Cap9 - A água no concreto

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Capítulo 9
A Água no Concreto
Geraldo Cechella Isaia
Universidade Federal de Santa Maria
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
I t d ãIntrodução
• O consumo mundial de água é  200 l/dia hab., oug ,
73 t.ano/hab, 22 vezes maior do que o consumo de
concreto, o 2º material mais consumido pelo homem;
• O consumo de água no concreto não é significativo. Seu
papel, sob o ponto de vista técnico-científico, dos efeitos
fí i í i d t f õfísico-químicos das transformações que opera na
microestrutura das pastas são muito importantes.
A á l õ d hid ã lâ i• A água regula as reações de hidratação, pozolânicas, as
propriedades reológicas de concreto fresco e
propriedades do concreto endurecido como retraçãopropriedades do concreto endurecido como retração,
fluência, mecanismos de transporte de massa, etc.
Também atua como um dos agentes mais importantes na
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g p
degradação e processos patológicos de estruturas.
C tit i ã d áConstituição da água
Fi 1 ) M lé l d á f ã Fi 2 E t t d d d l•Figura 1 – a) Molécula de água com formação 
de dipolo; 
•b) ligações de hidrogênio entre as moléculas.
•Figura 2 – Estrutura ordenada do gelo, com 
expansão de volume 
•(MEHTA & MONTEIRO, 2008).
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P t d hid ê iPonte de hidrogênio
• Quando o H está ligado ao oxigênio, a densidadeg g ,
eletrônica em torno do próton de H fica desbalanceada em
relação ao de O. A distribuição de cargas elétricas na
lé l d á t i ét i lét ãmolécula de água torna-se assimétrica: os elétrons não
compartilhados do oxigênio (negativos) ficam de um lado
enquanto que os dois núcleos de H do outro ladoenquanto que os dois núcleos de H do outro lado
(positivos). Cria-se, assim, uma polaridade na molécula de
H2O que se chama dipolo (Figura 1a), formando-se a2 q p ( g ),
ponte de hidrogênio que é a força que interliga as
moléculas de água para satisfazer as cargas de sinais
t (Fi 1b) f d d W lopostos (Figura 1b) – forças de van der Waals.
• A grande quantidade pontes de H na água no estado
lí id é á l i d d ú i
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líquido é responsável por suas propriedades únicas.
P i d d d áPropriedades da água
• Dissolução: a água é considerada um solvente universal, comç g
capacidade de dissolver substâncias polares ou iônicas para
formar soluções aquosas.
• A água está em equilíbrio dinâmico nos três estados; líquido,
sólido ou gasoso, nas condições ambiente de temperatura e
pressão, sendo a única substância que apresenta talpressão, sendo a única substância que apresenta tal
característica;
• Quando uma substância iônica é dissolvida na água, os cátionsg
são atraídos pelo dipolo negativo e os ânions pelo positivo. Este
processo se denomina de hidratação;
• A água é anfótera: age tanto como ácido quanto como base.
Em pH 7 (neutro) a concentração de (OH-) é igual a dos íons
H+ Se esse equilíbrio for quebrado a solução pode se tornar
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H . Se esse equilíbrio for quebrado, a solução pode se tornar
ácida (maior concentração de H+) ou básica (maior
concentração de OH-.
T ã fi i lTensão superficial
• As moléculas no interior do líquido estão ligadas por forças deg
coesão, isto é, são atraídas igualmente em todas as direções
pelas ligações hidrogênio, apresentando resultante neutra;
• Na superfície existem ligações livres, ocasionam
desbalanceamento das forças e geram excesso de energia
associada a essa superfície, denominada de tensão superficialassociada a essa superfície, denominada de tensão superficial
ou interfacial;
• A água possui tensão superficial mais intensa que a maioriag p p q
dos líquidos usuais (óleos, solventes, álcool, ácidos, etc.)
devido às ligações H que podem chegar até quatro pontes por
molécula À temperatura de 20ºC a tensão superficial da água émolécula. À temperatura de 20ºC a tensão superficial da água é
72,8.10-3N.m-2, a mais elevada entre os líquidos não-metálicos,
o que explica a tendência de formar bolhas de formato esférico.
