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Campo Grande 2018 ALESSANDRA RENATA RIBEIRO GUERCHE GOMES CORROSÃO DE ARMADURAS NO CONCRETO ARMADO: CARACTERISTICAS E PROCESSOS INIBIDORES Campo Grande 2018 CORROSÃO DE ARMADURAS NO CONCRETO ARMADO: CARACTERISTICAS E PROCESSOS INIBIDORES Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Uniderp como requisito parcial para a obtenção do título de graduado em Engenharia Civil. Orientador: Caroline Maria Fronza ALESSANDRA RENATA RIBEIRO GUERCHE ALESSANDRA RENATA RIBEIRO GUERCHE GOMES CORROSÃO DE ARMADURAS NO CONCRETO ARMADO: CARACTERISTICAS E PROCESSOS INIBIDORES Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Uniderp Anhanguera como requisito parcial para a obtenção do título de graduado em Engenharia Civil. BANCA EXAMINADORA Prof(a). Titulação Nome do Professor(a) Prof(a). Titulação Nome do Professor(a) Prof(a). Titulação Nome do Professor(a) Campo Grande, _____de _________ de 2018 GOMES, Alessandra Renata Ribeiro Guerche. Corrosão de armaduras no concreto armado: características e processos inibidores. 2018. 38 folhas. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) – Uniderp Anhanguera, Campo Grande, 2018. RESUMO O objetivo deste estudo é identificar os riscos de patologias em concreto armado na construção civil. Pretendeu-se demonstrar a importância do uso de métodos e técnicas construtivas por meio de novos conhecimentos e tecnologias apontando as tipologias de elementos inibidores associados a técnicas para prevenir o processo de corrosividade nas estruturas de concreto armado. Pretende-se analisar os processos químicos que resultam na corrosão dos metais; identificar as características dos inibidores e apresentar o nitrito de sódio como inibidor de corrosão na recuperação das armaduras de concreto armado. A metodologia do estudo orientou-se pela pesquisa de cunho bibliográfico. O estudo tem base descritiva dos processos que envolvem a proteção de armaduras de concreto da corrosão. Palavras-chave: Corrosão; Inibidores de Corrosão; Nitrito de Sódio; Recuperação; Cloretos. GOMES, Alessandra Renata Ribeiro Guerche. Corrosão de armaduras no concreto armado: características e processos inibidores. 2018. 38 folhas. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) – Uniderp Anhanguera, Campo Grande, 2018. ABSTRACT The objective of this study is to identify the risks of pathologies in reinforced concrete in civil construction. The aim was to demonstrate the importance of the use of methods and constructive techniques by means of new knowledge and technologies pointing to the typologies of inhibiting elements associated to techniques to prevent the corrosivity process in the reinforced concrete structures. It is intended to analyze the chemical processes that result in the corrosion of the metals; to identify the characteristics of the inhibitors and to present sodium nitrite as a corrosion inhibitor in the recovery of reinforced concrete reinforcement. The methodology of the study was guided by bibliographic research. The study has a descriptive basis of the processes that involve the protection of concrete reinforcement from corrosion. Key-words: Corrosion; Corrosion inhibitors; Sodium nitrite; Recovery; Chlorides. LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 – Estruturas de concreto armado ................................................................ 11 Figura 2 – Concreto Armado: mistura do concreto ao aço ....................................... 13 Figura 3 – O uso de aço nas estruturas..................................................................... 17 Figura 4 – Processo de corrosão das armaduras ..................................................... 18 Figura 5 – Representação do avanço da carbonatação ........................................... 25 Figura 6 – Corrosão de armaduras por cloretos em zonas marítimas ..................... 27 LISTA DE ABREVIATURAS ESIGLAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR Norma Brasileira SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 9 2 O CONCRETO ARMADO .................................................................................... 11 2.1 O CONCRETO E SUAS PARTICULARIDADES ................................................. 11 2.1.2 Relação água/cimento.............................................................................................................13 2.1.3 Agregados .............................................................................................................................14 2.1.4 Aditivos .............................................................................................................................14 2.2 O USO DO AÇO NA CONSTRUÇÃO CIVIL ........................................................ 16 2.2.1 Estruturas, propriedades e componentes............................................................17 2.2.2 Resistência a corrosão ..................................................................................................18 3 PROCESSO DE CORROSÃO DO AÇO E DO CONCRETO ............................. 19 3.1 A CORROSÃO COMO PATOLOGIA ................................................................... 21 3.1.1 Carbonatação nas estruturas .....................................................................................24 3.1.2 Ataques corrosivos através de cloretos .......................................................................26 4 O NITRITO DE SÓDIO COMO INIBIDOR DE CORROSÃO .............................. 28 4.1 INIBIDORES DE CORROSÃO ............................................................................. 28 4.2 TIPOS DE INIBIDORES ....................................................................................... 29 4.2.1 Inibidores anódicos ...............................................................................................................31 4.2.2 Inibidores catódicos ...............................................................................................................31 4.2.3 Inibidores mistos ...............................................................................................................32 4.2.4 Inibidores vegetais ...............................................................................................................32 4.3 O USO DE NITRITO DE SÓDIO COMO INIBIDOR DE CORROSÃO ............... 32 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................. 35 REFERÊNCIAS ............................................................................................................ 