estudo de corrosão

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Estudo de corrosão em estruturas de concreto Adriana de Araujo Laboratório de Corrosão e Proteção Rio de Janeiro - REUNIÃO DO GRUPO DE GESTÃO E CONTROLE DA CORROSÃO DO E&P PETROBRAS - EDITA Rio de Janeiro, 27/28 de novembro de 2013

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Corrosão

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  • Estudo de corroso em estruturas de concreto Adriana de Araujo

    Laboratrio de Corroso e Proteo

    Rio de Janeiro -

    REUNIO DO GRUPO DE GESTO E CONTROLE DA CORROSO DO E&P PETROBRAS - EDITA

    Rio de Janeiro, 27/28 de novembro de 2013

  • CONTEDO

    A corroso nas estruturas de concreto Principais fatores desencadeadores da corroso:

    Exemplos e

    estudo de casos

    tratamento superficial do concreto;

    revestimento da armadura ou uso de aos especiais;

    Inibidores de corroso;

    proteo catdica.

    Principais tcnicas de proteo das estruturas:

    degradao do concreto por processo fsico-mecnico;

    degradao do concreto por processo fsico-qumico.

    Monitoramento das estruturas: sensores de embutimento no concreto de cobrimento da armadura.

  • Nas estruturas de concreto, a corroso uma ameaa silenciosa! ...geralmente detectada somente com o aparecimento de anomalias na superfcie do concreto!

    Os principais fatores desencadeadores da corroso, seriam a falta de manutenes peridicas e a no adoo de tcnicas adequadas de avaliao e de proteo contra corroso.

  • Elevado do Jo RJ

    Manuteno somente aps um grande perodo sem intervenes com a estrutura j em estado crtico de deteriorao! Custo estimado de R$ 70 milhes!

    "O viaduto est sob ataque de corroso generalizada. Mesmo com os reparos que esto sendo feitos, vai haver necessidade de interveno no futuro"

    Eduardo Batista, professor da Coppe/UFRJ (04/2013)

    Aps 14 anos sem manuteno, a Ponte dos Remdios interditada em 2011 aps o desabamento de parte de sua estrutura no Rio Tiet!... Em 1997 uma rachadura tambm resultou na interdio da ponte e...muitos transtornos na cidade.

    Ponte dos remdios - SP

  • 15 % causas no identificadas

    58 %

    corroso de armaduras 14 %

    problemas estruturais

    4 %

    detalhes construtivos

    MANIFESTAES PATOLGICAS NAS ESTRUTURAS DE RECIFE:

    (ANDRADE; DAL MOLIN, 1997)

    Dentre as manifestaes patolgicas que mais atingem as estruturas

    de concreto, pesquisadores apontam que no mnimo 30 % delas

    esto relacionadas com a corroso das armaduras!

    Em ambientes de forte agressividade, ainda maior!

    9 %

    outras manifestaes

  • No caso das estruturas de concreto, os custos econmicos associados a sua recuperao so tambm bastante significativos!

    Estima-se que 3 % do PIB do Brasil consumido pela corroso! US$ 15 bilhes anuais!

    (abraco.org.br)

    Adotando-se prticas adequadas para o controle da corroso, podem ser economizados cerca de 30 % deste valor!

    US$ 5 bilhes!

    Como referncia, cita-se que em cinco anos (2006 a 2011) foram gastos cerca de R$ 120 milhes em servios de reparos, manuteno e reforo estrutural de somente 27 obras de arte da cidade de SP. (metalica.com.br)

  • CONTEDO

    Principais fatores desencadeadores da corroso:

    tratamento superficial do concreto;

    revestimento da armadura ou aos especiais;

    Inibidores de corroso;

    proteo catdica.

    Tcnicas de proteo das estruturas:

    degradao do concreto por processo fsico-mecnico;

    degradao do concreto por processo fsico-qumico.

    Monitoramento das estruturas: sensores de embutimento no concreto de cobrimento da armadura.

  • Fissurao Desagregao

    abraso eroso cavitao mudanas de volume

    (retrao e mov. higrotrmica), cargas estruturais

    (flexo, toro e cisalhamento)

    Degradao do concreto por processo

    fsico - mecnico

    AGENTES:

    gases, lquidos e

    partculas

    AGENTES:

    variaes trmicas e de

    umidade

    sobrecarga e vibraes

    A corroso resultante da degradao do concreto de cobrimento....

  • Independente da origem, abertura e quantidade, a

    fissura facilita o ingresso, no concreto de cobrimento da armadura, de agentes desencadeadores da

    corroso!

    Corroso severa: formao de uma

    macroclula de corroso na rea do concreto

    fissurado

  • Fissurao

    Desagregao

  • AGENTES:

    dixido de carbono (CO2)

    Lquidos (guas moles e cidas)

    Concreto

    degradao por processo fsico - qumico

    Carbonatao reaes com

    componentes da pasta de cimento

    Lixiviao ao extrativa de

    componentes da pasta de cimento e dos agregados

    Disgregao reaes envolvendo

    formao de produtos expansivos

    diminuio

    da resistncia

    perda da integridade

    aumento da

    porosidade eflorescncia

    diminuio da resistncia

    AGENTES:

    sulfatos (SO42-)

    Reao lcali-agregados

    Reduo do pH

  • Nesta condio, h a formao de um filme protetor de xidos na superfcie das armaduras (resistente e aderente), que impede o desencadeamento da corroso (armaduras passivadas).

