corrosÃo - engegraut

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Joaquim Rodrigues Em nossa vida diária, já não se toleram paralizações devido a corrosão, especialmente aquelas que envolvem interrupções não programadas, tragédias com pessoas ou fatalidades. O conceito de estruturas de concreto armado/protendido inteligentes, felizmente, já existe. O controle da corrosão CORROSÃO GLOSSÁRIO Polarização - Polarização do aço é a mudança no seu potencial a partir do valor de circuito aberto para o valor do potencial resultante da passagem de corrente. A polarização implica na existência de duas reações eletroquímicas opostas ou que se neutralizam de forma simultânea. O potencial resultante é chamado de mixto porque é o potencial que evidencia a situação do aço quando duas ou mais reações eletroquímicas ocorrem simultaneamente. Passividade - Condição na qual o aço, devido a uma cobertura impenetrável de óxido ou outra substância, fica com um potencial muito mais positivo do que aquele que caracteriza seu estado ativo de corrosão. Série galvânica - Lista dos metais arranjados de acordo com seus potenciais de corrosão relativos a um dado ambiente. Quando dois metais são postos em contato, produzem voltagem como em uma pilha. tura após a surgência de problemas é tão estúpida quanto ignorante, pois expõe a vida e o bolso do usuário de forma expo- nencial. Numa crítica relâmpago, poder-se- á afirmar que análises feitas apenas entre longos períodos sempre conduzem a con- clusões incompletas ou mesmo enganosas. Na verdade, torna-se difícil argumentar ou convencer técnicos e dirigentes da impor- tância do controle das estruturas, já que “os sintomas de corrosão só se manifes- tam após uma ou duas décadas de uso”. A linha de conduta, hoje, em plantas indus- triais, pontes ou edificações comuns infeli- zamente não passa de “inspeções” basea- das sempre em sintomas terminais que con- duzem a situações do tipo “para ou não” uma estrutura. Sem comentários. Monitorar a corrosão significa medir o seu desenvolvimento e os danos conseqüen- tes por um longo período de tempo e, fre- qüentemente, envolve um ganho de infor- mações que possibilitam um profundo co- nhecimento de como e porque a velocida- de da corrosão, na estrutura, oscila em fun- ção do tempo. (O Instituto de Patologias da Construção dispõe de apostila sobre o tema “O controle da corrosão através de inspeções e monitoramento. Escrita em in- glês, com 109 páginas. Custa R$ 15,00, já com despesas de correio. Os tópicos desta apostila são: introdução, inspeção, evolu- ção do controle, monitorando e gerencian- Figura 1 - Monitorando a corrosão dentro de uma viga caixão de uma ponte. Qual é o governo, seja do Brasil, dos EUA ou de qualquer outro país que não gasta, anualmente, grandes valores em obras de estruturas sintomáticas por corrosão? Ocor- re que, na engenharia civil e na indústria da construção, aqui no Brasil, corrosão é uma “desgradável surpresa” baseada no here- ditário “teste de São Tomé”. Efetivamente, pois temos exemplos catastróficos. A téc- nica de se analisar ou “controlar” a estru- Os efeitos do aumento da despesa no controle de uma estrutura. Figura 2 - Programa de controle de uma estrutura. RECUPERAR • Setembro / Outubro 2001 4

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RECUPERAR • Setembro / Outubro 20014

Joaquim Rodrigues

Em nossa vida diária, já não se toleram paralizações devido a corrosão, especialmenteaquelas que envolvem interrupções não programadas, tragédias com pessoas ou fatalidades.O conceito de estruturas de concreto armado/protendido inteligentes, felizmente, já existe.

O controle da corrosão

CORROSÃO

GLOSSÁRIO

Polarização - Polarização do aço é amudança no seu potencial a partir do valor decircuito aberto para o valor do potencialresultante da passagem de corrente. Apolarização implica na existência de duasreações eletroquímicas opostas ou que seneutralizam de forma simultânea. O potencialresultante é chamado de mixto porque é opotencial que evidencia a situação do açoquando duas ou mais reações eletroquímicasocorrem simultaneamente.Passividade - Condição na qual o aço,devido a uma cobertura impenetrável deóxido ou outra substância, fica com umpotencial muito mais positivo do que aqueleque caracteriza seu estado ativo de corrosão.Série galvânica - Lista dos metaisarranjados de acordo com seus potenciaisde corrosão relativos a um dado ambiente.Quando dois metais são postos em contato,produzem voltagem como em uma pilha.

tura após a surgência de problemas é tãoestúpida quanto ignorante, pois expõe avida e o bolso do usuário de forma expo-nencial. Numa crítica relâmpago, poder-se-á afirmar que análises feitas apenas entrelongos períodos sempre conduzem a con-clusões incompletas ou mesmo enganosas.Na verdade, torna-se difícil argumentar ouconvencer técnicos e dirigentes da impor-tância do controle das estruturas, já que

“os sintomas de corrosão só se manifes-tam após uma ou duas décadas de uso”.A linha de conduta, hoje, em plantas indus-triais, pontes ou edificações comuns infeli-zamente não passa de “inspeções” basea-das sempre em sintomas terminais que con-duzem a situações do tipo “para ou não”uma estrutura. Sem comentários.Monitorar a corrosão significa medir o seudesenvolvimento e os danos conseqüen-tes por um longo período de tempo e, fre-qüentemente, envolve um ganho de infor-mações que possibilitam um profundo co-nhecimento de como e porque a velocida-de da corrosão, na estrutura, oscila em fun-ção do tempo. (O Instituto de Patologiasda Construção dispõe de apostila sobre otema “O controle da corrosão através deinspeções e monitoramento. Escrita em in-glês, com 109 páginas. Custa R$ 15,00, jácom despesas de correio. Os tópicos destaapostila são: introdução, inspeção, evolu-ção do controle, monitorando e gerencian-

Figura 1 - Monitorandoa corrosão dentro deuma viga caixão de umaponte.

Qual é o governo, seja do Brasil, dos EUAou de qualquer outro país que não gasta,anualmente, grandes valores em obras deestruturas sintomáticas por corrosão? Ocor-re que, na engenharia civil e na indústria daconstrução, aqui no Brasil, corrosão é uma“desgradável surpresa” baseada no here-ditário “teste de São Tomé”. Efetivamente,pois temos exemplos catastróficos. A téc-nica de se analisar ou “controlar” a estru-

Os efeitos do aumentoda despesa no controlede uma estrutura.

Figura 2 - Programa decontrole de uma

estrutura.

RECUPERAR • Setembro / Outubro 20014

RECUPERAR • Setembro / Outubro 2001 5Fax consulta nº 02

RECUPERAR • Setembro / Outubro 20016

quipamentos capazes de controlar, de for-ma bem precisa, a velocidade de desinte-gração do aço dentro do concreto e de es-truturas metálicas industriais.