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T ã fi i lTensão superficial
Figura 3 – a) Forças atuantes no interior e na superfície livre da água; 
b) bolha de água com forma esférica devido à tensão superficial (A ÁGUA, 2011).
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Ad ã il id dAdsorção e capilaridade
• A adsorção pode ser física ou química. Na física (adesão), as( )
moléculas interagem pelas forças de van der Waals, que são
fracas. O processo inverso da adsorção é a dessorção;
• A tensão superficial e adsorção estão associadas com as forças
capilares que ocorrem no interior dos poros de pequeno
diâmetro. A capilaridade é resultado da coesão entre asdiâmetro. A capilaridade é resultado da coesão entre as
moléculas que dependem das forças intermoleculares como
ponte de hidrogênio, no caso da água ou das forças de van der
W l d ólidWaals, no caso de sólidos.
• A capilaridade é importante para o transporte de umidade em
meios porosos especialmente concreto argamassas emeios porosos, especialmente, concreto, argamassas e
alvenarias em contato com o solo ou a chuva, porque é um
fenômeno espontâneo caso não sejam tomadas as medidas
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preventivas de impermeabilização.
U id d l tiUmidade relativa
• A umidade relativa do ar é a relação entre a quantidade deç q
água existente no ar (umidade absoluta) e a quantidade
máxima que poderia haver na mesma temperatura (ponto
d t ã )de saturação);
• O valor da UR varia entre 0 e 1 para condições até a
t ã ( i d 1 di õ t d )saturação (e acima de 1 para condições supersaturadas)
de acordo com a temperatura. Em geral, é apresentada
em porcentagem;em porcentagem;
• Para os materiais de construção porosos, a umidade
relativa do ar é muito importante porque condiciona o teorrelativa do ar é muito importante porque condiciona o teor
de umidade interna. Dela dependem muitas propriedades
mecânicas e da durabilidade.
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Qualidade da água de amassamento no 
tconcreto
• Para Neville (2003) devem ser considerados os seguintes( ) g
aspectos para a água de amassamento:
a) Qualidade: conteúdo de impurezas dissolvidas ou em) p
suspensão podem alterar as propriedades do concreto;
b) Quantidade de água por unidade de volume de concreto,) g p ,
que afeta a trabalhabilidade da mistura
c) Relação água/cimento que afeta as propriedades) ç g q p p
prioritariamente mecânicas.
Na água de amassamento devem ser consideradas todas asg
formas de inclusão: diretamente adicionada (líquido ou
gelo), água contida nos aditivos químicos, aderida aos
d
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agregados.
Normas sobre água para amassamento do 
tconcreto
• Somente a partir do início da primeira década deste séculop p
é que foram publicadas as primeiras normas detalhadas
sobre a qualidade da água a ser misturada ao concreto;
• A primeira delas foi a Norma Européia CEN EN 1008 da
Comunidade Européia, em 2002, que delineou as
di t i d i d l ti tdiretrizes para as demais normas daquele continente;
• Em 2004 foi publicada a versão original da norma ASTM
1602M E d U id d l1602M nos Estados Unidos, estando atualmente na
versão 2006;
E 2009 i b il i ABNT NBR• Em 2009 entrou em vigor a norma brasileira ABNT NBR
15900 composta de 11 partes ;
E 2010 f i di l d ISO 12439
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• Em 2010, foi divulgada a norma ISO 12439.
N b il i ABNT NBR 15900 2009Norma brasileira ABNT NBR 15900:2009
• Foielaborada pelo Comitê Brasileiro de Cimento, concretop ,
e Agregados, ABNT/CB-18 pela Comissão de Estudos:
“Água para amassamento do concreto”, sendo composta
d i t tdas seguintes partes:
• Parte 01: Requisitos;
• Parte 02: Coleta de amostras para ensaios;
• Parte 03: Avaliação preliminar:ç p
• Partes 04 a 11: Análises químicas – determinação de
zinco, chumbo, cloreto, sulfato, fosfato, álcalis, nitratos e, , , , , ,
açúcar solúveis na água.
