anÁlise de processos corrosivos de armaduras...
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
CENTRO DE TECNOLOGIA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
ANÁLISE DE PROCESSOS CORROSIVOS DE
ARMADURAS EM EDIFICAÇÕES DE CONCRETO
ARMADO
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
Leonardo Casales Giongo
Santa Maria, RS, Brasil
2015
ANÁLISE DE PROCESSOS CORROSIVOS DE ARMADURAS EM EDIFICAÇÕES DE CONCRETO ARMADO
por
Leonardo Casales Giongo
Trabalho de conclusão apresentado ao Curso de Engenharia Civil, da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS), como requisito
parcial para a obtenção do grau de Engenheiro Civil.
Orientador: Prof. Dr. Rogério Cattelan Antocheves de Lima
Santa Maria, RS, Brasil 2015
Universidade Federal de Santa Maria Centro de Tecnologia
Curso de Engenharia Civil
A comissão organizadora, abaixo assinada, aprova o trabalho de conclusão de curso de graduação
ANÁLISE DE PROCESSOS CORROSIVOS DE ARMADURAS EM EDIFICAÇÕES DE CONCRETO ARMADO
Elaborado por Leonardo Casales Giongo
Como requisito parcial para a obtenção do grau de Engenheiro Civil
COMISSÃO EXAMINADORA:
Prof. Rogério Cattelan Antocheves de Lima, Dr. (UFSM) (Orientador)
Profª. Évelyn Paniz (UFSM)
Profª. Juliana Pippi Antonizzi, Mª (UFSM)
Santa Maria, 10 de dezembro de 2015.
AGRADECIMENTOS
Gostaria de agradecer a minha família que teve participação direta
na minha formação na graduação de Engenharia Civil, cada membro
participou de forma peculiar, mas todos com os mesmos objetivos de me
dar conforto e proporcionar momentos de alegria.
Sou muito grato a minha namorada Márcia, que por todos os anos
que estivemos juntos teve paciência e comprometimento em me auxiliar
na vida acadêmica e pessoal, a conclusão de minha graduação dedico a
ela, pessoa especial que merece tudo o que há de melhor e farei o que
for possível para que isso aconteça.
Tenho gratidão ao meu orientador, professor Rogério que me
guiou durante ao trabalho de conclusão do curso de forma coesa e
transparente me proporcionando ensinamentos desconhecidos antes
por mim.
RESUMO
Trabalho de Conclusão de Curso
Curso de Engenharia Civil
Universidade Federal de Santa Maria
ANÁLISE DE PROCESSOS CORROSIVOS DE ARMADURAS EM
EDIFICAÇÕES DE CONCRETO ARMADO
AUTOR: LEONARDO CASALES GIONGO
ORIENTADOR: ROGÉRIO CATTELAN ANTOCHEVES DE LIMA
Data e local da defesa: Santa Maria, 10 de dezembro de 2015.
O presente trabalho tem como objetivo estudar os conceitos sobre os processos corrosivos de armaduras em edificações de concreto armado. Além disso, busca entender de forma preliminar os métodos preventivos e a técnicas de recuperação de edificações danificadas pela corrosão em concreto armado. Consoante a isso, o trabalho versa sobre as principais causas do processo corrosivo, bem como, as soluções indicadas para cada nível de corrosão. Nesse cenário, é importante destacar as manifestações patológicas prejudicam a estrutura das edificações e iniciam seu processo de degradação. Dessa forma, existem métodos preventivos que são utilizados para inibir a deterioração, protegendo contra a ação corrosiva. Assim, a engenharia civil torna-se peça fundamental para que a construção obtenha êxito e que não sofra a interferência de manifestações patológica, pois é possível concluir que a corrosão é um processo muito corriqueiro na construção civil, sendo consideravelmente difícil a sua previsão. Para tanto, é oportuno ressaltar que se aconselha empregar de forma adequada as técnicas preventivas na construção com concreto armado, considerando o elevado grau de aparecimento dessa patologia. PALAVRAS-CHAVE: Engenharia Civil; processo corrosivo; concreto armado.
RESUME
Completion of course work
Civil Engineering course
Federal University of Santa Maria
ANALYSIS OF ARMOUR CORROSIVE PROCESSES IN CONCRETE
OF BUILDINGS
AUTHOR: LEONARDO Casales Giongo
SUPERVISOR: ROGÉRIO CATTELAN ANTOCHEVES DE LIMA
Date and defense site: Santa Maria, December 10, 2015.
This work aims to study the concepts of the corrosive processes armor reinforced
concrete buildings. It also seeks to understand in a preliminary way the preventive
methods and building recovery techniques damaged by corrosion in reinforced
concrete. Depending on this, the work deals about the main causes of the corrosion
process as well as the solutions recommended for each level of corrosion. In this
scenario, it is important to highlight the pathological manifestations harm the
structure of the buildings and begin their degradation process. Thus, there preventive
methods that are used to inhibit deterioration, protecting against corrosive action.
Thus, the civil engineering becomes fundamental for the construction succeeds and
who does not suffer interference from pathological manifestations, it is possible to
conclude that corrosion is a very ordinary process in construction, being considerably
difficult to forecast. Therefore, it is important to emphasize that it is advisable to
employ appropriately preventive techniques in building with reinforced concrete,
considering the high degree of appearance of this pathology.
KEYWORDS: Civil Engineering; corrosive process; reinforced concrete.
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 – Espaçamento irregular e armadura negativa fora de posição...............21
FIGURA 2 – Desgaste do concreto por abrasão........................................................22
FIGURA 3 – Processo de cura do concreto por aspersão e manta absorvente,
permeável e saturada.................................................................................................23
FIGURA 4 – Tempo de cura considerando o meio ambiente, clima e característica do
concreto......................................................................................................................24
FIGURA 5 – Valores de perda de massa de três tipos de aço diante da corrosão....30
FIGURA 6 – Sistema de medição para intervenção de corte em concreto................33
FIGURA 7 – Apicoamento mecânico e manual..........................................................34
FIGURA 8 – Execução do apicoamento manual........................................................34
FIGURA 9 – Jato de água..........................................................................................36
FIGURA 10 – Limpeza da superfície com jato de areia.............................................37
FIGURA 11 – Limpeza manual com escova de aço...................................................38
FIGURA 12 – Aspecto final da cavidade garantindo a aderência entre o concreto
novo e velho...............................................................................................................39
FIGURA 13 – Relação entre corte e ancoragem das armaduras de substituição.....40
FIGURA 14 – Ancoragem da barra à flexão com enchimento do furo por
gravidade....................................................................................................................41
FIGURA 15 – Injeção de fissuras com resina epóxi...................................................42
FIGURA 16 – Selagem de fissuras entre 10 a 30 mm...............................................43
FIGURA 17 – Selagem de fissuras com grandes aberturas......................................43
FIGURA 18 – Reparo de fissura por costura..............................................................44
FIGURA 19 – Fôrma com cachimbo para o pilar e fôrma com dispositivo de pressão
para viga....................................................................................................................46
FIGURA 20 – Armadura exposta em vigas e cabeça de pilar devido a má distribuição
da armadura e ineficiência de adensamento do concreto..........................................47
FIGURA 21 – Adição de barras devido à corrosão....................................................48
FIGURA 22 – Adição de novas barras na viga e demonstração do procedimento de
posicionar as barras...................................................................................................48
LISTA DE QUADROS
QUADRO 1 - Classe De Agressividade Ambiental (CAA)..........................................17
QUADRO 2 - Correspondência Entre as Classes de Agressividade e a Qualidade o
Concreto.....................................................................................................................19
QUADRO 3 - Correspondência entre a Classe de Agressividade Ambiental e o
Cobrimento Nominal...................................................................................................20
QUADRO 4 - Exigências de durabilidade relacionadas à fissuração e à proteção das
armaduras, em função das classes de agressividade ambiental...............................28
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 12
1.1 OBJETIVOS ......................................................................................................... 13
1.2 JUSTIFICATIVA .................................................................................................... 13
1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO .................................................................................. 14
2 CORROSÃO EM EDIFICAÇÕES DE CONCRETO ARMADO .............................. 15
2.1 CAUSAS DA CORROSÃO ............................................................................... 15
2.1.1 Influência do meio ambiente. ..................................................................... 16
2.1.2 Influência da relação água/cimento e controle de fissuras ........................ 18
2.1.3 Cobrimento do concreto ............................................................................. 19
2.1.4 Inêficiência da armaduras e qualidade do concreto ................................... 20
3 PREVENÇÃO DE CORROSÕES EM CONCRETO ARMADO .............................. 23
3.1 TÉCNICAS DE PREVENÇÃO CONTRA CORROSÃO.....................................23
3.1.1 Cura do Concreto....................................................................................... 23
3.1.2 Galvanização das armaduras ..................................................................... 25
3.1.3 Inibidores químicos de corrosão ................................................................ 26
3.1.4 Controle de Fissuras .................................................................................. 27
3.1.5 Tipo de cimento .......................................................................................... 29
3.1.6 Tipo de aço ................................................................................................ 29
4 RECUPERAÇÃO E REPAROS DE CORROSÕES EM CONCRETO ARMADO .. 31
4.1 PROCEDIMENTOS DE REPARO.....................................................................32
4.1.1 Eliminação do concreto deteriorado........................................................... 33
4.1.1.1 Apicoamento ....................................................................................... 33
4.1.2 Limpeza das Armaduras ............................................................................ 34
4.1.2.1 Limpeza com soluções ácidas ............................................................ 35
4.1.2.2 Limpeza com soluções alcalinas ........................................................ 35
4.1.2.3 Jato de água ...................................................................................... 36
4.1.2.4 Jato de areia ...................................................................................... 36
4.1.2.5 Jato de ar comprimido ...................................................................... 37
4.1.2.6 Jato com limalha de aço ................................................................... 38
4.1.2.7 Escovação manual ............................................................................ 38
4.1.3 Tratamento da superfície do concreto original referente à aderência e
ancoragem .......................................................................................................... 38
4.1.3.1 Perfuração do concreto para ancoragem das armaduras .................. 40
4.1.4 Reparo de fissuras ..................................................................................... 41
4.1.4.1 Técnica de injeção de fissuras ............................................................ 41
4.1.4.2 Técnica de selagem de fissuras.......................................................... 42
4.1.4.3 Técnica de costura de fissuras ........................................................... 44
4.1.5 Reparo em elementos estruturais .............................................................. 44
4.1.5.1 Reparo com argamassa ...................................................................... 45
4.1.5.2 Reparo com concreto convencional .................................................... 45
4.1.5.3 Reparo com graute ............................................................................. 46
4.1.6 Reforço em elementos estruturais ............................................................. 47
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................... 49
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 51
12
1 INTRODUÇÃO
Este estudo acadêmico tem como propósito essencial analisar as estruturas
de concreto armado, o aço e o concreto como os principais elementos que
proporcionam suporte as edificações. Muito se tem discutido o aumento significativo
das novas edificações, e consequentemente a elevação no número de
manifestações patológicas decorrentes no campo da construção civil.