A técnica do potencialda armadura

A técnica de controle da corrosão mais sim-ples é a medida dos potenciais das armadu-ras com a semi-pilha, cujos procedimentose interpretação são descritos na ASTMC876 e nas RECUPERAR 6, 37, 38, 39, 40 e41. A base desta técnica recai no fato deque o potencial de corrosão das armadurasmudará, na direção negativa, se sua super-fície mudar de um estado passivo inicial semcorrosão para um estado de corrosão ati-vo. Os resultados desta técnica são quali-tativos, sem qualquer informação a respei-to da verdadeira velocidade de corosão daarmadura. É interessante ressaltar que nemsempre potenciais muito negativos repre-sentam alta velocidade de corrosão, já quepoder-se-á ter pouca ou nenhuma difusãode oxigênio, seja pelo fato do concreto, na-quela área, estar saturado d´água ou modi-ficado com polímeros, o que asfixiaria asreações catódicas adjacentes.

As técnicas de polarização

A seguir, apresentamos as duas técnicasque, efetivamente, controlam o processo decorrosão nas armaduras. Ambas as técni-

do os danos da corrosão, sensibilização dacorrosão com fibras óticas e ensaios nãodestrutivos).Equipamentos de controle de corrosão, hojedisponíveis, atestam a evolução do proces-so, orientando para serviços de recupera-ção eficazes e por que não dizer, insignifi-cantes, no que diz respeito a custos.O conceito “estruturas de concreto arma-do/protendido inteligentes” já é uma reali-dade lá fora, exatamente pela absorção doconceito de controle com o uso de equipa-mentos que, efetivamente, atestam a estru-tura. Trata-se de uma evolução lógica.

A corrosão

Teoricamente, armaduras dentro de um am-biente chamado concreto, de boa qualida-de, não devem corroer. Sua alta alcalinida-de, algo em torno de 12, dá à superfície doaço a condição que chamamos de passiva-ção, a qual reduz as chances de sua auto

desintegração, seja pela simples presençade água dentro do concreto, seja por fato-res acelerantes como o ingresso de íons ati-vos, como os cloretos ou pela diminuiçãode sua alcalinidade (pH) devido à reaçãodo hidróxido de cálcio, presente no concre-to, com o dióxido de carbono atmosférico,processo este chamado carbonatação. Ébom lembrar que corrosão é a desintegra-ção do aço pela reação com seu ambiente.A verdade, bem sinistra por sinal, é que umavez iniciada a corrosão nas armaduras, esteprocesso de desintegração do aço é abso-lutamente auto-sustentável, sendo que, ovolume dos produtos de corrosão é maiordo que o volume do aço consumido, con-duzindo o concreto protetor a um processode desintegração bem conhecido por todosnós.A partir dos anos 80, foram introduzidosnovos conhecimentos e maior domínio so-bre o processo de corrosão no concreto ar-mado, surgiram então os primeiros supere-

Figura 5 - Exemplo de um monitoramentofeito a partir do início da vida de uma

estrutura.

Figura 4 - Valores da velocidade da corrosão, potenciais decorrosão e resistividade do concreto medidos com o GALVAPULSEem um pé pilar de um viaduto. A velocidade média de 19mA/cm2

corresponde a uma perda de seção transversal anual de cerca de200 micrômetros ou de 0,2mm.

CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO DA VELOCIDADE DE CORROSÃO

VELOCIDADE DE CORROSÃODensidade de Corrente Perfuração

µµµµµA/cm2 µµµµµm/ANO

Despresível 0,01 a 0,2 1,1 a 2,2

Início de corrosão ativa > 0,2 > 2,2

Ataque importante mas não severo ~ 1,0 ~ 11,0

Ataque muito importante > 10 > 110,0

Velo

cida

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e co

rros

ão (

µm/a

no)

Figura 3 - O detalhe dasuperfície do “prato deeletrodos”, que facilita

muito a análise.

Concreto

Almofadacom esponja

Armadura, tambémchamado eletrodo detrabalho.

Superfície invertida do“prato de eletrodo” queé colocado em contatocom o concreto.

Anel de proteçãoEletrodoauxiliar

Eletrodos dereferência

Microcomputadorportátil.

Local para segurar o“prato de eletrodos”

O GECORem ação.

GRAU DE CORROSÃO

RECUPERAR • Setembro / Outubro 2001

RECUPERAR • Setembro / Outubro 2001 7

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RECUPERAR • Setembro / Outubro 20018

Figura 6 - O microcomputadorportátil do equipamento demonitoramento da velocidade decorrosão permite visualizar aestrutura analisada em 2D e 3D. Adistância entre as coordenadas X éde 30cm, assim como as da Y(GALVAPULSE).

Porque monitorar a corrosão?O controle da corrosão é a melhor estratégia de acompanhamento de uma estrutu-ra poupando-se tudo. Basicamente, existem quatro estratégias para lidar com acorrosão.• Ignorando-a até ocorrer a ruína parcial ou total da estrutura.

Nesta técnica, chamada de filosofia reativa, o monitoramento da corrosão é com-pletamente ignorado e suas conseqüências catastróficas, em termos de seguran-ça ao usuário quanto ao prejuízo material.

• Com inspeções e recuperações a intervalos programados.Caso os intervalos sejam muito longos, o risco de corrosão torna-se excessivo,incorrendo em grandes gastos e no fator segurança. Esta estratégia apenas base-ada na análise visual, isto é, sem o monitoramento da corrosão, conduz a serviçosausentes de qualidade além de perigosos, já que dão a falsa impressão de queestá tudo bem.

• Usando materiais que impedem a corrosão, como as Pastilhas Galvânicas, ZincoTermo Projetado, Jaqueta G, etc.A utilização de materiais que efetivamente neutralizam a corrosão é crucial na maio-ria dos programas de controle da mesma. Entretanto, sem o seu monitoramentopoder-se-á incorrer em gastos excessivos ou, o que é mais comum, em proteçãoinsuficiente, devido ao desconhecimento total da corrosão existente.

• Aplicando, seletivamente, o controle de corrosão, onde e quando necessário.Conceitualmente, com o monitoramento da corrosão, cria-se uma estrutura inte-ligente, onde, de forma ideal, revela-se quando e onde necessita-se de açõescorretivas. Tudo isto de maneira econômica e, o mais importante, segura.

A importância do monitoramento da corrosão feita em estruturas de concreto ar-mado e protendido, em instalações industriais, torna-se aparente pelo acima expos-to. Os benefícios são muitos, como: aumento da segurança, diminuição significativado tamanho da obra, interrupção, redução nos custos e, o mais importante, au-mento da expectativa de vida da estrutura.

