Penetração de Cloreto em estruturas de concreto na zona da atmosférica marinha - Relação Entre a deposição de cloretos acumulados no concreto.

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Cement & Concrete Composites 29 (2007) 667-676
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Penetração de cloreto em estruturas de concreto na zona da atmosfera 
marinha - Relação entre a deposição de cloretos na vela úmida e cloretos acumulados 
no concreto
GR Meira uma,*, C. Andrade b, IJ Padaratz c, C. Alonso b, JC Borba Jr. uma
uma Centro Federal de Educação Tecnológica da Paraíba, R. Dep. Balduı́no M. de Carvalho, 155/1104, 58.035-390 João Pessoa, Brasil
b Eduardo Torroja Construction Research Institute, c / Serrano Galvache, 4, 28033 Madrid, Espanha
c Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Universitário, Trindade, 88010-970 Florianópolis, Brasil
Recebido em 26 de julho de 2006; recebido na forma revisada em 17 de maio de 2007; aceito em 18 de maio de 2007
Disponível online 2 de junho de 2007
Resumo
A relação entre cloretos de aerossóis marinhos e cloretos acumulados no concreto é discutida neste artigo. O programa experimental compreendeu uma caracterização ambiental, 
com dados climáticos e de deposição de cloretos, e um estudo da penetração de cloretos no concreto com base na exposição natural de corpos de prova numa zona de atmosfera 
marinha. Os resultados mostram que a concentração de sal no aerossol marinho diminui fortemente nos primeiros metros do mar. Os cloretos presentes na atmosfera podem ser 
estudados usando o
vela molhada de metanfetamina p od e correlacionado com cloretos acumulados no concreto. Esta relação pode ser representada pela equação
D ac, Onde k d é um coeficiente que depende das características concretas e ambientais, C tot é o total médio
quantidade de cloretos acumulados no concreto, C 0 é o teor de cloreto no concreto antes da exposição e D ac é a deposição seca acumulada de cloretos.
2007 Elsevier Ltd. Todos os direitos reservados.
C tot ¼ C 0 º k d
ffiffiffiffiffiffiffi
Palavras-chave: Cloreto; Deposição de cloreto; Transporte de cloreto; Estruturas de concreto; Aerossol marinho; Vela molhada
1. Introdução
A degradação de estruturas de concreto em ambientes marinhos é um 
problema mundial com impactos potencialmente grandes na economia de um 
país. A influência do meio ambiente e das características do concreto no 
transporte de cloreto para o concreto foi estudada pela comunidade científica 
por vários anos. Foi analisado o efeito de variáveis como composição do 
cimento, adições pozolânicas, temperatura e grau de saturação dos poros do 
concreto no transporte de cloreto. [1-6] . A modelagem matemática da 
penetração de cloretos no concreto representa outro grupo de trabalhos
*
Autor correspondente. Tel .: +55 83 3246 5124; fax: +55 83 3208 3088.
Endereço de e-mail: gibson@jpa.neoline.com.br , gibson@cefetpb.edu.br
(GR Meira).
0958-9465 / $ - ver capa
doi: 10.1016 / j.cemconcomp.2007.05.009
2007 Elsevier Ltd. Todos os direitos reservados.
que abordou este assunto, onde modelos analíticos ou numéricos são 
propostos [7–10] .
A maioria das publicações sobre o assunto tem estudos de laboratório como 
referências. No entanto, em geral, as condições de laboratório não representam com 
precisão as condições reais, onde os parâmetros de influência atuam 
simultaneamente. São poucos os trabalhos desenvolvidos em condições reais e muitos 
deles consideram tanto as estruturas subaquáticas como as estruturas em zonas de 
maré. [11–13] . A interação de cloretos do aerossol marinho com estruturas reais 
construídas no interior tem sido estudada ainda menos [14-16] . O aerossol marinho é 
gerado principalmente ao longo da costa pelo movimento das ondas quebrando e é 
levado para o interior pelo vento
[17] . Quando a velocidade do vento aumenta, há um aumento no número de 
partículas marinhas geradas e na porcentagem de gotas maiores no espectro do 
aerossol [17,18] . Como consequência, as concentrações de sal aumentam 
exponencialmente com a velocidade do vento [17,19,20] .
mailto:gibson@jpa.neoline.com.br
mailto:gibson@cefetpb.edu.br
668 GR Meira et al. / Cement & Concrete Composites 29 (2007) 667-676
 
