AGRESSIVIDADE DAS ÁGUAS no concreto

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Texto extraído do livro do prof. Bauer
AGRESSIVIDADE DAS ÁGUAS, DOS SOLOS, E DOS GASES AO CONCRETO
 Os constituintes o cimento portland endurecido, principalmente as combinações hidratadas da cal com a sílica, alumina e oxido de ferro, podem reagir quimicamente com diferentes substâncias. A resistência do cimento endurecido pode apresentar-se diminuída, e no caso mais extremo , sua coesão pode desaparecer. Segundo as reações químicas, podem-se distinguir dois tipos de ação: a lixiviação do cimento endurecido; a expansão geralmente provocada pela formação de novas combinações sólidas no cimento endurecido.
Em geral, a lixiviação é comprovada: pela água doce; pelos ácidos; pelos sais; pelas graxas e óleos.
A expansão se deve principalmente aos sulfatos.
Esses dois modos de ataque podem produzir-se simultaneamente com águas que contém diferente substancias agressivas.
Lixiviação do cimento endurecido
a) a água doce- a água pura pode atacar superficialmente o concreto ordinário. O poder de dissolução de água é tanto maior quanto mais pura é a água, isto é, quanto menos carbonato de cálcio e de magnésio ela contém, mais fraca é sua dureza.
b) Os ácidos- a maioria dos ácidos ataca o cimento do concreto, porque no curso da reação com os ácidos se formam sais de cálcio facilmente solúveis. Os ácidos que dão origem a sais de cálcio muito pouco solúveis atacam o concreto de uma forma muito mais lenta, ou mesmo totalmente inofensivos, porque os sais de cálcio dificilmente solúveis depositados nos poros aumentam a impermeabilidade á água do concreto.
A nocividade dos ácidos varia com sua força. Os ácidos minerais fortes tais como ácidos clorídricos, ácido nítrico, ácido sulfúrico, põem em solução todos os constituintes do cimento com formação de sais de cálcio, de alumínio e de ferro.
Os ácidos fracos, como por exemplo, o acido carbônico, não podem formar sais senão com a cal, mas não com a alumina e o óxido de ferro, de sorte que os hidróxidos de ferro e alumínio subsistem. O ácido carbônico dissolvendo a cal pode ser encontrado nas águas de fonte e tem um papel importante no ataque ao concreto.
O acido sulfídrico é um acido fraco que pode ser encontrado nas águas residuais. Sua ação sobre o concreto não é marcante, esse ácido pode, entretanto, libertar-se das águas residuais sob a forma de gás e se fixar, acima do nível da água, nas canalizações de concreto mal-arejadas, pela água de umidade do concreto ou pelas águas de condensação e pode ainda, ser oxidado em acido sulfúrico. A bactéria tem um papel importante na oxidação do ácido sulfídrico. Desta maneira, fracas quantidades de acido sulfídrico nas águas usadas podem conduzir a concentrações relativamente elevadas em acido sulfúrico sobre a superfície úmida do concreto e ocasionar deteriorações notáveis.
Entre os ácidos orgânicos, são o acido fórmico, o acético e o lático, que atacam mais fortemente o concreto. Enquanto o acido fórmico e os acéticos não se apresentam senão muito raramente, o acido lático é muito freqüente (presente nas águas residuais das leiterias, nos silos de forragem verde e na decomposição de numerosos orgânicos.
Os ácidos Tânicos são ácidos mais fracos que aparecem em águas residuais dos curtumes. Os fenóis são igualmente, ácidos mais fracos, sua forma mais simples é o acido carbólico, que é encontrado nas águas residuais da indústria química, principalmente nas águas das coquerias, das usinas de gás, e das usinas de produtos sintéticos
As soluções de açúcar e glicerinas exercem igualmente uma lixiviação. Os ácidos úmidos que são encontrados nas águas pantanosas atacam pouco o concreto. Em geral as águas básicas não atacam o concreto. Isso no entanto,não é válido senão para as soluções fracas.
c) Os sais- Sais de magnésio, sulfato de magnésio e cloreto de magnésio, dissolvem o hidróxido de cálcio do cimento, sendo que , entre outros , o hidróxido de magnésio se forma como uma massa mole gelatinosa. Sais de amônio, exceto o carbonato de amônio, oxalato amoniacal e fluoreto de amônio, dissolvem principalmente o hidróxido de cálcio do cimento, onde o gás amoníaco será livre, dissolvendo-se na água. O gás amoníaco não ataca o concreto.
d) Graxas e óleos- Os óleos fabricados de alcatrão e petróleo podem facilmente penetrar no concreto seco. Como no caso de uma impregnação pela água , eles abaixam a resistência ao amolecimento mecânico.Secando, a resistência aumenta de novo.Um ataque químico não é temível ,senão com os óleos e graxas que contém ácidos livres ou que , por saponificação ,podem formar sais de cálcio com hidróxido de cálcio do cimento. O petróleo é geralmente isento de ácidos. Os óleos de alcatrão são obtidos por destilação fracionada, os óleos leves assim obtidos contêm. sobretudo ,benzina e seus derivados. Os óleos médios e pesados contêm, além de naftalinas e da benzina, os fenóis que atacam, o concreto. Os óleos graxos e as graxas têm origem vegetal e animal. São ésteres de diferentes ácidos graxos, principalmente do acido palmítico, do acido esteárico e do acido oléico.