GLOSSÁRIO

Proteção catódica - Neutralização da corrosãopela mudança do potencial do aço, em estado decorrosão, em direção a um potencial oxidante inferior,aplicando-se uma força eletromotriz externa com ouso de um anodo metálico (galvânico) menos nobreou mais ativo, ou injetando-se corrente de formadireta.Polarização anódica - Mudança no potencial doaço para uma direção mais positiva (mais nobre),devido a um fluxo de corrente.Polarização catódica - Mudança no potencialdo aço para uma direção mais negativa (mais ativa),devido a um fluxo de corrente.Eletrodo auxiliar - O eletrodo em uma pilhaeletroquímica usado para transferir corrente daarmadura. Usualmente feito de material nãocorrosivo.Corrosão - Deterioração do aço, ou qualquer outrometal, pela reação com seu ambiente.Densidade de corrente - Corrente que flui deuma área unitária da superfície do aço oupropriamente a relação corrente/área do aço.Inércia - Resistência oferecida por qualquer corpoa uma mudança em seu estado de repouso oumovimento. É uma propriedade fundamental detodo material. A medida da inércia de um objeto ésua massa.Eletronegatividade - Fornece uma medida datendência do átomo de um elemento em incorporarelétrons estranhos à sua estrutura. Os átomos queexigem pequena quantidade de energia para cederseu elétron não tem tendência em incorporar elétrons(baixa eletronegatividade).

cas baseiam-se na polarização. A medida deatuação da polarização é um excelente mé-todo para determinar o comportamento dacorrosão no aço, uma vez sujeito a toda sor-te de condições oxidantes. As curvas depolarização, conseqüentes deste estudo,poem ser representadas por um gráfico dacorrente que vai ou que vem da superfície

do aço versus o potencial eletroquímico da-quela superfície. Variando o potencial doaço, poder-se-á examinar diferentes condi-ções oxidantes que se impõem na superfí-cie do material. A corrente correspondentefornece a medida da velocidade das reaçõespara cada potencial imposto. De forma con-trária, poder-se-á aplicar uma corrente para

RECUPERAR • Setembro / Outubro 20018

produzir variadas condiçõesde oxidação, medindo-se ocorrespondente potencial.

A resistência depolarização (RP) com o

GECOR

A técnica RP explora a inérciado concreto para transferircargas elétricas. A relação ar-madura passivada/concretoapresenta uma RP bem maiordo que aquela onde há corro-são ativa. O princípio da téc-

nica RP é o da aplicação de um pequenosinal ou estímulo à armadura, exercendoassim uma pequena polarização no aço, na-turalmente a partir do potencial de circuitoaberto em que ele se encontrava, medindo-se o incremento de corrente conseqüente.A essência desta técnica, na verdade, ba-seia-se nos valores ou na resposta que oeletrodo de referência capta quando se in-jeta uma pequena voltagem, algo em tornode 20mV (polarização) através do eletrodo

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Figura 7 - A velocidadede corrosão sendotomada em vigas e

pilares, utilizando-se oprato de eletrodos. Ao

lado o resultado domapeamento dessa

velocidade.nhecimento de uma série deconstantes específicas que têma ver com a combinação aço-ele-trólito existente nos vazios do

concreto e com a área da superfície do açoa ser testada.Já parece claro que a medida da velocidadeda corrosão nas armaduras do concreto é omeio mais completo e preciso de diagnosti-car a condição do aço e a sua durabilidade.Um outro aspecto é que as mudanças queocorrem com os potenciais de corrosão evi-denciam o comportamento ativo/passivodo aço. Este importante parâmetro, a velo-cidade da corrosão, por fim, relaciona-se àverdadeira cinética do processo de desin-

auxiliar. O que se verifica é que a correntenecessária a este intento é proporcional àvelocidade de corrosão daquela região doaço em análise. Em outras palavras, uma re-gião do aço em estado passivo requer ounecessita de pequena quantidade de cor-rente para alterar seu potencial (ausente)de corrosão, ao passo que uma região daarmadura com corrosão ativa precisa degrande quantidade de corrente. A conver-são entre a corrente aplicada e a velocida-de de desintegração do aço depende do co-

tegração do aço, podendo variar bastantea partir de uma armadura em estado passi-vo, com valores despresíveis em torno de0,1µm/ano a 100µm/ano quando esta mes-ma armadura passa para um estado ativode corrosão. O GECOR utiliza um “prato deeletrodos” que é aplicado diretamente nasuperfície do concreto, sem necessidade deinserção prévia de qualquer aparelho naestrutura. Os eletrodos de referência e au-xiliar estão embutidos na superfície do “pra-to” e são circundados por um “anel de pro-teção” que restringe o envio do sinal ouperturbação a uma área bem definida. Oequipamento precisa apenas de uma liga-ção com a armadura, de modo a permitir aobtenção dos potenciais.

O pulso galvanostáticocom o GALVAPULSE

Esta técnica também utiliza a emissão de si-nal ou perturbação eletroquímica a partir dasuperfície da estrutura em direção às arma-duras. Ao contrário da técnica RP, aqui apli-ca-se um pulso de corrente na superfície doconcreto, polarizando as armaduras na dire-ção anódica, a partir do seu potencial de cir-cuito aberto.Este moderníssimo método de pulso gal-vanostático induz um pequiníssimo pulsode corrente anódica que varia de 5 a 400µAcom um tempo de duração em torno de 10segundos. O eletrodo de referência deste

Eletrodo dereferência

Eletrodoauxiliar

Anel deproteção

Armadura

Microcomputadorportátil

Esponja

Área analisada

Figura 9 - No “prato de eletrodos” doGALVAPULSE, o anel de proteção confinaa corrente injetada pelo eletrodo auxiliar

a uma área bem definida de 32cm2,obtendo-se desta forma, com o valor da

corrente injetada, a densidade decorrente em µµµµµA/cm2. Acima o GALVAPUL-

SE em ação

Figura 8 - Equipamento de controle dacorrosão com “prato de eletrodos”.

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equipamento analisa então o potencial ele-troquímico resultante na armadura testa-da em função do tempo de polarização im-posto.O GALVAPULSE, da mesma forma que oGECOR, é fornecido com “prato de eletro-dos” e anel de proteção. Em recente traba-lho de pesquisa efetuado por pesquisado-res suecos e alemães, atestou-se a excelen-te qualidade dos dois equipamentos.

Conclusão

As medições são feitas em intervalos deaproximadamente quatro meses. Os íonscloretos, agentes aceleradores do proces-so de corrosão, principalmente pelo fato deaumentarem a condutividade elétrica daágua, far-se-ão notados pelo volume de cor-rosão provocado.O resultado proveniente das medidas é pos-to em um gráfico velocidade de corrosão, emmicrômetros de perfuração por ano versustempo ou na forma de densidade de correnteversus tempo, utilizando-se cores de modoa se ter uma perfeita visão do processo, par-ticularmente pelo conhecimento de grandes

GLOSSÁRIO

Potencial de circuito aberto - O potencial daarmadura medido em relação à semi-pilha, sem quehaja corrente circulando.Densidade de corrente - Corrente elétrica deou para uma unidade de área da armadura.Potencial do eletrodo - É o potencial do aço,por exemplo, em um eletrolito como o concreto,medido contra um eletrodo de referência.Pilha ativa-passiva - Uma pilha de corrosão naqual o anodo é uma região do aço (por exemplo) noestado ativo e o catodo é uma outra região do açono estado passivo.Curva de polarização - Um gráfico de potencialversus densidade de corrente do aço para umacombinação específica aço/eletrolito.Inclinação de Tafel - A inclinação da região retada curva de polarização, usualmente para valoressuperiores a 50mV do potencial de circuito aberto,quando a curva é apresentada em um gráfico semi-logarítmico em termos de volts por ciclo logarítmicode densidade de corrente (comumente relacionadocomo volts por década).

Fax consulta nº 06Para ter mais informações sobre

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REFERÊNCIAS

• Joaquim Rodrigues é engenheiro civil, membro dediversos institutos nos EUA, em assuntos de patolo-gia da construção. É editor e diretor da RECUPE-RAR, além de consultor técnico de diversas empresas.

