Aula_02_-_Deteriorao_do_concreto (1)

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Engenharia de Avaliações e Perícias
Causas da deterioração do concreto
Prof. Me. Alisson Dias
Centro de Tecnologia e Urbanismo
Curso de Engenharia Civil
Introdução
▪ Principais processos de deterioração das estruturas de concreto:
▪ Fissuração
▪ Manchas
▪ Desagregação do concreto
▪ Perda de aderência
▪ Desgaste do concreto
▪ Hidratação da cal livre
▪ Ataque por sulfatos
▪ Reação álcali-agregado
▪ Carbonatação
▪ Ataque por cloretos
▪ Corrosão
▪ Ação do fogoSintomas
Causas
Introdução
▪ Composição do cimento:
1450 ºC
Pedra calcária → CaO + CO2
Argila → SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 + H2O
3CaO.SiO2 → C3S 
2CaO.SiO2 → C2S
3CaO.Al2O3 → C3A
4CaO.Al2O3.Fe2O3 → C4AF
𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 + á𝑔𝑢𝑎 → 𝐶 − 𝑆 − 𝐻 + 𝐶𝑎(𝑂𝐻2) + á𝑙𝑐𝑎𝑙𝑖𝑠
▪ Composição do concreto:
silicatos de cálcio 
hidratado
Hidratação da cal livre
▪ Composição do cimento:
▪ No cimento podem estar presentes
altos teores de óxido de cálcio (CaO) e
óxido de magnésio (MgO) livres,
gerando a possibilidade de ocorrência
de expansões.
▪ Quando na presença de água, o CaO e
o MgO sofrem hidratação formando
produtos responsáveis pela geração de
tensões internas e surgimento de
trincas que podem vir a resultar na
pulverização do material.
(Santos, Paiva, Luz e Pandolfelli, 2018)
Hidratação da cal livre
▪ Composição do cimento:
Requisitos químicos para o cimento (NBR 16697) 
Ataque por sulfatos
▪ Ação do sulfato no concreto:
▪ Ocorre quando a estrutura está em contato com águas ou solos com a presença
de íons de sulfato (SO4).
▪ Os sulfatos quando reagem com os componentes da matriz do cimento, geram
produtos expansivos, surgindo dilatações que desagregam e fissuram o
concreto.
Ataque por sulfatos
▪ Ação do sulfato no concreto:
▪ Ocorre quando a estrutura está em contato com águas ou solos com a presença
de íons de sulfato (SO4).
▪ Os sulfatos quando reagem com os componentes da matriz do cimento, geram
produtos expansivos, surgindo dilatações que desagregam e fissuram o
concreto.
Fissuração
Ataque por sulfatos
▪ Ação do sulfato no concreto:
▪ Ocorre quando a estrutura está em contato com águas ou solos com a presença
de íons de sulfato (SO4).
▪ Os sulfatos quando reagem com os componentes da matriz do cimento, geram
produtos expansivos, surgindo dilatações que desagregam e fissuram o
concreto.
Ataque por sulfatos
▪ Ação do sulfato no concreto:
▪ Como o produto final da reação possui volume superior ao inicial, irá ocasionar:
▪ Tensões internas
▪ Fissuração irregular do concreto
▪ Facilita a penetração posterior de mais substâncias agressivas
▪ Progresso da deterioração
Ataque por sulfatos
▪ Ação do sulfato no concreto:
Requisitos químicos para o cimento (NBR 16697) 
Ataque por sulfatos
▪ Reações do ataque:
𝑆𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜𝑠 + 𝐶3𝐴 → 𝑒𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔𝑖𝑡𝑎
Ataque por sulfatos
▪ Reações do ataque:
𝑆𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜𝑠 + 𝐶3𝐴 → 𝑒𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔𝑖𝑡𝑎
𝑆𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜𝑠 + 𝐶 − 𝑆 − 𝐻 → 𝑡𝑎𝑢𝑚𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎
Ataque por sulfatos
▪ Origem dos sulfatos:
▪ Agregado contaminado com gipsita (CaSO4) + cimento de alto teor de SO3.
▪ Chuvas ácidas
▪ Solos contaminados
▪ Águas subterrâneas
▪ Efluentes
Ataque por sulfatos
▪ Consequências:
Desagregação do concreto em ETE em 
consequência do ataque por sulfatos
Ataque por sulfatos
▪ Controle do ataque:
▪ Visando uma boa durabilidade, a NBR 12655 apresenta os seguintes requisitos
para a qualidade do concreto:
Ataque por sulfatos
▪ Controle do ataque:
▪ Pode ainda ser utilizado o cimento RS (resistente a sulfatos) – NBR 5737.