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ABNT NBR 15900
P t 01 Cl ifi ã d ti d áParte 01 – Classificação dos tipos de água
• Água de abastecimento público: é considerada adequada para uso em
concreto e não necessita ser ensaiada;
• Água recuperada de processos de preparação do concreto: deve estar
conforme com o Anexo A desta norma, a seguir enunciado, para ser, g , p
considerada adequada ao concreto;
• Água de fontes subterrâneas: pode ser adequada para uso em concreto,
mas deve ser ensaiada;mas deve ser ensaiada;
• Água natural de superfície,água de captação pluvial e água residual
industrial: pode ser adequada para uso em concreto, mas deve ser
ensaiada Ex: água de resfriamentos de jateamento de corte deensaiada. Ex: água de resfriamentos, de jateamento, de corte, de
fresagem e de polimento de concreto;
• Água salobra: somente pode ser usada para concreto não armado, mas
d i d Nã é d d t d t diddeve ser ensaiada. Não é adequada para concreto armado ou protendido;
• Água de esgoto e água de esgoto tratado: não adequada para concreto;
• Água de reuso proveniente de estação de tratamento de esgoto: é água
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tratada por filtração e flotação em estações de tratamento de esgoto, a
partir de afluente já tratado para usos não potáveis.
Requisitos e procedimentos de ensaio
A li ã li iAvaliação preliminar
• Óleos e gorduras: não mais do que traços visíveis;
• Detergentes: qualquer espuma deve desaparecer em 2 minutos;
• Cor: deve ser comparada qualitativamente com água potável devendo ser
amarelo claro a incolor, exceto para água recuperada de processos de, p g p p
preparação do concreto. Aplica-se a metodologia do Anexo A da norma;
• Material sólido: máximo de 50.000mg/l;
• Odor: águas provenientes da recuperação de processos de preparaçãoOdor: águas provenientes da recuperação de processos de preparação
do concreto não devem apresentar cheiro, exceto um leve odor de
cimento e, onde houver escória, um leve odor de sulfeto de hidrogênio,
após a adição de ácido clorídrico Água de outras fontes deve ser inodoraapós a adição de ácido clorídrico. Água de outras fontes deve ser inodora
e sem odor de sulfeto de hidrogênio, após a adição de ácido clorídrico;
• Ácidos: pH ≥ 5;
M té i â i d á d i l i l à d• Matéria orgânica: a cor da água deve ser mais clara ou igual à da
solução-padrão, após a adição de NaOH. A solução padrão é aquela
descrita pela norma NM 49:2001 Agregado miúdo: Determinação de
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impurezas orgânicas.
P i d d í i d áPropriedades químicas da água
• Cloretos: o teor de cloretos na água, ensaiado conforme ag ,
ABNT NBR 15900-6:2009 e expresso como Cl-, não deve
exceder os limites do Quadro I, abaixo, a menos que se
t t d l t t ã dmostre que o teor de cloretos no concreto não excede o
valor máximo permitido na ABNT NBR 12655:2006.
 
Quadro 1 – Teor máximo de cloreto em água para amassamento, 
conforme procedimento de ensaio ABNT NBR 15900-6:2009. 
 
Uso Final Teor máximo de cloreto, mg/l
Concreto protendido ou graute 
Concreto armado 
500 
1000 
Concreto simples (sem armadura) 4500 
 
 Sulfatos: o teor de sulfato expresso como SO42-, ensaiado de acordo 
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p 4 ,
com a ABNT NBR 15900-7:2009, não deve exceder a 2000mg/l; 
P i d d í i (II)Propriedades químicas (II)
• Álcalis: se forem usados no concreto agregadosg g
potencialmente reativos com álcalis, a água deve ser
ensaiada quanto aos teores de álcalis conforme ABNT
NBR15900 9 2009 O i l t l li ã dNBR15900-9:2009. O equivalente alcalino não deve
exceder 1500mg/l.,Caso contrário, a água pode ser usada
apenas se for comprovado que foram tomadas açõesapenas se for comprovado que foram tomadas ações
preventivas quanto às Reações Alcali-Agregados,
conforme ABNT NBR 15577-1:2008 Agregados –g g
Reatividade álcali-agregado. Parte 1: Guia para avaliação
da reatividade potencial e medidas preventivas para uso
d d tde agregados em concreto;
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P i d d í i (III)Propriedades químicas (III)
• Contaminação prejudicial: para aprovação da água quanto a
contaminantes, podem ser executados ensaios quantitativos de
detecção de açúcares, fosfatos, nitratos, chumbo e zinco, respeitando
os limites do Quadro 2 abaixo. Na ausência destes ensaios ou quandoq
os limites estabelecidos forem ultrapassados, devem ser realizados
ensaios de tempo de pega inicial e final e de resistência à compressão
Quadro 2 – Requisitos para substâncias prejudiciais e métodos de ensaio. 