• J.L. Dawson et al., Corrosion of Reinforcement inConcrete.

• J.P. Broomfield et al, Materials Performance.• Stern M., Geary A., J. Electrochem. Soc. 104.

• Klinghoffer, D. “Assessment of reinforcementcorrosion by galvanostatic pulse tecnique”.

• Wietek, B. “Monitoring the corrosion of steel inconcrete” F.I.P. Symposium ou post-tensionedconcrete structures.

• Elsener, B. Potential mapping and corrosion steel inconcrete ASTM STP 1065.

• Macdonald, D.D. “Determination of the polarizationresistence of rebar in reinforced concrete”.

variações na velocidade de corrosão entreáreas ativas e passivas.O monitoramento da velocidade de corro-são, portanto, promove a mais profundavisualização da situação das armaduras depeças de concreto armado e protendidofornecendo, a partir do início da vida daestrutura, se possível, um aviso do proces-so de corrosão que poderá se instalar, utili-zando-se estes dados para recuperar, de for-ma precisa, à estrutura e avaliando-se tam-bém a efetividade do tratamento.

RECUPERAR • Setembro / Outubro 200110

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RECUPERAR • Setembro / Outubro 200112

Carlos Carvalho Rocha

O uso de aditivos no concreto ou o posterior uso de endurecedores pode afetar a adesão dopiso epóxico?

Aditivos são aqueles materiais que,adicionados ao cimento portland, àágua e aos agregados, promovem amodificação de suas propriedadesplásticas durante a fase de lança-mento ou na sua fase de endureci-do. As modificações, normalmentedesejadas, consistem na redução daágua de amassamento, melhora datrabalhabilidade e na diminuição ouaceleramento da pega e endureci-mento. Todo fabricante de tintas deproteção (geralmente epóxi) proje-ta ou especifica uma resistência deadesão mínima, consoante com acomposição do material e a espes-sura a ser aplicada. Genericamentefalando, pinturas mais rígidas e maisespessas, naturalmente dimensio-nadas para suportar maiores ten-sões térmicas e mecânicas, neces-sitam de maior adesão, exigindo re-sistência superficial mais intensa

Pisos de concreto

PISOS INDUSTRIAIS

para o concreto, de modo a eliminarou reduzir futuros descolamentos .

Os números eas especificações

Para efeito de norma, a adesão doprimer ou da própria tinta, assimcomo a resistência da superfície doconcreto podem ser avaliadas portração direta através do teste de ar-rancamento especificado pelaASTM D4541.Superfícies de concreto mal prepa-radas ou inadequadamente curadaspodem apresentar resistências quevariam de 0 a 0,35MPa quando tes-tadas à tração. Por outro lado, su-perfícies bem preparadas e bem cu-radas poderão oferecer resistênciasà tração variando de 2,0 a 3,5MPa.Alguns aditivos, usados adequada-mente ou não, poderão deixar mate-

12

O uso de endurecedores desuperfícies após a acabadoramecânica, além dos aditivos

usados no concreto poderãoafetar a aplicação ou a perfor-

mance de um piso epóxicoposterior?

GLOSSÁRIO

Ácido Oleoso ou Graxo - Ácido derivadode um óleo natural. Glicerina dos animais,gordura e óleos dos vegetais são usados nafabricação de resinas.Epóxi - Polímero termorrígido com famíliade ligações cruzadas, apresentando excelenteresistência mecânica, química e isolamentoelétrico.

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Fax consulta nº 08

RECUPERAR • Setembro / Outubro 2001 13

A ação das empilhadeiras... ...no seu piso de concreto.

As antigas “fórmulas” à base de silicato oufluorsilicato penetram, no máximo, 3milímetros no substrato do piso o que, com ocorrer dos anos, é insuficiente para resistirao tráfego contínuo de empilhadeiras eoutros processos abrasivos ou de impactos.A fórmula revolucionária à base de lítio dePENTRASIL penetra profundamente noconcreto, oferecendo maior e melhor durezaassim como durabilidade inigualável.

Fax consulta nº 09

rial ou resíduos na superfície do concreto,podendo afetar ou reduzir a adesão físicaao sistema de proteção a ser aplicado. Comoexemplo podemos citar os ácidos graxos,sabões, estearatos ou produtos derivadosde petróleo. Não conhecemos qualquer tra-balho que relacione problemas de adesãoao uso de aditivos. No entanto, há traba-lhos e mais trabalhos que associam o pro-blema da adesão à má preparação da super-fície ou, mais freqüentemente, à ausên-cia de condições físicas adequadas. Nãoé difícil imaginar que o problema poderáser causado por diversos tipos de “mis-turas” utilizadas pelo pessoal das aca-

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badoras mecânicas, de modo a dar aque-la “melhora” na superfície. Este tipo de“material” aplicado na superfície, junta-mente com os diversos tipos de agentesou películas de cura (como por exemploos à base de parafina) utilizados pode,de forma adversa, afetar a adesão ao sis-tema de proteção. A preparação exigidanem sempre remove integralmente estesmateriais. O teste da gota d´água é umbom indicador inicial.

Os endurecedores de superfície

Além de incrementarem substancialmentea resistência superficial do piso também

Piso modificadocom endurecedor,penetrando de 2 a 30mm. Esquema do

piso final apóso tratamento.

Epóxi. Superfície doconcreto originalcontendo aditivos.

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RECUPERAR • Setembro / Outubro 200114

agem como agentes de cura. Não há, até apresente data, qualquer informação queassocie um comprometimento da futuraadesão com o uso prévio de endurecedo-res de superfície.

Eliminando qualquer possibilidade

A melhor maneira de eliminar possíveis efei-tos negativos dos aditivos utilizados noconcreto, na adesão com o futuro sistemade proteção é seguir etapas bem definidasde preparação das superfícies, de modo agarantir a melhor limpeza, textura, resistên-cia e secagem para a superfície. As etapassão:

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LimpezaApós a preparação da superfície, toda a natasuperficial deverá ser removida, assim comoas eflorescências ou qualquer outra conta-minação. Se houver qualquer dúvida sobrecontaminação por ácido, dever-se-á testaro pH da superfície. Caso se constate valo-res inferiores a 8, poderá haver contamina-ção por algum ácido ou sal ácido.

TexturaÉ muito relativo o termo “textura ótima” parareceber uma tinta ou sistema epóxico deproteção. Entretanto, não deixa de ser umbelo parâmetro ou indicador da efetiva pre-paração da superfície. Claro que se a textu-ra obtida com a preparação for igual a exis-tente no início dos trabalhos, dever-se-álevantar suspeitas.Se a superfície ainda retém o liso originalcaracterístico da acabadora mecânica, cer-tamente ainda apresenta-se inadequada (su-

O fundo de tanques de concreto ouqualquer reservatório é propício àsurgência de umidade proveniente dosolo.

Fax consulta nº 10

RECUPERAR • Setembro / Outubro 2001 15

perfície fraca ou contaminada) a uma boa“molhagem” pelo primer ou mesmo a tinta.

