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cap13 - Corrosão e degradação dos materiais

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Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Prof. Dr. Enio José Pazini 
Figueiredo – UFG
Corrosão e Degradação dos Materiais
Capítulo 13
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
• Processos de corrosão e degradação dos materiais de construção
• Estruturas atômicas e moleculares
• Propriedades físicas, químicas e mecânicas
• Condições de fabricação
• Cargas de serviço atuantes
• Ações ambientais
• O presente capítulo trata dos mecanismos de corrosão e degradação
dos principais materiais empregados na construção civil e suas
implicações nas propriedades físicas, químicas e mecânicas desses
materiais
• Degradação dos materiais cimentícios – Livro IBRACON 2005 (Andrade,
2005; Figueiredo, 2005; Silva e Pinheiro, 2005)
Introdução
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos Materiais Cerâmicos 
• Processos de deterioração
• Agentes físicos, químicos e mecânicos externos
• Agentes químicos internos
• Agentes físicos externos
• Umidade e a alta temperatura
• Agentes químicos internos
• Saís insolúveis presentes na constituição das cerâmicas
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos Materiais Cerâmicos
• Agentes mecânicos
• A compressão, a flexão e o impacto, que modificam a estrutura do
material e provocam sua fissuração
• Comparando com outros materiais, as cerâmicas são
praticamente imunes à ação do ambiente e à corrosão
• Materiais que já sofreram corrosão de seus elementos metálicos
• Proteção de outros materiais em ambientes corrosivos
• Deterioração ou degradação da cerâmica
• Temperaturas elevadas ou em ambientes muito agressivos
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos Materiais Cerâmicos 
Imperfeições e Defeitos Interatômicos 
• Os cristais nem sempre apresentam um arranjo atômico
perfeito
• Imperfeições
• Influência sobre as propriedades mecânicas e físico-químicas dos
materiais cristalinos
• Imperfeições podem ser divididas em
• Defeitos pontuais
• Defeitos de linha
• Defeitos de superfície
• Defeitos espaciais
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos Materiais Cerâmicos 
Imperfeições e Defeitos Interatômicos
• Defeito pontual
• Localizado aleatoriamente
• Átomos estão ausentes ou apresentam-se em excesso na estrutura
cristalina
• Defeito linear
• Imperfeição unidimensional
• Discordância
• Discordância em cunha
• Discordância em hélice
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos Materiais Cerâmicos 
Imperfeições e Defeitos Interatômicos
• Defeito de superfície
• Imperfeições que se estendem em duas dimensões no interior do
cristal
• Falha de empilhamento
• Defeitos espaciais
• Cristais que possuem cada posição corretamente preenchida com
o exato tipo de íon
• Pequenas variações nos espaçamentos interatômicos ao longo do
volume do cristal
• Vibrações térmicas dos átomos
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos Materiais Cerâmicos 
Microfissuras 
• Materiais cerâmicos são frágeis
• Formação de microfissuras
• Tensões oriundas das etapas de produção ou das tensões de tração
aplicadas
• Devido à baixa resistência à fratura do material, especialmente à
flexão
• As microfissuras diminuem a resistência mecânica dos materiais
cerâmicos
• Representam regiões de maior e mais fácil acesso de agentes
agressivos
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos Materiais Cerâmicos 
Deformação plástica 
• Resultado do movimento de discordâncias
• Ocorre nas argilas
• Interações entre os diversos minerais constituintes das argilas
• Condições de queima, tais como a atmosfera do forno, a temperatura
máxima e a taxa de aquecimento/resfriamento
• Formada por minerais plásticos e minerais não-plásticos
• Minerais plásticos
• Perda de água de constituição e transformações de fases
• Minerais não plásticos
• Decomposição de hidróxidos, oxidação de matéria orgânica,
transformação alotrópica do quartzo, decomposição de carbonatos,
transformações de fases, redução de compostos e formação de fase
líquida, entre outras modificações