 
Substância Teor máximo mg/l Método de ensaio g
Açúcares 
Fosfatos, expressos como P2O5
Nitratos expressos como NO3-
100 
100 
500
ABNT NBR 15900-11 
ABNT NBR 15900-8 
ABNT NBR 15900-10Nitratos, expressos como NO3
Chumbo, expresso como Pb2+ 
Zinco, expresso como Zn2+ 
500 
100 
100 
ABNT NBR 15900 10 
ABNT NBR 15900-5 
ABNT NBR 15900-4 
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T d i tê i à ãTempo de pega e resistência à compressão
• Os tempos de início e fim de pega em amostras de pastap p g p
preparadas com a água em ensaio não devem diferir mais
de 25% dos tempos de início e fim de pega obtidos com
t d t d á d til damostras de pastas preparadas com água destilada ou
deionizada.
A i tê i édi à ã 7 28 di d• A resistência média à compressão aos 7 e 28 dias de
corpos de prova de concreto ou argamassa, preparados
com a água em ensaio deve alcançar pelo menos 90% dacom a água em ensaio, deve alcançar pelo menos 90% da
resistência à compressão média de corpos de prova
preparados com água destilada ou deionizada.p p g
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Á d d d tÁgua recuperada do preparo do concreto
• Água recuperada de processos de preparo do concreto:g p p p p
água usada para limpar a parte interna das betoneiras de
centrais misturadoras, de caminhões betoneiras,
i t d b b d t á i tmisturadores e bombas de concreto ou água proveniente
de processo de recuperação de agregados de concreto
fresco;fresco;
• Água combinada: mistura de água recuperada de
processo de preparação do concreto com água de algumaprocesso de preparação do concreto com água de alguma
outra origem.
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Á d bi dÁgua recuperada ou combinada
Podem ser utilizadas como água para amassamento deg p
concreto estrutural, desde que obedeçam às seguintes
exigências:
• A massa adicional de material sólido no concreto
resultante da utilização de água recuperada de processos
d d t d d 1% (de preparo do concreto deve ser menor do que 1% (em
massa) da massa total de agregados presentes no
concreto;concreto;
• A possível influência da utilização desta água deve ser
levada em conta se houver qualquer exigência especiallevada em conta se houver qualquer exigência especial
para determinado tipo de concreto a ser preparado;
• A quantidade de água recuperada deve ser distribuída o
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• A quantidade de água recuperada deve ser distribuída o
mais uniformemente possível na preparação do concreto.
Á d bi d (II)Água recuperada ou combinada (II)
• Pode-se considerarque água com massa específicaq g p
menor ou igual a 1,03kg/dm³ contém quantidade de
material sólido abaixo do limite de 50.000mg/dm³,
f lí b1) d it b) dconforme alínea b1) do item b), quando a massa
específica do material sólido for maior ou igual a
2 6kg/dm³ No caso de não ser possível manter a massa2,6kg/dm . No caso de não ser possível manter a massa
específica da água ≤ 1,03 kg/dm³, deve ser realizada a
correção da dosagem do concreto, em função daç g , ç
quantidade de material sólido presente na água de acordo
com a equação do item A.5.4 da ABNT NBR 15900-
1 2009 A A it A 61:2009, Anexo A, item A.6.
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A á i d d d t fA água nas propriedades de concreto fresco
• A água é o agente que promove a diminuição do atrito porg g q p ç p
meio de película envolvente aos grãos, a aglutinação do
agregado por intermédio da pasta de cimento, fornecendo
ã i tê i á i ta coesão e consistência necessárias para que o concreto
no estado plástico possa ser produzido, transportado e
colocado nas formas sem perda da sua homogeneidadecolocado nas formas sem perda da sua homogeneidade.