36 9 1 INTRODUÇÃO O emprego do concreto armado no mundo contemporâneo procede da ampla disponibilidade de seus ingredientes – aço e concreto. É uma técnica extremamente versátil, e por isso, vastamente executada na construção. O maior inconveniente é que o aço utilizado nas armaduras está propenso a corrosão (GRANATO, 2012). Justifica-se a realização deste trabalho uma vez que as patologias nas construções trazem grandes danos à durabilidade; à aparência e a qualidade da obra. Nessa conjuntura, tem se tornado muito importante o conhecimento sobre as patologias em estruturas de concreto armado provocadas pela corrosão das armaduras, e sobre os procedimentos para identificar e evitar este tipo de problema. A partir destas considerações visa-se responder ao seguinte questionamento: Quais os impactos dos inibidores no embate a corrosividade do aço? O objetivo geral deste trabalho é descrever as técnicas, métodos e elementos químicos utilizados para a recuperação e prevenção à corrosãode armaduras. Como objetivos específicos tem-se: • Relacionar os processos químicos que resultam na corrosão das armaduras de concreto; • Identificar as características dos compostos inibidores de corrosão; • Apresentar o uso de nitrito de sódio como inibidor de corrosão na recuperação de armaduras de concreto armado. O conhecimento a respeito das técnicas e métodos, bem como o entendimento sobre a utilização de inibidores de corrosão como o nitrito de sódio, garantem segurança e durabilidade as estruturas, eliminando ou reduzindo a deterioração das armaduras pelo processo de corrosão (BAUER, 2008). O método de estudo teve base em uma pesquisa bibliográfica e exploratória de base descritiva de livros e artigos que demonstram as patologias no concreto e as técnicas e métodos para evitar as reações químicas causadoras da corrosão. Utilizou-se como referência livros, teses, monografias e artigos científicos, selecionados através de buscas em plataformas como: Google Acadêmico, site MORE (mecanismo de online de referências), e por meio de uso de palavras chave como: patologias, corrosão, armaduras, concreto armado, priorizando publicações com datas de publicação superiores a 2007, de autores principais como: Adão e Hemerly (2010); Almeida (2005); Ambrozewicz (2012); Bauer (2008), Bertolini (2010); 10 Cascudo (1997); Colpaert (2008); Dugatto (2006); Gonçalves (2015); Granato (2012); Leonhardt e Monnig (2007); Mehta; Monteiro (2008); Nobrega; Silva (2002); Silva (2009); Souza, Petri e Queiroz Neto (2009); entre outros autores especialistas na área. 2 O CONCRETO ARMADO 11 Formado pela união do concreto e do aço, o concreto armado é uma das composições mais utilizadas na construção civil. Seus elementos originários quando tomados em separados são completamente diferentes, entretanto, quando combinados eles criam o melhor material composto, na qual as qualidades de cada um dos seus constituintes compensam as desvantagens do outro. Assim, o concreto colabora com sua renomada resistência a compressão, na medida em que o aço fornece sua inigualável ductilidade e resistência à tração (GRANATO, 2012). Segundo Leonhardt e Monnig (2007), para se trabalhar e evitar as patologias no concreto armado é necessário antes de tudo, compreender as características individuais do concreto e do aço. As estruturas de concreto armado são normatizadas através da ABNT NBR 6118/2014. Figura 1 – Estruturas de Concreto Armado Fonte: Granato (2012, p. 11) 2.1 O CONCRETO E SUAS PARTICULARIDADES O concreto é um elemento essencial na indústria da construção que possui propriedades químico-físicas permitindo ao produto uma elevada condição de durabilidade e resistência (CASCUDO, 2005, p. 1077). 12 Segundo Leonhardt e Monnig (2007) o concreto é um material composto, uma pedra artificial feita de areia, brita, água e cimento. Quando misturado a água ao cimento inicia-se um processo de hidratação, que é químico, e as propriedades mudam de líquido-plástico para o estado sólido. Cada elemento é essencial, porém é a composição química do cimento que torna possível o concreto. O cimento é conhecido e usado como matéria prima desde tempos remotos. Sua estrutura físico-química é formada de materiais cerâmicos que produzem reações exotérmicas ao contato direito com a água, produzindo um processo de cristalização (BERTOLINI, 2010). É um material relativamente barato e tem uma vida longa com poucos requisitos de manutenção. É forte na compressão e não é um material combustível. A relação água/cimento é um fator determinante no concreto estrutural comum com um menor teor de água resultando em um concreto mais forte. A classificação, a forma, a textura e a proporção do agregado também têm um efeito semelhante. Se for necessário um concreto particularmente forte, a quantidade de agregado pode ser reduzida em relação ao cimento (BAUER, 2008). Conforme Bertolini (2010), uma das grandes vantagens do concreto em relação a outros materiais de construção é que ele pode, por natureza e desde que bem executado, proteger as armaduras de patologias associadas à corrosão. Entretanto, o concreto está sujeito a patologias, geralmente causadas por estresse mecânico, dano físico, vibração, deterioração geotécnica, etc. Esse dano geralmente se manifesta na forma de fissuras ou lascas, que é importante localizar e identificar, pois podera trazer grandes danos estruturais ao concreto armado. Para Granato (2012), a maneira usual de garantir o comportamento satisfatório do concreto usado é o controle de algumas propriedades escolhidas do material, tais como o módulo de elasticidade, resistência à compressão e trabalhabilidade, visando atingir o desempenho estrutural e as exigências de segurança impostas pelas normas reguladoras. Entretanto, muitos fatores podem interferir nas propriedades dos materiais e conseqüentemente na qualidade do concreto obtido. Logo, o conhecimento sobre os materiais utilizados na produção do concreto, como cimento, agregados, aditivos, bem como sobre a relação do fator agua/cimento no desempenho do concreto, visa adquirir qualidade ao processo de fabricação das estruturas que levam esse material em sua composição. 13 Figura 2 – Concreto Armado: mistura do concreto ao aço Fonte: Bertolini (2010, p. 23) 2.1.1 Aglomerante Para Mehta e Monteiro (2008) o cimento Portland é o tipo de aglomerante mais utilizado nos processos de construção. O cimento Portland e materiais similares são feitos através do aquecimento de calcário(uma fonte de cálcio) com argila ou xisto (uma fonte de silício, alumínio e ferro) e moagem deste produto (clínquer) com uma fonte de sulfato(normalmente o gesso ). Nos modernos fornos de cimento,muitas características avançadas são usadas para reduzir o consumo de combustível por tonelada de clínquer produzida.Os fornos de cimento são instalações industriais extremamente grandes, complexas e inerentemente empoeiradas, e têm emissões que devem ser controladas (DUGATTO, 2006). 2.1.2 Relação água/cimento A combinação de água com um material cimentício forma uma pasta de cimento pelo processo de hidratação. A pasta de cimento cola o agregado, preenche os vazios e faz com que ele flua mais livremente. Uma menor proporção entre água e cimento produz um concreto mais resistente e durável, enquanto que mais água fornece um concreto mais livre com maior queda, porém menos resistente (SILVA, 2009). https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=search&rurl=translate.google.com.br&sl=en&sp=nmt4&u=https://en.wikipedia.org/wiki/Limestone&xid=17259,15700022,15700124,15700149,15700186,15700190,15700201&usg=ALkJrhgHnh105QyRsM6MBIpXpHXV9S5OQQ https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=search&rurl=translate.google.com.br&sl=en&sp=nmt4&u=https://en.wikipedia.org/wiki/Clinker_(cement)&xid=17259,15700022,15700124,15700149,15700186,15700190,15700201&usg=ALkJrhjBGJ6eS0q3Bj-yzWr7JBDLcwjSjg https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=search&rurl=translate.google.com.br&sl=en&sp=nmt4&u=https://en.wikipedia.org/wiki/Sulfate&xid=17259,15700022,15700124,15700149,15700186,15700190,15700201&usg=ALkJrhhQWwQytgmbx_7FI8E1LO-OilMHVw https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=search&rurl=translate.google.com.br&sl=en&sp=nmt4&u=https://en.wikipedia.org/wiki/Gypsum&xid=17259,15700022,15700124,15700149,15700186,15700190,15700201&usg=ALkJrhgsdoE-dx2rW0xVCqT4kV9ILyKA3g https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=search&rurl=translate.google.com.br&sl=en&sp=nmt4&u=https://en.wikipedia.org/wiki/Cement_kiln&xid=17259,15700022,15700124,15700149,15700186,15700190,15700201&usg=ALkJrhguTlwsPKbCFLU-G9TbB5lxuCrQTQhttps://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=search&rurl=translate.google.com.br&sl=en&sp=nmt4&u=https://en.wikipedia.org/wiki/Workability&xid=17259,15700022,15700124,15700149,15700186,15700190,15700201&usg=ALkJrhicLsx0AdR3gEaYgaly0orPXd4aSg 14 A hidratação envolve muitas reações diferentes, ocorrendo freqüentemente ao mesmo tempo. À medida que as reações prosseguem, os produtos do processo de hidratação do cimento ligam gradualmente as partículas individuais dos agregados e outros componentes do concreto para formar uma massa sólida (NOBREGA; SILVA, 2002). 