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos Materiais Cerâmicos 
Deformação plástica
• Deformação plástica para os materiais não-cristalinos
• Escoamento viscoso
• Não se deformam como conseqüência do movimento de
discordâncias
• Não possuem planos cristalinos
• Pode ocorrer em vidros e em materiais não-cristalinos
semelhantes
• Ruptura está diretamente relacionado à velocidade de deformação
• Aplicada lentamente
• Existe tempo para o escoamento viscoso
• Velocidade de deformação for rápida
• Ocorre concentração de tensões
• Exemplo: vidro
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos Materiais Cerâmicos 
Expansão por umidade (EPU)
• Aumento das dimensões dos materiais cerâmicos,
notadamente tijolos, telhas e revestimentos cerâmicos
• Adsorção de água
• Em geral ocorre de modo lento e é relativamente pequena
• Efeitos
• Comprometer a aderência das placas cerâmicas ao contrapiso
• Fissuração das fases vítreas e do esmaltado superficial
• Aparecimento de trincas em tijolos
• Causa mais comum de deterioração de tijolos, telhas e
placas cerâmicas de revestimento
• Junto ao ataque de sais
• Atraído a atenção de cientistas ao longo das últimas décadas
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos Materiais Cerâmicos 
Eflorescência 
• Manchas na superfície dos materiais devido ao acúmulo
dos sais lixiviados
• Sais contidos no próprio material
• Sais provenientes do meio em contato com o material
• Região de acúmulo dos sais
• Proliferação de microorganismos
• Aceleram a degradação do material cerâmico
• Efeito
• Interferência estética
• Produção de escamações superficiais
• Aumento da porosidade do material cerâmico
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação das Madeiras 
• Madeira
• Materiais de origem biológica (orgânico)
• Mais conhecido e utilizado
• Matérias-primas em quase todos os campos da tecnologia
• Retorna ao ciclo natural
• Matéria heterogênea e variável, higroscópica (absorve água) e de
comportamento ortotrópico
• Obtida, geralmente, do trônco das plantas lenhosas,
especificamente pelos caules
• Em sua estrutura, apresentam tecido de celulose, hemicelulose e
lignina
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação das Madeiras
• Potencialidades na indústria da construção
• Elevado desempenho quando aplicadas em edifícios projetados,
construídos e mantidos de forma adequada
• Vários fatores que propiciam a degradação da madeira
• Degradação por microorganismos (fungos, mofos e insetos)
• Degradação por agentes oxidantes
• Degradação hidrolítica
• Decomposição térmica da madeira
• Degradação física e química devido ao intemperismo
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação das Madeiras 
Degradação por microorganismos 
• Quando apodrece ou se deteriora, geralmente, a madeira
se apresenta mofada e com manchas
• Conseqüências do ataque de organismos xilófagos
• Fungos, mofos, insetos, moluscos, crustáceos e bactérias
• Mais importantes
• Fungos
• Insetos
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: GeraldoC. Isaia
Degradação das Madeiras 
Degradação por insetos 
• Responsáveis por grande parte da degradação da
madeira
• Ordens de insetos a seguir listadas podem causar danos
• Isóptera, que compreende os cupins ou térmitas
• Coleóptera, representada pelos besouros, “carunchos” e “brocas”
• Hymenóptera, representada pelas vespas, abelhas e formigas
• Os cupins são os que mais afetam a madeira
• Cupins subterrâneos
• Cupins de madeira úmida
• Cupins de madeira seca
• Medidas de preservação
• Envenenamento das substâncias nutrientes
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação das Madeiras 
Degradação por fungos 
• Fatores que favorecem o desenvolvimento de fungos na
madeira
• Temperatura
• Faixa ideal para o desenvolvimento da maioria dos fungos varia entre
25°C a 30°C
• pH
• Faixa ideal de pH entre 4,5 e 5,5, que coincide com os valores de pH
apresentados pela maioria das espécies de madeira
• Umidade
• Umidade acima de 20%
• Condição ótima para o desenvolvimento de fungos ocorre quando a
umidade atinge o ponto de saturação das fibras
• Aspecto da madeira com início de proliferação de fungos.