• A presença de substâncias em suspensão ou diluída na
água podem afetar o tempo de pega da pasta cimentíciaágua podem afetar o tempo de pega da pasta cimentícia
e, em consequência, o início da hidratação dos compostos
como aluminatos, silicatos e ferro-aluminatos, influindo, ,
posteriormente no desenvolvimento da resistência à
compressão.
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A á d tA água na cura do concreto
• Não somente a quantidade de água e o tempo de cura,q g p ,
mas a qualidade da água também é fator importante,
embora não o seja no mesmo grau do que da água de
t b t liamassamento, embora apresente nuances peculiares.
• As águas moles ou puras, por apresentarem pouco ou
h í d ál i d t t tnenhum íon de cálcio, quando entram em contato com a
pasta de cimento Portland, tendem a se hidrolisar ou
dissolver os produtos que contém cálcio provocando adissolver os produtos que contém cálcio, provocando a
lixiviação com perda de resistência à abrasão.
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A á i t t d tA água na microestrutura da pasta
• Na química do cimento, o termo hidratação denota a
totalidade das modificações que ocorrem quando o
cimento anidro ou uma de suas fases constituintes, é
misturada com águamisturada com água.
• Segundo estas equações, os cálculos estequiométricos
mostram que a reação de hidratação completa do C Smostram que a reação de hidratação completa do C3S
produz 61% de C-S-H e 39% de CH, enquanto que o C2S,
82% e 19%, respectivamente., p
• Para que a hidratação do cimento seja completa, deve
haver quantidade de água suficiente para que as reações
se processem integralmente. considera-se a relação a/c ≈
0,40 para que haja hidratação completa e, ≈ 0,25 para a
água quimicamente combinada valores que dependem do
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água quimicamente combinada, valores que dependem do
tipo de cimento empregado.
Ti d á C S HTipos de água no C-S-H
•Figura 4 – Esquema dos tipos de água associados ao C-S-H, segundo modelo de Feldman-Sereda 
(MEHTA & MONTEIRO, 2008, p. 35).
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Ti d á t d i tTipos de água na pasta de cimento
• Água quimicamente combinada: integra as moléculas dos produtos de
hidratação. Está fortemente ligada químicamente sendo removida pela
decomposição dos produtos hidratados por aquecimento.
• Água interlamelar: faz parte do C-S-H, entre as lamelas formadasg p ,
durante a polimerização dos silicatos. É removida com secagem muito
forte, com umidade relativa abaixo de 11%, ocasião em que o C-S-H
retrai com a sua perda A perda desta água está associada à parte daretrai com a sua perda. A perda desta água está associada à parte da
retração total e à fluência do concreto sob carga.
• Água adsorvida: está aderida à superfície das paredes das moléculas
dos produtos de hidratação Podem formar camadas de até 6 moléculasdos produtos de hidratação. Podem formar camadas de até 6 moléculas
(≈ 1,5nm), entretanto a força de adesão diminui com a espessura desta
camada, podendo ser removida quando a umidade relativa cai para 30%,
d t ã d tpromovendo a retração da pasta.
• Água capilar: está localizada quando os espaços vazios entre 5 e
50nm. Esta água é o principal agente da retração, que será tanto maior
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quanto menores forem os poros da pasta, em vista das forças de tensão
superficial serem inversamente proporcionais à espessura da película de
água aderida à superfície sólida.
A á i tê i â iA água e a resistência mecânica
• A água possui papel ambivalente nas propriedades do concretog
endurecido. Ela é necessária para as reações de hidratação
para formar uma microestrutura compacta e propiciar
resistência e durabilidade ao concretoresistência e durabilidade ao concreto.
• O excesso de água em concretos usuais – água livre, capilar ou
adsorvida - (a/c > 0,4), deixa vazios na pasta que proporcionamadsorvida (a/c 0,4), deixa vazios na pasta que proporcionam
retração e fissuração, e facilitam o caminho de penetração de
agentes agressivos que podem trazer consequências danosas
d bilid dpara a durabilidade.
• A tendência atual é utilizar concreto de resistências mais altas
(menor a/c) para diminuir os efeitos negativos da água além da(menor a/c) para diminuir os efeitos negativos da água, além da
mínima necessária para proporcionar as aglutinação dos
materiais sólidos da pasta e proporcionar à estrutura a
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durabilidade e a resistência mecânica requeridas pelo projeto.
