Aula 04 Patologias ESTRUTURAS DE CONCRETO -Carbonatação_cloreto2

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE POTIGUAR – UNP
CURSO: ENGENHARIA CIVIL
Disciplina: Patologia e Recuperação de 
Edificações
Professores: Msc. Ewerton Campelo Assis de Oliveira
Esp. Huedly Chaves dos Santos
ATAQUE POR ÍON CLORETO E 
CARBONATAÇÃO NO CONCRETO
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
Causas da Perda de estabilidade da camada 
passivadora:
 A carbonatação do concreto;
 A presença de íon cloreto;
 A combinação dos dois fatores;
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
Sintomatologia e Tipos de Corrosão
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
Sintomatologia e Tipos de Corrosão
Corrosão generalizada:
inúmeros ânodos e cátodos
formam micro pilhas que se
movem constantemente.
Corrosão localizada: zonas
anódicas em relação ao
resto do material, podendo
ser devido à
heterogeneidade da
composição química do
metal ou do eletrólito.
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
Sintomatologia e Tipos de Corrosão
Corrosão por pites: ocorre
normalmente na ação de
contaminantes (cloretos).
Corrosão com formação de
fissuras: além das condições
de corrosão, há tensões de
tração.
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
Sintomatologia e Tipos de Corrosão
 CONCRETO ARMADO
- corrosão generalizada irregular (carbonatação do
concreto).
- corrosão puntiforme ou por pites (ação de íons
cloreto).
 ESTRUTURAS PROTENDIDAS
- corrosão sob tensão (associação das ações
eletroquímicas e mecânicas causando fissuras).
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
CAUSAS DA CORROSÃO:
� Carbonatação ( CO2)
� Ataque por Cloretos (Cl-) 
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
Corrosão da armadura pela carbonatação
 pH > 11,5 a corrosão não se instala.
 Com a penetração das moléculas de dióxido de
carbono (CO2), ocorrem reações que fazem
decrescer a alcalinidade, reduzindo o pH para
níveis próximos de 8.
 Com essa redução, a película passivadora fica
comprometida e o metal sai da zona de
passivação e entra na zona de corrosão).
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
Processo de carbonatação do concreto
https://www.youtube.com/watch?v=6up9gQ1Doik
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
Representação esquemática do processo de carbonatação.
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
CARBONATAÇÃO
CARBONATAÇÃO
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
CARBONATAÇÃO – FATORES DE INFLUÊNCIA
� Concentração de CO2;
� Relação a/c; 
� Cura; 
� Tipo e quantidade de cimento; 
� Adições minerais; 
� Presença de fissuras; 
� Condições de exposição; 
� Técnicas construtivas. 
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
CARBONATAÇÃO
CARBONATAÇÃO
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
Determinação da Carbonatação do concreto de 
estrutura antiga 
https://www.youtube.com/watch?v=O_lFymQRf5E
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
Corrosão da armadura pela ação dos íons cloretos
 Os íons cloretos (Cl-) penetram nos poros do concreto,
conjuntamente com a água e oxigênio, que quando em
contato com a película passivadora da armadura provocam
desestabilizações pontuais nessa película.
 No concreto, a concentração dos cloretos poderá ocorrer
devido a presença dos componentes (aditivos, água e
agregados) na mistura, ou por penetração, do exterior,
através da rede de poros, como é o caso de ambientes
marinhos (névoa salina).
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
Corrosão da armadura pela ação dos íons cloretos
 A chegada de cloretos nas proximidades da armadura, por si
só, não representa o início do processo de corrosão. É
necessário que estejam em quantidade suficiente para
desencadear o processo corrosivo.
 Segundo várias teorias, a ruptura da película passivadora é
algo dinâmico, eventos repetitivos de despassivação e
repassivação, até a despassivação definitiva da armadura, esse
efeito ocorre de forma localizada e isso faz com que
corrosão desencadeada por cloretos seja tipicamente por
pites, o que difere da carbonatação (corrosão generalizada).