(Figura 1)
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Figura 1 - Madeira verde de Pinus estocada no 
campo, por cerca de três semanas, com a presença 
de fungos
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação das Madeiras 
Degradação por agentes oxidantes 
• Na ausência de agentes agressivos deteriorantes, a
madeira permanece inalterada por centenas de anos
• Ação de agentes oxidantes como o cloro, hipocloritos e
dióxido de cloro
• Reação com a lignina
• Tratamento da madeira com diazometano
• Madeira é bastante reativa com os agentes oxidantes
fortes
• Permanganato de potássio, ácido crômico, peróxido de hidrogênio,
peróxido de sódio e ácido nítrico concentrado
• Quando soluções diluídas de agentes oxidantes fortes são usadas,
as reações são mais suaves
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação das Madeiras 
Degradação por agentes oxidantes
• Reação de oxidação pode ser denominada de oxicelulose
• Quantidade, natureza e distribuição variada de grupos oxidados
• Tipo de agente oxidante usado
• Condições de reações empregadas
• Alguns oxidantes têm ação específica, atacando e formando
apenas determinados grupos
• Hipoiodito, o clorito e o periodato
• Agentes oxidantes não-específicos
• Cloro-hipoclorito e o ácido crômico
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação das Madeiras 
Decomposição térmica da madeira 
• A rápida combustão da madeira é responsável pelo seu
uso como combustível
• Aquecimento ou queima da madeira na ausência de
oxigênio - Pirólise
• Estável a 100ºC
• Entre 100 ºC e 250ºC a madeira escurece e perde sua resistência,
embora mantenha sua estrutura
• A altas temperaturas (500ºC) ocorre a carbonização e o
desprendimento de mais substâncias voláteis
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação das Madeiras 
Degradação hidrolítica
• Nível de degradação hidrolítica
• Origem da celulose, concentração do agente químico de degradação,
temperatura, entre outros
• Degradação hidrolítica pode ser homogênea ou heterogênea
• Celulose solúvel ou não no meio de reação
• Exemplo
• Degradação homogênea
• Ácido fosfórico concentrado
• Degradação heterogênea
• Ácido sulfúrico ou clorídrico concentrado
• Hidrólise heterogênea da celulose é mais importante industrialmente
do que a homogênea
• Hidrólise alcalina da celulose (Figura 2)
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Figura 2 - Reação de cisão da ligação acetal da 
cadeia de celulose pela ação de uma base
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação das Madeiras 
Degradação física e química devido ao intemperismo 
• Intemperismo pode causar degradação física e química
• A madeira exposta ao tempo sem uma proteção tende a escurecer
• Efeito das intempéries limita-se à superfície
• Deterioração física pelos agentes atmosféricos
• Mudanças de cor, aspereza superficial, rachaduras e fissuras
• Deterioração química
• Fenômeno superficial oriundo da seqüência de reações com os
radicais livres e rompimento da estrutura da lignina
• Fatores que afetam a madeira quando exposta no
ambiente
• Luz solar (raios ultravioleta e luz visível), a umidade (chuva,
orvalho e vapor de água), o calor e a chuva ácida
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos metais 
• Perda efetiva de material
• Dissolução (corrosão)
• Formação de uma incrustação ou película de material não-
metálico (oxidação)
• Corrosão
• Deterioração dos materiais pela ação química ou eletroquímica do
meio, podendo estar ou não associado a esforços mecânicos
• Podem ser classificados em dois grandes grupos
• Corrosão eletroquímica ou aquosa
• Corrosão química ou oxidação
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos metais
• Oxidação
• Reação química direta entre o metal e o oxigênio atmosférico (O2)
• Acúmulo de óxidos na superfície dos metais
• Para alguns metais, o revestimento de óxidos é brando e fornece
proteção contra ataques ambientais
• Para outros, o revestimento tende a apresentar falhas e não culmina
em uma proteção efetiva
• Oxigênio, nitrogênio e enxofre
• Corrosão
• A aquosa é uma forma comum de ataque eletroquímico
• A galvânica resulta quando um metal mais ativo está em contato
com um metal mais nobre em um meio aquoso
• A corrosão pode ainda ocorrer pela redução gasosa