Ao transportar aerossol marinho para o interior, o vento também desempenha um 
papel importante. Ventos mais fortes permitem que partículas maiores cubram distâncias 
mais longas antes de se estabelecerem [20,21] . Assim, maiores concentrações de sal 
podem ser observadas na mesma distância do mar quando a velocidade do vento 
aumenta
[20,22] . Este efeito enfraquece nas distâncias mais distantes do mar, onde as 
partículas maiores são menos numerosas, devido ao efeito gravimétrico. Como 
consequência, continua sendo uma forte tendência para as concentrações de sal 
marinho diminuir no interior
[20,23–25] . Isso pode ser observado em Figura 1 , que mostra a relação entre 
as medições de deposição de cloreto e a distância do mar em diferentes 
países [25-27] .
1800
Cuba [26]
Nigéria [27]
França [25]
Espanha [25]
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
0 200 400
Distância do mar (m)
600 800 1000 1200 1400
Fig. 1. Relação entre a deposição de cloreto do aerossol marinho e a distância do mar.
Fig. 2. Região onde ocorreu o trabalho experimental e coordenadas geográfica
m
g
 
/
 
m
 
2
 
d
i
a
)
As medições de deposição são uma forma comum de analisar a presença 
de sal na zona da atmosfera marinha. O dispositivo de vela úmida é 
geralmente usado para esta finalidade, como parte dos procedimentos 
padronizados para medir a quantidade de sais de cloreto que é capturada da 
atmosfera em uma área exposta prescrita do aparelho [28] .
Uma tendência de diminuição semelhante para a quantidade total de 
cloretos que penetram nas estruturas de concreto construídas na zona da 
atmosfera marinha também foi observada em estudos anteriores realizados 
sob exposições naturais. [15,16] . Diminuições de quase 70% na penetração de
cloreto no concreto foram observadas nas primeiras cem metros do mar [15] . 
No entanto, esses achados ainda representam poucos dados sobre esse 
fenômeno e não fizeram avanços significativos para estabelecer relações 
diretas entre cloretos de aerossóis marinhos e sua interação com estruturas de 
concreto.
Este artigo enfoca essa lacuna de conhecimento e discute a relação entre 
cloretos de aerossóis marinhos e aqueles acumulados em estruturas de 
concreto localizadas em diferentes locais em uma zona de atmosfera marinha 
em uma região tropical do Nordeste do Brasil. É proposto um modelo empírico 
para representar a relação entre a deposição de cloreto no dispositivo de vela 
úmida e a quantidade total média de cloretos acumulados no concreto.
2. Trabalho experimental
O trabalho experimental foi dividido em duas partes. O primeiro focou na 
caracterização ambiental e o segundo concentrou-se no estudo das 
concentrações de cloreto
s das estações de monitoramento.
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[32]
em concreto. Essa etapa foi realizada na cidade de João Pessoa, que está 
localizada no nordeste do Brasil ( Figura 2 )
2.1. Caracterização ambiental
A caracterização ambiental compreendeu dados climáticos e de deposição 
de cloretos. Os dados climáticos foram coletados por uma estação 
meteorológica, pertencente ao Governo Brasileiro e localizada a 1,1 km do 
mar, no mesmo local de uma das estações de monitoramento. Os dados de 
temperatura, umidade relativa e precipitação foram coletados por meio de 
psicrômetro e pluviômetro, respectivamente. Os dados de direção e velocidade 
do vento foram obtidos usando um anemógrafo universal. As referências UTC 
foram seguidas.
A taxa de deposição seca de cloreto é um parâmetro que tem sido utilizado 
para estudar a presença de sais no ambiente marinho e tem subsidiado alguns 
estudos sobre corrosão atmosférica. [25-27,29] . Neste trabalho, a taxa de 
deposição seca de cloreto foi medida em cinco estações de monitoramento 
localizadas em locais a 10, 100, 200, 500 e 1100 m do mar ( Figura 2 ), a fim de 
caracterizar o transporte terrestre de aerossol marinho. Neste caso,é 
importante elucidar que a deposição de cloreto significa os cloretos depositados 
em um dispositivo de retenção enquanto o aerossol marinho é transportado 
para o interior.
A área escolhida para o trabalho experimental foi a mais plana possível, 
para evitar variações significativas de altura, e livre de obstáculos para reduzir 
o efeito da rugosidade do solo nos dados medidos. Em cada estação, um 
dispositivo de vela molhada foi instalado de acordo com as especificações 