2.1.3 Agregados Agregados finos e grosseiros compõem a maior parte de uma mistura de concreto. Areia, cascalho natural e brita são utilizados principalmente para essa finalidade (SILVA, 2009). Os agregados mais utilizados são chamados de agregados miúdos e agregados graúdos, sendo os denominados miúdos aqueles que segundo a norma ABNT NBR 7211/2009, possuem diâmetro máximo igual ou inferior a 4,8mm. Já os agregados graúdos possuem diâmetro máximo superior a 4,8mm (MEHTA; MONTEIRO; 2008). Para Cascudo (1997, p.237) são agregados com uma distribuição de tamanho muito uniforme tem as maiores lacunas, enquanto agregados com partículas menores tende a preencher essas lacunas. Assim, a variação nos tamanhos do agregado reduz o custo do concreto. O agregado é quase sempre mais forte que o aglomerante, portanto, e seu uso não afeta negativamente a resistência do concreto. A redistribuição de agregados após a compactação muitas vezes cria diferenças devido à influência da vibração. Isso pode levar a gradientes de força (SILVA, 2009). Também podem ser utilizados os agregados reciclados (de resíduos de construção, demolição e escavação) como substitutos parciais de agregados naturais. O uso de materiais reciclados como ingredientes do concreto vem ganhando popularidade devido à legislação ambiental cada vez mais rigorosa e à descoberta de que estes geralmente têm propriedades complementares e valiosas (SILVA, 2009). Pedras decorativas como quartzito, pequenas pedras de rio ou vidro triturado são às vezes adicionadas à superfície do concreto para um acabamento decorativo "agregado exposto", popular entre os paisagistas (ALMEIDA, 2005). 2.1.4 Aditivos 15 Aditivos estão se tornando mais populares nas últimas décadas. Os mais notáveis são as cinzas volantes, escória granulada de alto-forno moída e a sílica ativa. O uso desses materiais no concreto reduz a quantidade de recursos necessários, pois as adições minerais atuam como substitutos parciais do cimento. Isso desloca um pouco da produção de cimento, um processo ambientalmente problemático, enquanto reduz a quantidade de resíduos industriais que devem ser descartados (DUGATTO, 2006). Aditivos minerais podem ser pré-misturados com o cimento durante a sua produção para venda e uso como cimentos misturados, ou misturados diretamente com outros componentes quando o concreto é produzido. O projeto da mistura depende do tipo de estrutura que está sendo construída, de como o concreto é misturado e entregue e de como é colocado para formar a estrutura (MEHTA; MONTEIRO, 2008). Essas misturas químicas são materiais na forma de pó ou fluidos que são adicionados ao concreto para dar certas características que não podem ser obtidas com misturas de concreto simples. Em uso normal, as dosagens de mistura são inferiores a 5% em massa de cimento e são adicionadas ao concreto no momento da dosagem / mistura (COLPAERT, 2008). De acordo com Bertolini (2010) os tipos comuns de aditivos são como segue: • Aceleradores: aceleram a hidratação (endurecimento) do concreto. Os materiais típicos utilizados são CaCl2, Ca(NO3)2 e NaNO3. No entanto, o uso de cloretos pode causar corrosão no reforço de aço e é proibido em alguns países, de modo que os nitratos podem ser favorecidos. Aditivos aceleradores são especialmente úteis para modificar as propriedades do concreto em climas frios. • Retardadores: retardam a hidratação do concreto e são usados em grandes ou difíceis vazamentos, onde a configuração parcial antes da vazão estar completa é indesejável. • Plastificantes aumentam a trabalhabilidade do plástico ou concreto "fresco", permitindo que seja colocado mais facilmente, com menor esforço de consolidação. Plastificantes podem ser usados para reduzir o teor de água de um concreto, mantendo a trabalhabilidade e às vezes são chamados de redutores de água devido a esse uso. Tal tratamento melhora suas características de força e durabilidade. Os superplastificantes são uma classe de plastificantes que têm menos https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=search&rurl=translate.google.com.br&sl=en&sp=nmt4&u=https://en.wikipedia.org/wiki/Fly_ash&xid=17259,15700022,15700124,15700149,15700186,15700190,15700201&usg=ALkJrhiRTU1F7fDn7QShmKwBI4Sm69bNSw https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=search&rurl=translate.google.com.br&sl=en&sp=nmt4&u=https://en.wikipedia.org/wiki/Silica_fume&xid=17259,15700022,15700124,15700149,15700186,15700190,15700201&usg=ALkJrhgIw43cs-JBkP1ynScdrhLTdeX_Yw https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=search&rurl=translate.google.com.br&sl=en&sp=nmt4&u=https://en.wikipedia.org/wiki/Types_of_concrete&xid=17259,15700022,15700124,15700149,15700186,15700190,15700201&usg=ALkJrhgJ7ojTcPH9okdksJP80SeTFJdP_A#Mix_design https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=search&rurl=translate.google.com.br&sl=en&sp=nmt4&u=https://en.wikipedia.org/wiki/Chemistry&xid=17259,15700022,15700124,15700149,15700186,15700190,15700201&usg=ALkJrhi9VF9-Rju5I9eAW0CIYeay49aWIQ https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=search&rurl=translate.google.com.br&sl=en&sp=nmt4&u=https://en.wikipedia.org/wiki/Calcium_chloride&xid=17259,15700022,15700124,15700149,15700186,15700190,15700201&usg=ALkJrhj8W2XYbpOgM2Vban-9krXvoZjWew https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=search&rurl=translate.google.com.br&sl=en&sp=nmt4&u=https://en.wikipedia.org/wiki/Calcium_nitrate&xid=17259,15700022,15700124,15700149,15700186,15700190,15700201&usg=ALkJrhha7oVSvp_8Rcuej_vR30SEWrF9HQ https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=search&rurl=translate.google.com.br&sl=en&sp=nmt4&u=https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_nitrate&xid=17259,15700022,15700124,15700149,15700186,15700190,15700201&usg=ALkJrhh7VfoCHsI6XrG6-XI8u7oJghPang https://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=pt-BR&prev=search&rurl=translate.google.com.br&sl=en&sp=nmt4&u=https://en.wikipedia.org/wiki/Retarder_(chemistry)&xid=17259,15700022,15700124,15700149,15700186,15700190,15700201&usg=ALkJrhiboBHJDI9aXPnvXiMgHfd13wuNXg 16 efeitos prejudiciais e podem ser usados para aumentar a trabalhabilidade assim como nos plastificantes tradicionais. • Pigmentos podem ser usados para mudar a cor do concreto, por estética. • Inibidores de corrosão são usados para minimizar a corrosão de barras de aço e aço no concreto. • Produtos que incorporam calcário, cinza volante, escória de alto forno e outros materiais úteis com propriedades pozolânicas na mistura, estão sendo testados e usados. Este desenvolvimento deve-se ao fato de a produção de cimento ser um dos maiores produtores (cerca de 5 a 10%) das emissões globais de gases com efeito de estufa, além de reduzir custos, melhorar propriedades de concreto e reciclagem de resíduos. • Sílica ativa: A sílica ativa é usada para aumentar a resistência e a durabilidade do concreto, mas geralmente requer o uso de superplastificantes para a trabalhabilidade. A não conformidade dos concretos resulta em perdas econômicas significativas, pois podem necessitar de reavaliação do projeto, extração e teste de amostras, fortalecimento e até mesmo demoliçãoda estrutura. Quanto maior a necessidade de concretos com maior resistência, maior será também o custo para reparar os problemas (GRANATO, 2012). 