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos metais 
Degradação eletroquímica 
• Corrosão aquosa de metais
• Átomos metálicos dissolvem-se como íons em um meio aquoso
• Corrosão é de natureza eletroquímica
• Quando metais dessemelhantes são colocados em contato elétrico na
presença de um eletrólito
• Termo “dessemelhante”
• Diferentes variações de energia livre quando quantidades equivalentes de
cada metal são ionizadas e dissolvidas no meio ambiente
• Dessemelhança depende
• Concentração de íons no meio ambiente, da resistividade do eletrólito, da
microestrutura dos metais e das tensões existentes
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos metais 
Degradação eletroquímica
• Processo eletroquímico
• Transferência de elétrons de um componente químico para outro
• Átomos metálicos perdem ou cedem elétrons
• Reação de oxidação
M → Mn+ + ne-
n é o número de elétrons que o metal cede
• Elétrons cedidos de cada átomo de metal oxidado são transferidos 
para outro composto químico
• Reação de redução 
Mn+ + ne- → M 
n é o número de elétrons que o metal recebe
• Reação eletroquímica global 
• Soma dessas duas semi-reações 
• Todos os elétrons gerados através da oxidação serão consumidos 
durante a redução 
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos metais 
Degradação eletroquímica
• Exemplo do processo eletroquímico
• Corrosão do ferro na água, contendo oxigênio dissolvido
• Processo ocorre em duas etapas
• Primeira etapa, o ferro é oxidado a Fe2+ , como Fe(OH)2
Fe + 1/2O2 + H 2O → Fe2+ + 2OH 
- → Fe(OH)2
• Segunda etapa, ele é oxidado a Fe3+, como Fe(OH)3
2Fe(OH)2 + 1/2 O2 + H 2O → 2Fe(OH)3
• Fe(OH)3 é comumente conhecido como ferrugem 
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor:Geraldo C. Isaia
Degradação dos metais 
Degradação eletroquímica
• A facilidade com que os metais se oxidarão para formar
íons é variada
• Em uma pilha padrão formada por ferro e cobre, o ferro sofrerá
corrosão ou oxidação, ao passo que o cobre sofrerá deposição ou
redução
• Voltagem específica de 0,780V (Figura 3)
• Pilha padrão formada pelo zinco e pelo ferro, o zinco é que se
oxidará e o ferro, nesse caso, sofrerá redução
• Voltagem dessa pilha é de 0,323V (Figura 4)
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Figura 3 - Pilha eletroquímica consistente de 
eletrodos de ferro e de cobre (Callister Jr., 2002)
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Figura 4 - Pilha eletroquímica formada por eletrodos 
de ferro e de zinco (Callister Jr., 2002)
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos metais 
Degradação eletroquímica
• Medidas de voltagem da pilha
• Diferença no potencial elétrico dos dois eletrodos
• Necessário estabelecer um padrão de pilha para fazer as
comparações
• Pilha de referência é o eletrodo de hidrogênio padrão
• Série de potenciais de eletrodo (Quadro 1)
• Gerada pelo acoplamento de semi-pilhas padrões para vários
metais ao eletrodo padrão de hidrogênio e, em seguida, pela
classificação desses materiais de acordo com a voltagem medida
• Potencial de redução
• Positivos significam que o metal tem a tendência natural de ser
reduzido
• Potenciais padrões de redução negativos indicam que o metal tende a
se oxidar
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Quadro 1 – Série de potenciais em relação 
ao eletrodo padrão de hidrogênio 
Reação do Eletrodo Potencial de Eletrodo padrão, V0 (V)
↑ 
Progressivamente mais 
inerte(catódico)
Progressivamente mais 
ativo(anódico)
↓ 
Au3+ + 3e- → Au +1,420 
O2 + 4H
+ + 4e- → 2H2O +1,229 
Pt2+ + 2e- → Pt ± 1,200 
Ag+ + e- → Ag +0,800 
Fe3+ + e- → Fe2+ +0,771 
O2 + 2H20 + 4e- → 4(OH-) +0,401 
Cu 2+ + 2e- → Cu +0,340 
2H+ + 2e- →H2 0,000 
Pb 2+ + 2e- → Pb -0,126 
Sn 2+ + 2e- → Sn -0,136 
Ni 2+ + 2e- → Ni -0,250 
Co 2+ + 2e- → Co -0,277 
Cd 2+ + 2e- → Cd -0,403 
Fe 2+ + 2e- → Fe -0,440 
Cr 3+ + 3e- → Cr -0,744 
Zn 2+ + 2e- → Zn -0,763 
A l3+ + 3e- → Al -1,662 
Mg 2+ + 2e- → Mg - 2,363 
Na+ + e- → Na -2,714 
K+ + e- → K - 2,924 
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos metais 
Degradação eletroquímica
• Corrosão eletroquímica é também denominada corrosão
em meio aquoso
• Necessidade do eletrólito conter água líquida
• Processos de corrosão