Portanto, parte-se do pressuposto que na construção civil, muitas vezes é
possível perceber a presença manifestações patológicas nas edificações. Pires
(2013, p.9) afirma que “Os edifícios iniciam o seu processo de degradação natural
e/ou provocado após a sua conclusão e evoluem ao longo do tempo em função de
muitos fatores, quer ligados as fases do processo construtivo quer ligados ao
processo natural de envelhecimento”.
Algumas manifestações patológicas podem estar associadas à amplitude
térmica elevada, a execução de obras de forma inadequadas, a projetos ineficientes,
a materiais sem controle de qualidade, a mão-de-obra despreparada, entre outros.
Entre as manifestações patológicas do concreto endurecido, Pires (2013)
afirma que a corrosão de armaduras é um dos principais agentes degradantes,
influenciando diretamente na durabilidade e resistência das estruturas de concreto.
É de extrema importância à ação preventiva do processo corrosivo em
estruturas de concreto armado, pois esta vistoria acarretará em um reparo mínimo
que possivelmente não desenvolverá custos elevados e situações desconfortáveis
aos usuários da edificação.
Alguns métodos de prevenção contra os processos corrosivos são utilizados
para inibir essa ação de deterioração, como a galvanização que é de um processo
de revestimento de zinco a quente ou a frio conforme aponta Gentil (1996),
preservando suas qualidades e resultando numa reação intermetálica, protegendo
contra a corrosão. Essa tecnologia vem sendo aplicada em regiões litorâneas, onde
o ambiente marítimo possui uma agressividade elevada.
A relevância deste trabalho consiste no reconhecimento da engenharia civil
como papel fundamental para prevenir o processo corrosivo, e consequentemente
minimizar seus efeitos nas edificações. Dessa forma, os meios metodológicos
13
empregados na constituição dessa análise comportam pesquisas de abordagem
qualitativa, documental e bibliográfica.
1.1 Objetivos
Objetivo Geral
Avaliar a degradação sofrida pelos elementos estruturais em concreto
armado, provenientes de processos corrosivos, através do estudo de técnicas
adequadas e indicar possíveis soluções.
Objetivo Específico
* Elucidar os processos corrosivos mais frequentes nas edificações em
concreto armado;
* Revisar as técnicas utilizadas para avaliar a intensidade do processo
corrosivo;
* Indicar medidas que possam ser adotadas durante as fases de projeto e
execução que possam vir a contribuir com a redução de danos futuros;
* Detalhar as diferentes técnicas utilizadas para recuperar os elementos
danificados.
1.2 Justificativa
O presente projeto justifica-se pelo estudo das manifestações corrosivas
presentes em edificações de concreto armado, uma vez que, influenciam
diretamente na durabilidade e vida útil das estruturas, resultando na deterioração
14
prematura do concreto armado, tornando-se um ramo relevante na área da
construção civil.
Portanto, o tratamento inadequado ou inexistente das manifestações
patológicas corrosivas em concreto armado pode resultar na perda significativa da
resistência dos elementos estruturais, podendo acarretar o colapso das edificações.
Nesse sentido, faz-se necessário um estudo teórico-prático com o intuito de
identificar as origens das manifestações patológicas corrosivas presentes nos
elementos estruturais no concreto armado, apresentando a sua erradicação total ou
parcial, proporcionando uma recuperação racional das estruturas, resultando na
longevidade da edificação.
1.3 Estrutura do Trabalho
O trabalho é constituído de um arcabouço teórico que serve como base para
a pesquisa científica. Inicialmente cita-se os objetivos e a justificativa do estudo
prático-teórico. No segundo capítulo descreve-se conceitos básicos sobre a corrosão
em edificações de concreto armado, bem como, as premissas teóricas sobre suas
possíveis causas, níveis de gravidade e apontamentos sobre a influência do meio
ambiente.
O terceiro capítulo explana sobre a prevenção de corrosões em concreto
armado, abordando os conceitos relativos às técnicas utilizadas e os métodos
preventivos. No quarto capítulo são relatados os métodos, juntamente com suas
execuções de reparos diante de armaduras do concreto armado corroídas.
Finalizando, os conceitos teóricos e o corpo do trabalho, o quinto capítulo do
trabalho acadêmico é composto pelas considerações finais e o último pelas
referências bibliográficas.
15
2 CORROSÃO EM EDIFICAÇÕES DE CONCRETO ARMADO
É de fundamental importância o estudo sobre os processos corrosivos, uma
vez que a corrosão degrada frequentemente o material metálico, diminuindo de
forma considerável a sua vida útil. Em edificações de concreto armado diagnostica-
se com frequência a presença de efeitos corrosivos. Andrade (1992) relata que a
vida útil pode ser compreendida por diversos aspectos, sendo uma delas as
características mínimas de utilização, serviço e resistência.
Cascudo (1997, p. 39) enfatiza que “a corrosão de armaduras em concreto é
um caso específico de corrosão eletroquímica em meio aquoso, em que o eletrólito
apresenta características de resistividade elétrica consideravelmente mais altas do
que as dos eletrólitos típicos.” Assim, entende-se que a corrosão inicia-se quando há
presença de umidade em contato com a armadura.
As corrosões geralmente ocorrem de forma espontânea, como aponta Gentil
(1996), transformando de forma constante os materiais metálicos, influenciando
diretamente na sua resistência e desempenho, alterando a durabilidade dos
materiais, prejudicando a estrutura.
Além disso, Helene (1998, p.01) descreve que “pode-se definir corrosão como
a interação destrutiva de um material com o ambiente, que seja por reação química,
ou eletroquímica”. Assim, pode-se afirmar que a corrosão é um processo que age de
forma concomitantemente com o ambiente, danificando a estrutura.
2.1 Causas da Corrosão
Existem inúmeras manifestações patológicas que podem ocasionar
danificação nas estruturas de concreto armado, sendo um problema crônico na
construção civil. A corrosão é um sintoma presente em diversas estruturas, podendo
ser ocasionado por fatores físicos, químicos e biológicos.
De acordo com Helene (1986), existem diferentes valores de tensão nas
armaduras que podem originar corrosões de forma indireta, tais como: estruturas
16
diferentes entre si, o aço e o concreto acabam “trabalhando” quando solicitados de
forma distintos; as composições superficiais químicas do aço que se encontra em
contato com o concreto são diferentes; o concreto apresenta uma porosidade e
menor compacidade do que o aço que possui uma aeração menor.