ResistênciaA maioria das referências e especificaçõescitam a resistência do concreto à compres-são como parâmetro abalisador, atribuindoum mínimo de 28MPa após 28 dias de cura.É interessante relatar, no entanto, que aadesão e a performance do sistema ou pin-tura de proteção só quer saber da resistên-cia superficial a ser oferecida, isto significaque poder-se-á ter uma resistência à com-pressão ótima de 30MPa e uma resistênciasuperficial ou de adesão virtual igual a zero,

A química do epóxi, duranteseu tempo de endurecimen-to, é extremamentevulnerável a qualquersurgência de umidade noconcreto.

O conhecimento do concretoutilizado no piso, uma preparaçãoadequada da superfície e oconhecimento da presença deumidade dinâmica são fundamentais.O acabamento do epóxi éincontestável.

RECUPERAR • Setembro / Outubro 2001 15

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se o concreto não foi bem curado e prepa-rado.

SecagemO efeito da umidade no concreto é comple-xo e pode ser obtido nas edições nos. 15, 23e 30 da RECUPERAR. A maioria dos fabri-cantes de sistemas ou tintas de proteçãonos EUA especificam um teor máximo deumidade para a superfície, antes de sua apli-cação. Isto é para assegurar que a umidadenão migrará para a superfície, previamenteseca, após a aplicação da tinta, o que com-prometeria sua adesão, sua cura e a sua se-cagem. Neste particular, é preciso diferen-ciar os testes de umidade feitos com medi-dores comuns, que oferecem apenas o quese denomina de umidade estática, muitorelativa e absolutamente perigosa já quepoder-se-á obter valores de ausência deumidade em um determinado instante e emoutros valores proibitivos. Aqui, recomen-da-se o uso do teste de umidade dinâmicaTVA, de acordo com a norma ASTM F1869-98, “Método padrão para cálculo da taxa de

Para ter mais informaçõessobre Pisos Industriais.

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Fax consulta nº 12

REFERÊNCIAS

• Carlos Carvalho Rocha é engenheiro civil,especialista em serviços de recuperação.

• May, Clayton A., and Tanaka, Yoshio “Epo-xy resins, chemistry and technology”.

• Robert R. Cain, “How to select the best coa-ting for concrete floors”.

• ACI Committee 302, “Guide for concrete flo-or and slab construction”.

• H. Blumer, “Maisture migration - Concretefloor on ground construction”. Bulletin D89,Portland Cement Association.

• Wake, Willian C., “Adhesion and the formu-lation of adhesives”, applied science publishers.

emissão de umidade por vapor d´água parapisos de concreto usando o cloreto de cál-cio anidro”. É sério. Se você não atentoupara este importante detalhe, certamentepoderá estar tendo problemas.

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RECUPERAR • Setembro / Outubro 200122

Michelle Batista

As bactérias comumente encontradas nabiocorrosão apresentam-se em diferentesestados metabólicos. Aquelas que traba-lham ativamente, consumindo nutrientese proliferando situam-se no chamado es-tágio de crescimento. As que simplesmen-te existem e não apresentam qualquer ní-vel de crescimento, devido a condiçõesdesfavoráveis, situa-se no chamado esta-do “repouso”. Algumas variações, quan-

GLOSSÁRIO

Acetatos - Nome genérico dos plásticos de acetato de celulose, particularmente para as fibras dessematerial. Quando aquecido pode apresentar odor do vinagre.Bactéria - Qualquer um dos grandes grupos de organismos microscópicos freqüentemente agregadosem colônias e cercados por paredes celulares ou membranas. Bactérias podem existir como organismosauto sustentados no solo, água ou na matéria orgânica, assim como parasitas em corpos vivos deplantas e animais.Biocorrosão - Forma de corrosão associada a ambientes aquosos.Bolor - Vegetação criptogânica que se forma em superfícies orgânicas (sob ou sobre películas de tintapor exemplo) quando há excesso de umidade e temperatura adequada no ambiente. Fungo superficialque se alimenta dos ingredientes de revestimentos, como as tintas, atacando todos os outrosmateriais orgânicos. Germe causador de doenças. Utiliza-se fungicidas para combatê-los.Esporos - Variante de espório. Forma de resistência de bactérias.

do em contato com ambientes desfavorá-veis, formam esporos, sobrevivendo, des-ta forma, a temperaturas extremas e a lon-gos períodos sem umidade e nutrientes.Ainda assim, podem crescer de forma rá-pida quando encontram condições favo-ráveis. Estes dois últimos estados podemparecer ao técnico observador que são cé-lulas mortas. No entanto, há muita vida nes-tes meios.

Classificando os microorganismos

Existem diversas formas de classificar osmicroorganismos associados à biocorro-são. A forma mais peculiar se associa com oseu metabolismo:• As substâncias, a partir das quais obtem

o carbono para o seu crescimento e re-produção. Em outras palavras, os nutri-entes.

• A química através da qual consegue ener-gia ou meios para viver, isto é, um “acei-tador de eletrons terminal”.

• Os elementos que acumulam como resul-tado destes processos.

Uma outra forma de classificar os microor-ganismos associados à biocorrosão é rela-cioná-los com as próprias bactérias:• Bactéria redutora de sulfatos (BRS).• Bactéria oxidante de sulfetos e enxofre.• Bactéria e fungos que produzem ácidos.• Bactéria oxidante do ferro.

Nas estações de tratamento de esgotos estão as maioresocorrências da biocorrosão, tanto no concreto armado como nas

tubulações.

O tratamento da biocorrosãoO tratamento da biocorrosãoO tratamento da biocorrosãoÉ um tratamento complexo, porque exige oconhecimento do meio, sem o que poder-se-á alimentar asbactérias, simplesmente.

CORROSÃO

Seção de uma tubulaçãode aço de uma ETA de 18meses apenas, cobertacom subprodutos dacorrosão e tubérculosformados pelocrescimento da bactériaoxidante do ferro.

RECUPERAR • Setembro / Outubro 200122

RECUPERAR • Setembro / Outubro 2001 23

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Fax consulta nº 24

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• Bactéria que fixa o manganês.• Bactéria oxidante de acetatos• Bactéria que produz acetatos.Uma outra forma interessante de classificaros microorganismos relacionados à biocor-rosão tem a ver com sua forma:• “Vibrio”, apresenta células em forma de ca-

belo comprido ou uma franja.• “Bacilus”, células em forma de haste ou

vareta.• “Cocus”, que formam células arredondadas.• “Mices”, para células na forma de fungos.

Como proteger estruturasda biocorrosão

De um modo geral, utilizam-se pinturas emforma de barreiras e proteção catódica parao tratamento da corrosão. A proteção porbarreira já foi bastante comentada em edi-ções anteriores da RECUPERAR. Com rela-ção à proteção catódica, os números 37 e38 falam bastante a respeito. Do ponto devista microbiológico, o problema deve serresolvido com base nas seguintes estraté-gias:• Adicionando-se biocidas (substâncias

bactericidas ou bacteriostáticas) e biodis-persantes ao meio, de modo a destruir ou

inibir a atividade metabólica do microor-ganismo.

• Mudando as características do meio ondese desenvolve o processo de corrosão,de modo a torná-lo inadequado ao de-senvolvimento dos microorganismos. Porexemplo, impondo aeração, no caso debactérias anaeróbicas.