• Metais reagem com os elementos não-metálicos presentes no
meio, tais como o O2, S, H2S, CO2
• Produzindo compostos semelhantes aos encontrados na natureza,
dos quais foram extraídos
• Nesses casos, a corrosão corresponde ao inverso dos processos
metalúrgicos
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos metais 
Degradação física
• Desgaste é, geralmente, uma forma física de degradação
dos materiais
• Remoção da superfície de um material como resultado de ação
mecânica
• Quatro formas principais de desgaste
• Desgaste adesivo
• Duas superfícies lisas deslizam uma sobre a outra
• Desgaste abrasivo
• Superfície áspera desliza sobre uma mais macia
• Desgaste superficial
• Repetidos deslizamentos ou rolamentos sobre uma mesma trilha
• Desgaste corrosivo
• Deslizamento das superfícies de dois materiais em um ambiente
corrosivo
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos metais 
Tipos de Corrosão 
• Metais podem ser parcialmente dissolvidos em ambientes
aquosos ou úmidos
• Excelentes propriedades condutoras de eletricidade
• Perdendo parte de sua estrutura e tornando-se menos resistentes
• Corrosão diminui de forma vertiginosa a vida útil do
produto metálico
• Os processos corrosivos de natureza eletroquímica
apresentam mecanismos idênticos
• Perda de massa e modo de ataque sobre o material dá-se de
formas diferentes (Figura 5)
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Figura 5 – Tipos de corrosão dos metais 
(Schatt apud Padilha, 1997)
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos metais 
Corrosão associada ao escoamento de fluidos 
• Natureza mecânica
• Degradação abrasiva
• Abrasão é o ato ou efeito de raspar ou desgastar por atrito ou fricção
• Escoamento de fluidos
• Aceleração dos processos corrosivos
• Associação do efeito mecânico com a ação corrosiva, além do
mero efeito abrasivo
• Principais tipos de corrosão
• Corrosão-erosão
• Corrosão com cavitação
• Corrosão por turbulência
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos metais 
Corrosão por erosão 
• Erosão de um material metálico
• Desgaste mecânico provocado pela abrasão superficial de uma
substância sólida, líquida ou gasosa
• Ação erosiva sobre um material metálico é mais freqüente
nos seguintes casos
• Quando se desloca um material sólido sobre o metal
• Quando se desloca um líquido contendo partículas sólidas sobre o
metal
• Quando se desloca um gás contendo partículas líquidas ou sólidas
sobre o metal
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos metais 
Corrosão por erosão
• Líquidos e gases
• Ação erosiva ocorre em tubulações, em permutadores e em pás de
turbinas
• Processo corrosivo torna-se mais intenso quando
combinado com erosão
• Remove os produtos de corrosão, expondo a superfície a novo
desgaste corrosivo
• Natureza do fluido
• Influência sobre o comportamento da corrosão
• Aumento da velocidade do fluido normalmente aumenta a taxa de
corrosão
• Solução é mais erosiva quando estão presentes bolhas de ar e
sólidos particulados em suspensão
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos metais 
Corrosão por turbulência 
• Processo corrosivo associado ao fluxo turbulento de um
líquido
• Redução na área de fluxo: dobras de tubulações e quando
ocorrem mudanças bruscas de diâmetro das tubulações (Figura 6)
• Aparecimento de bolhas gasosas
• Ataque da corrosão por turbulência difere da cavitação
quanto à forma do desgaste
• Aparecimento de alvéolos sob a forma de ferradura
• Bolhas causadoras são em geral de ar
• Cavitação - as bolhas são de vapor do líquido
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Figura 6 – Corrosão severa em conexão metálica 
devido à ação conjunta de erosão e turbulência 
(Fontana, 1986, apud Callister Jr., 2002) 
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos metais 
Corrosão com cavitação 
• Desgaste provocado em uma superfície devido a ondas de
choque do líquido, oriundas do colapso de bolhas gasosas
• Surge em zonas de baixa pressão
• Líquido entra em ebulição formando bolha
• Contato com zonas de pressão mais alta
• Bolhas destruídas instantaneamente, criando ondas de choque
• Cavitação e corrosão
• Desgaste resultante será maior no caso de conjugarem-se os dois
fenômenos, do que aquele observado pela ação de cada um
isoladamente.