A á t ã fl ê i d tA água na retração e fluência do concreto
• A retração química (reações de hidratação) e porç q ( ç ç ) p
autodessecação (por menor umidade interna) são
chamadas de retração autógena e independem das
di õ bi t i l U Rcondições ambientais e ocorrem com qualquer U.R.
• A retração hidráulica ou por secagem depende do
ilíb i t U R d bi t i t D dequilíbrio entre a U.R. do ambiente e a interna. Depende
da relação a/c e do teor de agregado e das variações da
tensão superficial da água adsorvidatensão superficial da água adsorvida.
• A retração por fluência ou deformação lente acontece
quando é removida a água interlamelar dos pequenosquando é removida a água interlamelar dos pequenos
capilares, induzindo tensões de compressão nas paredes
da rede capilar, causando contração do sistema.
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p , ç
Fl ê i d tFluência do concreto
•Figura 5 (a) – Fluência de concreto sob carga em equilíbrio de umidade com o ambiente;Figura 5 (a) Fluência de concreto sob carga, em equilíbrio de umidade com o ambiente; 
•(b) Fluência e retração de concreto sob carga, em ambiente com 50% de umidade relativa (ISAIA, 
1985).
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A á i t t d tA água na microestrutura da pasta: poros
A relação a/c ≈ 0,4, proporciona à pasta microestrutura com poros de
diversas dimensões e formas. Segundo Mindess et al. (2003), os poros
se classificam como:
• Poros capilares grandes (macroporos): φ > 50nm, a água atua semp g ( p ) φ , g
forças de adesão (livre); são responsáveis pelos processos de
penetrabilidade e difusividade;
• Poros capilares médios (grandes mesoporos): 10<φ<50nm a água estáPoros capilares médios (grandes mesoporos): 10<φ<50nm, a água está
sob tênue tensão superficial, gerando forças de adesão; são
responsáveis pelos processos de penetrabilidade, na ausência de
macroporos e pela retração para UR> 80%;macroporos e pela retração para UR> 80%;• Poros capilares pequenos (pequenos mesoporos): 2,5<φ<10nm, a
água se encontra sob grande tensão superficial gerando forças de
d ã l d ã á i l t ã 50%<UR<80%adesão elevadas; são responsáveis pela retração para 50%<UR<80%;
• Microporos: 0,5<φ<2,5nm: água fortemente adsorvida sem formação de
meniscos (tensão superficial), responsáveis pela retração para qualquer
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UR e pela fluência;
• Espaços interlamelares: φ<0,5nm, são parte integrante do C-S-H.
M i d t t d á tMecanismos de transporte da água na pasta
•Figura 6 – Mecanismos de 
transporte da água no concreto 
(Adaptado de CEB, 1989).
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I t õ áInterações água x poros
•Figura 7 –
I t õ tInterações entre os 
poros e a água da 
pasta (Adaptado de 
CEB, 1989)., )
•Devido a energia 
superficial das 
paredes dos poros, as 
moléculas de água 
são adsorvidas na 
superfície, com 
espessuraespessura 
dependente da UR e 
do diâmetro do poro.
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Diâ t d URDiâmetro dos poros x UR
•Figura 8 – Raio do poro 
d ã ilversus condensação capilar 
em função da umidade relativa 
(SAT0,1998).
Á did i di i UR d ã t bé di i i P•Á medida que os raios diminuem a UR para condensação também diminui. Para os 
microporos (0,5<φ<2,5nm), a condensação ocorre a partir de UR≈50%. Assim, os 
concretos que possuem grande fração de poros menores, quando em contato com a 
id d té i tid d d á d d d l i
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umidade, retém maior quantidade de água condensada do que aquele que possui 
poros maiores.
F d áFases da água nos poros
•Figura 9 – Fases do estado da água em poro cilíndrico com o aumento da
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•Figura 9 – Fases do estado da água em poro cilíndrico com o aumento da 
umidade relativa (QUÉNARD apud SATO, 1998).