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
Processo de ataque por íon cloreto
https://www.youtube.com/watch?v=8RKnuLStl8k
CLORETOS
� A penetração dos íons de cloreto é das principais causa da
deterioração das estruturas por intermédio da corrosão das
armaduras.
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
Pite
CLORETOS
Podem ser introduzidos no concreto
Durante a mistura:
� Agregados contaminados; 
� Aditivos aceleradores de pega (CaCl); 
� Uso da água do mar.
Na estrutura acabada 
� Ambientes marinhos; 
� Uso de sais de degelo; 
� Atmosferas industriais (fábricas de papel e celulose); 
� Tratamentos de limpeza (ácido muriático).
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
CLORETOS – FATORES DE INFLUÊNCIA
� Tipo de cátion associado ao cloreto; 
� Tipo de acesso (antes ou depois de endurecido); 
� Presença de sulfatos (SO42-);
� Tipo de cimento (CP II-Z: cimento com menor permeabilidade,
sendo ideal para obras subterrâneas, principalmente com presença
de água, inclusive marítimas);
� Relação a/c; 
� Carbonatação; 
� Saturação dos poros; 
� Teor de cimento; 
� Temperatura ambiente, Presença de fissuras, etc. 
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
CLORETOS
CLORETOS
Teor crítico de CLORETOS
� Relação [CL-] / [OH-] melhor representa o parâmetro do
teor crítico, porém é muito difícil medir a concentração de
hidroxilas na solução dos poros do concreto.
� Alguns autores defendem que a melhor forma de expressar o
limite crítico de cloretos é a relação entre teor de cloretos
totais e a massa de cimento, tendo em conta que a
concentração de hidroxilas na solução dos poros não é o
único parâmetro que representa as propriedades inibidoras
do cimento e que os cloretos inicialmente ligados podem vir
a participar das reações de concreto.
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
Teor crítico de CLORETOS
� A rede DURAR (1977) apresenta os limites 0,4% de cloretos
totais, em relação à massa de cimento, para estruturas e,
concreto armado e 0,2% para concreto protendido.
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
Corrosão da Armadura X Vida Útil da Estrutura
Vida útil pode ser conceituada como o período de tempo no
qual a estrutura é capaz de desempenhar as funções para as
quais foi projetada, considerando manutenções.
Quando os agentes passivadores atingem a superfície da
armadura, considera-se que a vida útil de projeto chegou ao
fim.
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
Corrosão da Armadura X Vida Útil da Estrutura
CORROSÃO DAS ARMADURAS 
 Análise e identificação de pontos deteriorados;
 Demolição/escarificação das áreas deterioradas;
 Delimitação com serra mármore;
 Jateamento com jato abrasivo ou hidrojateamento;
 Recomposição ou substituição de armaduras;
 Aplicação de graute ou argamassas poliméricas nos locais de reparos
(manual, através de fôrmas ou projeção);
 Tratamento de fissuras (colmatação ou injeção);
 Estucamento;
 Pintura base epoxi;
 Sistema epóxi - poliuretano (superfícies externas).
TRATAMENTO
TRATAMENTO
TRATAMENTO
 CARBONATAÇÃO avalia o pH do concreto (proteção das armaduras);
 FISSURÔMETRO determina a abertura de fissuras;
 ESCLEROMETRIA avalia dureza superficial (noção da homogeneidade);
 ULTRASOM detecta falhas internas (compacidade e resistência);
 ADERÊNCIA avalia a capacidade da superfície;
 PACOMETRIA avalia posição das armaduras;
TEOR DE CLORETOS avalia despassivação das armaduras;
 POTENCIAL DE CORROSÃO avalia a propensão das armaduras;
 PERDA DE SEÇÃO determina a diferença em relação ao projeto;
 ÍNDICE DEVAZIOS avalia qualidade e compacidade do concreto.