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos metais 
Corrosão intergranular 
• Caminho preferencial para a corrosão na região do
contorno dos grãos
• Contorno do grão assume caráter anódico em relação ao interior
do grão
• Grãos vão sendo destacadosà medida que a corrosão se propaga
• Exemplos
• Principalmente em alguns tipos de aço inox
• Região de soldagem de aços inox
• Ligas de alumínio-magnésio contendo acima de 3% de magnésio
• Precipitados de Mg2Al8 nos contornos de grão
• Precipitados são corroídos
• Ligas alumínio-cobre
• Precipitados de CuAl2 são mais nobres que a matriz
• Corrosão da região vizinha ao contorno de grão
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos metais 
Corrosão sob tensão 
• Resulta da ação combinada de uma tensão de tração
aplicada ao metal e de um ambiente corrosivo (Figura 7)
• Tensão que produz a microfissura intergranular não precisa ser
aplicada externamente
• Tensão residual
• Rápidas mudanças de temperaturas e de uma contração desigual, ou, no
caso de ligas bifásicas, de onde cada fase possua um coeficiente de
expansão diferente
• Tensões internas
• Produtos de corrosão gasosos que ficam presos internamente
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Figura 7 – Fissura devido à corrosão sob tensão 
intergranular no latão (Uhlig; Revie, 1985, apud
Callister Jr., 2002) 
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Degradação dos metais 
Corrosão uniforme 
• Ataque de toda a superfície metálica em contato com o
meio corrosivo com a conseqüente diminuição da
espessura
• Ação homogênea, em toda a superfície do metal, de
micropilhas localizadas
• Mais comum dos tipos de corrosão
• Processos corrosivos de estruturas expostas à atmosfera
• Outros meios que ensejam uma ação uniforme sobre a superfície
metálica
• Forma de desgaste de mais fácil acompanhamento
• Levar o equipamento ou instalação a falhas significativas, limitando a
sua vida útil
• No caso das armaduras do concreto,
• Atribuído à corrosão pela carbonatação (Figura 8)
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Figura 8 – Corrosão das armaduras do 
concreto devido à carbonatação 
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Degradação dos metais 
Corrosão por pites 
• Corrosão localizada que consiste na formação de cavidades de
pequena extensão e razoável profundidade
• Tipo de corrosão muito característico dos materiais metálicos
formadores de camada passivadora
• Atuação da ilha ativa-passiva nos pontos nos quais a camada passiva é
rompida
• Caso das armaduras do concreto
• Atribuído à corrosão pelos íons cloreto (Figuras 9 e 10)
• Mais difícil acompanhamento quando ocorre no interior de
equipamentos e instalações
• Uma corrosão, geralmente, muito intensa e localizada
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Figura 9 – Produtos de corrosão em região 
localizada 
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Figura 10 - Cavidades produzidas devido à 
corrosão por íons cloreto 
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Degradação dos metais 
Corrosão em frestas 
• Frestas estão sujeitas à formação de pilhas de aeração diferencial e de
concentração iônica diferencial
• Meio líquido
• Pilhas de concentração iônica diferencial
• Meio gasoso
• Pilhas de aeração diferencial
• Ocorrem em juntas soldadas com chapas sobrepostas, em juntas
rebitadas, em ligações flangeadas, em ligações roscadas e em
revestimentos com chapas aparafusadas, dentre outras
• Frestas deverão ser evitadas ou eliminadas por serem regiões preferenciais
de corrosão
• Corrosão filiforme
• Corrosão que se processa sob filmes de revestimentos, especialmente de
pintura
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Degradação dos metais 
Corrosão galvânica 
• Dois metais de características reativas diferentes (Quadro
1) são colocados em contato elétrico em um meio aquoso
ou úmido
• Metal menos nobre, ou mais reativo, ou mais eletronegativo
• Ânodo, se corroerá, atuando como fornecedor de elétrons
• Metal, mais nobre, ou mais inerte
• Cátodo, protegido da corrosão atuando como consumidor de elétrons
• Exemplo
• Parafusos de latão ou de aço para fixar peças de alumínio
• Relação entre a área anódica e a área catódica
• Menor for essa relação, maior será a severidade da corrosão na
área anódica
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Degradação dos materiais poliméricos 
• Degradação de materiais poliméricos expostos ao ambiente
• Ação combinada da radiação ultravioleta, do calor e do oxigênio
atmosférico
• Defeitos são iniciados na superfície do material e se propagam para o seu
interior
• Propriedades macroscópicas refletem os efeitos da degradação e dos
diferentes métodos de envelhecimento
• Polímeros reagem com vários solventes orgânicos
• Processamento industrial
• Vida útil
• Processo de natureza físico-química
• Ampla variedade de reações e conseqüências adversas para a
degradação polimérica
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Degradação dos materiais poliméricos 
Inchamento e dissolução 
• Inchamento ocorre porque as pequenas moléculas de