Ademais, cabe ressaltar que alguns fatores podem colaborar para o princípio
e/ou aceleração do processo corrosivo nas armaduras de concreto armado, assim
Andrade (1992) aponta que a umidade pode afetar a disponibilidade de oxigênio
interferindo na armadura e na resistência do concreto, além da proporção de
cloretos, temperatura e a existência de macropares galvânicos.
2.1.1 Influência do Meio Ambiente
O diagnóstico de causas da corrosão em concreto armado está associado ao
meio que o mesmo se localiza em que a classificação da agressividade do ambiente
submeterá diretamente na vida útil da estrutura.
Segundo Helene (1986) existem diversos tipo de meios ambientes que podem
influenciar as estruturas de concreto armado: atmosfera rural, atmosfera urbana,
atmosfera marinha, atmosfera industrial e atmosfera viciada.
Atmosfera rural trata-se de regiões ao ar livre sofrendo pouca influência de
fontes poluidoras de ar. Nesse sentido o processo agressivo contra as armaduras do
concreto armado é bastante lento, portanto não acelerando a corrosão.
No entanto, a atmosfera urbana em centros populacionais, contendo
impurezas dissolvidas, como óxido de enxofre, fuligens ácidas e outros agentes
agressivos, tornando mais acelerado o processo de degradação das estruturas em
concreto armado juntamente com a umidade crítica do ar, em que o metal inicia o
processo de degradação ao ser exposto a este ambiente.
Em regiões costeiras, as edificações em concreto armado estão expostas ao
ambiente marinho, atmosfera na qual possui cloretos de sódio, cloretos de magnésio
e entre outros. Assim, esses compostos apresentam elevados níveis agressores,
que estimulam o processo de corrosão, a título de comparação, a velocidade da
corrosão no ambiente marinho apresenta uma ordem de 30 a 40 vezes superior a
que acontece em uma atmosfera rural.
17
Em ambientes industriais é possível verificar a presença de gases, ácidos,
cinzas e outros agentes agressivos, tais elementos proporcionam uma elevação na
velocidade do processo de carbonatação nas armaduras na ordem de 60 a 80 vezes
a mais do que no ambiente rural.
Ainda pode-se encontrar atmosfera viciada localizada em ambientes fechados
com pouca de ventilação, em consequência, baixa renovação do ar. Alguns locais
são propícios a esses processos, como coletores e interceptadores de esgoto, na
qual geram ácidos sulfúricos, intensificando a deterioração das armaduras de
concreto armado.
Compreende-se a partir dos conceitos apresentados por Helene (1986) que
as atmosferas rurais caracterizam-se pela sua capacidade protetora inibindo a
intensidade dos processos corrosivos, ao contrário do que se verifica em ambientes
urbanos, marinhos e industriais, em que há um processo de degradação
considerável quando há existência de superfícies expostas, pois não há formação de
barreira protetora. A título de ilustração, apresenta-se a tabela abaixo que trata da
“Classe de Agressividade Ambiental”:
Classe de
agessividade
ambiental
Agressividade
Classificação geral do
tipo de ambiente para
efeito de projeto
Risco de deterioração
da estrutura
Rural
Submersa
Marinha
Industrial ¹ ²
Industrial ¹ ³
Respingos de maré
1 Pode-se admitir um micro clima com uma classe de agressividade mais branda
(uma classe acima) para ambientes internos secos (salas, dormitórios, banheiros,
cozinhas e áreas de serviços de apartamentos residenciais e conjuntos comerciais
ou ambientes com concreto revestidocom argamassa e pintura).
2 Pode-se admitir uma classede agressividade mais branda (uma classe acima)
em obras em regiões de clima seco, com umidade média relativa do ar menor ou
igual a 65 %, partes da estrutura protegidas de chuvaem ambientes predominante
secos ou em regiões onde reramente chove.
3 Ambientes quimicamente agressivos, tanques industriais, galvanoplastia,
branqueamento em industrias de celulose e papel, armazéns de fertilizantes,
industrias químicas.
III Forte Grande
IV Muito Forte Elevado
I Fraca Insignificante
II Moderada Urbana ¹ ² Pequeno
QUADRO 1 – Classe de agressividade ambiental (CAA). Fonte: ABNT NBR – 6118. Projeto
de Estrutura de Concreto – Procedimento
18
2.1.2 Influência da relação água/cimento e controle de fissuras
Para obter uma edificação com vida útil considerável, é necessário atentar
para a qualidade dos materiais empregados na edificação, além disso, é
imprescindível o manuseio correto dos materiais que compõem a execução da obra.
Grande parcela dos casos de corrosão em armaduras em concreto armado
está relacionada à exposição das armaduras com a umidade presente no ambiente.
Segundo Souza e Ripper (1998) a relação entre a água e o cimento determinam
características do concreto com densidade, compacidade, porosidade,
permeabilidade, capilaridade, fissuração, resistência mecânica.
Do ponto de vista das falhas técnicas, e a título de melhorar uma pseudotrabalhabilidade do concreto, é comum adicionar-se água a ele além do especificado, elevando-se substancialmente o fator água/cimento, o que torna o concreto poroso, de baixa resistência e com elevada retração. Outro agente de aumento do fator a/c é a utilização de areia úmida, sem que se faça qualquer redução na quantidade de água adicionada à mistura. (SOUZA E RIPPER, 1998, p.34)
Nesse sentido, é notório que na busca de um melhor manuseio, é acrescido
ao concreto um maior volume de água, proporcionando maior fluidez na mistura,
facilitando sua execução. Porém, o excesso de água no composto, ocasiona perda
significativa da resistência e qualidade do concreto, resultando a exposição das
armaduras a atmosfera presente.
Para Helene (1986) os processos corrosivos estão relacionados com a
agressividade do meio ambiente que atuam sobre as armaduras expostas,
ocasionadas pela ineficiência de técnicas construtivas de lançamento, transporte,
adensamento, cura, entre outros. Assim, a relação água/cimento é essencial na
permeabilidade dos gases, influenciando na velocidade de carbonatação.
No quadro 2, apresenta a relação de água/cimento que deve ser utilizada no
concreto armado ou protendido de acordo com seu ambiente de agressividade e a
resistência do concreto. Percebe-se que a água é inversamente proporcional a
resistências e ambientes com agressividades elevados.
19
QUADRO 2 – Correspondência entre as classes de agressividade e a qualidade do concreto.
Fonte: ABNT NBR – 6118. Projeto de Estrutura de Concreto - Procedimento
Para Cascudo (1997) a relação água/cimento é um aspecto de grande
importância na determinação da qualidade do concreto, definindo a compacidade e
porosidade do composto. Quando existe um baixo fator água/cimento, o concreto
apresenta um nível baixo de porosidade e permeabilidade, fatores que estão
diretamente ligados a prevenção da corrosão. Além disso, o controle de água no
concreto retarda a difusão dos cloretos, dióxido de carbono e oxigênio, agentes
causadores da corrosão nas armaduras.
2.1.3 Cobrimento de concreto
Por se tratar de uma barreira física, o cobrimento das armaduras de concreto
armado, tem por objetivo proporcionar um meio alcalino elevado, dificultando a
corrosão no aço (HELENE, 1986).
A espessura do cobrimento do concreto armado é diretamente proporcional à
exposição ao meio em que a edificação se encontra. Além disso, cabe ressaltar que
o não cobrimento previsto na norma, acarretará na exposição das armaduras ao
ambiente resultando na corrosão das mesmas.
De acordo com ABNT NBR 6118 (2014), o cobrimento das armaduras
juntamente o controle de fissuras reduzem o processo de carbonatação das
armaduras do concreto armado, aconselhando o uso de um concreto de baixa
porosidade.
20
QUADRO 3 – Correspondência entre a classe de agressividade ambiental e o cobrimento
nominal. Fonte: ABNT NBR – 6118. Projeto de Estrutura de Concreto - Procedimento
Analisando a tabela de cobrimento nominal, é possível observar que à medida
que a agressividade ambiental aumenta, a proteção física das armaduras se eleva
proporcionalmente.
2.1.4 Ineficiência de armaduras e qualidade do concreto
A negligência no controle da qualidade do concreto juntamente com a
ineficácia das armaduras podem gerar sulcos na camada de concreto protetora,
deixando à mostra as estruturas do concreto armado à atmosfera podendo
ocasionar a carbonatação das mesmas.