2.2 O USO DO AÇO-CARBONO NA CONSTRUÇÃO CIVIL Considerado essencial na produção de estruturas de concreto armado, o aço é, portanto, matéria-prima fundamental na construção civil, favorecendo a qualidade das obras e permitindo uma grande variedade de usos deste, que vão de obras de pequeno porte a estruturas de grandes dimensões como pontes, aeroportos, viadutos, entre outros (GRANATO, 2012). O aço estrutural é extremamente forte. Além de suportar enormes cargas de tração, o aço tem uma ductilidade surpreendente. Junto com a dureza, o aço demonstra uma faixa elástica sob estresse, podendo desviar-se sob forças de tração sem apresentar falhas (HEMERLY, 2010). Bauer (2008) sustenta que o aço é o material mais versátil para a produção/fabricação de produtos de suporte estrutural para a construção civil, na 17 medida em que possui uma grande variedade de tipos que podem ser obtidos em processos de transformação. O aço é um metal nobre e ferroso que pode se ligar a outros elementos químicos, gerando diferentes tipos após a transformação com mecanismos diferenciados de tratamento térmico. As características de resistência e leveza favorecem seu amplo uso em obras na construção civil (BERTOLINI, 2010). Figura 3 – O uso de aço nas estruturas Fonte: Bauer (2008, p. 23) 2.2.1 Estruturas, propriedades e componentes Bauer (2008) avalia que a estrutura do aço-carbono pode sofrer modelações quando submetidas a altas temperaturas em sua produção nos processos fabris, a partir do uso de fusão, cuja liga metálica é formada por ferro e carbono, além de outros componentes residuais que resultam da fabricação. A estrutura do aço ao se solidificar apresenta um processo de cristalização em diversas direções constituindo eixos de cristais a partir de composições primárias e secundárias unidas, que se desdobram em novos eixos, determinando assim a solidificação completa da massa (GRANATO, 2012). Os aços-carbono têm grande utilidade, pois suas propriedades podem se adaptar à função do interesse de sua aplicação final, a resistência mecânica e durabilidade. 18 2.2.2 Resistência a corrosão Aços-carbono contêm ferro em seu processo de transformação que oxida quando exposto ao ambiente, portanto verifica-se que uma das grandes fragilidades deste material é sua capacidade limitada de resistência a corrosão (CASCUDO, 2005, p. 1075). Bauer (2008) considera que a propriedade corrosiva do aço carbono se torna um problema de enorme relevância, uma vez que a os agentes corrosivos reduzem o tempo de vida útil da obra, além de elevarem os custos empregados em materiais, equipamentos e serviços envolvidos na reparação, manutenção e substituição das estruturas afetadas. Logo, o aço-carbono que é amplamente utilizado nas estruturas, embora complemente o concreto por sua fraqueza quanto à resistência a tração, também prejudica a durabilidade e a longevidade do concreto, devido a sua propensão a corrosão (BERTOLINI, 2010). Figura 4 – Processo de corrosão das armaduras Fonte: Silva (2007, p. 49) 19 3 PROCESSO DE CORROSÃO DO AÇO E DO CONCRETO O termo corrosão tem origem latina a partir da palavra “corrodere” que quer dizer ataque ou destruição (BAUER, 2008). Ambrozewicz (2012, pg. 31) considera que a corrosão pode ser definida como um “fenômeno que produz a deterioração de materiais através de interações químicas e/ou eletroquímicas tendo grande influência em relação ao meio ambiente ou com o meio em que o material está em contato”. Umas das estruturas que mais são afetadas pela corrosividade são formadas por aço-carbono que poderá ser afetado de diversas formas tanto em processo de corrosão uniforme, como em casos de galvanização em que o processo se efetiva a partir de variável de controle da intensidade da corrente que circula no sistema, a qual é variada por meio de uma resistência, corrosão por frestas que permitem a entrada de agentes corrosivos por pites (BERTOLINI, 2010). Para Bauer (2008) as razões que levam ao aparecimento da corrosividade metálica podem ter suas origens de natureza química ou eletro-físico. No contexto do processo químico, o autor refere que o componente de ferro contido no aço carbono, sofre as reações químicas de acordo com a equação 1: (equação 1) Onde: O resultado desta reação química, de acordo com Bauer (2008), tem-se que o ferro perde elétrons transformando-se em íon carregado, permitindo que o ferro realize outras ligações químicas com íons negativamente carregados. Esta reação é denominada de anódica. Conforme Adão e Hemerly (2010, pg. 13), o ph do meio ambiente propício as reações químicas de corrosividade pode influenciar no resultado das reações, tendo em vista a interação resultante da formação de correntes elétricas de íons resultantes da própria reação e os íons do eletrólito. Logo, pode-se perceber que para que aconteça o processo de corrosividade metálica são necessários três componentes básicos: ferro, água e oxigênio, os quais são influenciados pelo ph local. 20 Bertolini (2010) avalia que o processo de corrosividade em metais influencia as condições ambientais aquosas gerando um circuito fechado, determinado pela reação entre a corrente elétrica proveniente do metal e a corrente iônica do eletrólito influenciados da reação química. Para que aconteça uma reação eletroquímica é preciso de duas reações químicas, a primeira de oxidação e a segunda de redução sejam simultâneas. Nesse sentido, a elevada porosidade deverá ser evitada no concreto na medida em que contribui para a perda de parte da vida útil do produto. É fundamental a existência de uma película protetora capaz de aderir ao aço-carbono. Essa proteção química composta de óxido de ferro deve estar associada aos poros do concreto (BERTOLINI, 2010). Bauer (2008) avalia a importância dos testes de resistibilidade e probabilidades de eventos que contribuem para a corrosão do concreto, a partir de técnicas de análise de condutibilidade elétrica. A evolução de pesquisas nesta área favoreceu o uso de técnicas de indicação elétrica para testar a penetração de cloretos no concreto, através do teste é possível determinar a penetrabilidade em nível de atividade dos íons de cloreto na carga elétrica. Com o teste é possível avaliar a capacidade de resistência do concreto a futuros problemas de corrosividade (BAUER, 2008). Para Ambrozewicz (2012) o teste de permeabilidade aos cloretos favorece a análise do comportamento da movimentação iônica. Apesar de ser considerado um método complexo, as organizações que se adaptaram ao uso obtiveram um grau de eficiência na qualidade do concreto. Outros métodos não convencionais têm sido utilizados como forma de avaliar os riscos da ação do cloreto no concreto como o método de análise de migração de cloretos que faz a utilização de células de difusão natural que também tem grande potencial elétrico para realizar a movimentação iônica e monitorar a capacidade de penetrabilidade do produto (AMBROZEWICZ, 2012). Bertolini (2010) analisa que é importante a avaliação dos níveis de potencial de cargas iônicas de meia célula em barras de ferro associadas ao concreto na hora do teste. Os resultados obtidos permitem identificar os níveis aceitáveis através do potencial de circuitos que determinam os quais determinam que quanto maior a umidade do concreto corre maiores probabilidades de eventos de corrosão por reação química de íons de cloreto. 