▪ Cimentos cujo teor de C3A ≤ 8%.
▪ Cimentos Portland de alto-forno (CP III) cujo teor
de escória de alto-forno esteja entre 60 e 70%.
▪ Cimentos pozolânicos (CP IV) cujo teor de
materiais pozolânicos esteja entre 25 e 40%.
Ataque por sulfatos
▪ Ensaios:
▪ NBR 13583 – Determinação da variação dimensional de barras de argamassa
de cimento Portland expostas à solução de sulfato de sódio.
(Medeiros, Souza, Hoppe Filho e Adorno, 2016)
Reação álcali-agregado
▪ Definição:
▪ É um processo químico em que alguns constituintes mineralógicos do agregado
reagem com hidróxidos alcalinos que estão dissolvidos nas soluções dos poros
do concreto, formando um gel expansivo.
Reação álcali-agregado
▪ Condições para ocorrência:
▪ Agregado potencialmente reativo
▪ Umidade
▪ Presença de álcalis (NaOH, KOH)
▪ Fatores complementares:
▪ Temperatura → influência no sentido direto
▪ Área superficial do material → influência no sentido inverso
▪ Tensões confinantes→ influência no sentido inverso
▪ Contribuição de álcalis externos → influência no sentido direto
Reação álcali-agregado
▪ Consequências:
Reação álcali-agregado
▪ Consequências:
Reação álcali-agregado
▪ Medidas de mitigação:
▪ NBR 15777 – Parte 1
Reação álcali-agregado
▪ Medidas de mitigação:
▪ NBR 15777 – Parte 1
Carbonatação
▪ Definições:
▪ É um processo físico-químico de neutralização do pH da fase líquida intersticial do
concreto, saturada de hidróxido de cálcio e de outros compostos alcalinos hidratados.
▪ Os principais constituintes presentes na atmosfera que podem produzir reações de
neutralização do concreto são o gás carbônico (CO2), o dióxido de enxofre (SO2) e o gás
sulfídrico (H2S).
▪ Como resultado da carbonatação tem-se a redução do pH do concreto de 13 para
valores inferiores a 9.
𝐶𝑂2 + 𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 → 𝐶𝑎𝐶𝑂3 + 𝐻2𝑂
reduz o pH
carbonato de cálcio
H2O
Carbonatação
▪ Definições:
Carbonatação
▪ Definições:
Avanço da profundidade de carbonatação e alteração do pH do 
concreto, causando a despassivação da armadura
Carbonatação
▪ Condições para ocorrência:
Carbonatação
▪ Condições para ocorrência:
Influência da umidade relativa do ambiente 
e saturação dos poros na carbonatação
Carbonatação
▪ Controle da reação:
▪ Concreto de boa qualidade
▪ Maior grau de hidratação do cimento
▪ Baixa porosidade e permeabilidade
▪ Cura do concreto
Carbonatação
▪ Ensaios:
▪ Difração de Raios-X (DRX)
▪ Termogravimetria (TGA)
▪ Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)
▪ Indicadores de pH → mais utilizado
Uso da fenolftaleína como indicador de pH
Carbonatação
▪ Ensaios:
▪ Indicadores de pH→ mais utilizado
Uso da fenolftaleína para detecção de seção carbonatada no concreto
Ataque por cloretos
▪ Fontes de cloretos:
▪ Atmosfera marinha (maresia)
▪ Água do mar (estruturas off shore)
▪ Aditivos aceleradores de pega que contém CaCl2
▪ Na forma de impurezas dos agregados e da água de amassamento
▪ Uso de sais de degelo
▪ Processos industriais
Ataque por cloretos
▪ Formas dos íons 𝐶𝑙− no interior do concreto:
▪ Quimicamente combinados (cloroaluminatos)
▪ Fisicamente adsorvidos na superfícies de poros capilares
▪ Livres na solução dos poros do concreto
𝐹𝑒3+ + 3𝐶𝑙− → 𝐹𝑒𝐶𝑙3
𝐹𝑒𝐶𝑙3 + 3𝑂𝐻− → 3𝐶𝑙− + 𝐹𝑒(𝑂𝐻)3
“ferrugem”
Ataque por cloretos
▪ Ensaios:
▪ Fluorescência de Raios-X (FRX)
▪ Determinação do teor de cloretos com solução de AgNO3
▪ NBR 7211 – cloretos em agregados para concretos
Ataque por cloretos
▪ Ensaios:
▪ A NBR 12655 determina o teor máximo aceitável de íons cloro livres no
concreto.