Souza e Ripper (1998) classificam que a ineficiência de armaduras nas obras,
é um dos principais causadores de patologias relacionadas à corrosão, uma vez
que, a deficiência de armaduras ocasiona fissuras que são preenchidas por agentes
causadores pela oxidação do aço. A má intepretação e elaboração dos projetos, a
escassez e o mau posicionamento da distribuição de armaduras, dobramento
inadequado das barras, carência nas ancoragens e emendas do aço tendem a gerar
um decréscimo na resistência mecânica da estrutura, expondo-a fontes corrosivas.
21
A Figura 1 representa alguns erros usuais na disposição das armaduras que
podem acarretar má distribuição das cargas provando exposição das armaduras ao
ambiente.
FIGURA 1 – Espaçamento irregular e armadura negativa fora de posição. Fonte: Souza e
Ripper (1998).
A qualidade do concreto é um fator importante no processo corrosivo às
armaduras, uma vez que se o fck apresentar um valor inferior ao desejado, os
agregados miúdos ou graúdos forem reativos ou a dosagem for executada
incorretamente, pode originar ação abrasiva e/ou cavitação. A abrasividade é
geralmente ocasionada pela água junto com a presença de ar que carregam as
partículas raspando-as e erodindo-as formando sulcos até o contato com o aço. A
cavitação inicia-se pela percolação da água corrente no interior do concreto
resultando vazios, fraturando o concreto (SOUZA e RIPPER 1998).
Pela figura 2 e possível notar a porosidade e permeabilidade do concreto,
fazendo que as armaduras tenham contato com agentes agressivos.
22
FIGURA 2 – Desgaste do concreto por abrasão. Fonte: Souza e Ripper (1998).
23
3 PREVENÇÃO DE CORROSÕES EM CONCRETO ARMADO
A prevenção de corrosões em concreto armado consiste em evitar que
agentes corrosivos penetrem nas armaduras, danificando as estruturas, dessa forma
aumentando a vida útil da estrutura de concreto armado.
3.1 Técnicas e conceitos de prevenção contra a corrosão
Existem algumas maneiras de proteção anticorrosiva, passivando ou
polarizando o material metálico por meio de revestimentos, inibidores de corrosão,
técnicas de alteração do meio e proteção catódica e anódica (FRAUCHES-SANTOS,
et al, 2014).
3.1.1 Cura do Concreto
Para Helene e Levy (2013) a cura do concreto tem por objetivos retardar a
perda de água de hidratação do concreto, controlar a temperatura do concreto por
tempo suficiente até que o mesmo atinja resistência adequada e fornecer em casos
excepcionais água para as reações de hidratação. Alguns procedimentos de cura do
concreto podem ser destacados como: imersão, aspersão ou spray de água, uso de
revestimento que conservam água quando saturados (mantas). Na Figura 3
demostra-se dois procedimentos distintos de cura, mas com o mesmo propósito.
(a) (b)
FIGURA 3 – (a) Processo de cura do concreto por aspersão; (b) Manta absorvente,
permeável e saturada. Fonte: Helene e Levy (2013).
24
A cura do concreto está diretamente ligada à exposição das armaduras, pela
formação de fissuras ou trincas, consequentemente sua corrosão. Devem-se
respeitar as referências específicas da cura do concreto, composto por uma série de
fatores que visam retardar a evaporação da água. Para que as reações de
hidratação do concreto sejam contínuas após sua pega, é necessário realizar a cura,
para que o concreto possa ganhar resistência conforme passe o tempo, evitando
fissuras ou trincas expondo as armaduras. Deve-se salientar que a cura deve ter seu
início pelo menos logo após a pega do concreto, pois se o mesmo já estiver seco,
não terá resultado algum (SOUZA E RIPPER, 1998).
A figura 4 representa o período necessário para cura adequada para o
concreto mediante a sensibilidade do concreto, agressividade ambiental e o clima
durante o procedimento de cura.
FIGURA 4 – Tempo de cura considerando o meio ambiente, clima e característica do
concreto. Fonte: Souza e Ripper (1998).
Souza e Ripper (1998) afirmam que quanto o maior período de cura, o
concreto apresentará mais características satisfatórias perante as tensões de
ruptura, impermeabilidade e resistência aos desgastes e ataques químicos.
Helene (1986) relata que a cura do concreto é um fator de extrema
importância que garante ao concreto e suas armaduras o cobrimento suficiente para
inibir os agentes causadores da corrosão.
A ausência de cura não só vai aumentar a permeabilidade do componente estrutural como um todo, mas, principalmente, criar uma série de canalículos superficiais no concreto, juntamente numa espessura da ordem
25
do cobrimento. Todos os fenômenos de permeabilidade à água, a gases, absorção d’água, retenção de fuligem, difusão de elementos agressivos etc., serão intensificados e comprometerão a proteção da armadura. (HELENE, 1986, p.26).
3.1.2 Galvanização das armaduras
O revestimento metálico consiste em partículas de metal líquido aplicados na
superfície limpa e rugosa do aço, que a partir de sua solidificação forma uma
superfície pouco porosa a fim de possuir uma máxima resistência aos agentes
corrosivos. As características de um revestimento metálico são a não existência de
emendas, baixa possibilidade de fissuras ou trincas, na maior parte são
impenetráveis a infiltrações, sua aplicação é rápida e de fácil execução, proporciona
reparos localizados e apresentam um bom custo/beneficio (FRAUCHES-SANTOS, et
al, 2014).
Galvanização ou zincagem feita por imersão a quente resulta no aço
galvanizado. Esse procedimento apresenta um sistema com boa resistência à
corrosão. Deve-se ponderar que o aço galvanizado apresenta uma vida útil maior
em ambiente atmosférico normal do que ambientes mais agressivos. A eficiência da
galvanização está diretamente ligada à espessura que envolve o aço, essa
característica é relacionada com o tempo e a temperatura do banho de zinco que o
aço recebe (GENTIL, 1996).
Pela citação de Helene (1986), geralmente o processo de galvanização de
armaduras é feito por imersão a quente, onde o aço é banhado em uma solução de
zinco em fusão. Este envolvimento do aço atua como uma espécie de barreira físico-
química ao meio agressivo, na qual o zinco opera como um anodo de sacrifício,
executando uma proteção catódica ao aço evitando assim a corrosão do mesmo.
Para Goes (2013) a galvanização do aço é constatada como um processo
preventivo e não como um meio de reparação da corrosão. Existem métodos de
galvanização aplicados durante a corrosão de armaduras, mas que não apresenta a
mesma eficiência do que uma estrutura galvanizada desde seu início.
26
3.1.3 Inibidores químicos de corrosão
Para Gentil (1996) inibidores são elementos ou misturas que quando
aplicadas em proporções adequadas no meio corrosivo, tendem a minizar ou
erradicar a corrosão.
A utilização dos inibidores deve seguir alguns aspectos para que seu uso seja
satisfatório:
- Identificar as causas da corrosão a fim de descobrir as manifestações
patológicas que poderão ser resolvidas pelo inibidor;
- Verificar o custo da operação no uso de inibidor;
- Conhecer as propriedades e características do inibidor a ser utilizado para
verificar a adequabilidade entre a peça corrosiva e o agente inibidor, evitando assim
a eventualidade de inibição de corrosão de alguns metais e outros não;
- Respeitar as condições regulares de adição e controle dos inibidores de
corrosões.
Além dos aspectos citados por Gentil (1996) anteriormente, o autor classifica
os inibidores em inibidores anódicos, inibidores catódicos e inibidores de absorção.
Os inibidores anódicos reprimem as reações anódicas atuando geralmente no
produto corrosivo recém-formado, aderindo ao aço um filme envoltório insolúvel
resultando na polarização anódica.
Os inibidores catódicos produzem o fornecimento de íons metálicos próprios
para reagir com a alcalinidade catódica, impossibilitando a difusão do oxigênio,
minimizando os efeitos da corrosão no aço.
Os inibidores de absorção operam como películas protetoras e podem atuar
nas áreas anódicas e/ou catódicas. As películas de absorção possui ligação com
velocidade do fluido, volume e concentração do inibidor a ser usado, temperatura do
ambiente, período de contato entre o inibidor e a superfície metálica, apresentando
boa eficiência mesmo em pequenas quantidades (GENTIL, 1996).
Através de ensaios realizados, Fonseca e Djanikian (1998) afirmam que a
adição de inibidores químicos ao concreto, faz com que sua resistência à
compressão apresente valores elevados com o crescimento da idade, apresentado
principalmente com o aditivo nitrato de cálcio, que também promoveu uma
aceleração de pega e altas resistências iniciais formando um produto hidratado
através de seus íons de cálcio.
27
Com a adição de inibidores de corrosão verifica-se uma incorporação de ar no
concreto, na qual ocasiona uma redução da exsudação de água. As bolhas de ar
bloqueiam a passagem de água até o exterior da peça, evitando assim canais de
percolação que diminui a resistência mecânica do concreto e aumente sua
porosidade, possibilitando o contato da armadura com o meio ambiente (FONSECA
E DJANIKIAN, 1998).