21 3.1 A CORROSAO COMO PATOLOGIA A patologia das edificações é atualmente uma área de conhecimento referente ao ensino da construção civil, sua importância para a formação dos futuros engenheiros éparte dos requisitos necessários para a inserção no mercado. Segundo Silva (2007, p. 4): Entende-se por patologia uma situação em que um edifício por inteiro ou parte deste, em determinado período de sua vida útil, começa a apresentar falhas ou um desempenho insatisfatório. Para assegurar a vida útil dos edifícios, torná-lo um lugar habitável sem nenhum risco de segurança ou problemas sanitários e até para deixá-lo com uma aparência apresentável é preciso identificar as patologias quando estas existem, suas causas e com isso tentar chegar a uma solução, a partir de uma intervenção, que elimine a patologia de maneira mais simples e econômica possível. Há uma grande variedade de patologias que se desenvolvem nas estruturas de concreto. Erros na escolha de determinados materiais e na quantidade de aditivos podem provocar as manifestações patológicas, de forma geral, destacando as patologias do concreto em estruturas de aço e as anomalias que ocorrem em construções residenciais e prediais como fissuras, trincas, deformação excessiva da estrutura, queda de revestimento interno, manchas, infiltrações, bolores e mofos, corrosão, ferrugem, etc. (BAUER, 2008). Os estudos de Leonhardt e Monnig (2007, p. 156) demonstram que os problemas patológicos relacionados às estruturas na construção civil afetam a parte mais importante da obra: A estrutura é parte de uma obra civil de grande responsabilidade, que exige a confiança no dimensionamento das peças, na qualidade do material a ser utilizado, bem como na execução da mesma. O grande controle de qualidade do processo de fabricação utilizado atualmente nas siderúrgicas brasileiras permite a perfeita combinação da composição química com as propriedades mecânicas do aço fabricado, proporcionando uma excelente segurança e confiabilidade nos esforços resistentes. Em relação à recuperação dos problemas patológicos, Bauer (2008, p. 76) menciona que “as correções serão duráveis e fáceis de executar e mais baratas quanto mais cedo forem executadas”. Contudo deve-se constatar que nem todas as patologias como a corrosão em construções podem ser devidamente remediadas de forma a manter a qualidade da 22 construção ou não haver futuros problemas decorrentes desta ação. Em alguns casos, é mais viável desfazer o erro e reconstruir novamente (HELENE, 1988). Neste contexto, Cascudo (2005, p 1071) avalia de suma importância a manutenção de um projeto e a as etapas construtivas referentes à execução e manutenção preventiva, e logo nos primeiros três anos proceder à manutenção corretiva. Esse fator demanda a responsabilidade de diagnóstico de toda a obra, mas poderá favorecer a eliminação de custos futuros com o surgimento de patologias. Para Helene (1998, p. 597) os principais efeitos da corrosão em estruturas de concreto podem ser também causados pelos “defeitos originados no próprio processo construtivo (erro de projeto ou de execução) ou adquiridos ao longo do tempo causados por desgastes naturais”. Em todas as etapas de execução do concreto devem ser utilizados métodos para evitar agentes corrosivos que se apresentam em forma de partículas em suspensão que causem contaminação dos líquidos usados na concretagem. Portanto, evidencia-se necessidade de padronização dos meios de concretagem e os cuidados efetivos ao determinar as misturas para não estabelecem ação combinada que possa prejudicar o concreto (HELENE, 1998, p. 597). A criação de meios propícios à corrosão deverá ser prevenida com métodos inibidores a fim de eliminar as incertezas na fase de gestão do projeto para evitar situações que permitam que esses eventos possam deteriorar as estruturas de edificações. A utilização de produtos aditivos líquidos misturados ao concreto e argamassa, a fim de melhorar as propriedades no estado fresco ou endurecido, favorecendo a resistência do produto (COLPAERT, 2008). As patologias para serem evitadas em uma obra exigem também boa qualificação de mão-de-obra, gerenciamento e controle de qualidade que possam garantir à obra uma vida útil com grande durabilidade (NOBREGA; SILVA, 2002). Para Granato (2012), as causas prováveis das patologias que afetam a estrutura nas armações de concreto são caracterizadas pelo acúmulo de água e infiltrações, situações que determinam o surgimento de fissuras favorecem a entrada de umidade provocando reações químicas como a corrosividade e a presença de nichos de concretagem. Neste contexto, avalia-se que esses fatores agem de forma diferenciada favorecendo da deterioração das estruturas de concreto, o processo de corrosão é 23 causado por fatores químicos que agem sobre a estrutura estabelecendo reações com ácidos, sais e umidade (BAUER, 2008). Para Nobrega e Silva (2002) “os fatores mecânicos que produzem efeitos vibratórios são também grandes causadores de corrosividade, acarretando problemas patológicos, possibilitando o contato da armadura com o meio corrosivo”. As criações de meios propícios à corrosão deverão ser prevenidas a fim delimitar as incertezas na fase de gestão do projeto para evitar situações que permitam a corrosão das estruturas. Os usos de misturas líquidas constituídas por processos aditivos ao concreto ou argamassa durante sua mistura, podem melhorar suas propriedades no estado fresco ou endurecido, como melhorar a resistência, sendo comum as utilizações na execução da concretagem podem conter agentes corrosivos que se apresentam em forma de partículas em suspensão que funcionam em reação ao meio, como agentes abrasivos (HELENE, 1986). A contaminação dos líquidos usados poderá favorecer um ataque das estruturas do concreto em reações químicas que agridem a superfície do concreto. Portanto, evidencia-se necessidade de padronização dos meios de concretagem e os cuidados efetivos ao determinar as misturas para não estabelecem ação combinada que possa prejudicar o concreto (CASCUDO, 1988). O processo de corrosão uma vez iniciado, resulta em deterioração do componente do concreto armado. Cascudo (2005, p. 1076), descreve em etapas, de 1 a 7, de destruição que podem ser observadas nos próximos parágrafos. Na primeira fase, se a armadura estiver embutida em concreto que seja permeável o suficiente para permitir a passagem de água e dióxido de carbono, então a carbonatação avança da superfície ao concreto interior. O dióxido de carbono reage com hidróxido de cálcio na pasta de cimento para formar carbonato de cálcio. A livre circulação de água transporta os carbonatos