A água nos processos de degradação do 
tconcreto
• Fissuração por variações volumétricas: assentamentoç p ç
plástico, fissuras no estado plástico, fissuras de
mapeamento, fissuras por retração hidráulica e fluência. A
t ã té i t bé d fi ãretração térmica também pode provocar fissuração, em
longo prazo, ocasionando fissuras de maiores dimensões
que as da retração hidráulicaque as da retração hidráulica.
• Cristalização de sais nos poros: em concreto em contato
com a umidade sais hidratáveis como sulfato oucom a umidade, sais hidratáveis como sulfato ou
carbonato de sódio por ser solubilizados causando
expansão, provocando fissuração. Geralmente acontecep , p ç
concretos de pouca compacidade
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A ã d l d lAção do gelo e degelo
• A água, ao se congelar, aumenta seu volume de  9%. Ag , g ,
tensão superficial nas paredes dos poros reduz a energia
potencial da água neles contida, causando depressão do
t d l tponto de congelamento.
• Devido às variações das dimensões dos poros, somente
1/3 d l ti á ã l d1/3 deles que contiverem água serão congelados na
temperatura de -30ºC e 2/3 em -60ºC. Uma fina película
de água permanece envolvendo a superfície dos porosde água permanece envolvendo a superfície dos poros
mesmo depois da formação de gelo.
• A transição de água a gelo em sistemas porosos é capaz• A transição de água a gelo em sistemas porosos é capaz
de causar a evaporação da água se as condições
ambientes e o grau de saturação do concreto permitir (não
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g ç p (
completamente saturado).
A ã d l d lAção do gelo e degelo
•b) •c)
•Figura 10 – a) Fenômenos básicos do 
congelamento da água nos poros (CEB, 1989); 
•b) Diagrama esquemático da formação do gelo•b) Diagrama esquemático da formação do gelo 
nos vazios capilares; 
•c) Gelo em formação no vazio 
•(MEHTA & MONTEIRO, 2008).
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( )
•a)
A água nos processos de degradação do 
t (II)concreto (II)
• A água sob ação do fogo: o aumento de temperaturag ç g p
diminui a resistência mecânica pela perda da água livre ou
combinada. Há geração de vapor nos poros, fissuração e
d l t l l i ( lli )desplacamento, algum as vezes explosivos (spalling).
• Ação por desgaste superficial: pode ocasionar abrasão,
ã it ã A ã tá l i derosão ou cavitação. A erosão está relacionada com
abrasão de água carregada de partículas sólidas em
suspensão geralmente em altas velocidades A cavitaçãosuspensão, geralmente em altas velocidades. A cavitação
ocorre quando o fluxo de água corre paralelo às paredes
de concreto ou por mudanças bruscas de geometria dap ç g
peça (declividade ou direção), como acontece em túneis
de condução de água em barragens.
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Ação por hidrólise (lixiviação) e ataque 
á idácido
•Figura 11 – Esquema de ataque do 
concreto por ácidos 
•(Adaptado de CEB, 1989).
•A água ou os ácidos promovem a 
conversão de todos os compostos de 
cálcio: CH, C-S-H e CAH em sais de 
cálcio. O processo continua até que a 
maior parte do CH, especialmente, tenha 
sido eliminado por lixiviação, reagindo 
com o CO2 do ar formando manchascom o CO2 do ar, formando manchas 
esbranquiçadas de CaCO3.
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At lf tAtaque por sulfatos
•Figura 12 – Esquema de ataque do concreto por sulfatos (Adaptado de CEB, 1989).
•O ataque por sulfato se caracteriza pela reação química do íon sulfato com os compostos de 
aluminatos do cimento endurecido. Se houver água suficiente, ocasiona expansão com 
fiss ração de caráter irreg lar facilitando penetração adicional de íons s lfato até a completa
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fissuração de caráter irregular, facilitando penetração adicional de íons sulfato, até a completa 
desagregação do concreto.
R õ ál li íliReações álcali-sílica
•Figura 13 – Esquema de ataque do 
concreto por reações álcali-sílica 
(CEB, 1989).(CEB, 1989).
•Caracteriza-se pela reação entre a 
solução alcalina dos poros com 
algumas formas de sílica amorfa, 
geralmente dos agregados, 
resultando em gel de álcali-sílica, 
com expansão importante quando 
houver quantidade de águahouver quantidade de água 
suficiente.
