corrosÃo de armaduras - … · generalidades os cuidados de projeto devem começar pelo estudo do...

CORROSÃO DE ARMADURASCausas, Mecanismo, Recuperação

GENERALIDADES

Corrosão: interação destrutiva de um material com oambiente, entendida como o inverso do processometalúrgico (transformação de um metal em íonmetálico).

• Corrosão química: o metal reage com o meio deforma homogênea, em toda a sua superfície, nãohavendo geração de correntes elétricas.

• Corrosão eletroquímica: em geral localizada,resultado da formação de uma pilha ou célula decorrosão.

GENERALIDADES

O fenômeno de corrosão da armadura no concreto éde natureza eletroquímica.

Pode ser acelerado pela presença de agentesagressivos externos, internos, incorporados aoconcreto ou gerados pelo meio ambiente.

Para haver corrosão, devem concorrer alguns fatorestais como presença de oxigênio, umidade e oestabelecimento de uma célula de corrosãoeletroquímica.

GENERALIDADES

GENERALIDADES

Os cuidados de projeto devem começar pelo estudo docobrimento correto que cada elemento estrutural tem dereceber.

Com relação ao meio ambiente, devemos observar ascaracterísticas climáticas do local onde será implantada aobra.

O índice de umidade e a variação de temperatura sãooutros fatores que devem ser observados.

Cuidados devem ser tomados com obras executadas emregiões com atmosfera marinha, em que a proximidadedo mar proporciona um meio ambiente mais agressivo.

PASSIVAÇÃO DA ARMADURA

O concreto oferece ao aço uma dupla proteção;

Física: separa o aço do contato direto com o meioexterno;

Química: conferida pelo elevado pH do concreto, o qualpromove a formação de uma película passivadora queenvolve o aço;

A formação e estabilidade dessa película têm relação coma elevada alcalinidade da solução aquosa presente nosporos do concreto.

A película passivadora protetora do aço é gerada a partirda reação eletroquímica que resulta na formação de umafina camada de óxidos, transparente e aderente ao aço.


Essa película impede o acesso de umidade, oxigênio eagentes agressivos à superfície do aço;

A ação de proteção exercida pela película passivadoraé garantida pela alta alcalinidade do concreto;

A perda de estabilidade da camada passivadora é queconduz o ferro ao processo de corrosão.

PROCESSO DE CORROSÃO

O processo de corrosão ocorre pela penetração desubstâncias agressivas que atuam através dos seguintesmecanismos:

A carbonatação do concreto, que reduz seu pH a níveisinsuficientes para manter o estado passivo das armaduras;

A presença do agente despassivador íon cloreto emquantidade suficiente para romper localizadamente acamada passivadora;

A combinação dos dois fatores anteriormente citados.

Desta forma, a camada de cobrimento desempenha umimportante papel porque, além de ser uma barreira química,também se constitui em uma barreira física.

PROCESSO DE CORROSÃO

COBRIMENTO DAS ARMADURAS

Cobrimento é a camada de proteção da armadura, éa camada de concreto que fica entre a armadura e aface externa do componente estrutural.

É o cobrimento que impede a penetração da água ouda umidade do meio externo para dentro da laje, vigaou pilar evitando, assim, a oxidação da armadura.


Um cobrimento de boa qualidade, com baixaporosidade, além de dificultar a penetração dosagentes agressivos, constitui-se em uma barreiraadicional, reduzindo a presença da água e dooxigênio, elementos necessários à existência dacorrosão eletroquímica.


Nos casos especiais em que poderemos ter umasituação mais agressiva:

Dimensionar a estrutura de forma a ter ummínimo de fissuras.

Estudar o agente agressivo para definir o tipo deconcreto ideal.

Definir corretamente o cobrimento para cadamicrorregião.

Para cobrimento maior que 6 cm, preverferragem de pele.


Cuidados na execução da obra:

Colocação de pastilhas na ferragem;

As pastilhas devem ser uniformes e distribuídasao longo de todo o elemento estrutural, e fixadasadequadamente para não caírem durante aconcretagem;

Existem diferentes tipos de pastilhas, sendo asmais indicadas as de argamassa, devido à melhoraderência no concreto, além de serem as maisbaratas e de fácil execução na obra.

COBRIMENTO DAS ARMADURASCOBRIMENTO DEFICIENTE

COBRIMENTO DAS ARMADURASTabela de cobrimento mínimo

CARBONATAÇÃO DO CONCRETO

Despassivação da armadura por ação do gás carbônicoda atmosfera que penetra por difusão e reage com oshidróxidos alcalinos da solução dos poros do concretoreduzindo o pH dessa solução.

MECANISMO

CO2 + H2O + Ca(OH)2 = reação de carbonatação

Reação de carbonatação⇒ redução do pH

Redução do pH⇒ despassivação da armadura


Característica do processo

Existência de uma “frente”de avanço que separa duaszonas com pH muito diferente:

pH > 13 zona não carbonatada ou alcalina

pH < 9 zona carbonatada


Teste de fenolftaleína incolor = zona carbonatada

vermelho carmim = zona alcalina


Conseqüências

Armadura + Umidade + O2 ⇒ Corrosão DespassivadaGeneralizada


Sintomatologia

Fissuração, lascamento e delaminação do concreto;

Redução da área de seção transversal de aço.


Fatores Influentes no Processo de Carbonatação


Fatores Atenuantes

Redução da permeabilidade do concreto

fator a/c menor

incorporação de adições ativas

cura do concreto - molhagem contínua

Espessura do cobrimento – aumento da barreirafísica

ATAQUE POR CLORETOSAção de cloretos, que penetram o concreto através deprocessos de absorção capilar, de impregnação e difusão, eque ao superarem, na solução dos poros do concreto, umcerto limite em relação à concentração de hidroxilas,despassivam a superfície do aço.