de cálcio instáveis para a superfície e manchas brancas são formadas. Dessa forma, essa fase se caracteriza por manchas brancas na superfície do concreto, que indicam a ocorrência de carbonatação. Na segunda fase, quando o reforço começa a corroer, uma camada de óxido férrico é formada na superfície de reforço. Este produto marrom, resultante da corrosão, pode penetrar junto com a umidade na superfície do concreto, sem quebrar o mesmo. Na terceira fase, os produtos de corrosão normalmente ocupam um volume muito maior, cerca de 6 a 10 vezes do que o metal original. O aumento de volume 24 exerce uma pressão de ruptura considerável sobre o concreto envolvente, resultando em rachaduras. Essas rachaduras indicam que a ferrugem em expansão cresceu o suficiente para dividir o concreto. Na quarta fase, à medida que a corrosão progride haverá formação de múltiplas camadas de óxido férrico sobre o reforço de aço, que por sua vez, exerce uma pressão considerável sobre o concreto envolvente resultando num alargamento das rachaduras, além disso, várias novas rachaduras também são formadas. A ligação entre o concreto e o reforço é consideravelmente reduzida. Haverá um som oco ao batermos na superfície do concreto com um martelo leve. Na quinta fase, devido à perda de ligação entre o aço e o concreto e a formação de múltiplas camadas de balanças, o concreto dacobertura começa a descascar. Nesta fase há uma redução considerável do tamanho da barra do aço. Na sexta fase, a redução contínua no tamanho das barras resulta em rompimento das mesmas, normalmente, o estalo ocorre nos estribos primeiro. Nesta fase haverá também uma diminuição no tamanho das barras principais. Na sétima fase, o desprendimento da cobertura de concreto juntamente com a perda acentuada de seção das barras principais de aço-carbono leva a um colapso da estrutura. Diversos são os mecanismos que fazem com que a vida útil das estruturas de concreto seja prejudicada. Assim, entre estes mecanismos tem-se também a carbonatação, que realiza a deterioração da armadura de concreto por meio do processo de corrosividade (CASCUDO, 2005, p.1119). 3.1.1 Carbonatação nas estruturas A carbonatação é um fenômeno natural, que se caracteriza pela reação entre o gás carbônico no meio ambiente e os compostos alcalinos que fazem parte da rede de poros do concreto. Com o passar do tempo a compatibilidade química existente entre o concreto e o aço-carbono se reduzem com o tempo, favorecendo a diminuição do pH devido à exposição ao gás carbônico (ADÃO; HEMERLY, 2010). Colpaert (2008, p. 32) considera que a “carbonatação é um processo influenciado pela resposta da reação química da interação entre dióxido de carbono atmosférico e os elementos do cimento, culminando na corrosão por meio da danificação das barras de aço do concreto. 25 Bauer (2008) avalia que outro fator predominante para a carbonatação é a existência de umidade no ar que se infiltram nos poros do concreto e produzindo ações agressivas que influenciam esse processo químico no concreto. Neste sentido, existem formas de evitar a carbonatação mediante o conhecimento de técnicas no tocante aos processos de adição de materiais no concreto e sua cura. Gonçalves (2015) considera que a carbonatação está diretamente relacionada à penetração do dióxido de carbono, por meio dos poros, para o interior do concreto, o qual na presença da umidade transforma-se em H2CO3 (ácido carbônico) que é reativo. A reação química ocorre com a penetração do CO2 no concreto. Vale ressaltar que a penetração e reação do processo de carbonatação acontecem pausadamente, aumentando conforme o tempo exposto à reação química (GONÇALVES, 2015). A Figura abaixo apresenta o processo de carbonatação que demonstra o rompimento da camada de passivação que permite a oxidação favorecendo a criação de condições para a carbonatação. Figura 5 – Representação do avanço da carbonatação Fonte: Gonçalves (2015). As armaduras de concreto que se encontram dispostos em lugares com maior proximidade do ar apresentam porosidades diferentes e por isso as reações químicas são distintas daquelas armaduras que estão mais protegidas. Além da presença ou não de ambiente úmido, deve-se ressaltar que o volume de hidróxido de cálcio que 26 compõe o concreto, tende a influenciar no processo de carbonatação da armadura. Entretanto, além da disposição das armaduras de concreto, há outros elementos que devem ser levados em consideração quando se pretende evitar as reações químicas provenientes do processo de carbonatação (BAUER, 2008). Nesse contexto, Granato (2012, p. 165) avalia que “é preciso considerar o adequado comprimento da espessura adequada, bem como uma estruturação que leve em consideração o ambiente de exposição, a fim de minimizar os efeitos dos CO2 nas armaduras de concreto”. Portanto, quando da realização da obra é preciso levar em consideração todos os pontos que podem influenciar estas reações químicas de carbonatação, os quais culminam no processo de corrosão das armaduras de concreto, diminuindo a vida útil e provocando inúmeras consequências (COLPAERT, 2008). 3.1.2 Ataques corrosivos através de cloretos Colpaert (2008) avalia que a ação química dos íons de cloreto produz um fenômeno que se caracteriza por fatores que contribuem para a despassivação da armadura de concreto. A ação dos íons agressivos do cloreto produz a neutralização da camada passiva protetora do aço favorecendo o surgimento de processos químicos como a carbonatação do concreto. Esse processo é muito comum nas edificações construídas na faixa litorânea, reduzindo o tempo útil das armações de concreto. A presença de íons de cloreto durante a produção do concreto se oriunda de processos de contaminação por materiais agregados resultantes de misturas e adições junto à água, favorecendo uma reação de oxidação do metal que suporta a estrutura de edificação (HELENE, 1986, p.47). Bauer (2008) avalia que sais e cloretos aceleram o processo de corrosividade do aço-carbono, na medida em que influencia reações de oxidação que exige procedimentos de proteção contra a corrosão. As ações dos íons de cloreto ocasionam na corrosividade pela oxidação dos metais diante de fatores atmosféricos que contribuem para a deterioração das estruturas edificadas. (LEONHARDT; MONNIG, 2007) Segundo os autores Mehta e Monteiro (2008), o cloreto de cálcio se constitui em uma fonte de reações quando se associa ao concreto fresco, essa perigosa 27 mistura de elementos que caracteriza uma das fases finais de endurecimento do produto, poderá produzir corrosão nas barras de ferro, em ações que se desencadeia em depressões com diâmetros diferenciados que prejudicam a via útil das barras de ferro. Figura 6 - Corrosão de armadura por cloretos em zona marítima Fonte: Helene (1986, p. 47) 28 4 O NITRITO DE SÓDIO COMO INIBIDOR DE CORROSÃO 4.1 INIBIDORES DE CORROSÃO O concreto é um material que possui em suas características físico-químicas a possibilidade de sofrer reações químicas relevantes, muitas vezes influenciadas por condições atmosféricas e que acabam por proporcionar a denominada corrosão, processo que diminui a vida útil do armado de concreto e traz outros malefícios importantes para a construção (HELENE, 1988, p. 600). Os inibidores de corrosão constituem-se em um tipo de método para prevenir ou estabilizar o processo de corrosão. Cada método possui suas características especiais e por isso devem