•Os danos iniciam com fissuras 
superficiais de mapeamento em p p
padrão irregular e, com a sua 
continuidade, por completa 
desagregação do concreto.
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C ã d dCorrosão da armadura
•Figura 14 – Esquema de uma 
célula de corrosão da armadura nocélula de corrosão da armadura no 
concreto 
•(MEHTA & MONTEIRO, 2008).
•O processo eletroquímico de 
corrosão do aço inicia pela sua 
despassivação. Este processo 
ocorre quando há quantidadeocorre quando há quantidade 
suficiente de oxigênio e de água na 
superfície do aço. Os produtos da 
corrosão aumentam de 6 a 7 vezes 
seu volume inicial, ocasionando 
fissuração e até desplacamento.
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At bi ló iAtaque biológico
•Figura 15 – Ataque 
biológico em rede de esgoto 
sanitário (HELENE, 1986).
•Em condições anaeróbicas 
(sem oxigênio) forma-se o 
sulfeto de hidrogênio (H2S) 
resultante da açãoresultante da ação 
bacteriana do esgoto, que 
por ser volátil, oxida-se no 
ambiente aéreo acima do 
lí id f d á idlíquido, formando ácido 
sulfúrico resultando em 
ataque ácido na parte 
superior da tubulação. Osuperior da tubulação. O 
resultado desta ação é a 
corrosão da pasta de 
cimento e da armadura que 
d d i t t
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podem desintegrar a parte 
superior da peça de 
concreto.
Outros processos de degradação do 
tconcreto
• Resistividade do concreto: A dissolução iônica na águaç g
aumenta a condutividade elétrica atuando então como
eletrólito para transporte de corrente entre anodo e cátodo
d ã d d O t ú idno processo de corrosão da armadura. O concreto úmido
comporta-se como eletrólito com resistividade elétrica de
≈104Ω m e quando seco em estufa de ≈109Ω m≈10 Ω.m e, quando seco, em estufa, de ≈10 Ω.m.
• Água da chuva: quando o ar ambiental possui gases
ácidos dissolvidos provenientes de atmosfera industrialácidos dissolvidos provenientes de atmosfera industrial,
pode rebaixar o pH da água até 4, resultando em ataque
ácido, antes descrito. A regra básica para evitar, g p
deterioração prematura do concreto pela chuva ácida é:
“sem água – sem problemas”, ou seja, proteger a
fí i f t d á i d b i i
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superfície afastando a água por meio de beirais,
proteções, etc.
A á f t d tA água como ferramenta de corte
• A hidrodemolição é um método rápido para reparo deç p p p
concreto deteriorado ou para corte e/ou remoção de peças
estruturais. Utiliza água sob pressão com consumo de
á d 200 l/ i ã d 1 000 t fágua de  200 l/min a uma pressão de 1.000 atmosferas.
A velocidade varia de 0,5 a 1,0 m³/h, dependente do
equipamento utilizado da qualidade do concreto tipo deequipamento utilizado, da qualidade do concreto, tipo de
armadura, qualidade do agregado e profundidade
pretendida para remoção.p p ç
• Vantagens: remoção seletiva de acordo com o local
escolhido; remoção mais rápida do que os métodos
tradicionais; sem danos colaterais como microfissuras;
limpeza da armadura; superfície final mais rugosa com
melhor aderência para o concreto novo; não provoca
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melhor aderência para o concreto novo; não provoca
vibrações, ruído e poeira; custo final competitivo.
Hid d li ã d tHidrodemolição de concreto
Figura 16 – a) Robô de hidrodemolição de pavimento de concreto; 
b) Armadura e espaçadores expostos após a remoção do concreto, mostrando a superfície
•a) •b)
b) Armadura e espaçadores expostos após a remoção do concreto, mostrando a superfície 
áspera e irregular formada (ACI, 2010).
•A profundidade de ação varia a partir de 12 até 50 mm em cada camada. A água utilizada no corte 
do concreto contém entre 300 e 400 mg/l de sólidos totais suspensos, valor muito inferior ao da 
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norma ABNT NBR 15900-1 (50.000 mg/l), podendo, portanto, ser utilizada na produção de concreto, 
desde que cumpra com os requisitos de desempenho desta norma.