Existe uma quantidade formidável de bioci-das oxidantes e não oxidantes no mercado.Deve-se, portanto, exigir que cumpram de-terminados requisitos obrigatórios. Entreeles:

• Serem específicos para o microorganismoem questão e a existência de biofilmes.

• Possuírem ação inibidora diante de ou-tras substâncias presentes no meio, emcondições similares de temperatura e pH,não podendo desenvolver tolerância porparte do microorganismo.

• Não desenvolver qualquer tipo de açãocorrosiva no ambiente.

Biodispersantes, usualmente moléculas nãoiônicas, são um exemplo bastante interes-sante pois as moléculas formadoras destassubstâncias adsorvem na superfície do aço

Microfotografia (1000X) de bactériasoxidantes do ferro na forma de

filamentos. Colonização na forma defios, facilitando o acesso de nutrien-

tes, gerando pilhas de corrosão.

Nesta espectrometria de difração de elétronsidentificamos os produtos da corrosãoobtidos no local afetado por pites

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Fax consulta nº 25

GLOSSÁRIO

Espectrômetro - Equipamento que determinaa distribuição de freqüência em energia geradapor qualquer fonte, indicando todos oscomponentes, simultaneamente.Fungos - Qualquer um dos grandes grupos deplantas paríticas com carência de clorofila,incluindo-se mofo, bolor, cogumelos e aquelesgermes que causam fermentação, usados parafazer licores etc.Ferrobactéria - Bactérias que oxidam o ferrocomo fonte de energia. O ferro oxidado, naforma de Fe(OH)3 é, então, depositado noambiente pela secreção da bactéria. A energiaobtida a partir destas reações é usada paratransportar todas as etapas de fabricação desubstâncias básicas necessárias às bactérias.

Microfotografia de “fios” retorcidos de hidróxido deferro, subproduto da bactéria oxidante do ferro

(galionela). Tubérculos destes fios causam biocorrosão.

RECUPERAR • Setembro / Outubro 2001

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RECUPERAR • Setembro / Outubro 2001 25

como os clorofenóis, poliaminas e as subs-tâncias provenientes do boro.Uma outra estratégia de tratar os microor-ganismos e sua ação corrosiva, consistena transformação das características domeio, tornando-o modificado ao desenvol-vimento das bactérias. Diversas formassão propostas:• Remoção dos nutrientes essenciais à

bactéria, por exemplo, removendo-se as

fontes de enxofre para o caso dos tioba-cilus.

• Modificação da concentração de oxigê-nio, para o caso das bactérias anaeróbi-cas. A aeração tem sido uma excelenteestratégia para interromper o crescimen-to deste tipo de bactérias.

• O pH apresenta limites para determinartipos de bactérias. Geralmente um pH me-nor que 5 pode inibir o crescimento de

de forma mais rápida e eficiente que os po-límeros formadores do biofilme. Reduzin-do o tamanho dos pontos de contato dobiofilme com a superfície, os dispersantespromovem seu descolamento desestabili-zando-os.No tratamento da BRS, utiliza-se corriquei-ramente cromatos, já que comportam-secomo bons inibidores de corrosão. Os saisde cobre são excelentes biocidas, assim

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RECUPERAR • Setembro / Outubro 200126

REFERÊNCIAS• Michelle Batista é Química.• Ringas, C., and Robinson, F.P.A., Microbial

Corrosion of Iron - Based alloys• Butler, M.A., and Ison, R.C.K., Corrosion and

its prevention in waters.• Le Chevalier, M.W., H.C., and Geesey, G.G.

Biofoulling and Biocorrosion in IndustrialWater Systems.

Fax consulta nº 26Para ter mais informações

sobre Biocorrosão.Click aqui:

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bactérias do tipo BRS. Do ponto de vistaeletroquímico, no entanto, é extremamenteperigoso para o prolongamento da corro-são.

O emprego de pinturas formadoras de bar-reiras isolam o concreto (e claro suas arma-duras) ou a superfície metálica do meioambiente corrosivo. A escolha baseia-senas características físicas, químicas e bac-teriológicas do meio ambiente e, principal-mente, da composição da tinta. Uma com-posição inadequada desta última pode tor-nar uma barreira em prato feito para os mi-croorganismos. O emprego de proteção por

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Lajeprotendida

reforçada comPAF.

barreiras é particularmente adequado paraaquelas situações onde o uso de biocidasou bactericidas é contra-indicado, como nocaso de sistemas abertos, como canaliza-ções, por exemplo. A proteção por barreiraexige o controle de furos na película com oholiday detector.Provavelmente, o melhor tratamento sejafeito com proteção catódica, utilizando-secorrente galvânica através de anodos desacrifício. Nos casos de recuperação, po-der-se-á instalar os anodos de sacrifício pelolado de fora do sistema, seja ele um reser-vatório ou um tanque de concreto.

Microfotografia de uma suspensão de BRS(1000X). Note as células fazendo curvasaderidas em fibra de algodão (fundobranco). Imagem tirada de um pite combiocorrosão (anaeróbica).

Microfotografia de umflúido escuro tomado

de um pite existentesobre aço carbono

(1000X). Note ascélulas em forma deespirais, típicas da

BRS.

Pite com perfuração em parede de tubulação deaço carbono, tipificando BRS (1,5X).

RECUPERAR • Setembro / Outubro 200126

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Fax consulta nº 27

RECUPERAR • Setembro / Outubro 200128

Carlos Alberto Monge

Em defesa dosadesivos epóxicos

ANÁLISE

Muitos projetistas questionam o papel doadesivo epóxico quando submetido a tem-peraturas relativamente altas.A evolução deste material é constante as-sim como impressionante, particularmenteno que diz respeito a sua performance quan-do submetido a temperaturas anormais. Atécnica de reforço estrutural com políme-ros armados com fibras, seja de carbono ouKevlar, é prova da performance destes polí-meros.

São trêmulas e imprecisas, como as linhasriscadas pelo medo, aquelas que separamas necessárias precauções contra o perigodo alarmismo descontrolado perante a açãodo adesivo epóxico quando submetido atemperaturas incomuns.Uma visão racional parte do reconhecimen-to do perigo. Há diversos parâmetros quedefinem perfeitamente o comportamento decada sistema epóxico submetido à ação dealtas temperaturas. É correto temer a ação

Mudança do módulode elasticidade na

região da TDC.

GLOSSÁRIO

Polímeros - Materiais com altíssimo peso molecular, formados a partir de pequenas moléculas submetidas àligações covalentes que permitem a ligação entre elas. Polímeros podem ser feitos com apenas um tipo ou comdiversos tipos de molécula. As propriedades dos polímeros, sejam borrachas, plásticos, fibras ou adesivos sãobaseadas em seu alto peso molecular, grande tamanho de moléculas e a ligação entre estas cadeias individuaisem uma forma volumosa. Cadeia ou rede de unidades repetidas combinadas quimicamente, formadas a partir demonômeros pela polimerização.Tensão - Força por unidade de área, usualmente expressa em kg/cm2 ou MPa.Módulo de elasticidade - Se em uma peça de concreto de dimensões fixas, com comprimento igual a unidadee de seção igual a unidade, aplicarmos uma tensão de tração muito pequena T, haverá um alongamento em seucomprimento de C. Tão logo se suprima a tensão, o comprimento volta ao valor inicial. A relação T/C é, pordefinição, o módulo de elasticidade. É o coeficiente angular da reta que constitui o diagrama tensão-deformação.