Cl- acima de um limite ⇒ Despassivação da armadura

ATAQUE POR CLORETOS

Consequências

Armadura + Umidade + O2⇒ Corrosão Despassivada Localizada

ATAQUE POR CLORETOSCorrosão provoca:

Redução substancial da área de seção transversal de açopodendo chegar a ruptura do mesmo;

Fissuração e destacamento do concreto.

Presença de cloretos no concreto

Execução do próprio concreto

Agregados contaminados

Água de amassamento

Aditivos

Pior para o concreto - presença de cloretos desde o início.

ATAQUE POR CLORETOS

ATAQUE POR CLORETOSFatores Influentes no Processo de Ataque por Cloretos

Qualidade do concreto na superfície

Difusividade da pasta de cimento hidratada

Fatores Atenuantes

Redução da permeabilidade do concreto

fator a/c menor

incorporação de adições ativas

cura do concreto - molhagem contínua

Espessura de cobrimento - aumento da barreira física

Aditivos inibidores de corrosão

nitritos de sódio e cálcio

dificuldade - tempo de ação dos inibidores

Pintura da armadura com epóxi

Custo elevado

PROCESSO DE CORROSÃO DAS ARMADURAS

O mecanismo de corrosão eletroquímico ocorrebasicamente devido à presença de água no concreto, quealiada a outros elementos é a grande responsável peloataque das armaduras.

A umidade relativa do ar é responsável pela quantidade deágua no interior do concreto, sendo que para umatemperatura ambiente de 25° podemos ter os seguintesvalores de umidade para um concreto comum:


O produto da corrosão é expansivo e provoca aumentode tensão (15 MPa), consequentemente fissuração doconcreto e lascamento do mesmo, favorecendo apenetração de agentes agressivos acelerando ainda maiso processo de corrosão.


O primeiro indício se percebe pelo ataque dosestribos de vigas e pilares, pois são eles que acabamficando mais próximos da face externa da peça deconcreto.

O risco será sempre maior nos locais de maiorumidade e mais quentes, pois estão sujeitas a ciclosde secagem e molhagem.


O risco de corrosão aumenta nos elementos deconcreto que estão sujeitos a deformações,situação que favorece o surgimento de trincas,acentuando os perigos de contaminação dasarmaduras.

Devemos evitar também as estruturas queapresentem locais angulosos, ou cantos e arestaspronunciados, dando sempre preferência para umarredondamento dos cantos e arestas, de forma ase evitarem pontos favoráveis ao ataque do aço.

O QUE A CORROSÃO DE ARMADURAS PODE CAUSASR

Ataque por água do mar - Água do mar contribui paraexpansão, fissuração e desagregação do concreto devidoà ação dos sulfatos, além de lixiviação e corrosão dearmaduras pela ação de cloretos.

Pequeno cobrimento do concreto expõe armaduras aprodutos químicos ácidos usados para branquear tecidosem indústria têxtil. Ocorre exposição dos agregados pelalixiviação da pasta de cimento.

Corrosão de armadura por cloretos em estrutura deconcreto em zona marítima.

Estrutura danificada por corrosão da armadura, oriundado ataque de cloretos incorporados ao concreto.

Aspecto externo da evolução da corrosão da armadurano concreto

RECUPERAÇÃO DAS ESTRUTURAS


A recuperação deste tipo de fenômeno patológico - corrosãode armaduras – é delicada e requer mão-de-obraespecializada. Consiste basicamente de cinco etapas, descritasa seguir:

1. Determinar a causa do defeito. Somente após eliminá-la,executar o reparo no concreto, exceto em casos deemergência.

2. Selecionar um material de qualidade reconhecida,apropriado para as recuperações em concreto, que possuacaracterísticas físico-químicas e performances compatíveiscom o projeto original.

3. Escolher o método de aplicação adequado ao materialselecionado acima, objetivando obter seu melhordesempenho.


4. Preparar corretamente o substrato a ser reparado,deixando-o livre de concreto solto, óleos, graxas, etc. ecom forma geometricamente simples. No caso demateriais base mineral (cimento portland), saturá-lo comágua. Já no caso de materiais a base de epóxi, essesubstrato deverá estar seco.

5. Uma aplicação bem executada e uma cura eficiente irãoproporcionar um reparo duradouro, e, na maioria dasvezes, melhor até que a estrutura de concreto original.

PROTEÇÃO CATÓDICA

Na recuperação de estrutura tradicional, executa-se um tratamento físico(barreira), procurando-se, com isso, tentar eliminar a entrada de águapara o interior do concreto e por conseqüência, imagina-se que o aço estáprotegido.

Este sistema, na realidade, provoca uma inversão de polaridade, ou seja,onde era anodo (corrosão) vira catodo, e onde era catodo vira anodo.

PROTEÇÃO CATÓDICA A proteção catódica por corrente galvânica leva em consideração que a

corrosão é um processo eletroquímico (oxi-redução), sendo necessário umoutro processo eletroquímico para neutralizá-la.

A proteção Catódica por corrente galvânica consiste em colocar uma ligade metais (mais eletronegativa que o aço da construção) interligada porum fio metálico, fazendo com que o aço da construção se transforme, naárea de influência do anodo, em catodo, e CATODO NUNCA CORRÓI.

PROTEÇÃO CATÓDICA

DESSALINIZAÇÃO E REALCALINIZAÇÃO

corrosÃo de armaduras - … · generalidades os cuidados de projeto devem começar pelo estudo do...

Documents