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Tópico Especial em Corrosão de Estruturas Prof. Rafael Oliveira da Mota Programa Detalhado UNIDADE 3 – TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS APLICADAS AO SISTEMA AÇO-CONCRETO 1. Exposição dos principais métodos utilizados para a avaliação do processo de corrosão: Monitoramento do potencial de corrosão, resistência de polarização, curvas de polarização, impedância eletroquímica. 2. Método para a determinação da taxa de corrosão na armadura embutida no concreto: conceituação, fatores limitantes do uso e aplicação da técnica de Resistência de Polarização (Rp) e tópicos de outras técnicas com o mesmo fim. Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Questões de Concurso Se as estruturas de concreto armado estiverem submetidas à agressividade da atmosfera urbana e industrial, as quais provocam o aparecimento de manchas escuras com redução do pH e corrosão das armaduras, essa natureza do processo de degradação das armaduras do concreto armado corresponde à patologia denominada a) segregação. b) lixiviação. c) retração. d) carbonatação. e) concentração salina. Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Questões de Concurso O fenômeno físico-químico decorrente da reação entre os constituintes ácidos do meio com o líquido intersticial existente nos poros do concreto, que se encontra saturado por hidróxidos de cálcio provenientes da hidratação do cimento, e também com outros compostos hidratados do cimento em equilíbrio com o líquido intersticial, denomina-se : a) carbonatação. b) lixiviação. c) expansão por ação de águas. d) reação álcalis-agregados. e) despassivação. Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Questões de Concurso O processo de corrosão de armaduras em estruturas de concreto armado ocorre, principalmente, por carbonatação ou por ataque de cloretos. A esse respeito, assinale a alternativa correta. a) A carbonatação do concreto se dá pelo aumento do pH do concreto e, consequentemente, despassivação da barra de aço. b) A fenolftaleína é um indicador utilizado para analisar se o concreto está carbonatado. c) A corrosão por carbonatação, quando comparada com a corrosão por ataque de cloretos, se dá de forma mais localizada na barra de aço. d) Os danos causados pela presença de corrosão de armaduras em estágio avançado são inúmeros; entre eles, podemos citar: a fissuração do concreto, o desplacamento do cobrimento do concreto, a perda de seção das barras de aço, e o aumento da aderência aço concreto. Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Questões de Concurso Uma das patologias encontradas na construção civil está relacionada ao processo de carbonatação do concreto em estruturas de concreto armado. Sobre isto, é INCORRETO afirmar que a) as características do concreto que envolvem a armadura atuam diretamente na integridade da mesma. b) neste processo de carbonatação, o CO2 reduz o PH da solução aquosa, contida nos poros do concreto. c) o processo de carbonatação e a integridade da armadura são garantidos apenas com a adoção de cobrimento adequado. d) o processo de carbonatação pode reduzir a durabilidade do concreto, devido à penetração do CO2 presente na atmosfera. e) a alteração do PH do concreto é responsável pela despassivação da armadura, facilitando, consequentemente, sua corrosão. Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Questões de Concurso Nos projetos de estruturas de concreto, as medidas preventivas da despassivação por carbonatação, a qual gera deterioração da armadura, consistem em dificultar o ingresso dos agentes agressivos ao interior do concreto, como, por exemplo, o cobrimento das armaduras e o controle da fissuração, sendo recomendável, em geral, o uso de concreto a) de alta permeabilidade. b) de alta porosidade. c) com adição de aditivos à base de cloretos. d) com adição de elevado teor de íon-cloreto. e) de baixa porosidade. Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Modelos Principais Corrosão por Carbonatação Método de Realcalinização do Concreto Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Realcalinização Eletroquímica A realcalinização eletroquímica é um sistema anódico temporário, onde é instaurado um campo elétrico para a indução do transporte de íons através da migração. Um meio de aplicação deste tratamento é usando uma malha de aço ou titânio utilizada como ânodo, que é imersa em polpa de papel embebida em solução de carbonato de sódio (Na2CO3) ou carbonato de potássio (K2CO3). Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Realcalinização Eletroquímica Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Realcalinização Eletroquímica Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Realcalinização Eletroquímica Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Realcalinização Química Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Realcalinização Química Em estudos recentes, soluções utilizadas foram, hidróxido de sódio (NaOH), hidróxido de potássio (KOH), hidróxido de cálcio (Ca(OH)2), carbonato de sódio (Na2CO3) e uma solução tripla contendo hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e carbonato de sódio. Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Realcalinização Química Araujo (2004) aplicou a realcalinização química com os corpos de prova imersos, com ciclos de molhagem e secagem, em soluções alcalinas de carbonato de sódio, hidróxido de potássio e uma mistura dessas duas substâncias anteriores com hidróxido de cálcio. O resultado observado foi a realcalinização de 2,5 cm em todos os corpos de prova, sendo o hidróxido de potássio a solução que obteve a realcalinização em menor tempo (686 horas). Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Realcalinização Química Sá (2006), dando seguimento ao estudo iniciado por. Araújo (2004), examinou a realcalinização em corpos de prova imersos em solução tripla de (KOH, Na2CO3 e Ca(OH)2). O resultados obtido indicou 1,5 cm de profundidade realcalinizada após 5 dias de tratamento. Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Realcalinização Química Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Realcalinização Química Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Realcalinização Química Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Realcalinização Química Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Modelos Principais (ABNT 6118) Corrosão por Carbonatação Corrosão por Cloretos Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Corrosão por Cloretos Os íons de cloreto podem chegar até o concreto de diversas formas: a) uso de aceleradores de pega que contêm CaCl2; b) na forma de impurezas dos agregados e da água de emassamento; c) atmosfera marinha;d) água do mar; e) sais de degelo; f) processos industriais. Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Corrosão por Cloretos Os íons podem ser encontrados no interior do concreto em três diferentes formas: a) quimicamente combinados (cloroaluminatos); b) fisicamente absorvidos na superfície dos poros capilares; c) livres na solução dos poros do concreto. Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Corrosão por Cloretos O cloroaluminato de cálcio é resultante da reação entre o cloreto e aluminatos do concreto. A formação deste produto insolúvel baixa os teores de cloretos solúveis a valores não agressivos. É por isso que os cimentos ricos em aluminato tricálcio, C3A, serão mais indicados para resistirem aos cloretos. Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Corrosão por Cloretos Os cloretos que representam perigo à estrutura são os que permanecem livres na solução dos poros. Entretanto, as normas referem-se sempre ao limite de cloretos totais. Por quê? Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Porque os cloretos combinados podem voltar à dissolução por efeito de processos coma carbonatação. Corrosão da Armadura do Concreto Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota ABNT NBR 12655 – Concreto de Cimento Portland – Preparo, controle e recebimento Corrosão da Armadura do Concreto Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Norma Lim. de Cl- para Concreto Armado (% em relação à massa de cimento) EH – 88 0,40 PR EN – 206 0,40 BS – 8110/85 0,20 – 0,40 ACI – 318/83 0,15 – 0,30 – 1,00 NBR 12655:2006 para concreto protendido 0,05 NBR 12655:2006 para Concreto armado exposto a cloretos nas condições de serviço da estrutura 0,15 NBR 12655:2006 para Concreto armado em condições de exposição não-severas (seco ou protegido da umidade nas condições de serviço da estrutura) 0,40 NBR 12655:2006 para outros tipos de construção com concreto armado 0,30 Corrosão da Armadura do Concreto Corrosão por Cloretos Mecanismos que transportam os íons de cloreto para o interior do concreto são: a) absorção capilar; b) difusão iônica; c) permeabilidade sob pressão; d) migração iônica. Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Corrosão por Cloretos O transporte não só de cloretos, mas também de outros contaminantes, líquidos ou gases, para o interior do concreto, está relacionado com a estrutura porosa da pasta de cimento endurecida. Desta forma, a porosidade aberta (interconexão) e a distribuição do tamanho dos poros são fatores determinantes. A porosidade aberta é quem possibilita o transporte dos contaminantes, enquanto o tamanho dos poros influencia na velocidade de penetração. Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Corrosão por Cloretos Os poros podem ser classificados em: a) poros de ar aprisionado, causados pelo processo de adensamento; b) poros de ar incorporado, pela utilização de incorporadores de ar; c) poros capilares, causados pela saída da água livre; d) poros de gel, devido à água de gel. Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Corrosão por Cloretos Existem três teorias para explicar os efeitos dos íons de cloreto na corrosão do aço: 1) Teoria do filme de óxido; 2) Teoria da adsorção; 3) Teoria do complexo transitório. Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Corrosão por Cloretos 1) Teoria do filme de óxido; Segundo esta teoria os íons penetram no filme do óxido passivante, através de poros ou defeitos, mais facilmente do que outros íons. Os cloretos podem dispersar-se coloidalmente no filme, facilitando assim sua penetração. Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Corrosão por Cloretos 2) Teoria da adsorção; Segundo esta teoria os íons de cloreto são adsorvidos na superfície metálica em competição com o oxigênio dissolvido ou hidroxilas. O cloreto promove a hidratação dos íons metálicos, facilitando sua dissolução. Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota Corrosão da Armadura do Concreto Corrosão por Cloretos 3) Teoria do complexo transitório. Segundo esta teoria os íons de cloreto competem com os íons de hidroxila para a produção de íons ferrosos pela corrosão, formando um complexo solúvel de cloreto de ferro. Esse complexo difunde-se a partir das áreas anódicas destruindo a camada protetora de Fe(OH)2 e permitindo a continuação do processo corrosivo. Numa certa distância do eletrodo o complexo é rompido, precipitando o hidróxido de ferro e o íon cloreto se livra para realimentar o processo. Tópico Especial em Corrosão de Estruturas – Prof. Rafael Oliveira da Mota
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