ser analisados para que o seu uso consiga atingir os objetivos propostos. Assim, ao utilizar o método adequado sabe-se que os resultados são satisfatórios, pois refletem na maior vida útil do material, evitando assim manutenções, reparos, ou seja, gastos que tornam desnecessários quando se busca prevenir a ocorrência do processo de corrosão (HELENE, 1988, p. 600). Para Nóbrega e Silva (2002), o funcionamento dos inibidores de corrosão acontece buscando promover mudanças na superfície metálica aplicada, estando ela em processo de corrosão ou não. Assim, estes inibidores atuam promovendo a formação de soluções ou compostos de características solúveis ou insolúveis, e que protegem a camada metálica do armado de concreto. Bauer (2008) uma das características funcionais dos inibidores de corrosão é que os mesmo podem ser utilizados como qualquer aditivo, ou seja, estas substâncias são de fácil aplicação, ação relevante e que atuam rapidamente, criando películas protetoras que impedem ou retardam o processo de corrosão, ou alterando as reações químicas que favorecem o aparecimento da corrosão. Para Souza, Petri e Queiroz Neto (2009) os inibidores de corrosão possuem grandes vantagens e representam elementos acessíveis, tanto no que concerne a facilidade da maneira de uso, como também os aspectos financeiros, pois é um elemento de custo menor do que alguns outros mecanismos utilizados para prevenir a corrosão. Segundo Souza, Petri e Queiroz Neto (2009), a ação do inibidor ocorre no processo de atuação eficiente na adsorção química criando um filme de proteção, 29 agindo diretamente na eliminação do teor de eletricidade existente na corrente através do caminho internoda estrutura do cimento armado. Devem-se considerar também métodos mais simples que são realizados normalmente no dia-a-dia dos procedimentos de construção que buscam melhorar a resistência de metais contra a corrosão como os usos de revestimentos metálicos, uso de inibidores e catódicos, a aplicação de revestimento não-metálicos, como tintas e polímeros poderão efetivamente desenvolver o papel de anticorrosivos (BAUER, 2008). Cada tipo de inibidor de corrosão utilizado apresenta ações diferentes. Entretanto estas ações preventivas ou reparadoras acabam por demonstrarem-se de dois tipos: formação de uma camada de proteção ou pela mudança de características do meio físico-químico propicio a corrosão (NÓBREGA; SILVA, 2002). Segundo Bauer (2008) no que concerne o aumento da resistência do material contra a corrosão, o mesmo busca o aumento da resistência do material utilizando-se o método de revestimento metálico, formação de produto com ação protetora, proteção catódica e adição à solução de inibidores adequados, sendo estes dois últimos voltados ao uso de inibidores de corrosão. Para Colpaert (2008, p. 87) entre as alternativas utilizadas para evitar ou inibir o processo de corrosão do concreto armado, pode-se listar as seguintes: • Métodos eletroquímicos (proteção catódica e anódica); • Isolamento da armadura do eletrólito pelo uso de revestimentos; • Orgânicos inertes (tintas) ou de revestimentos com metais mais nobres (galvanização); • Inibição da reação catódica e/ou da reação anódica por meio de agentes (chamados inibidores) que reagem com os produtos da corrosão e formam camadas impermeáveis nas superfícies dos eletrodos. Entre os tipos de inibidores podem-se referir os anódicos ou catódicos, e também os inibidores mistos, sendo que estes inibidores também são subdivididos em seguros e perigosos (SOUZA; PETRI, QUEIROZ, 2009). Assim, conhecer as características de funcionamento e ação dos inibidores de corrosão é uma forma eficaz de obter resultados satisfatórios e desejáveis. 4.2 TIPOS DE INIBIDORES 30 Para Monteiro (2005, p. 1114) os inibidores de corrosão são divididos em categoriais que variam conforme sua composição e mecanismo de ação, sendo as mesmas denominadas catódicos, anódicos, neutralizantes, formadores de filme orgânico, fase vapor, sequestrantes de oxigênio dissolvido, etc. Cada tipo de classificação apresenta elementos diferentes e muitas vezes com ações também distintas. Assim, antes do uso de qualquer tipo de inibidor de corrosão é preciso conhecer suas funções e ações, tendo em vista que o uso inadequado do produto acaba acarretando prejuízos significativos (BAUER, 2008). Os inibidores de corrosão podem ser agrupados nas seguintes classes: anódicos, catódicos e mistos, sendo a principal diferença existente entre eles o modo de funcionamento. Além disso, é preciso ressaltar que estes inibidores de corrosão também são classificados em seguros e perigosos (ANDRADE, 1992). Assim, de acordo com Bertolini (2010, p.53) caracteriza-se como “inibidor seguro é aquele que mesmo em quantidades inadequadas (insuficiente) não causam nenhum problema potencial a área de corrosão”. Em relação aos inibidores denominados perigosos o autor escreve que: Inibidor perigoso é aquele que, quando presente em concentrações insuficientes para promover uma proteção em toda a superfície do metal, provoca uma forma de corrosão localizada, isto é, corrosão por pite e, em muitos casos, faz com que a situação por ele criada apresente corrosão mais acentuada do que o sistema sem inibidor. Assim, os inibidores que fazem parte da classe dos denominados perigosos tendem a produzir consequências significativas a estrutura quando utilizados de forma inadequada e em quantidades insuficientes. Exemplo destes inibidores perigosos pode-se destacar a maioria dos inibidores que fazem parte dos anódicos, com exceção do benzoato de sódio (MONTEIRO, 2005, p. 1114). Segundo Nóbrega e Silva (2002, p. 3) referem que em relação ao uso e importância dos inibidores de corrosão: A adição de inibidores de corrosão ou a mistura de inibidores, desde que na concentração crítica, diminui a corrente de corrosão e o potencial torna -se mais catódico. A influência nas propriedades mecânicas do concreto por parte dessas adições de inibidores, mostra-se com boa reprodutibilidade, de forma que se torna mais fácil o controle das mesmas. Portanto, os inibidores de corrosão representam novas perspectivas de controle e prevenção das corrosões, tão comuns no decorrer do desgaste do armado de concreto das obras de engenharia civil. Utilizar estes elementos é ter a possibilidade de uma vida útil dos materiais cada vez maior (RODRIGUES, 2001). 31 4.2.1 Inibidores anódicos O primeiro grupo corresponde aos inibidores anódicos, possuem em suas características a ação de reprimir as reações químicas anódicas que representam a dissolução do metal. Portanto, atuam impedindo a ocorrência das reações de oxidação, e consequentemente prevenindo ou retardando o processo de corrosão, que é influenciado por estas reações de oxidação (COLPAERT, 2008). A funcionalidade dos inibidores anódicos tem como característica o aparecimento de um filme ou película que adere ao metal, servindo como mecanismo de proteção da corrosão. Portanto, está película age protegendo a superfície metálica, e impedindo que aconteçam reações químicas de oxidação, as quais acabam por promover o processo de corrosão (BAUER, 2008). Segundo Bertolini (2010) entre os tipos de inibidores anódicos existentes, pode- se citar os cromatos, nitratos, molibdatos e sais férricos, os hidróxidos, fosfatos, silicatos e benzoatos. O uso de inibidores anódicos deve ser realizado com a máxima cautela, tendo em vista que os mesmos podem quando utilizados em concentrações inadequadas produzir problemas que acabam por influenciar o processo de corrosão mais localizada (GRANATO, 2012). 