soluto ocupam posições entre as moléculas do polímero
• Redução das forças secundárias de ligação intermoleculares
• Material mais mole e dúctil
• Ruptura de ligações covalentes
• Ação da energia térmica, de reações químicas e da radiação
• Redução na integridade mecânica
• Devido à complexidade química dos polímeros, os seus
mecanismos de degradação não são bem compreendidos
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Degradação dos materiais poliméricos 
Causas de rupturas de ligações 
• Polímeros podem sofrer degradação por meio de processo
de ruptura das cadeias moleculares
• Diminuição do peso molecular
• Relação forte entre o peso molecular e as propriedades
dos materiais poliméricos
• Rupturas das ligações da cadeia molecular
• Reduzem a resistência mecânica e química dos polímeros
• Causas: exposição ao calor, às radiações ou a alguns agentes
químicos
• Estabilidade térmica
• Magnitude das ligações químicas que formam seus compostos
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Degradação dos materiais poliméricos 
Causas de rupturas de ligações
• Degradação também ocorre em polímeros que estejam
sendo moldados em temperaturas altas
• Ligações térmicas podem provocar a ruptura das ligações das
moléculas
• Exemplos
• Polietileno
• Cloreto de polivinila (PVC)
• Processo de degradação em altas temperaturas nem
sempre é nocivo
• Craqueamento do petróleo
• Moléculas mais leves e mais combustíveis
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Degradação dos materiais poliméricos 
Causas de rupturas de ligações
• Composto recebe radiações (raios α, raios β, raios γ e
radiação ultravioleta)
• Elétrons das camadas mais externas interagem com a radiação
• Removidos da camada orbital de um determinado átomo
• Altera a estrutura molecular e as características originais do polímero
• Muitas indústrias utilizam esse artifício nas linhas de
produção
• Polímeros, em sua maioria, sofrem drástica ação dos raios
ultravioleta
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Degradação dos materiais poliméricos 
Causas de rupturas de ligações
• Degradação ambiental ocorre devido à combinação de
vários fatores
• Foto-oxidação, termo-oxidação, umidade, ação química devido a
poluentes e micro e macro organismo
• Mecanismo processo degradativo
• Absorção da radiação UV e reações oxidativas subseqüentesem
processo autocatalítico
• Polímero degrada-se e entra em falência estrutural,
principalmente, pela quebra de ligações em cadeias e pela
formação de fissuras superficiais
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Degradação dos materiais poliméricos 
Causas de rupturas de ligações
• Caso da borracha
• Formação de ligações cruzadas devido à oxidação leva ao
envelhecimento da borracha
• Decomposição em moléculas pequenas, perdendo completamente a
resistência mecânica e a elasticidade
• Envelhecimento é controlado por muitos fatores incluindo calor, luz,
tensões e teor de ozona na atmosfera
• Forma de fortalecer a borracha natural
• Processo de vulcanização
• Resumo da resistência dos polímeros à ação de vários
ambientes (Quadro 2)
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Quadro 2 - Resistência de polímeros à degradação 
por vários ambientes (Seymour, 1987, apud Callister 
Jr., 2002)
.
Agressor
Material
Ác. não-
oxidantes 
(H2SO4, 
20%) 
Ác. 
oxidante
s (HNO3, 
10%) 
Soluções 
salinas 
aquosas 
(NaCl) 
Álcalis 
aquosos 
(NaOH) 
Solventes 
polares 
(C2H5OH) 
Solventes 
não-
polares 
(C6H6) 
Água 
Politetrafluoroeti
leno 
S S S S S S S
Náilon 6,6 I I S S Q S S
Policarbonato Q I S I S I S
Poliéster Q Q S Q Q I S
Poliéter-éter-
cetona 
S S S S S S S
Polietileno de 
baixa densidade 
S Q S -- S Q S
Polietileno de 
alta densidade 
S Q S -- S Q S
Polietileno 
tereftalato 
S Q S S S S S
Óxido de 
polifenileno 
S Q S S S I S
Polipropileno S Q S S S Q S
Poliestireno S Q S S S I S
Poliuretano Q I S Q I Q S
Epóxi S I S S S S S
Silicone Q I S S S Q S
•S = satisfatório
•Q = questionável
• I = insatisfatório
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Agradecimentos
• O autor agradece aos engenheiros Raphael Duarte,
Wesley Nunes e Izelman Oliveira pela importante
colaboração prestada
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Referências 
• ABRACO. Associação Brasileira de Corrosão. Disponível em:
http://www.abraco.org.br/index.htm. Acesso em: 28 fev 2007.
• ANDRADE, T. Tópicos sobre durabilidade do concreto. In: ISAIA. G.
C. (Ed.). Concreto: ensino, pesquisas e realizações. São Paulo:
IBRACON. 2005. p. 753-792.
• BROPHY, J.H. et al. Ciência dos Materiais 2: propriedades
termodinâmicas.. Rio de Janeiro: LTC, 1972.
• CALLISTER Jr., D. W. Ciência e Engenharia dos Materiais: uma
introdução. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC. 2002. 587p.
• CASTRO, P. B.; et al. The macrocell activity in slightly chloride
contaminated concrete induced by reinforcement primers. Corrosion
NACE Journal, v. 64, n. 1, p. 703-707, 2001.
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Referências
• CBIP. Curso Básico Intensivo de Plásticos. Disponível em:
www.jorplast.com.br/secoes/aulas-5.htm. Acesso em: 18 mar. 2007.