Algumas técnicas e ensaios para avaliação das estruturas:
Outras manifestações patológicas 
em concretos
EFLORESCÊNCIA NO CONCRETO
Eflorescência é a formação de depósitos salinos na superfície
do concreto ou argamassas, etc.. Como resultado da sua
exposição à água de infiltrações ou intempéries.
É considerado um dano, por alterar a aparência do
elemento ondese deposita. Há casos em que seus sais
constituintes podem ser agressivos e causar degradação
profunda (por exemplo oxidação da armadura do concreto).
EFLORESCÊNCIA NO CONCRETO
A eflorescência por si só não causa problemas estruturais ao
concreto, mas pode ser esteticamente desagradável
particularmente em concretos aparentes.
Pela ação da água, os sais do concreto (hidróxidos de cálcio
e magnésio) são dissolvidos e migram para a superfície e,
após a evaporação da água resultam na formação de
depósitos salinos (cristais).
Quimicamente a eflorescência é constituída principalmente
de sais de metais alcalinos (sódio e potássio) e alcalino-
ferrosos (cálcio e magnésio, solúveis ou parcialmente
solúveis em água).
EFLORESCÊNCIA NO CONCRETO
Fatores que contribuem para a formação de eflorescências:
Devem agir em conjunto:
 Presença de água;
 Pressão hidrostática para proporcionar a migração para a
superfície;
 Teor de sais solúveis.
EFLORESCÊNCIA NO CONCRETO
A remoção das manchas de eflorescência no concreto, pode
ser realizada com lavagem (enxágue) com água (fase inicial
da eflorescência), ou ainda, após a formação do carbonato
de cálcio, a lavagem das superfícies afetadas devem ser feita
com soluções ácidas suaves ou com produtos comerciais
para remover eflorescência, utilizando ainda escova para
ajudar a remover os sais solidificados.
EFLORESCÊNCIA NO CONCRETO
As formas para evitar a eflorescência em superfícies de
concreto é protegendo-o da umidade, ou seja,
impermeabilizando-o as estruturas de concreto.
Outra forma de reduzir e/ou prevenir a formação de
eflorescência no concreto é a utilização de aditivos e/ou
adições ao cimento da mistura, por exemplo o uso de
pozolana, como é a situação do cimento CP II-Z, que
promove a redução da quantidade de hidróxido de cálcio
presente no concreto e diminui a permeabilidade do
concreto, dificultando a lixiviação (extração de uma
substância de um meio sólido por meio de sua dissolução
em um líquido).
REAÇÃO ÁLCALIS-AGREGADO
A Reação Álcalis-Agregado (RAA): é um processo químico
onde alguns constituintes mineralógicos do agregado
reagem com hidróxidos alcalinos (provenientes do cimento,
água de amassamento, agregados, pozolanas, agentes
externos, etc.) que estão dissolvidos na solução dos poros do
concreto. Como produto da reação forma-se um gel
higroscópico expansivo.
REAÇÃO ÁLCALIS-AGREGADO
A manifestação da reação álcalis-agregado pode se dar de
várias formas, desde expansões, movimentações diferenciais
nas estruturas e fissurações até pipocamentos, dentre
outras manifestações patológicas.
AÇÃO DO FOGO NO CONCRETO
As estruturas de concreto são reconhecidas pela boa
resistência ao fogo, em virtude das suas características de
baixa condutividade térmica e a composição de seus
materiais agregados. O concreto não dissemina gases
tóxicos ao ser aquecido e as peças de concreto apresentam
grande massa e volume se comparados a outros elementos
construtivos.
AÇÃO DO FOGO NO CONCRETO
No entanto, o aumento da temperatura nos elementos de
concreto causa redução na resistência característica e perda
de rigidez da estrutura, como também a homogeneidade
dos materiais constituintes do concreto (pasta e agregados),
que conduz à deterioração polifásica do concreto, podendo
levar as peças estruturais à ruína.