Fax consulta nº 29

A integração fibra de alta resistência/adesivo epóxico é amelhor demonstração da eficiência dos polímerosaglomerantes epóxicos.

RECUPERAR • Setembro / Outubro 2001

Tel.: (21) [email protected]

RECUPERAR • Setembro / Outubro 2001 29Fax consulta nº [email protected]/Fax: (21) 2484-2287

RECUPERAR • Setembro / Outubro 200130

O epóxi e o calor excessivoOs epóxis são maus condutores de ca-lor. A capacidade de armazenar calor éavaliada pelo seu calor específico, queé a quantidade de energia térmica ne-cessária para elevar 1ºC à unidade demassa do material. O aço apresenta va-lores abaixo de 0,1cal/gramaºC, en-quanto que os polímeros epóxicos emtorno de 0,5. Por comparação, o calorespecífico da água é 1cal/gramaºC,muito superior aos materiais emprega-dos na engenharia civil.Sua expansão térmica é avaliada peloseu coeficiente de dilatação térmica li-near, que é o alongamento relativo dapeça por unidade de temperatura. Éexpresso em ºC–1 e pode ser determi-nado pelo método ASTM D696. Os ade-sivos epóxicos têm coeficiente de dila-tação térmica de 2 a 5 vezes superiorao concreto (9 x 10-6 mm/mm/C°).

Propriedades que caracterizam o epóxi

Nos trabalhos de reforço estrutural comPAF, o adesivo epóxico torna-se parte inte-grante da “armadura” de reforço, transfe-rindo tensões sem aquele efeito constanteda histerese. Adesivos epóxicos que te-nham sido tensionados por longos perío-dos de tempo não retornam à sua forma ori-ginal, imediatamente após o alívio destatensão atuante, pois um processo de rela-xação precisa ocorrer antes que o adesivoretorne completamente à sua dimensão ori-ginal. Esta demora no retorno à forma origi-nal é chamada histerese. Poder-se-á dizerque é a memória do epóxi para uma determi-nada propriedade que, dependente do seuestado anterior. Os adesivos epóxicos utili-zados nos reforços com PAF devem ter altomódulo e, obrigatoriamente, alta tempera-tura de deflexão ao calor (TDC), de modo aoferecer a necessária resistência à fluência(creep) e, melhor ainda, ao cizalhamento. Oepóxi, assim como o concreto e o aço, tam-bém sofre mudanças fundamentais, à medi-da que sua temperatura ultrapassa uma cer-ta temperatura característica de todos ospolímeros, a chamada temperatura de tran-sição vítrea (Tg). Cada sistema epóxico temuma TDC bem definida e uma Tg específi-

Já o coeficiente de dilatação do aço émuito menor que o dos polímeros epó-xicos. Isto é explicado pelo fato de quenos polímeros epóxicos os segmentosmacromoleculares são unidos por liga-ções covalentes, muito mais pronuncia-das que as ligações iônicas, próprias doaço. O polímero epóxico é um mau con-dutor de eletricidade. Seu módulo deelasticidade é medido pela razão entrea tensão e a deformação, dentro do li-mite elástico em que a deformação étotalmente reversível e proporcional àtensão. Aplica-se tanto à tração quantoà compressão, referindo-se à área trans-versal no início do ensaio.O alongamento na rutura representa oaumento percentual do comprimento dapeça sob tração, no momento da rutu-ra. A dureza mede a resistência ou apenetração ao risco.

de altas temperaturas, sob todos os as-pectos, dentro de uma estrutura, seja elareforçada ou não. Isto comparando-se, porexemplo, ao comportamento tensão/defor-mação do aço que também é alterado, ouas descontinuidades que ocorrerão nas re-cuperações feitas com materiais com mó-dulos totalmente diferentes do concretooriginal. Tudo se altera com temperaturaselevadas. A coisa é particularmente sériaquando muitos técnicos restringem o usodo epóxi até em serviços de chumbamen-tos, onde o adesivo não fica em contatocom a intempérie, culpando-se, novamen-te aí, as “altas temperaturas” por absoluto

desconhecimento do comportamento dospolímeros epóxicos, assim como do con-creto e do aço, frente à ação do calor. Épreciso entendê-los. A recuperação e o re-forço das estruturas de concreto armado eprotendido com a introdução de armadu-ras externas como a fibra de carbono/Ke-vlar, ou propriamente com PAF proporcio-na a todos os profissionais desta área umaexcelente oportunidade para aprofundarseus conhecimentos em relação aos polí-meros, especialmente os epóxicos. Nun-ca, na engenharia civil, este polímero tevetanto questionamento e, porque não dizer,tanta importância.

GLOSSÁRIO

Deformação - É a mudança por unidade ecomprimento, na direção linear de um corpo.Uma qualidade ausente de dimensão quepode ser medida convenientemente emporcentagem, em cent ímetros porcentímetros, em milímetros por milímetros.Transformação que se traduz por variação dadistância entre pontos de um corpo.Temperatura de transição vítrea -Corresponde ao início do movimento damolécula. Temperatura na qual há absorçãoou liberação de energia à medida que seaumenta ou diminui a temperatura. Pode serobt ida por ca lor imetr ia de varreduradiferencial ASTM D-3418.Kevlar - Nome comercial da aramida, umafibra orgânica, em poliamida aromática, comaltíssima resistência à tração que, uma vezinserida em uma matriz epóxica promoveextraordinário aumento na resistência à flexão,tração e impacto para o filme.Temperatura de deflexão ao calor - Édeterminada pela observação da temperaturana qual uma barra tensionada à flexãoconstante deforma ou sofre deflexão de umvalor especificado de 0,25mm (teste ASTMD-648).Ligação iônica - É formada pela combinaçãode elementos metálicos (eletropositivos) comos ametálicos (eletronegativos). Ocorre comtransferência de elétron(s) de um átomo a outro.Liga um metal a um ametal.

Propriedades físicastípicas entre concreto e

adesivos epóxicos rígidose flexíveis.

O reforço estrutural comPAF (fibra de carbono) emuma viga I pré-moldadaque estará submetida acargas adicionais.

RECUPERAR • Setembro / Outubro 200130

RECUPERAR • Setembro / Outubro 2001 31

ca, significando que são formulados paratodo tipo de resistência, módulo e para gran-des variações de temperatura. A Tg, por suavez, é a temperatura na qual o adesivo epó-xico começa a se alterar, saindo daquele es-tado vítreo e quebradiço desejável para umestado plástico. Em outras palavras, abaixoda Tg, o adesivo epóxico comporta-se comoo concreto ou o aço, agüentando firme tudoque lhe é imposto. Acima da Tg, no entan-to, a história é outra. O epóxi não recuperaintegralmente sua memória, quando em car-ga, sofrendo fluência.