De acordo com Helene (1986), inibidores químicos são compostos químicos
que agem nas superfícies metálicas, bloqueando as reações anódicas ou reações
catódicas separadamente ou ambos. O principio da inibição constitui na quebra da
continuidade do circuito eletroquímico produzido pela célula de corrosão.
Para Helene (1986) há inibidores anódicos do aço como:
- Nitritos de sódio;
- Cromatos de potássio;
- Benzoato de sódio;
- Fosfato.
Inibidores catódicos do aço como:
- Sulfitos
Os inibidores são adicionados ao concreto com o objetivo de minimizar a ação
dos cloretos. Entre os inibidores de corrosão pode-se destacar nitrito de sódio
indicados para situações com pouca corrosão, já o nitrito de cálcio é adequado para
situações de extremas corrosões (GENTIL, 1996).
3.1.4 Controle de fissuras
As fissuras nas edificações de concreto armado são formadoras de caminhos
para que os agentes corrosivos cheguem até as ferragens, causando sua corrosão,
tendo em vista isso, deve-se ter uma necessidade criteriosa para o controle de
fissuras prevenindo a corrosão. Segundo a ABNT NBR - 6118 (2014), as fissuras
estão diretamente ligadas ao cobrimento da armadura e a qualidade do concreto.
Para obter-se uma durabilidade e segurança estrutural satisfatória, pela norma a ser
seguida, as fissuras limitam-se conforme o quadro 4, que descreve valores
limitantes da abertura das fissuras para diferentes tipos de concretos e classes de
agressividade.
28
QUADRO 4 – Exigências de durabilidade relacionadas à fissuração e à proteção das armaduras, em
função das classes de agressividade ambiental. Fonte: ABNT NBR – 6118. Projeto de Estrutra de
Concreto – Procedimento
De acordo com o Quadro 4 , nota-se a abertura característica de fissuras na
superfície do concreto (wk) se torna mais “intolerante” à medida que a classe de
agressividade ambiental se torna mais severa. Desse modo os valores-limites
impostos para abertura, visam assegurar a prevenção da corrosão nas armaduras,
(ABNT, – 2014).
Segundo ABESC (2007) as fissuras no concreto armados podem ocorrer
antes do endurecimento do concreto oriundas das circunstâncias da sedimentação
da massa do concreto, além da retração da superfície do concreto causada pela
rápida perda de água. ou pela má colocação das fôrmas e pela desestabilidade por
elas causadas. Os motivos das fissuras após endurecimento são ocasionados
29
geralmente por retração do concreto, podendo ser evitadas com a utilização de
fibras no concreto, menor teor de água, telas soldadas, cura regular.
Para casos em que o ambiente encontra-se em baixa umidade relativa e calor
excessivo, recomenda-se o uso de aditivos plastificantes, assim, indica-se umedecer
as fôrmas e superfícies que entrarão em contato com o concreto. Ademais, é
oportuno frisar que deve-se evitar a adição de água ao concreto e iniciar o processo
de cura logo que seja possível. Dessa forma, seguindo essas etapas de prevenção,
é possível diminuir ou eliminar as fissuras e a exposição das armaduras. (ABESC,
2007).
3.1.5 Tipo de cimento
Os concretos que possuem em sua mistura adições de escória de alto-forno
ou materiais pozolânicos (cinza volante ou sílica ativa) demonstram uma maior
compacidade, portanto uma menor penetração de líquidos, gases ou íons, do que os
cimentos comuns tipo Portoland (CASCUDO, 1997).
3.1.6 Tipo de aço
Para Cascudo (1997), o processo de corrosão apresenta variabilidade diante
do tipo de aço que possui a estrutura. O autor afirma os aços que sofrem
tratamentos a frio, como encruamento, trefilação ou que possuem teores de carbono
elevados, são mais vulneráveis a corrosão, do que aços com menor dureza e baixa
resistência.
Experimentalmente, variando a relação água/cimento, tipo de cimento,
cobrimento da armadura, verificou que entre os aços usualmente comercializados e
utilizados CA-25, CA-50, CA-60, o que apresentou maiores taxa a corrosão foi o CA-
60. E o aço que se mostrou com maior resistência a corrosão foi o CA-25. Tendo
embasamento nesse experimento apresentado na referencia de Cascudo (1997),
percebe-se a influência da escolha correta do tipo de aço juntamente com o tipo de
cimento na busca de prevenir a corrosão das armaduras de concreto armado.
A figura 5 demostra as diferenças nas perdas de massas devido a corrosão
para os aços citados anteriormente, na qual o aço CA-25 apresenta melhores
rendimentos perante a variação de relação de água/cimento e tipo de cimento, tendo
30
o cobrimento fixado em 2,5 centímetros e 4% de aditivo a base de CaCl em relação
a massa do cimento.
FIGURA 5 – Valores de perda de massa de três tipos de aço diante da corrosão. Fonte:
Cascudo (1997).
31
4 RECUPERAÇÃO E REPAROS DE CORROSÕES EM CONCRETO
ARMADO
O êxito obtido na construção civil é quando uma edificação que está em
execução ou já existe, não necessita de reparos, aditivos, retrabalhos, ou até
mesmo demolição causando prejuízos financeiros e sociais. Esses imprevistos estão
presentes na maioria das construções sendo utópica a inexistência dos mesmos,
atribuindo ao responsável técnico minimizar os danos com o objetivo de erradicá-los.
A patologia que surge com frequência no ramo da construção civil é a
corrosão das armaduras no concreto armado, na qual o desafio é incumbir soluções
viáveis para o reparo parcial ou definitivo.
É de grande importância a detecção da corrosão em concreto armado com
antecedência, para que sua retificação seja possível de ser executada em um curto
espaço de tempo, evitando assim presumíveis ajustes mais complexos e demorados
ou substituição das peças deterioradas, causando um agravo financeiro maior.
Conforme as orientações de Souza e Ripper (1998) os serviços de reparos
exigem um roteiro de trabalho de cálculo estrutural estabelecendo elementos
básicos para o sucesso do conserto. Alguns itens devem ser observados
previamente ao restauro:
- Apontar as peças da estrutura que se encontram danificadas juntamente
com o grau de degradação, visando à recuperação do elemento sem perder as
características geométricas, a resistência e o desempenho original;
- Definir a quantidade suporte de carga residual da peça que necessita de
reparo, para que se possa mensurar o tipo e a dimensão do reforço a ser acrescido;
- Prever a necessidade de escoramentos e técnicas construtivas durante o
processo de ajuste;
- Mensurar a segurança antes, durante e depois da elaboração do reforço;
- Determinar a técnica a ser utilizada mais eficaz;
- Elaborar de cronogramas financeiros e de tempo juntamente com inspeções
periódicas do elemento desintegrado.
32
De acordo com Andrade (1992) a reparação da corrosão depende de diversos
fatores, como o acesso a peça a ser reparada, a viabilidade econômica e elementos
técnicos.
Após o seu inicio, a detenção da corrosão das armaduras em concreto
armado é possível apenas com proteção catódica, que em alguns casos não
apresenta viabilidade técnica ou econômica. Existem métodos que impedem o
processo corrosivo sem que haja a substituição do concreto, mas que exigem prazos
longos em sua restauração frente à oxidação das ferragens, como: a
“realcalinização” do concreto contaminado, feita através do emprego superficial de
argamassa rica em cimento, que deverá permanecer úmido por longo prazo na
tentativa de combater estruturas carbonatadas; em estruturas afetadas por cloretos
usam-se métodos eletroquímicos de extração, na procura de diminuir o teor de
cloretos no concreto, esses processos apresentam custos elevados e eficiência
duvidosa de longo prazo (ANDRADE, 1992).
Em outros casos de reparos da corrosão em concreto armado, está atrelada a
reconstituição do concreto danificado, limpeza na região e/ou substituição das
armaduras corroídas. Atentando para a compatibilidade entre o material de
substituição com o degradado, evitando assim diferenças de retrações e falhas
prematuras. Deve-se salientar a necessidade corrigir totalmente os casos de
corrosão antes de selar trincas ou fissuras, providos sempre de escoramentos e
contenções ao realizar reparos em peças estruturais (ANDRADE, 1992).
4.1 Procedimentos de reparos
Segundo Andrade (1992) a reparação trata da eliminação total do concreto
danificado pela corrosão das armaduras sendo reconstituído com material “sadio” na
sua forma original ou com aumento na sua seção. Os métodos de reparos podem
ser: manualmente, utilização de formas ou jateado. Essa escolha dependerá do
sistema de reparação a ser escolhido e do material utilizado.