Edifício no centro do Rio de Janeiro, pilares e vigas em concreto armado
comprometidos após incêndio.
AÇÃO DO FOGO NO CONCRETO
A resistência do concreto às variações de temperaturas é
inversamente proporcional ao seu grau de dilatação térmica,
ou seja, quanto maior a dilatação térmica menor é sua
resistência.
Quando um elemento de concreto é submetido á ação, seus
componentes sofrem modificações importantes, assim, a
água livre ou capilar incluída no concreto começa a
evaporar-se a partir dos 100º C, retardando o aquecimento
do concreto.
A evaporação total da água capilar ocorre entre 200°C e
300°C, mas neste patamar ainda não são significativas as
alterações na estrutura do cimento, bem como seu reflexo
na resistência do concreto (CÁNOVAS, 1998).
AÇÃO DO FOGO NO CONCRETO
Transformações sofridas por pastas de cimento durante o aquecimento.
AÇÃO DO FOGO NO CONCRETO
As alterações de comportamento são resultantes da
evaporação da água presente na matriz cimentícia, sob
forma livre ou combinada, durante o processo aquecimento.
Quando a estrutura de poros é aberta, o vapor liberado
pode escapar facilmente, resultando num alívio de parte das
tensões geradas com o calor .
O grau de fissuração intensifica-se nas juntas, nas regiões
mal adensadas e nos planos de barras de armadura, havendo
uma perda significativa de material nestes locais, que pode
levar ao desaparecimento da camada de cobrimento.
Quando o aquecimento alcança o nível da armadura, a
mesma passa a conduzir calor, acelerando o processo de
aquecimento.
AÇÃO DO FOGO NO CONCRETO
Desplacamento do concreto: Este efeito tem maior
importância em relação aos concretos de alto desempenho
(CAD), em consequência de sua menor quantidade de
vazios e, consequentemente, menor porosidade e
permeabilidade.
Pode-se afirmar que o risco de lascamento explosivo,
fenômeno conhecido como “spalling”, é tanto maior quanto
menor a permeabilidade do concreto e quanto maior a
velocidade de aumento da temperatura. Além disso, a perda
de resistência a temperaturas elevadas é maior em
concretos saturados do que em concretos secos (NEVILLE,
1997).
AÇÃO DO FOGO NO CONCRETO
Sendo assim, a porosidade e a permeabilidade do concreto
são importantes no alívio das tensões internas geradas pela
evaporação da água existente no concreto, além de
influenciar a tendência de o concreto lascar explosivamente
durante o aquecimento (HARMATHY, 1973).
Incêndio prédio de 24
andares e 120
apartamentos em Londres,
na Inglaterra, deixando 50
feridos (14/06/2017).
AÇÃO DO FOGO NO CONCRETO
Cánovas (1988) descreve a alteração da coloração do
concreto em função da elevação da temperatura:
 até 200⁰C a cor do concreto é cinza e que não acontecem
diminuições significativas de resistência.
 Entre 300⁰C à 600⁰C a cor muda de rosa a vermelho,
decaindo a resistência à compressão até valores de 50%
do seu original.
 Acima de 600⁰C até 950⁰C a cor muda novamente para
um segundo cinza com pontos avermelhados, o que indica
fragilidade e alta sucção de água, sendo a resistência à
compressão muito pequena.
AÇÃO DO FOGO NO CONCRETO
Alteração da coloração do concreto em função do aumento da temperatura.
AÇÃO DO FOGO NO CONCRETO
Cánovas (1988) descreve a alteração da coloração do
concreto em função da elevação da temperatura:
 De 950⁰C a 1000⁰C a cor muda para amarelo alaranjado e
o concreto dar início a sintetizar-se.
 Entre 1000⁰C e 1200⁰C o concreto sofre sinterização, sua
cor se torna amarelo claro e suas resistências são
inteiramente extinguidas, restando só um material
abrasado e mole.