menos agressivo (classe de agressividade I), exige o valor mínimo de 20MPa podendo chegar ao mínimo de 40MPa, para agressividade IV. Para concreto protendido, este limites passam a ser 25 e 40 MPa respectivamente. A classe C15 pode ser usada apenas em fundações, conforme NBR 6122, e em obras provisórias.

Outra medida ligada à durabilidade diz respeito ao cobrimento das armaduras, definido também em função das condições de exposição da estrutura. Ao indicar cobrimentos mínimos maiores do que os previstos na versão anterior da norma (NBR 6118:1978), a NBR-6118:2003 pressupõe que deve ser oferecida às armaduras uma proteção complementar, desde que sejam garantidas também a qualidade da concretagem, a distribuição equilibrada da armadura na estrutura e a execução desse cobrimento (RIGO DA SILVA et. al, 2001). A tabela 3 apresenta as exigências com relação ao cobrimento nominal (cobrimento mínimo + tolerância de execução) em função da classe de agressividade ambiental.

Para interpretação da tabela 3 e escolha dos valores mínimos de cobrimento exige-se, além de uma definição criteriosa da CAA, a análise correta de todas as alternativas existentes.

O primeiro detalhe ao qual deve-se estar atento refere-se ao fato de que na tabela 3 estão relacionados os cobrimentos nominais, já acrescidos de uma tolerância de execução (Dc). Segundo a NBR 6118:2003, nas obras correntes o valor de Dc deve ser maior ou igual a 10mm. Porém, permite-se reduzir a tolerância de execução para Dc=5mm quando houver um adequado controle de qualidade, rígidos limites de tolerância durante a execução e estiver explícito, nos desenhos do projeto, esta exigência de controle rigoroso. Assim, nestes casos permite-se a redução em 5mm dos cobrimentos da tabela 3.

Outra consideração importante é que esta nova norma permite a adoção de valores de cobrimento menores (15mm) para faces superiores de lajes e vigas quando estas estiverem revestidas com contrapiso e revestimentos secos.

Especificado o valor do cobrimento nominal a ser respeitado no projeto, deve-se garantir que a dimensão máxima do agregado graúdo utilizado no concreto não supere em 20% a espessura nominal do cobrimento e ainda, em nenhuma situação, o cobrimento nominal poderá ser menor que o diâmetro da barra .

Destaca-se o fato de não ser mais recomendado um valor específico de cobrimento nominal para casos de peças em contato com o solo, como constava na versão anterior da norma.

Também  diretamente relacionado com a questão da durabilidade, outro item que sofreu alteração na nova NBR 6118 é o estado limite de serviço de abertura de fissuras (ELS-W).

Segundo a NBR 6118:2003, o controle da fissuração pode ser realizado por meio da limitação da abertura estimada de fissura ou, simplificadamente, apenas através do cálculo da tensão de serviço e verificação de diâmetros e espaçamentos máximos.

O cálculo da abertura de fissura é feito de forma estimada e emprega expressões bastante semelhantes àquelas da norma antiga (NBR6118:1978). As maiores modificações foram no que se refere aos valores máximos admissíveis para abertura de fissuras (wk), conforme ilustra a tabela 4.

Neste aspecto, a norma apresenta valores menos conservadores para o concreto armado que a versão anterior, que prescrevia abertura máxima de fissura de  0,1mm para peças não protegidas em meio agressivo; 0,2mm para peças não protegidas em meio não agressivo e 0,3mm para peças protegidas. Observa-se (tabela 4) que agora é permitido abertura de 0,4mm para casos de pequena agressividade e de 0,2mm em ambientes extremamente agressivos.

Para dispensar a verificação destes valores de abertura de fissura, a nova norma apresenta a tabela 5, que relaciona a tensão na armadura (determinada considerando-se estádio II e combinação freqüente) com valores limites de diâmetro e espaçamento entre as barras.

C
om relação à durabilidade dos elementos não-estruturais da edificação, a norma atual especifica diferentes categorias para determinação de deslocamentos admissíveis em vigas e lajes (tabela 6). Assim, existem limites específicos para casos de efeitos em elementos não-estruturais, como alvenaria, caixilhos, etc.

TABELA 6 - Limites para deslocamentos

Considerando-se o critério de aceitabilidade sensorial (limitação devido ao efeito visual desagradável) o limite que anteriormente era de L/300 passa a ser menos conservador, admitindo o valor de  L/250. Entretanto, agora existe um valor específico para casos em que possam existir  danos às paredes, caixilhos e revestimentos. Neste caso, a flecha admissível passa a ter o limite de L/500, respeitando-se o valor máximo de 10mm e uma rotação do elemento estrutural não superior a 0,0017 rad.

Vale destacar que, segundo a nova NBR 6118, não é possível determinar uma altura mínima para a peça que permita dispensar a verificação da flecha, como era prescrito anteriormente. A partir de agora, sempre se deve verificar a flecha em vigas e lajes.

Considerações Finais

Os comentários feitos aqui dizem respeito a apenas algumas modificações, especialmente em relação à durabilidade, que constam no texto da nova NBR 6118:2003, que estará em vigor a partir de março de 2004.

A inclusão da tabela para seleção da agressividade do meio, onde a estrutura está inserida, pode ser considerado um avanço sob o ponto de vista da durabilidade. Contudo, não há um valor determinístico para a agressividade. Desta forma, enquadrar a obra às situações ali apresentadas dependerá do domínio do projetista em relação à norma e de seu bom senso.

Com o intuito de chamar a atenção do leitor, foram apresentadas mudanças de limites admissíveis para casos de fissuração e flechas. Entretanto, o processo de cálculo desses e de outros itens também sofreu mudanças, o que vai exigir do projetista e daqueles que farão uso da norma um estudo criterioso para adaptação de seus processos de cálculo.