estabelecidas pela American Society for Testing Materials (ASTM) G140 [28] . 
Amostras líquidas de cada dispositivo de vela úmida foram coletadas 
mensalmente e analisadas por titulação potenciométrica com solução de 
nitrato de prata 0,05 M. Esse procedimento foi repetido durante todo o período 
da pesquisa.
2.2. Estudo da concentração de cloreto no concreto
Amostras de concreto prismático de 0,15 · 0,15 · 1,40 m
foram fundidos com cimentos brasileiros CPIV (Portland pozzola-
tabela 1
Composição química e propriedades físicas dos cimentos
Composição / propriedade Cimento I
ENTÃO 3 (%) 2,96
SiO 2 (%) 29,34
Al 2 O 3 (%) 5,72
Fe 2 O 3 (%) 2,40
CaO (%) 48,40
MgO (%) 3,44
N / D 2 O (%) 0,37
K 2 O (%) 2,17
Resíduo insolúvel - IR (%) 22,67
Perda por ignição - LI (%) 4,18
C 3 Um conteúdo (%) 5,40
Conteúdo de pozolana natural (%) 25,4
Blaine (cm 2 / g) 4820
Densidade específica (g / cm 3) 2,98
Cimento II
3,21
18,11
4,31
2,27
59,87
3,61
0,21
1,51
1,45
5,50
6,80
-
3650
3,06
nic) e CPIIF (Portland modi fi cado por preenchimento), com composição química 
apresentada em tabela 1 , e especi fi cados como cimento I e cimento II, respectivamente.
Razões de água para cimento ( banheiro)
foram fixados em 0,65, 0,57 e 0,50, compondo as misturas de concreto C1-C6 
apresentadas em mesa 2 . Este intervalo de banheiro
foi adotado para permitir medições signi fi cativas em um menor tempo de 
exposição. A resistência à compressão e o abatimento do concreto foram 
medidos, seguindo as especificações estabelecidas pela Associação Brasileira 
de Normas Técnicas
[30,31] . A porosidade do concreto foi medida por porosimetria de intrusão de 
mercúrio. Amostras retiradas dos corpos de prova de concreto após 180 dias de 
tempo de exposição foram utilizadas para esta finalidade. Essas propriedades 
também são apresentadas em mesa 2 . Os corpos-de-prova foram curados em 
câmara úmida por 7 dias e, a seguir, os primeiros 40 cm, que constituem a parte 
subterrânea, foram revestidos com uma membrana asfáltica impermeável para 
evitar a possibilidade de efeito de drenagem do solo. Em seguida, eles foram 
colocados em sites
10, 100, 200 e 500 m do mar ( Figura 2 ), nas mesmas estações de 
monitoramento utilizadas para medir a deposição de cloretos, sendo que a 
parte não impermeabilizada dos corpos de prova (1 m) foi exposta ao 
ambiente marinho. A estação de monitoramento a 1100 m do mar não foi 
usada para estudar a concentração de cloreto no concreto. Após 6, 10, 14 e 18 
meses de exposição, amostras cilíndricas foram extraídas dos 
corpos-de-prova para a obtenção de perfis de cloreto no concreto.
As amostras cilíndricas tinham 7,0 cm de diâmetro e foram obtidas por 
perfuração dos corpos de prova prismáticos a níveis entre 0,35 e 0,85 m do 
solo. A direção do descaroçamento foi paralela à direção predominante do 
vento historicamente estabelecida. Foi tomado cuidado para evitar o efeito da 
lavagem nas superfícies dos corpos de prova, protegendo-as com fita à prova 
d'água durante a perfuração. O primeiro milímetro de cada núcleo foi 
pulverizado e usado como amostra de superfície. Amostras adicionais, 
também pulverizadas, foram retiradas até a profundidade de 30 mm de seis 
camadas de 5 mm na primeira extração e nove camadas de 3, 3, 2, 2, 3, 3, 4, 
5 e 5 mm de espessura, em as últimas três extrações de amostra. Para cada 
amostra, o teor de cloreto total foi determinado por titulações potenciométricas, 
.
mesa 2
Misturas e propriedades de concreto
Concreto: C1
Tipo de cimento: eu
Cimento (kg / m 3) 320
Areia (kg / m 3) 840
Agregado (kg / m 3) 947
Plastificante (kg / m 3) -
banheiro Razão 0,65
Queda (cm) 9 ± 1
Força compressiva 21,0
(MPa) - 28 dias
Porosidade total (mercúrio
porosimetria de intrusão -
180 dias) - c ( vol.%)
8 ± 1
26,9
8 ± 1
32,0
8 ± 1
20,3
8 ± 1
27,0
8 ± 1
31,0
C2
eu
356
812
947
1.06
0,57
C3
eu
406
769
947
1,22
0,50
C4
II
320
840
947
-
0,65
C5
II
356
812
947
1.06
0,57
C6
II
406
769
947
1,22
0,50
15,5 13,8 12,8 15,7 13,7 13,0
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3. Resultados
Os resultados são apresentados em duas seções. O primeiro foca nas 
características ambientais e o segundo nos perfis de cloreto. Durante este 
estudo experimental, vários perfis de cloreto foram obtidos, os quais estão 
totalmente descritos em outro documento. [23] . Aqui, apenas per fi s 
representativos de cada caso analisado são apresentados.
 