• DUARTE, R. J. C. R. et al. Influência de um microconcreto fluido, argamassa
com inibidor, concreto referência e ponte de aderência epoxídica no
desempenho do reparo localizado em estruturas com problemas de corrosão
por íons cloreto. In: 490 CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 49,
2007, Bento Gonçalves, RS. Anais. Bento Gonçalves. IBRACON, 2007.
• FERREIRA, H. S. et. al. Análise da expansão por umidade e absorção de
água de pisos cerâmicos comerciais em relação à composição química e à
quantidade estimada de fase vítrea. Cerâmica, São
Paulo, v.49, n.310. abr./jun. 2003.
• FIGUEIREDO, E. J. P. Avaliação do desempenho de revestimentos para
proteção da armadura contra a corrosão através de técnicas
eletroquímicas: contribuição ao estudo de reparo de estruturas de
concreto armado. São Paulo. USP, 1994. 423 p. Tese (Doutorado em
Engenharia). Universidade de São Paulo. São Paulo, 1994.
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Referências
• FIGUEREDO, E. J. P. Efeitos da carbonatação e de cloretos no concreto. In:
ISAIA, G.C. (Ed.). Concreto: ensino, pesquisas e realizações. São Paulo.
IBRACON. 2005. p. 829-855.
• FIGUEIREDO, E. J. P.; O’REILLY, V. Orientación para el diagnóstico. In:
HELENE, P.: PEREIRA, F (Eds.). Manual de Rehabilitación de Estructuras
de Hormigón: reparación, refuerzo y protección. Cidade??: RED
REHABILITAR, 2003. p. 111-157.
• GARCIA, J. N. Jr. & SCANAVA, L. Propriedades físicas e mecânicas da
madeira de Eucalyptus urophylla. Jun.2004.
• JUNTA DEL ACUERDO DE CARTAGENA. Manual de diseño para maderas
del grupo andino. Cidade??. Colômbia: Carvajal, 1984.
• NAVARRO, R. F. Materiais e Ambiente. João Pessoa: Editora Universitária
da UFPB. 2001. 180 p.
Livro: Materiais de Construção Civil 
Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Referências
• PADILHA, A.F. Materiais de Engenharia - microestrutura e
propriedades. 1 ed. Rio de Janeiro. Hemus. 1997.
• SANCHEZ, E. M. S. et. al. Avaliação da Degradação Térmica e
Fotooxidativa do ABS para fins de reciclagem. Polímeros. São Carlos.
v. 13, nº 3. jul/set 2003.
• SANTOS, P. S. Ciência e Tecnologia das Argilas. 2.ed. São Paulo:
Edgard Blucher Ltda. 1989. 408 p.
• SHACKELFORD, J. F. Introduction to materials science for
engineers. 4. ed. Cidade??. Editora??. 1996.
Livro: Materiais de Construção Civil 
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Referências
• SILVA, M. R.; PINHEIRO, S. M. M. Biodeterioração do concreto. In:
ISAIA, G.C. (Ed.). Concreto: ensino, pesquisas e realizações. São
Paulo. IBRACON. 2005. p. 857-878.
• VAN VLACK, L. H. Princípios de Ciências dos Materiais. São Paulo:
Edgard Blücher Ltda., 1995.
• VERDUCH, A. G. Técnica Cerâmica 232. 1995. p. 214 -228.
• WINKPÉDIA. Enciclopédia Digital. Disponível em
www.pt.winkpedia.org. Acesso em 28 fev. 2007.
Livro: Materiais de Construção Civil 
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SUGESTÕES PARA ESTUDO 
COMPLEMENTAR 
• BICZÓK, I. La corrosión del hormigón y su protección. Bilbao: URMO Ed.,
1981. 715p.
• CHINELATTO, A. L. et al. Porcelanas elétricas aluminosas: parte II -
desenvolvimento da microestrutura e sua influência no módulo de ruptura.
Cerâmica. São Paulo. v. 50 n. 315. Jul./Set. 2004.
• MANO, E. B. Introdução a Polímeros. São Paulo: Edgard Blücher 1988.
• VERNILLI JÚNIOR, F. et al. Corrosão de cerâmicas à base de Si3N4 em
soluções aquosas de HCl 0,1 N. Cerâmica, São Paulo. v.45, n.292-293.
mar./jun. 1999.
• VIEIRA, C. M. F. Influência da temperatura de queima na microestrutura de
argilas de Campos dos Goytacazes-RJ.
Cerâmica. v.49, n.309, jan./mar. 2003.

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