Ataque por cloretos
▪ Fatores que influenciam na velocidade e profundidade de cloretos:
▪ Composição, tipo e quantidade de cimento.
▪ Cimentos com alto teor de C3A
Ataque por cloretos
▪ Fatores que influenciam na velocidade e profundidade de cloretos:
▪ Composição, tipo e quantidade de cimento.
▪ Cimentos com alto teor de C3A
▪ Cimentos com adições
Ataque por cloretos
▪ Fatores que influenciam na velocidade e profundidade de cloretos:
▪ Composição, tipo e quantidade de cimento.
▪ Cimentos com alto teor de C3A
▪ Cimentos com adições
▪ Relação a/c, adensamento e cura.
▪ Produz concretos de boa qualidade, ou seja, baixa porosidade e permeabilidade
Ataque por cloretos
▪ Consequências:
Corrosão
▪ Definição:
▪ A corrosão de elementos metálicos é a transformação de um metal em íon
metálico pela suainteração química ou eletroquímica com o meio em que se
encontra.
▪ Tipos de corrosão:
▪ Química: reação com O2 atmosférico, com formação de película sobre o metal,
chamada também de corrosão seca ou simplesmente oxidação.
Corrosão
▪ Definição:
▪ A corrosão de elementos metálicos é a transformação de um metal em íon
metálico pela sua interação química ou eletroquímica com o meio em que se
encontra.
▪ Tipos de corrosão:
▪ Química: reação com O2 atmosférico, com formação de película sobre o metal,
chamada também de corrosão seca ou simplesmente oxidação.
▪ Eletroquímica: chamada de corrosão aquosa, é caracterizada pela formação de
pila eletroquímica.
Corrosão
▪ Definição:
Corrosão eletroquímica
Corrosão
▪ Consequência:
Representação esquemática das manifestações patológicas 
tipicamente observadas em vigas de concreto afetadas por corrosão
(Helene, 2003)
Ação do fogo
▪ Definição:
▪ O concreto quando submetido a elevadas temperaturas, como no caso dos
incêndios, sofre significativas mudanças físico-químicas.
▪ Esta exposição pode causar:
▪ Deterioração significativa
▪ Perda de resistência
▪ Redução do módulo de elasticidade
▪ Perda de durabilidade do concreto
▪ Fissurações e desprendimento da massa de concreto
Ação do fogo
▪ Consequências:
Efeitos da pressão de vapor no concreto
(Ozawa e Morimoto, 2014)
Ação do fogo
▪ Consequências:
Fenômeno de spalling na superfície do concreto após exposição a elevadas temperaturas
Obrigado!
Prof. Me. Alisson Dias
Centro de Tecnologia e Urbanismo
Curso de Engenharia Civil
	Seção Padrão
	Slide 1: Engenharia de Avaliações e Perícias Causas da deterioração do concreto
	Slide 2: Introdução
	Slide 3: Introdução
	Slide 4: Hidratação da cal livre
	Slide 5: Hidratação da cal livre
	Slide 6: Ataque por sulfatos
	Slide 7: Ataque por sulfatos
	Slide 8: Ataque por sulfatos
	Slide 9: Ataque por sulfatos
	Slide 10: Ataque por sulfatos
	Slide 11: Ataque por sulfatos
	Slide 12: Ataque por sulfatos
	Slide 13: Ataque por sulfatos
	Slide 14: Ataque por sulfatos
	Slide 15: Ataque por sulfatos
	Slide 16: Ataque por sulfatos
	Slide 17: Ataque por sulfatos
	Slide 18: Reação álcali-agregado
	Slide 19: Reação álcali-agregado
	Slide 20: Reação álcali-agregado
	Slide 21: Reação álcali-agregado
	Slide 22: Reação álcali-agregado
	Slide 23: Reação álcali-agregado
	Slide 24: Carbonatação
	Slide 25: Carbonatação
	Slide 26: Carbonatação
	Slide 27: Carbonatação
	Slide 28: Carbonatação
	Slide 29: Carbonatação
	Slide 30: Carbonatação
	Slide 31: Carbonatação
	Slide 32: Ataque por cloretos
	Slide 33: Ataque por cloretos
	Slide 34: Ataque por cloretos
	Slide 35: Ataque por cloretos
	Slide 36: Ataque por cloretos
	Slide 37: Ataque por cloretos
	Slide 38: Ataque por cloretos
	Slide 39: Ataque por cloretos
	Slide 40: Corrosão
	Slide 41: Corrosão
	Slide 42: Corrosão
	Slide 43: Corrosão
	Slide 44: Ação do fogo
	Slide 45: Ação do fogo
	Slide 46: Ação do fogo
	Slide 47: Obrigado!