 
3.1. Características ambientais
A região escolhida para o trabalho experimental é representativa de um 
clima tropical típico. A temperatura local apresenta pouca variação, variando 
em torno de 20 a 30 C. A umidade relativa do ar costuma ficar entre 60% e 
80%, com valores mais elevados em períodos mais longos de chuva. Períodos 
de chuvas intensas ocorrem de março a junho, com aumento significativo em 
junho. Ventos suaves caracterizam a região onde a pesquisa foi realizada. Os 
valores médios mensais da velocidade do vento permaneceram entre 2,3 e 3,6 
m / se os ventos predominantes eram do quadrante SE. Dados climáticos mais 
detalhados podem ser acessados em um artigo publicado anteriormente [24] .
Os resultados da deposição de cloreto na vela úmida ( D)
são mostrados em Fig. 3 . Os dados mostram uma queda clara da salinidade 
aerotransportada nos primeiros metros do mar, o que está de acordo com dados 
publicados anteriormente que mostram taxas de diminuição variando entre 85% e 
95% nos primeiros 500 m
[26,27] . No caso presente, a diminuição de D valores é mais forte nos primeiros
duzentos metros do mar. Depois dessa região, também há diferenças na 
presença de cloro, mas são menos acentuadas. Outro aspecto a ser 
enfatizado é que as tendências de aumento e diminuição ocorrem 
simultaneamente para todas as distâncias monitoradas. Indica que, na faixa 
das distâncias estudadas, o dispositivo de vela molhada bastante
800
Meses com
ventos mais fortes
Distancia do mar
10 m
100 m
200 m
500 m
1100 m
700
600
500
400
300
200
100
0
Mar / 02 Jun / 02 Set / 02
Meses
Dez / 02 mar / 03 Jun / 03 - -
Fig. 3. Deposição de cloreto no dispositivo de vela úmida a 10, 100, 200, 500 e 1100 m do mar.
D
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p
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(
m
g
 
/
 
m
 
2
 
d
i
a
)
reproduz o comportamento do aerossol marinho, independentemente da 
distância do mar.
Fig. 3 também mostra que não há grandes diferenças mês a mês nos 
dados de cloreto dentro de cada grupo de distâncias consideradas durante o 
período de estudo, o que pode ser explicado pela baixa intensidade do vento 
na maioria dos meses. Os dados de agosto-outubro / 2002 representam os 
poucos meses em que há um ligeiro aumento nas medições de sal, como 
consequência da influência da velocidade do vento acima de 3 m / s [21,24] . 
Além disso, in fl uências menos importantes neste comportamento podem ser 
apontadas: ligeira diminuição da umidade relativa do ar neste período, o que 
contribui para um aerossol mais concentrado. [33] e a ausência do efeito de 
washout devido às chuvas no referido período, o que contribui para medições 
mais elevadas [34] .
3.2. Perfis de cloreto
Os perfis de cloreto mostram uma influência típica das características do 
concreto no transporte de cloreto para o concreto [11-14] , em consequência da
porosidade dos materiais e da capacidade de ligação de cloretos das misturas, 
que apresentam cimentos e teores de cimentodiferentes por volume de 
concreto. Os perfis de cloreto típicos para representar essas situações são 
mostrados em Fig. 4 .
A influência da porosidade do concreto pode ser vista em Fig. 4 uma,
para espécimes a 10 m do mar. Mostra que banheiro desempenha um papel 
importante na penetração do cloreto no concreto, devido à sua influência na 
porosidade dos materiais, que é um dos parâmetros mais importantes que 
afetam o transporte de cloreto.
Fig. 4 b mostra um caso típico de aumento do teor de cloreto ao longo do 
tempo e Fig. 4 c mostra a influência da distância do mar nos perfis de cloreto. 
Os concretos mais próximos da linha costeira estão sujeitos a maiores 
concentrações de cloreto na atmosfera e, portanto, os perfis de cloreto 
incorporam essa situação, como consequência da disponibilidade de cloreto 
no ambiente circundante.
Ao comparar as in fl uências do cimento, um ligeiro atraso no aumento do teor de 
cloreto ao longo do tempo pode ser visto para concretos feitos com cimento II. 
Levando em consideração que nenhuma diferença significativa na porosidade foi 
observada para o mesmo banheiro concretos ( mesa 2 ), provavelmente devido a um 
curto período de cura, as diferenças de perfil podem ser creditadas principalmente a 
uma maior capacidade de ligação de cloreto de concretos feitos com
cimento II [23] , devido ao seu C mais alto 3 Um conteúdo. Fig. 4 d mostra um caso 
típico dessas diferenças nos perfis de cloreto.
Um claro aumento no conteúdo de cloreto ao longo do tempo é observado 
para todos os tipos de concreto e condições de exposição. Isso ocorre em 
taxas diferentes, dependendo das características do concreto e da localização 
das amostras. A menor taxa de penetração de cloretos no concreto foi 
observada para o concreto C6 colocado a 500 m do mar. Em sentido contrário, 
o concreto C1, colocado a 10 m do mar, apresentou a maior taxa de ingresso 
de cloretos no concreto.
GR Meira et al. / Cement & Concrete Composites 29 (2007) 667-676 671
Tempo de exposição: 18 meses / 10 m do mar
Concreto
C1
C2
C3
Concreto C2 / 10 m do mar
Tempo de exposição
6 meses
10 meses
14 meses
18 meses
0,7 0,7
0,6 0,6
0,5 0,5
0,4 0,4
0,3 0,3
0,2 0,2
0,1 0,1
0,0 0,0
0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15
Profundidade (mm)
20 25 30
Profundidade (mm)
Concreto C2 / Tempo de exposição: 18 meses
Distancia do mar
10 m
100 m
200 m
500 m
Tempo de exposição: 18 meses / 10 m do mar
Concreto
C2
C5
C3
C6
0,7 0,7
0,6 0,6
0,5
0,5
0,4
0,4
0,3
0,3
0,2
0,2
0,1
0,1
0,0
0,0
0 5 10 15
Profundidade (mm)
20 25 30
0 5 10 15
Profundidade (mm)
20 25 30
Fig. 4. Influência de banheiro ( a), tempo de exposição (b), distância do mar (c) e tipo de cimento (d) nos perfis de cloreto.
C
o
n
t
e
ú
d
o
 
