Relatório de Quimica (Carbonatação)

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CURSO: ENGENHARIA CIVIL
TURMA: 0513
ACADÊMICO: MARCO ABREU
DETERMINAÇÃO DA PROFUNDIDADE DE CARBONATAÇÃO DO CONCRETO E ARGAMASSAS
Relatório apresentado ao Professor José Geraldo Silva como requisito parcial para obtenção de nota para G2, na Disciplina de Química Geral I do curso de Engenharia de Civil do CEULP/ULBRA. 
PALMAS - TO
2016
INTRODUÇÃO
A Carbonatação do concreto é resultado de uma reação química e afeta pH do material podendo reduzir a durabilidade da estrutura.
O composto químico que desencadeia o fenômeno da carbonatação do concreto é bem conhecido, facilmente encontrado nos centros urbanos. Um bom exemplo são os túneis e viadutos. Nestes ambientes, o concreto está exposto à alta concentração de gás carbônico (CO2). Esse dióxido de carbono penetra nos poros do concreto, dilui-se na umidade presente na estrutura e forma o composto chamado ácido carbônico (H2CO3).
Este ácido reage com alguns componentes da pasta de cimento hidratada e resulta em água e carbonato de cálcio (CaCO3). O composto que reage rapidamente com (H2CO3) é o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2).
O carbonato de cálcio não deteriora o concreto, porém durante a sua formação consome os álcalis da pasta (ex: Ca(OH)2 e C-S-H) e reduz o pH.
O concreto normalmente possui pH entre 12,6 e 13,5. Ao se carbonatar, estes números reduzem para valores próximos de 8,5. A carbonatação inicia-se na superfície da estrutura e forma a frente de carbonatação, composta por duas zonas com pH distintas (uma básica e outra neutra). Esta frente avança em direção ao interior do concreto e quando alcança a armadura ocorre a despassivação do aço e este se torna vulnerável.
Após a despassivação, o processo de corrosão será iniciado se ao mesmo tempo houver umidade (eletrólito), diferença de potencial (exemplo: diferença de aeração ou tensões entre dois pontos da barra ou do concreto), agentes agressivos (exemplo: CO2 ou fuligem) e oxigênio ao redor da armadura.
Os danos causados são vários, como fissuração do concreto, destacamento do cobrimento do aço, redução da seção da armadura e perda de aderência desta com o concreto.
Resumidamente, a carbonatação depende de fatores como:
* Condições ambientais: altas concentrações de CO2 aumentam as chances de ataque ao concreto
* Umidade do ambiente: poros parcialmente preenchidos com água na superfície do concreto apresentam condição favorável
* Traço do concreto: altas relações a/c, resultam em concretos porosos e, portanto, aumentam as chances de difusão de CO2 entre os poros
* Lançamento e adensamento: se o concreto tiver baixa permeabilidade (compacto), dificultará a entrada de agentes agressivos
* Cura: processo fundamental para reduzir o efeito da carbonatação
O concreto mal curado possui microfissuras que o enfraquecem. A pré-existência de fissuras nas estruturas facilita a entrada do CO2 e pode acelerar a carbonatação. No livro Propriedades do Concreto, Adam Neville cita que através de pesquisas observou-se que o aumento do período da cura, ampliando a molhagem de um dia para três dias, reduziu a profundidade de carbonatação em cerca de 40%.
OBJETIVOS
Este ensaio adota para a sua execução como base, a especificação E39l - LNEC. Tendo como objetivo determinar a profundidade de carbonatação do concreto e argamassas, permitindo assim maior aprendizado e entendimento do passo a passo dos processos e equipamentos utilizados nos laboratórios. 
METODOLOGIA 
 1 - Determinação da profundidade de carbonatação do concreto e argamassas
A profundidade de carbonatação in situ é obtida por este processo, levando em consideração a reação do indicador da fenolftaleína ao entrar em contato com superfícies recém-expostas.
2 - Referências e Normas Complementares
Na aplicação deste método, é necessário consultar: 
 Especificação E391-LNEC
 3 - Aparelhagem
Pórtico de concreto (corpo-de-prova);
Martelo ou Mareta;
Aspersor;
Régua graduada em mm;
Solução alcóolica de fenolftaleína á 0,1%.
4 - Métodos
Para a execução do ensaio, deve-se obedecer às seguintes etapas: 
Seleciona-se pontos de medição, de tal modo que se possa comparar as diferentes medições levando em conta o tipo de controle e o grau de rigor pretendidos.
Os elementos estruturais com as superfícies expostas aos agentes ambientais são objeto de um maior número de medições. 
A seleção dos pontos de medição devem ser escolhidos levando em conta a posição das armaduras, que serão localizadas com um detector de armaduras, com intuito de não danificá-las.
A profundidade dos furos ou cavidades será superior em pelo menos 1 cm, ao recobrimento medido com o detector de armaduras.
Os furos devem ser adequadamente limpos para não comprometerem os resultados do ensaio, que deixarão de ter validade se existirem resíduos de pó das zonas interiores não carbonatadas (com pH elevado), depositados nas zonas que apresentam carbonatação.
Utilizando o aspersor com a solução alcoólica de fenolftaleína, molha-se as superfícies internas do furo de ensaio e observa-se a sua coloração. 
5 - Resultados
	Após a aspersão do solução alcóolica nos furos de ensaio deve-se observar a coloração apresentada, que será incolor se houver carbonatação do concreto, ou rosada caso não tenha ocorrido a carbonatação. Desta forma é possível medir a profundidade da carbonatação na transição de uma zona à outra. 
Ao final do ensaio foi observado dois resultados diferentes em virtude da coloração presente nos dois corpos-de-prova utilizados. No primeiro teste obtivemos uma coloração incolor, já no segundo obtivemos uma coloração rosada.
	
	
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A aula prática oferece a nós acadêmicos uma visão real do que é apresentado em sala de aula, tornando viável a execução da teoria, deixando claro a necessidade de conhecermos e entendermos o papel dos ensaios na Engenharia Civil.
É necessário compreender que o conhecimento sobre o concreto e argamassas é de extrema importância, pois indica em que condições físicas e químicas encontram-se o mesmo. Para a realização da perícia técnica é necessário seguir todos os passos descritos na metodologia.
Com a carbonatação ocorrerá a corrosão das armaduras, sendo este o principal responsável por patologias às estruturas de concreto, e irá comprometer a resistência do mesmo. Este processo é muito lento e está relacionado às condições ambientais e às características da mistura do concreto.
REFERÊNCIAS
BARIN, Daniel Sacchet. Carbonatação e absorção capilar em concretos de cimento Portland branco com altos teores de adição de escória de alto forno e ativador químico. Santa Maria, RS: PDF, 2008. Disponível em: < http://w3.ufsm.br/ppgec/wp-content/uploads/diss_daniel_sacchet_barin.pdf>. Acesso em: 07 dez. 2016.
MASSA CINZENTA, Cimento Itambé, Disponível em: <http://www.cimentoitambe.com.br/carbonatacao-do-concreto/>. Acesso em: 07 dez. 2016.