A medição da Tg é feita com equipamentosofisticado, segundo norma ASTM D-3418.

do valor real da Tg. Este teste, primeira-mente, estabelece a TDC para caracterizar

No entanto, há um teste bastante rápido eprático que oferece excelente aproximação

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A versatilidade dos adesivos epóxicosno reforço estrutural com PAFs é

enorme, inclusive em reforços deestruturas submersas. Há uma grande

diversidade de adesivos epóxicos.

A verificação da resistência de aderência entre a superfície do concreto refor-çado e a manta de fibra de carbono. A qualidade da aplicação, invariavelmen-te, indica o rompimento no concreto, abaixo da interface de colagem.

Resistência de aderência e o tipo de ruína (ASTM C881) deum adesivo rígido com TDC~160ºC, em função da tempera-tura.

RECUPERAR • Setembro / Outubro 2001 31

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Fax consulta nº 31

RECUPERAR • Setembro / Outubro 200132

E o concreto armado sob calor excessivo?Sob o ponto de vista estritamente físi-co, o concreto sujeito a tensão perma-nente perde parcialmente resistênciadevido à degradação da sua energia in-terna, provocada pela deformação, quan-do sujeito a temperaturas elevadas.O efeito da temperatura ou do calorexcessivo sobre estruturas de concre-to ou peças em separado, traduz-se emum aumento do seu volume.A relação volume/temperatura é expres-sa pelo coeficiente de dilatação/retra-ção térmica. Esta mudança de volumecria altas tensões de tração, cizalhamen-

to, compressão, etc, formadores de fis-suras, trincas, deslocamentos e flexio-namentos excessivos.Uma variação de temperatura de 38°Cem uma peça de 30m de extensão oca-sionará um acréscimo de 22cm em seucomprimento.O aço, por sua vez, quando mantido emfluência e a temperaturas elevadas, cos-tuma romper com tensões mais baixasdo que as geralmente aceitas, com aagravante do aparecimento da corrosãosob tensão e da corrosão em altas tem-peraturas

o epóxi. Um gráfico do módulo de elastici-dade do polímero versus temperatura mos-tra, de forma clara, como as característicasdo adesivo mudam com o aumento da tem-peratura, na região da TDC. Para valores de10 a 15ºC abaixo da TDC, o módulo, origi-nalmente alto, literalmente despenca, qua-se que “estabilizando-se” a seguir (após acoluna tracejada).Esta transição ou TDC formada pelas duascolunas verticais tracejadas (veja no grá-fico abaixo) é muito importante para a tec-nologia dos adesivos poliméricos utiliza-dos na área de recuperação / reforço. Porexemplo, se um adesivo epóxico tem umaTDC de 120ºC, alguns céticos podem ques-

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RECUPERAR • Setembro / Outubro 200132

Fax consulta nº 32

RECUPERAR • Setembro / Outubro 2001 33

E o aço da construção,como se comporta no calor excessivo?

Suas propriedades de tração mais elementares são a tensão de escoamento (Fy),a resistência de tração última (Fµ), a deformação na rutura (εu) e com tratamen-to físico ou mecânico (εST), sua redução de área (RA) e a relação tração/escoa-mento Fy/Fu. A inclinação da curva após εST é o módulo do aço com tratamentofísico ou mecânico (EST). O tratamento a frio muda essencialmente as característi-

cas do aço, tornando-o com alta resistência e baixa ductibilidade. As deformaçõesplásticas que ocorrem deixam o material sem “memória”. Seu módulo de elastici-dade E é constantemente igual a 210.000MPa.

GLOSSÁRIO

Resina - Termo aplicado a uma grandevariedade de produtos fundíveis mais oumenos transparentes que podem ser naturaisou sintéticos, catalogados como polímeros.Designação de qualquer polímero que sirvacomo material aglomerante para tintas,plásticos e funciona como adesivo.Ligações cruzadas - Termo aplicado paramoléculas unidas lado a lado, assim comopor suas terminações. Têm a particularidadede mudar as propriedades do polímero,aumentando seu peso molecular.

tionar o epóxi empregado no reforço es-trutural, se muito exposto ao sol, já quepoder-se-á ter temperaturas, na superfície,em torno de 80ºC e, portanto, haver umprocesso de fluência no adesivo. Trata-se, portanto, de um questionamento im-procedente em razão de sua alta TDC, jáque se subtrairmos 10 a 15ºC teremos ain-da um comportamento totalmente segurodo seu módulo. É interessante ressaltar umoutro aspecto da TDC. Quando aderimos,por exemplo, alumínio ao concreto, materi-al este com coeficiente de dilatação muitodiferente do concreto é desejável ter umadesivo com um TDC menor do que a me-nor temperatura ambiente, o que se con-segue preenchendo-se com elastômeros(inadequadamente chamados de selantes)o espaço entre os dois materiais.Este elastômero automaticamente promo-ve uma fluência ou “libera tensões” quan-do sujeito as tensões resultantes da ex-pansão térmica diferencial do concreto edo alumínio (ou vidro por exemplo) em con-tato. É curioso relatar também que os epo-xis de baixo módulo ou semi-rígidos têm

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Um casointeressante de

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Use EPÓXI 36Fax consulta nº 33

Análise do comportamento tensão-deformação do aço de construção submetido a tempe-raturas diferentes. Repare que a zona de escoamento e de recuperação do materialalteram-se com o aumento da temperatura.

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GLOSSÁRIO

Relaxação - Fenômeno de diminuição datensão imposta, em um determinado tempo,com deformação constante.Ligação covalente - Ligação que ocorrecom o emparelhamento de elétrons entredois átomos. Liga ametais entre si.Fluência - Aumento da deformação, como decorrer do tempo, mantendo-se a cargaconstante.Histerese - Designação geral do fenômenoque ocorre quando a resposta de um sistemaa uma ação externa variável depende dosentido desta variação, isto é, tem um valorquando a ação está crescendo e um outrovalor quando a ação está decrescendo. É oque acontece, por exemplo, com certospolímeros que se alongam de umadeterminada maneira quando sujeito à traçãocrescente e reagem de forma diversa quandoa tração é decrescente.

uma TDC em torno de 25ºC. Efetivamente,portanto, tem-se na Tg a mais importantepropriedade do epóxi sujeito a altas tempe-raturas, já que responderá ou informará pe-las mudanças no seu calor específico, noseu coeficiente de dilatação térmica e, por-que não, também, no desempenho duranteo processo de fluência?Felizmente, existem no mercado sistemasepóxicos com TDC relativamente alta, algoem torno de 140ºC, que possibilitam totalsegurança contra os problemas advindosda utilização do epóxi em colagens exter-nas. Para esta situação de estruturas a se-rem reforçadas e que estejam expostas àação do sol, dever-se-á, como boa regra,ter uma temperatura em sua superfície de

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REFERÊNCIAS• Carlos Alberto Monge é Engenheiro Civil

especialista em serviços de recuperação.• Hugenschmidt, “epoxy adhesives for

concrete and steel”• May; Clayton, A. and Tanaka, Y., Epoxy

resins, chemistry and technology.• Mays, G. C., “structural applications of

adhesives in civil engineering” .• Wake, William C., Adhesion and

formulation of adhesives.• Goul, Robert W., “state of the art adhesives

for concrete construction”.

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10 a 15ºC abaixo da Tg, ou como medidaprática, abaixo da TDC.

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