d
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c
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(
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c
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o
r
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t
o
 
(
%
 
d
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c
i
m
e
n
t
o
)
4. Discussão
4.1. Penetração de cloreto no concreto em função do 
tempo
Em relação a que corpos de prova de concreto foram expostos em uma região 
com altos níveis de umidade relativa [24] , também são esperados altos teores de 
umidade na rede porosa de concreto, que podem variar em uma escala maior nas 
camadas superficiais e gerar um gradiente de crescimento do teor de umidade da 
superfície para as camadas internas, devido à interação ambiental [23,35] . Como 
consequência, também pode-se esperar que os sais de cloreto sejam transportados 
para o concreto por uma combinação de sorção e difusão capilar, com 
preponderância de sorção capilar nas camadas superficiais, onde os ciclos de 
umedecimento e secagem desempenham um papel importante, e difusão nas 
camadas internas [8,36,37] . Isso resulta em perfis de duas zonas [8,37] , que são 
semelhantes aos apresentados em Fig. 4 . Assim, considerando um aumento 
acentuado no teor de umidade da superfície para o concreto a granel [23] e a
forma dos perfis de cloreto neste estudo, foi aceita uma predominância de 
difusão no processo '' médio '', como uma aproximação às condições reais. 
Como consequência, a quantidade total de cloretos que penetram no concreto 
deve ser proporcional à raiz quadrada do tempo [38] .
Fig. 5 apresenta a relação entre o total médio
quantidade de cloretos acumulados no concreto ( C tot), que é considerada até 
30 mm de profundidade no presente caso, e o
raiz quadrada de tempo para todos os concretos. Esta relação segue
Eq. (1) , Onde C 0 é o teor de cloreto no concreto antes
exposição, k t é um coeficiente que representa a taxa de C tot
aumentar em função do tempo e t é o tempo de exposição. UMA
típica C tot aumento com a raiz quadrada do tempo pode ser visto. Esta tendência 
de aumento ocorre mais intensamente para con
cretas a 10 e 100 m do mar, o que está de acordo com a disponibilidade de cloreto em 
cada estação de monitoramento. Este comportamento
seu também pode ser observado por k t valores, que representam o coeficiente angular de 
linhas ajustadas e mostram os valores mais baixos para
concretos a 200 e 500 m do mar ( Fig. 5 ):
672 GR Meira et al. / Cement & Concrete Composites 29 (2007) 667-676
C1
C2
0,25
0,25
DDiissttaannccee ffrroomm thhee sseeaa
10 m
100 m
200 m
500 m
Distancia do mar
10 m
100 m
200 m
500 m
k = 0,238
k = 0,156
0,20
t
0,20
t
k = 0,126
t
0,15
0,15
k = 0,074
t
0,10
k = 0,031
0,10
t
k = 0,020
k = 0,029
t
k = 0,002
t
t
0,05
0,05
0,00
0,00
0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00
0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00
t 0,5 ( anos 0,5)
t 0,5 ( anos 0,5)
C3
C4
0,25
0,25
Distancia do mar
10 m
100 m
200 m
500 m
Distancia do mar
10 m
100 m
200 m
500 m
k = 0,210
t
0,20
0,20
k = 0,103
t
k = 0,123
0,15
0,15
t
k = 0,061
t
0,10 0,10
k = 0,017
k = 0,023
k = 0,008
t
t
0,05
t
0,05
k = 0,008
t
0,00 0,00
0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00
t 0,5 ( anos 0,5) t 0,5 ( anos 0,5)
C5
C6
0,25
0,25
Distancia do mar
10 m
100 m
200 m
500 m
Distancia do mar
10 m
100 m
200 m
500 m
0,20
0,20
k = 0,141
t
k = 0,120
t
0,15
0,15
k = 0,055
t
k = 0,051
0,10 0,10
t
k = 0,008
k = 0,003
t
k = 0,008
k = 0,006
t
0,05
0,05
t
t
0,00
0,00
0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00
0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00
t 0,5 ( anos 0,5)
t 0,5 ( anos 0,5)
Fig. 5. Relação entre C tot e raiz quadrada do tempo para concretos C1 – C6.
nta 
C
 