33
4.1.1 Eliminação do concreto deteriorado
A etapa inicial para a recuperação estrutural perante a corrosão das
armaduras é a remoção do concreto danificado até o encontro do concreto sadio no
interior da peça, sendo aconselhável a remoção de partículas soltas a fim de não
prejudicar a ancoragem do material de reparo e providenciar a retirada de concreto
atrás das armaduras corroídas em um espaço de 1 a 2 centímetros, que garantirá a
limpeza e aderência por completo da peça (ANDRADE, 1992).
Souza e Ripper (1998) confirmam que a medição dos serviços de retiradas de
concreto contaminado por corrosões é feito por metros quadrados (m²). Os custos de
cortes do concreto, remoção e transporte dos resíduos devem ser incluídos nos
serviços preliminares de reparação. A mensuração do reparo pode seguir a fórmula
e execução descrita na figura 6.
FIGURA 6 – Sistema de medição para intervenção de corte em concreto. Fonte: Souza e
Ripper (1998).
4.1.1.1 Apicoamento
O apicoamento trata-se de um procedimento de remoção do concreto
deteriorado localizado na camada externa, com o objetivo de assegurar maior
aderência ao material restaurador. O apicoamento pode ser mecânico, utilizado para
elevadas remoções superficiais de grandes profundidades, garantindo um grau de
rugosidade e uniforme satisfatório em um curto período de tempo. O apicoamento
manual tem uma produção de acordo com o operador e a posição da peça a ser
restaurada, tendo um rendimento na ordem de 0,5 a 0,8 m²/h. É considerado um
34
complemento do apicoamento mecânico. Esses processos devem proceder na
sequência, limpezas para que possuam uma eficácia elevada (SOUZA E RIPPER,
1998).
FIGURA 7 – Apicoamento mecânico e manual. Fonte: Souza e Ripper (1998).
FIGURA 8 – Execução do apicoamento manual. Fonte: Souza e Ripper (1998).
4.1.2 Limpeza das armaduras
Para que haja uma boa aderência entre o material restaurador e a peça a ser
reconstituída, Andrade (1992) afirma que toda corrosão deve ser removida da
superfície das armaduras, em geral utilizando jato de areia quando for reparada com
resina epóxi ou polimérica. Outra técnica de reparo é a pintura com “antióxido” que
necessita também de limpeza das barras de aço, através de jato de areia ou
escovação. Ao término da limpeza, é preciso verificar a redução que a seção de aço
sofreu, quando a seção transversal do aço diminuir em torno de 15 a 25% de sua
35
seção original, é recomendável que haja a reposição de novas armaduras,
respeitando a ancoragem e emendas das novas barras de aço de acordo com as
normas técnicas.
Souza e Ripper (1998) enaltecem algumas técnicas utilizadas de limpeza das
superfícies das armaduras, visando à remoção da corrosão garantindo uma maior
sanidade do aço e uma aderência eficaz:
4.1.2.1 Limpeza com soluções ácidas
O propósito da limpeza através de soluções ácidas, é a remoção de
compostos como tintas, ferrugens, graxas, carbonatos, resíduos e manchas de
cimentos. Esses elementos não seriam removidos simplesmente com a aplicação de
jatos de água.
Para utilização de soluções ácidas, a superfície em tratamento deve ser
molhada em abundância, evitando assim a penetração do ácido no concreto não
deteriorado. Deve-se ser aplicado em pequenas áreas através de aspersão ou com
auxílio de uma broxa, sempre em ambiente que tenha ventilação para garantir a
renovação do ar.
O elemento mais usado para a remoção de corrosões é o ácido muriático ou
ácido clorídrico, comercialmente chamado, utilizado na proporção de 1:6 com água.
Ao término de seu borbulhamento na peça reparada, o ácido deve ser lavado
com uma solução neutralizadora de amônia com água com relação de 1:4,
seguidamente por lavagem de água.
O ácido muriático não é indicado para peças que contenham a espessura de
cobrimento reduzida, pois tendem diminuí-las, a solução indicada seria a aplicação
de soluções alcalinas para este caso.
4.1.2.2 Limpeza com soluções alcalinas
Possuindo características semelhantes com a limpeza ácida, as soluções
alcalinas não exigem tanta preocupação em relação ao baixo cobrimento das
armaduras, pois essas soluções não são agressivas como as soluções ácidas.
Devem ser aplicadas de forma correta enquadram-se na técnica e objetivo que
necessitam alcançar.
36
4.1.2.3 Jato de água
Muito aplicado para remoção de substrato e preparação de superfícies, o jato
de água é um procedimento que assegura limpeza para a adição do material de
reparação, podendo ser de água fria ou água quente.
Ademais, é válido ressaltar que para superfícies muito gordurosas ou
impregnadas por agentes químicos, recomenda-se a utilização de jatos de água
quente. Por serem mais eficazes nessas regiões específicas.
Dessa forma, essa técnica de jato de água, torna-se consideravelmente eficaz
e com baixo custo operacional, tornando-se assim, um bom método e/ou
complemento para limpeza das armaduras corroídas.
FIGURA 9 – Jato de água. Fonte: Souza e Ripper (1998).
4.1.2.4 Jato de areia
Utiliza-se o método de jato de areia sob pressão controlada para a limpeza e
preparação da superfície danificada, e que posteriormente passará pelo processo de
recuperação. O jato de areia é uma das técnicas mais tradicionais, sendo utilizada
na grande parte dos casos após o processo de corte ou apicoamento do concreto.
Dessa forma, o material empregado para a execução da referida técnica é a
máquina de jato de areia acoplada a um compressor, a mangueira deverá ser
resistente, pois sofrerá forte degradação, além disso, deverá ser utilizado um bico de
projeção específico.
Ademais, é oportuno ressaltar que a areia que será empregada nesse
processo, deve estar limpa, totalmente seca e sem nenhum resquício de matéria
37
orgânica, além disso, o grão de areia deve ser ajustado com o tamanho da
mangueira.
Outrossim, para um bom desempenho desta técnica, sugere-se que a areia
não pode ser muito mole e nem fina, para que não aconteça o polimento da
superfície, assim, o jato de areia deve ser executado em círculos para a retirada de
todos os resíduos presentes no local. No entanto, após esse procedimento deverá
ser aplicado jatos de ar comprimido e de água fria, para retirada dos materiais
poluentes e para a preparação do local a ser recuperado.
De acordo com a Portaria nº 99 de 19 de outubro de 2004 proíbe trabalhos
que utilizam jateamentos de areia seca ou úmida, considerando que a composição
de sílica cristalina é uma substância comprovada que é cancerígena.
FIGURA 10 – Limpeza da superfície com jato de areia. Fonte: Souza e Ripper (1998).
4.1.2.5 Jato de ar comprimido
O Jato de ar comprimido é uma técnica destinada para a retirada de
pequenas partículas ou poeira, sendo apenas um procedimento complementar de
limpeza. A referida técnica será empregada apenas nos casos em que os recursos
de jato de areia e jato de água não forem suficientes para total retirada dos resíduos.
Além disso, o jato de ar comprimido usualmente é utilizado para a limpeza de áreas
de difícil acesso e também para a secagem das superfícies.
38
4.1.2.6 Jato com limalha de aço
O procedimento de jato com limalha de aço pode ser considerado similar às
técnicas anteriores, tendo seu poder de abrasão mais agressivo e potencializado em
relação ao jato de areia. Com isso não é indicado para situações em que as
armaduras se encontram expostas ou corroídas, pois tendem a reduzir a sua seção
transversal das armaduras devido à força excessiva de desgaste do jato de limalha
de aço.
4.1.2.7 Escovação manual
A técnica de escovação manual é executada para pequenas áreas corroídas.
Consiste no movimento repetitivo de modo que suas cerdas metálicas possam
remover a corrosão. Para sua total eficiência, necessitam de serviços
complementares de lixas de ferro posteriormente limpezas de ar comprimido.
FIGURA 11 – Limpeza manual com escova de aço. Fonte: Souza e Ripper (1998).
4.1.3 Tratamento da superfície do concreto original referente à aderência e
ancoragem
O tratamento para a recuperação do concreto ao seu estado inicial faz-se
necessário para uma boa aderência do material de reparo, nesse sentido, a
restauração deve ser realizada para que o resultado final seja satisfatório. Conforme
aponta Andrade (1992, p.98):
A aderência é sempre favorecida com certa rugosidade superficial. Umedecer a superfície do concreto original ou utilizar resinas denominadas de ponte de aderência dependerá do tipo de material de reparo. Em certos
39
casos pode recorrer a chumbadores que são ancorados no concreto original ou velho e embutidos no novo material de reparo.