2- Expansão
Contrariamente aos fenômenos descritos até aqui, em que o cimento é mais ou menos rapidamente dissolvido pelas substâncias agressivas, formam-se, no curso da reação com as soluções sulfatadas, novas composições sólidas que provocam a expansão do concreto. A natureza dos produtos da reação e sua velocidade de formação dependem da natureza dos íons corrosiva, de sua concentração , da temperatura , da pressão e do pH da solução.
As soluções de sulfato de cálcio ou de sulfatos alcalinos formam, em contato como os constituintes aluminosos dos cimentos endurecidos, o trisulfo – aluminato de cálcio hidratado, que existe na natureza no estado natural sob o nome de etringita, e que provoca expansão. O ataque do sulfato de magnésio provoca igualmente expansão. As águas subterrâneas não encerram, geralmente , sulfato de ferro. Este, porém, pode formar-se pela oxidação, ao ar , de minerais sulfurosos de ferro tais como a marcassita, a magnetita e a pirita em, alguns décimos por cento no solo, podendo levar a concentrações elevadas em sulfatos nas águas subterrâneas e nas águas de infiltração.
EXAME DAS ÁGUAS – para apreciar o caráter agressivo de um solo face a um concreto, basta em geral proceder a um exame de amostra de água. A esse respeito a análise química de tais águas de composição compreende as seguintes pesquisas:
 A medida e PH
O odor
A consumação em permanganato de potássio
A dureza
O magnésio ( Mg2+)
O amônio ( NH4+)
Os sulfatos ( SO42-)
Os cloretos ( CL-)
O anidrido carbônico dissolvendo a cal ( CO2)
Para fazer um julgamento sobre o grau é preciso determinar o Ph, o teor em anidrido carbônico dissolvendo a cal e os teores em amônio magnésio e sulfatos.
O exame do odor e da oxidabilidade permite reconhecer a presença do enxofre, dos sulfetos ou de constituintes oxidáveis. A dureza mostra se a água é doce ou não, e o teor em cloreto informa sobre um enfraquecimento possível do ataque pelo sulfato, para fortes teores em cloretos, é recomendado proteger as armaduras metálicas por uma sólida espessura de concreto.
	GRAU DE ATAQUE
	TEOR DE SO4- ( mg/litro)
	CIMENTO A ADOTAR
	Não agressivo
	0-150
	 CP I
	Medianamente agressivo
	150-800
	CP II
	Fortemente agressivo
	800-2000
	CP V RS
	Muito fortemente agressivo
	>2000
	Super sulfatados
Quando o teor em sulfato não pode mais ser considerado negligenciável, o emprego do cimento de fraca percentagem de C3A torna-se indispensável. De uma maneira geral os cimentos resistentes aos sulfatos são os seguintes: ricos em escória de alto forno, CP especial, cimento supersulfatado.
EXAME DOS SOLOS
Os solos agressivos são reconhecíveis, na maior parte das vezes, pela coloração que varia do castanho ao castanho—amarelado dos solos normais. Suspeitos são considerados os solos de coloração negra até cinza, especialmente quando apresentam manchas de ferrugem vermelho-castanhos. As camadas de cor cinza-clara até branca, sob os solos vegetais castanho-escurosaté negros, indicam um caráter ácido do solo de fundação. Fora disso, deve ser tomada precaução onde, por exemplo, na base dos mapas geológicos ou mapas de tipos de solos, é de supor que o concreto penetre nas camadas de solo que contenham gesso, anídrica ou sulfatos.
Solos com sulfatos 
Solos pantanosos – solos pantanosos (turfa) e lodaçais contêm gás carbônico, ácidos minerais livres e ácidos orgânicos ou ainda podem conter sulfetos de ferro.
Aterros residuais- aterros de resíduos e produtos industriais, detritos de lixo e entulho.
GASES
Com atuação permanente de gases de escapamento, os componentes agressivos podem concentra-se no concreto, com o correr do tempo. Em função de uma concentração mais ou menos elevada, é necessário executar-se análise do gás, e essa avaliação deve ser feita por um perito, considerando-se as condições locais.
Gases combustíveis e gases de escapamento das indústrias podem conter ácidos minerais livres, como ácidos sulfúricos, por exemplo, ácidos orgânicos, como ácido acético, ácido sulfuroso, e acido sulfídrico. O gás carbônico concentrado nos gases combustíveis não age atacando diretamente o concreto, pode ,porém fazer com que o concreto venha a ser mais carbonatado, prejudicando, eventualmente , a proteção contra a corrosão da armadura.
ESCOLHA DOS CIMENTOS- A escolha depende, em particular, da quantidade de sulfato compreendida nas águas. Quando o teor de sulfato não pode ser mais considerado negligenciavel, o emprego do cimento de fraca percentagem de C3A(aluminato tri cálcico) torna-se indispensável.
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