(
%
 
c
i
m
e
n
t
o
)
C
 
(
%
 
c
i
m
e
n
t
o
)
C
 
(
%
 
c
i
m
e
n
t
o
)
t
o
t
t
o
t
t
o
t
C
 
(
%
 
c
i
m
e
n
t
o
)
C
 
(
%
 
c
i
m
e
n
t
o
)
C
 
(
%
 
c
i
m
e
n
t
o
)
t
o
t
t
o
t
t
o
t
p ffiffi
C tot ¼ C 0 º k t t ð 1 º
Em relação a k t tendência de diminuição em função da distância do mar, 
funções de decaimento exponencial podem ser
instalado dentro de cada grupo de concreto seguindo a Eq. (2) , Onde x represe
a distância do mar e uma e b
são constantes derivadas do ajuste empírico ( Fig. 6 )
k t os valores são responsáveis pela influência ambiental sobre o
GR Meira et al. / Cement & Concrete Composites 29 (2007) 667-676 673
0,25 0,30
C1
C2
C3
C1: k = 0,264 e- 0,0086 x
C2: k = 0,170 e- 0,0088 x
C3: k = 0,110 e- 0,0068 x
t
0,25
0,20
t
C1
t
0,20
C2
C3
0,15
0,15
0,10
0,10
0,05
0,05
0,00
0,00
0 100 200 300 400 500
0 50 100 150 200 250 300 350
Distância do mar - x (m)
D ac ( g / m
2)
0,25
0,30
C4: k = 0,236 e- 0,0089 x
C5: k = 0,160 e- 0,0116 x
C6: k = 0,134 e- 0,0106 x
C4
C5
C6
t
0,20
0,25
t
t
C4
0,20
0,15
C5
C6
0,15
0,10
0,10
0,05
0,05
0,00
0,00
0 100 200
Distância do mar - x (m)
300 400 500
0 50 100 150 200 250 300 350
D ( g / m 2)
ac
Fig. 6. Relação entre k t e distância do mar para os concretos feitos com cimento I (a) e cimentoII (b).
Fig. 7. Relação entre C tot e D ac para concretos feitos com cimento I (C1 – C3) e cimento II (C4 – C6).
nde 
.
k
 