Assim, compreende-se o quão importante é o processo de aderência, pois a
adesão ineficaz do material restaurador resultará no desprendimento do mesmo.
Além disso, em áreas afetadas por processos corrosivos, utiliza-se a remoção
profunda do concreto degradado, com o intuito de proporcionar maior adesão do
material de reparo. Algumas características devem ser observadas na remoção do
concreto deteriorado como descrevem Souza e Ripper (1998, p. 116) “as arestas
internas da superfície devem observar um talude de 1:3, procurando-se manter os
seus cantos arredondados”, como elucida a figura a seguir:
FIGURA 12 – Aspecto final da cavidade garantindo a aderência entre o concreto novo e velho
. Fonte: Souza e Ripper (1998).
As amaduras devem ser ancoradas de modo que seus carregamentos que
estão sujeitas sejam transmitidos de forma uniforme e integral para o concreto
através de sua aderência (ABNT, 2014).
Seguindo as instruções da ABNT NBR 6118 (2014), as emendas das barras
das armaduras podem ser do tipo: por transpasse; por luvas com preenchimento
metálico, rosqueadas ou prensadas; por solda. Visando a integridade e
homogeneidade estrutural.
Em alguns casos, a corrosão se encontra em estado avançado ou presente
em grandes superfícies ocasionando a realização da troca ou reposição das
armaduras. Para realizar esse mecanismo é necessário atentar para os
comprimentos de ancoragem e emendas a serem aplicados, resultando assim em
40
um reparo com as mesmas resistências mecânicas da peça original (SOUZA E
RIPPER, 1998).
Na figura 13 descrita abaixo, o comprimento L1 representa a extensão do
corte do concreto além do necessário, para garantir uma emenda satisfatória entre
as barras de aço. No comprimento L2 percebe-se que a perfuração do pilar com o
intuito de obter uma boa ancoragem, preenchido posteriormente como concreto e
epóxi.
FIGURA 13 – Relação entre corte e ancoragem das armaduras de substituição. Fonte: Souza
e Ripper (1998).
4.1.3.1 Perfuração do concreto para ancoragem das armaduras
Na necessidade de repor ou substituir barras de aço, as armaduras
necessitam ser ancoradas. São introduzidas em perfurações posteriormente
preenchidas com resina epóxida ou cimentícia, que deve garantir a adesão entre os
materiais. Para casos em que a barra é submetida à flexão, a perfuração deve ter
uma pequena inclinação em relação a horizontal, não ultrapassando grandes
diâmetros conforme a figura 14 (SOUZA E RIPPER, 1998).
41
FIGURA 14 – Ancoragem da barra à flexão com enchimento do furo por gravidade. Fonte:
Souza e Ripper (1998).
4.1.4 Reparo de fissuras
O controle das fissuras faz com que as armaduras no concreto armado não
fiquem expostas aos agentes agressivos, como citado no item 3.1.4. Muitas vezes
essa precaução não é obtida, tendo na estrutura fissuras que devem ser eliminadas
garantindo a integridade das armaduras aos agentes corrosivos. Souza e Ripper
(1998) instruem que devem ser realizados serviços preliminares antes de reparar
uma fissura, como identificar o tipo de fissura e selecionar o método de restauração.
Para a recuperação das fissuras e consequentemente a proteção das
armaduras, geralmente usa-se matérias elásticos e de penetração no elemento
estrutural, devolvendo a funcionalidade da peça de forma monolítica (SOUZA E
RIPPER, 1998).
4.1.4.1 Técnica de injeção de fissuras
Essa técnica utiliza resina epóxi, material que constitui baixa viscosidade,
isenta de solvente e boa aderência. Executa-se a abertura de furos onde serão
locados os bicos de injeção ao longo da fissura. Após limpeza criteriosa, veda-se a
fissuras com resina, com exceção nos locais que irão os bicos injetores. Colam-se
os bicos injetores com a resina epóxi, garantindo a sua fixação. Após operação, com
pressão controlada injeta-se a resina colante através dos bicos, realizando o
preenchimento por completo das fissuras. A retirada dos bicos injetores deve ser
42
realizada após 24 horas com auxilio de um martelo (REVISTA EQUIPE OBRA,
2014).
A figura 15 demostra as precauções e procedimentos e de injeção de fissuras
através de resinas epóxi evitando que os agentes agressivos penetrem na estrutura
de concreto armado.
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
FIGURA 15 – (a) Inspeção e limpeza da fissura; (b) Perfuração onde serão locados os bicos de
injeção; (c) Fixação dos bicos de injeção com resina epóxi; (d) Conexão do pressurizador com o bico
de injeção; (e) Verificação da pressão na saída do tanque; (f) Produto aplicado. Fonte: Revista Equipe
de Obra nº 78, Dezembro (2014).
4.1.4.2 Técnica de selagem de fissuras
O método de selagem de fissuras é geralmente empregado em fissuras
ativas, ou seja, abertura que ainda estão em processo de abertura. O material
selador deve possuir aderência e resistência mecânica. Essa técnica de
preenchimento de fissuras é utilizada para fissuras de 10 mm ou superiores a 30 mm
(SOUZA E RIPPER, 1998).
43
Fissuras com aberturas entre 10 mm e 30 mm fazem-se uso de graute ou
produto a base de epóxi para o fechamento da fissura, conforme descrito na figura
16 abaixo.
FIGURA 16 – Selagem de fissuras entre 10 a 30 mm. Fonte: Souza e Ripper (1998).
Para fissuras que apresentam aberturas maiores que 30 mm, é extrudado no
interior da fenda um cordão de poliestireno ou mangueira plástica ou neoprene ou
mastique, que garantirá o isolamento da selagem. Para obter uma maior aderência
entre o bordo da fissura e o material selador, aplica-se pincelagens de primer a base
de epóxi que garantirá maior aderência ao material restaurador com a fissura
conforme figura 17 (SOUZA E RIPPER, 1998).
FIGURA 17 – Selagem de fissuras com grandes aberturas. Fonte: Souza e Ripper (1998).
44
4.1.4.3 Técnica de costura de fissuras
Em casos de fissuras ativas em desenvolvimento ocasionadas isoladamente
por insuficiência de resistência mecânica, aplica-se a técnica de “costura” da fissura.
Através de grampos devidamente posicionados e ancorados, evitam que a fissura
ativa torne a se movimentar como demostra a figura 18. Essa técnica deve ser
realizada sempre que possível com a estrutura descarregada e complementada por
injeção ou selagem das aberturas (SOUZA E RIPPER, 1998).
FIGURA 18 – Reparo de fissura por costura. Fonte: Souza e Ripper (1998).
4.1.5 Reparo em elementos estruturais
Souza e Ripper (1998) classificam como reparos superficiais ou rasos aqueles
que possuem profundidade inferior a 2,0 centímetros, reparos semiprofundos
enquadram-se entre 2,0 a 5,0 centímetros já atingindo as armaduras e os reparos
profundos são aqueles que avançam valores superiores a 5,0 centímetros. Os
reparos semiprofundos e profundos devem obedecer ao corte do concreto descritos
no item 4.1.1.
45
4.1.5.1 Reparo com argamassa
Uma técnica indicada para reparos superficiais, na qual sua aplicação é
utilizada apenas para o cobrimento das armaduras, na virtude de substituir o
concreto deteriorado, evitando a exposição das armaduras ao ambiente (SOUZA E
RIPPER, 1998).
Para Souza e Ripper (1998) existem inúmeras argamassas restauradoras:
argamassa convencional composta de cimento e areia, argamassa farofa,
argamassa com polímeros composta por resina sintética dando maior plasticidade
no material e as argamassas epóxidicas, são aquelas que possuem em sua
composição resina epóxidica e apresentam níveis elevados de resistência mecânica
e química. É muito utilizada para reparos semiprofundos e profundos (argamassa
epóxidica projetada) por possuir uma boa aderência.
4.1.5.2 Reparo com concreto convencional
Diante da recomendação de Gentil (1998), para realizar reparos através de
concreto, o composto ter qualidade adequada, estrutura projetada corretamente,
analisar previamente o meio ambiente e condições operacionais.
O reparo por concreto convencional consiste na troca do concreto deteriorado
por um de boa qualidade, a resistência do concreto de reposição deverá ser igual ou
superior a do antigo concreto sendo compactado de forma adequada. Em busca de
melhor desempenho na restauração usa-se concreto composto com adesivo epóxi e
que são projetados na área a ser restaurada. A camada de concreto projetada não
deve ultrapassar a espessura de 50 milímetros (SOUZA E RIPPER, 1998).
Em alguns casos de reparo com concreto, há a necessidade de utilização de
fôrmas, para casos onde a cavidade de restauração é muito grande faz-se uso de
formas com o objetivo de garantir uma cobertura ideal para as armaduras do
concreto armado.