4.2.2 Inibidores catódicos Os inibidores de corrosão catódicos se caracterizam por impedirem a ocorrência de reações catódicas, as quais representam reações de redução e, portanto, atuam por meio das reações químicas, alterando o pH e proporcionando assim uma proteção ao material contra os processos corrosivos (BAUER, 2008). Os inibidores catódicos utilizam-se da formação de precipitados ou da absorção do oxigênio do meio ambiente, estes mecanismos visam diminuir ou prevenir a corrosão e subsequente aumentar a vida útil do concreto armado. De acordo com Souza, Petri e Queiroz Neto (2009) entre os tipos de inibidores catódicos conhecidos, pode-se citar: sulfetos de zinco, magnésio e níquel, polifosfatos, fosfonatos e sais de cálcio, etc. 32 4.2.3 Inibidores mistos Os inibidores mistos atuam nos dois tipos de reação, sejam elas anóticas ou catódicas. Assim, de acordo com Modesto (2008) os inibidores mistos produzem um filme impermeável e uniforme, atuando no processo de prevenção e estabilização do processo de corrosão. Bauer (2008) refere-se que os inibidores de corrosão considerados como mistos atenuam ou impedem as reações químicas de dissolução do metal, como também nas reações de redução. Entre as características próprias dos inibidores mistos vale considerar que os mesmos podem ter influência de alguns fatores. Na visão de Nóbrega e Silva (2002) entre os fatores que comprometem a ação dos inibidores mistos, tem-se: a velocidade do fluido (substância), o volume, bem como a concentração do inibidor misto em uso, as alterações de temperatura do sistema, o tipo de substrato, o período de tempo de contato entre o inibidor e a superfície metálica e também a composição do fluido do sistema. 4.2.4 Inibidores vegetais Os avanços nas pesquisas em inibidores de corrosão favoreceram pesquisas e análises com o uso de produtos biodegradáveis como vegetaisoleaginosos e sua eficiência como inibidores (DUGATTO, 2006). Estes produtos biodegradáveis não são agressivos ao meio ambiente, são naturais, sendo escolhidas as frutas e cascas com alto teor de óleo, assim como alimentos vegetais com capacidade antioxidante (DUGATTO, 2006). 4.3 O USO DE NITRITO DE SÓDIO COMO INIBIDOR DE CORROSÃO A utilização do nitrito de sódio na redução de corrosividade tem sido extensamente utilizada favorecendo o restabelecimento do concreto ou sendo utilizado como modo de prevenção como elemento de construção de camada passivadora (NOBREGA; SILVA, 2002). O nitrito de sódio é passivador anódico que atua na redução de processos corrosivos através de reações anódicas, através do controle da ação do ânodo. 33 Segundo Bauer (2008) o nitrito de sódio se constitui em um inibidor potente de corrosão, exigindo apenas o conhecimento adequado da concentração de solução a ser utilizada no processo de inibição. Esse fator é importante por que evita que se realize a passivação apenas em partes da estrutura de concreto não se estendendo em toda a extensão da superfície a ser protegida. Assim o uso do nitrito de sódio dentro da concentração ideal deverá ser efetivado a partir de uma dosagem de nitrito de sódio em relação à massa de cimento em função da agressividade do meio (MONTEIRO, 2005). Os experimentos com o nitrito de sódio partem da análise de sua associação ao cimento observando-se os níveis adequados do teor a ser aplicado em relação à criticidade da corrosão no processo de amassamento para a criação de camada passiva (MONTEIRO, 2005). Segundo Granato (2012) as moldagens dos corpos de prova permitiram evidenciar que os resultados foram considerados muito eficientes no processo de avaliação, com base no uso de baixa relação água/cimento associado com o uso de nitrito de sódio. Para o Cascudo (2005, p. 1104) a utilização deste inibidor exige a relação entre o teor utilizado do elemento químico no cimento para dar bom resultado, demonstrando-se que os referenciais de uso conforme os teores do produto para passivação que são fundamentais para os resultados na reação de redução da corrosão. Cascudo (2005) afirma que a presença de nitrito adequado na superfície do aço anódico poderia diminuir significativamente a corrente da macrocélula aumentando a resistência do ânodo e diminuindo a diferença de potencial entre o cátodo e o ânodo. Segundo Rodrigues (2001) os íons de nitrito aumentam a resistência à polarização da macrocélula do ânodo fornecendo proteção eficaz contra a corrosão induzida pelo cloreto. Para Brandão (2002) o nitrito de sódio tem capacidade de inibir a corrosão ao mesmo tempo em que refine as propriedades mecânicas do concreto, porem para o autor a principal desvantagem quanto ao uso deste inibidor é a diminuição da resistencia a compressão da argamassa. Portanto, a escolha do inibidor para ser utilizado na estrutura depende de estudos, levando em consideração o tipo de propriedades que devem ser mantidas 34 no concreto, bem como um estudo sobre a relação custo/beneficio para cada uma das opções (BRANDÃO, 2002). 35 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS O estudo evidencia a importância dos vários tipos de inibidores de corrosão para a construção civil. A evolução dos métodos e técnicas permitiram a melhoria dos processos construtivos. Assim, evidenciou-se na pesquisa as tipologias de elementos inibidores associados a métodos e técnicas para prevenir a corrosão nas estruturas de concreto armado. O presente trabalho teve o intuito de relacionar os processos químicos que resultam na corrosão das armaduras de concreto; identificar as características dos compostos inibidores de corrosão; e, apresentar o uso de nitrito de sódio como inibidor de corrosão na recuperação de armaduras de concreto armado. Constatou-se que a natureza da corrosão é resultado de reações químicas e eletroquímicas que são afetadas diretamente pelo meio ambiente e pela forma de realização de cura no processo de concretagem. O estudo avaliou através de informações científicas de autores a existência de várias tipologias de inibidores tanto catódicos, como anódicos e até biodegradáveis, permitindo avaliar que o mais utilizado na construção civil, com um maior nível de atuação se constitui no nitrito de sódio associado à cura do cimento, para a criação de uma camada de passivação no concreto. Neste contexto, constatou-se que muitos inibidores são eficientes, mas é preciso escolher o inibidor correto e sua aplicação quanto ao nível de solução e concentração para favorecer resultados eficientes sobre a corrosão. Sabe-se da existência de várias técnicas e métodos simples que são aplicadas em processos de recuperação de estruturas, mas é preciso determinar até que pontos as técnicas tradicionais são eficientes nestes casos. 36 REFERÊNCIAS ADÃO, Francisco Xavier; HEMERLY, Adriano Chequetto. Concreto armado: Novo milênio: Cálculo prático e econômico.2. ed. São Paulo: Interciência, 2010. ALMEIDA, Sandra Freire de. Análise dinâmica experimental da rigidez de elementos de concreto submetidos à danificação progressiva até a ruptura. Tese (Mestrado em Engenharia de Estruturas) – Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo, 2005. Disponível em:<http://www.teses.usp.br/>. Biblioteca Digital>. Acesso em: 11 de março de 2018. AMBROZEWICZ, P. H. L. 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