(
%
 
c
i
m
e
n
t
o
 
/
 
a
n
o
s
 
0
,
5
)
k
 
(
%
 
c
i
m
e
n
t
o
 
/
 
a
n
o
s
 
0
,
5
)
t
t
C
 
(
%
 
c
i
m
e
n
t
o
)
C
 
(
%
 
c
i
m
e
n
t
o
)
t
o
t
t
o
t
taxa de penetração de cloreto em estruturas de concreto, que compreende a 
disponibilidade de cloretos do aerossol marinho na zona da atmosfera 
marinha:
k t ¼ uma e bx ð 2 º
Fig. 6 representa k t diminuir as curvas de tendência para todos os
concretos ied e também mostra a influência do material sobre k t
comportamento. A influência da porosidade do concreto é clara.
Taxas mais baixas de acúmulo de cloreto em concretos com menor banheiro são 
observados. Por outro lado, os concretos feitos
com cimento II (C4-C6) apresentou, na maioria dos casos, menor C tot
taxas de aumento, como conseqüência de seu maior cloreto
capacidade de ligação.
s 
4.2. Penetração de cloreto no concreto em função da deposição de 
cloreto
A relação entre os cloretos do aerossol marinho e aqueles que penetram 
no concreto pode ser vista em
Fig. 7 . Apresenta dados de C tot ( quantidade total média de cloretos acumulado
no concreto) e o acumulado
deposição de cloretos no dispositivo de vela úmida ( D ac),
que é a soma dos valores de deposição mês a mês.
A penetração do cloreto no concreto, apesar de sua relação de 
dependência com outros parâmetros ambientais e materiais, está intimamente 
relacionada às concentrações de cloreto na superfície. Por perfis de cloreto em 
dados de deposição de concreto e cloreto, uma relação não linear entre cloreto 
de superfície
concentração ( C s) e D ac foi observado [23] , mostrando que o aumento de C s te
a ser atenuado para valores mais altos
de D ac. Pode ser justificado pelo fato de que uma quantidade significativa de 
cloretos presentes nos aerossóis marinhos não
deposita-se na superfície do concreto e, portanto, não penetra no concreto [16] 
Desta forma, a relação de dependência entre a concentração de cloreto na 
superfície e o transporte de cloreto para o concreto
pode ajudar a explicar o comportamento observado entre C tot
e D ac ( Fig. 7 ) Além disso, aspectos como a redução da porosidade devido à 
formação de cloro-aluminatos
plexos [39] e o fato de que existe uma relação não linear entre a concentração 
de íons em soluções e sua velocidade de transporte. [40-42] pode ser 
mencionado, contribuindo
para explicar a relação não linear entre C tot e D ac.
674 GR Meira et al. / Cement & Concrete Composites 29 (2007) 667-676
Tabela 3
Funções representativas para C tot - D ac relação
Concreto C 0 (% cimento)
p ffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffi
g = m 2
Função r 2
k d% cimento =
Número
de pontos
16
16
16
16
16
16
C1
C2
C3
C4
C5
C6
0,0480
0,0429
0,0428
0,0465
0,0456
0,0401
0,01123
0,00880
0,00795
0,01034
0,00745
0,00690
C tot ¼ 0: 0480 º 0: 01123 D 0: 5
C tot ¼ 0: 0429 º 0: 00880 D 0: 5
C tot ¼ 0: 0428 º 0: 00795 D 0: 5
C tot ¼ 0: 0465 º 0: 01034 D 0: 5
C tot ¼ 0: 0456 º 0: 00745 D 0: 5
C tot ¼ 0: 0401 º 0: 00690 D 0: 5
ac
ac
ac
ac
ac
ac
0,941
0,964
0,988
0,950
0,970
0,963
ra 
0,012
Concretos com cimento I 
Concretos com cimento II
0,011
0,010
k = 1,46 × 10- 3 e 0,1314
d
r 2 = 0,994
0,009
k = 0,91 × 10- 3 e 0,1545
d
r 2 = 0,994
0,008
0,007
0,006
12,5 13,0 13,5 14,0 14,5 15.0 15,5 16,0
Fig. 8. Relação entre k d e porosidade total do concreto ( c) para concretos confeccionados com 
cimentos I e II.
k
 
(
%
 
c
i
m
e
n
t
o
 
/
 
(
g
 
/
 
m
 
2
)
 