Conforme a figura 19, demostra tipos de fôrmas para pilares e vigas.
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FIGURA 19 – Fôrma com cachimbo para o pilar e fôrma com dispositivo de pressão para
viga. Fonte: Souza e Ripper (1998).
4.1.5.3 Reparo com graute
O graute a base mineral consiste um uma argamassa que apresenta grande
fluidez e resistência mecânica, não manifesta retração e é auto adensável. Utilizado
em reparos semiprofundos e profundos. Por possuir resistência inicial elevada, suas
fôrmas podem ser retiradas em 24 horas e sua cura deve ser realizada durante 3
dias (SOUZA E RIPPER, 1998).
A exposição da armadura, conforme figura 20, foi oriunda do mau
adensamento do concreto e da alta densidade e má distribuição de armadura. O
processo de reparo nessa ocorrência foi feito através do lançamento manual de
graute, logo após recebendo um acabamento, protegendo assim as armaduras dos
agentes corrosivos presentes na atmosfera.
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FIGURA 20 – Armadura exposta em vigas e cabeça de pilar devido a má distribuição da
armadura e ineficiência de adensamento do concreto. Fonte: Leonardo Casales Giongo (2015).
4.1.6 Reforço em elementos estruturais
Muitas vezes, a corrosão encontra-se em estado avançado em que o
procedimento de reparos descritos na seção 4.1.5 não é suficiente na recomposição
da peça estrutural. Quando a corrosão reduz a seção transversal das armaduras em
concreto armado, ocasionando a diminuição da resistência dos elementos
estruturais, realizam-se trabalhos de reforços nas peças deterioradas, com o
propósito de corrigir as falhas de execução e/ou projeto; aumentar a capacidade
portante da estrutura; eliminar o desgaste e deterioração da peça danificada.
Usualmente, na presença de corrosão de armaduras, o reforço estrutural se da pela
substituição do aço ou adição de novas barras. A adição de novas barras ocorre
quando a área da seção de aço corroído ultrapassar 15% da sua seção original,
(SOUZA E RIPPER, 1998). Conforme figura 21 foram admitidas barras
complementares para suprir a área de aço corroída.
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FIGURA 21 – Adição de barras devido à corrosão. Fonte: Souza e Ripper (1998).
A realização do reforço das peças estruturais descritas na figura 22, demostra
a utilização de resina epóxi e a limpeza na superfície do concreto para garantir a
ancoragem das novas barras de aço. Deste modo, ocorre um aumento da
capacidade suporte perdida devido a exposição das armaduras ao meio ambiente.
FIGURA 22 – Adição de novas barras na viga e demonstração do procedimento de posicionar
as barras. Fonte: Husni (2013).
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5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
A partir do exposto, cabe ressaltar que o trabalho discute aspectos da
pesquisa cientifica, bem como, autores conceituados na área de processos
corrosivos em edificações de concreto armado, considerando o ponto central do
trabalho acadêmico: a relevância da análise sobre a degradação sofrida pelos
elementos estruturais em concreto armado provenientes de processos corrosivos.
Ademais, o trabalho acadêmico visou entender de forma preliminar os
principais processos corrosivos nas edificações, do mesmo modo que, revisar as
possíveis técnicas empregadas para avaliar a intensidade do processo corrosivo, e,
além disso, compreender a importância de tais técnicas, indicando os procedimentos
adequados para minimização dos danos e prevenção da corrosão.
Nesse cenário, é possível concluir que a corrosão é um processo de
degradação muito comum na construção civil, sendo consideravelmente difícil a sua
previsão, pois tal patologia pode se instalar por diversos fatores, dentre eles: a
porosidade, qualidade e cobrimento do concreto, a influência do meio ambiente, o
controle de fissuras e a relação da água/concreto, entre outras. Assim, é válido frisar
que o manuseio adequado desses materiais e as estratégias para construção e
durabilidade da edificação são fundamentais nessa situação.
Dessa forma, é possível afirmar que os objetivos do trabalho foram
corroborados no que concerne à importância do emprego das técnicas sobre a
corrosão para um bom desempenho das edificações e para a manutenção de sua
vida útil. Os procedimentos adequados e o importante papel do Engenheiro Civil na
construção tornam-se imprescindíveis para a perfeita execução e para à prevenção
dos processos corrosivos.
A utilização correta e manuseio dos elementos proporcionam que as
edificações tenham grandes chances de auferir êxito no seu objetivo final, isto é a
durabilidade da estrutura de concreto armado e a precaução em relação às
manifestações patológicas advindas da corrosão.
É oportuno ressaltar que no decorrer da pesquisa acadêmica, constatou-se
que atualmente existem poucas técnicas referentes à prevenção de corrosão em
armaduras de concreto armado, porém, há uma infinidade de técnicas para a sua
recuperação, sendo necessário, nesse sentido, mais pesquisas voltadas a
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prevenção, com o intuito de prevenir que as manifestações patológicas se instalem,
possibilitando que o Engenheiro Civil prognostique o dano, antes mesmo que ele
possa surgir.
Em vista disso, aconselha-se empregar de forma adequada as técnicas de
preventivas na construção com concreto armado, presumindo e levando em
consideração o elevado grau de aparecimento dessa patologia nas demais
edificações, conforme apontam os estudos acadêmicos voltados a essa área
específica.
Após toda a exposição de conceitos teóricos e análise dos processos
corrosivos em edificações de concreto armado, ressalta-se que as técnicas são de
extrema importância para a construção, bem como, a atuação e conhecimento do
Engenheiro Civil para o emprego das técnicas adequadas.
O trabalho acadêmico revela uma análise da corrosão sobre o viés da
prevenção e recuperação das estruturas, portanto, a relevância deste trabalho
consiste no reconhecimento da prevenção como papel essencial no processo de
edificação. A aproximação entre o estudo da teoria aplicado à prática traz uma
contribuição positiva tanto para o campo do conhecimento como para o campo
teórico. Pois hoje é impossível imaginar o cenário da construção civil sem o uso de
técnicas preventivas e de recuperação das estruturas.
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6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABESC – Associação Brasileira das Empresas de Serviços de Concretagem do
Brasil. São Paulo 2007
ANDRADE Pedrix, Maria del Carmen. Manual para diagnóstico de obras
deterioradas por corrosão de armaduras. São Paulo: Pini, 1992.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de
estruturas de concreto armado - Procedimento. Rio de Janeiro, 2014.
CASCUDO, Oswaldo. O controle da corrosão de armaduras em concreto:
inspeção e técnicas eletroquímicas. São Paulo: Pini 1997.
FONSECA, Renato Luiz Macedo / DJANIKIAN, João Gaspar. Inibidores de
Corrosão – Influência nas Propriedades do Concreto
FRAUCHES-SANTOS, C; ALBURQUERQUE, M.A.; OLIVEIRA, M. C. C.;
ECHEVARRIA, A. A Corrosão e os Agentes Corrosivos. Artigo Revista Virtual de
Química Vol. 6 nº 2 UFRRJ – Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro,
Departamento de Química, Seropédica - RJ
GENTIL, Vicente. Corrosão. Rio de Janeiro: Universidade Federal do Rio de Janeiro
- UFRJ,1996.
GOES, Ricardo. Corrosão de Estruturas – Métodos como a galvanização podem
ajudar a combater o problema. Revista Infraestrutura, p.49 – Junho de 2013.
HELENE, Paulo R. L. Corrosão em Armaduras para Concreto Armado. São Paulo
1986. Editora Pini
52
HELENE, Paulo R. L.; LEVY, Salomon. Cura do Concreto, Boletín Técnico –
Asociasión Latinoamericana de Control de Calidad, Patologia y Recuperación
de la Construción (ALCONPAT- INTERNACIONAL)
HUNSI, Raúl. Reparo e Reforço, Boletín Técnico – Asociasión Latinoamericana
de Control de Calidad, Patologia y Recuperación de la Construción
(ALCONPAT- INTERNACIONAL)
PIRES, J.R. Patologias na construção dos edifícios. Caso de estudo, edifício da
FICASE na Cidade da Praia. 2013. 2285. Tese (Licenciatura) – Faculdade de
Arquitectura. Universidade Jean Piaget de Cabo Verde, Palmarejo Grande, cidade
da Praia, 2013.
PORTARIA nº 99 de 19 de outubro de 2004
SOUZA, Vicente Custódio de; RIPPER, Thomaz. Patologia, recuperação e reforço
de estruturas de concreto. São Paulo: Pini, 1998.
REVISTA EQUIPE DE OBRA, Como construir na prática, Edicão nº 78 Ano 2014
São Paulo: Pini