0
,
5
)
d
Fig. 7 mostra que a tendência de crescimento da C tot enfraquece
para valores mais altos de D ac, o que indica que a penetração de cloreto no 
concreto ocorre em relativamente pequeno
taxas, quando D ac aumenta. As funções usadas para representar
a C tot - D ac relacionamento segue a Eq. (3) , Onde k d é um coeficiente que most
a influência das características do concreto
na acumulação de cloreto no concreto e levar em conta
as características ambientais da região estudada. k d
representa a taxa de C tot aumento e, assim, mudanças nas variáveis que afetam o 
transporte de cloreto para a entrada de concreto
ence em k d valores. A diminuição da porosidade do concreto significa
mais baixo k d valores, bem como em concretos com maior capacidade de ligação de 
cloretos. Isso pode ser visto claramente em Tabela 3 , que
mostra que k d os valores diminuem de concreto C1 para C3 e de C4 para C6, 
devido ao efeito de porosidade. Do mesmo jeito,
k d os valores são ligeiramente maiores para concretos feitos com cimento I 
(C1-C3) do que aqueles derivados de concretos feitos
com cimento II (C4-C6), devido a um C superior 3 Um conteúdo de cimento II:
p ffiffiffiffiffiffiffi
C tot ¼ C 0 º k d D ac ð 3 º
As curvas de ajuste indicam uma correlação satisfatória entre os dados 
experimentais, com coeficientes de determinação superiores a 0,94 ( Tabela 3 ) 
Esse comportamento pode ser explicado pelo fato de que a deposição de cloreto 
na vela úmida, de alguma forma, representa a disponibilidade de cloreto nos 
microambientes circundantes e esses íons cloreto são os únicos capazes de se 
depositar na superfície do concreto e penetrar no concreto.
As funções apresentadas em Tabela 3 são expressões empíricas e, 
portanto, são aplicáveis a concretos e ambientes semelhantes aos estudados 
neste artigo. Além disso, levam em consideração que não há diferenças signi fi 
cativas entre as características climáticas das estações de monitoramento. No 
entanto, essas expressões representam uma alternativa para descrever a 
relação entre os cloretos do aerossol marinho e aqueles acumulados no 
concreto na zona da atmosfera marinha.
Eq. (3) não foi testado para altos níveis de deposição de cloreto, como os 
observados na Suécia [20] , que representam mais de 5000 mg / m 2 dia na 
costa quando a velocidade do vento atinge 15 m / s. No entanto, o presente 
estudo cobre uma grande faixa de taxas de deposição abaixo do nível de 1000 
mg / m 2 dia, que são usuais em muitos lugares e adequados para a zona de 
atmosfera marinha.
A porosidade total do concreto ( c), que é apresentado em
mesa 2 , é uma variável que influencia o transporte de cloreto.
Assim, é possível definir expressões para representar o
relacionamento entre k d e c, em relação a cada tipo de cimento, o que não 
invalida outras relações com outras
variáveis relacionadas com o transporte de cloreto para o concreto.
Eq. (4) representa o k d tendência de aumento com a porosidade total do 
concreto, onde uma e b são coeficientes derivados
a partir dos ajustes empíricos ( Fig. 8 ):
k d ¼ uma e b c ð 4 º
As funções propostas em Tabela 3 , que são derivados
da Eq. (3) , representam a forte relação entre C tot
e D ac. Por outro lado, levando em consideração a influência de c no transporte 
de cloreto em concreto e, conseqüentemente
frequentemente, em k d e C tot valores, c pode ser usado como um fator que afeta o 
primeiro relacionamento. A influência do cimento
tipo de transporte de cloreto também está presente, gerando diferenças
curvas para representar o k d - c relação ( Fig. 8 ), que ratifica os comentários 
feitos antes sobre a ligação de cloreto
capacidade dos concretos confeccionados com os cimentos I e II.
5. Conclusões
Os cloretos presentes na atmosfera, que representam a disponibilidade de 
cloretos para se depositar na superfície do concreto e penetrar no concreto, 
podem ser estudados pelo método da vela úmida e ser correlacionados com 
os cloretos acumulados no concreto, o que não invalida outras relações, como 
a da raiz quadrada do tempo. Nisso
GR Meira et al. / Cement & Concrete Composites 29 (2007) 667-676 675
 
ent
bem longe do mar, D ac diminui e, conseqüentemente, C tot
também diminui. O C tot a diminuição ocorre a uma taxa inferior à observada nas
medições de deposição de cloreto,
seguindo uma relaçãonão linear.
O C tot - D ac relações p h ffi eu ffi p ffiffiffiffiffi é bem representado pelo
equação C tot ¼ C 0 º k d D ac, Onde C tot é a média
quantidade total de cloretos acumulados no concreto, C 0
é o teor de cloreto no concreto antes da exposição, D ac é a deposição 
acumulada de cloretos na vela molhada
dispositivo e k d é um coeficiente que depende das características do concreto 
e do ambiente. Para o meio ambiente
onde esta pesquisa ocorreu, k d permaneceu na faixa de 7 · 10 3 e 11 · 10 3 (% cim
/ (g / m 2) 0,5) e shows
que existem diferenças leves e consistentes entre as misturas do concreto, em 
função de suas características de porosidade e de sua capacidade de aglutinar 
cloretos.
Outros aspectos que podem influenciar k d comportamento e,
conseqüentemente, em C tot - D ac relação, como o grau de saturação da rede 
porosa de concreto, mudanças no concreto
microestrutura ao longo do tempo e ambientes com níveis de deposição de 
cloreto signi fi cativamente superiores aos observados neste trabalho, não 
foram analisados neste artigo e, certamente, devem integrar trabalhos futuros 
para melhorar o modelo empírico proposto.
Reconhecimentos
Os autores agradecem à CAPES (órgão do governo brasileiro para o 
aperfeiçoamento de profissionais graduados) pelo apoio ao Doutorado 
Sanduíche de Gibson R. Meira no Instituto Eduardo Torroja de Pesquisa em 
Construção - IETcc (Espanha), possibilitando assim uma colaboração 
recíproca entre essas instituições. Os autores também agradecem a Clóvis 
dos Santos Lima Neto por permitir que os espécimes fossem expostos em 
área privativa.
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	Chloride penetration into concrete structures in the marine atmosphere zone - Relationship between deposition of chlorides on the wet candle and chlorides accumulated into concrete
	Introduction
	Experimental work
	Environmental characterisation
	Study of chloride concentration in concrete
	Results
	Environmental characteristics
	Chloride profiles
	Discussion
	Chloride penetration into concrete as a function of time
	Chloride penetration into concrete as a function of chloride deposition
	Conclusions
	Acknowledgements
	References