    A portlandita (com contribuio dos lcalis dissolvidos na gua dos poros), confere uma elevada alcalinidade ao concreto (pH 12).

    Carbonatao:

    A penetrao do CO2 nos poros e capilares do concreto desencadeia uma reao qumica com compostos do cimento, reduzindo o pH do meio (frente de carbonatao). Como consequncia... h dissoluo do filme protetor da armadura (corroso).

  • filme

    protetor

    H2O

    Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O

    Carbonatao: Carbonato de

    clcio Hidrxido de

    clcio

  • LIXIVIAO

    EFLORESCNCIA

    LIXIVIAO

  • LIXIVIAO

    EFLORESCNCIA

    EFLORESCNCIA

  • Disgregao: fissurao e

    desplacamento

    Mancha de oxidao: lixiviao dos

    produtos de corroso

    Exposio da armadura (perda da seo e

    da aderncia)

    AGENTES AGRESSIVOS:

    CO2 (frente de carbonatao)

    ons cloreto (Cl-)

    Corroso

    dissoluo do filme

    protetor

    Quebra localizada do

    filme protetor

    Com a despassivao da armadura, um processo corrosivo pode ser estabelecido, sendo visualizadas as seguintes anomalias:

  • ONS CLORETO (Cl-)

    Mesmo em concreto com pH da ordem de 12, os ons

    danificam localmente a camada passivamente (filme

    protetor), ocasionando corroso.

    Todos os fatores que favorecem o ingresso de

    gua, favorecem tambm o ingresso do cloreto.

    Teor crtico de cloreto para incio da corroso

    (ABNT NBR 12655, 2006):

    concreto armado: 0,15 %, concreto protendido: 0,05 %

    Presena: ambiente marinho e industrial, aditivos e sal

    de degelo.

  • Y

    A) Penetrao de agentes B) Fissurao devida s foras

    agressivos por difuso, de expanso dos produtos de

    absoro ou permeabilidade corroso

    C) Lascamento do concreto e D) Lascamento acentuado

    corroso acentuada e reduo significativa da

    seo de armadura

    Y

    A) Penetrao de agentes B) Fissurao devida s foras

    agressivos por difuso, de expanso dos produtos de

    absoro ou permeabilidade corroso

    C) Lascamento do concreto e D) Lascamento acentuado

    corroso acentuada e reduo significativa da

    seo de armadura

    EVOLUO DA CORROSO

    Volume dos produtos de corroso

  • MANCHAS DE CORROSO

    ARMADURA EXPOSTA E COM PERDA DE SEO

    CORROSO SEVERA

  • CORROSO EM REA FISSURADA

    CORROSO EM REA FISSURADA

  • DISGREGAO COM ARMAO E CABOS

    DE PROTENSO EXPOSTOS C/ CORROSO

  • CONTEDO

    revestimento da armadura ou aos especiais;

    Inibidores de corroso;

    proteo catdica.

    Tcnicas de proteo das estruturas:

    Monitoramento das estruturas: sensores de embutimento no concreto de cobrimento da armadura.

    tratamento superficial do concreto;

  • Vida til o perodo de tempo no qual a estrutura capaz de desempenhar as funes, sem a necessidades de intervenes no previstas (CEB/FIP, 1990).

    Durabilidade a capacidade do concreto de manter-se em condies plenas e de resistir s influncias ambientais previstas em projetos (NBR 6118, 2003).

    O Brasil um pas tropical com uma vasta faixa litornea: muitas edificaes esto sujeitas a ambientes agressivos.

    A presena de patologias eleva o ingresso de agentes agressivos no concreto, acelerando a degradao da estrutura e elevando os custos de sua manuteno. Com o avano da degradao, h diminuio da vida til* e comprometimento da integridade da estrutura!

    comum a realizao de manuteno inadequada (especificao, execuo e fiscalizao) e a ocorrncia de acidentes e sobrecargas que resultam no aparecimento de patologias prematuras!

  • Por que garantir e aumentar a durabilidade?

    Altos custos de investimento na construo e de mobilizao de equipe.

    Grande impacto social e ambiental (na construo e na demolio).

    DURABILIDADE DAS

    ESTRUTURAS

    USO

    MEIO AMBIENTE

    CIRCUNDANTE QUALIDADE DO

    CONCRETO EXECUTADO

    MANUTENO

    Importncia da preservao da aparncia da estrutura

    para a imagem da cidade/empresa.

    Responsabilidade tcnica permanente dos

    construtores e proprietrios.

  • Destaca-se que.... a garantia da qualidade do concreto dependente de diversos fatores: projeto, execuo, cura, transporte e manuteno.

    Durabilidade e literatura

    VAYBURD e EMMONS (2000): em ambiente agressivo, um processo de degradao pode ocorrer em um curto intervalo de tempo, sendo que, na

    presena de cloretos, a estratgia adotar concreto de qualidade e adicionar proteo.

    DHIR et al. (1991): a especificao do concreto no um guia da provvel durabilidade da estrutura. Somente as suas caractersticas (fck, % C, a/c) no garantem uma adequada durabilidade em ambiente contaminado com cloreto.

    SANDBERG (1996): a corroso por cloretos o problema mais comum de durabilidade associada com o moderno concreto de qualidade exposto ao ambiente marinho.

    ACI 222.3R (2003): estruturas marinhas, como peres, so vulnerveis corroso. Por causa deste risco, outras protees podem ser requeridas.

  • Tcnicas de proteo e recuperao das estruturas

    Impedir ingresso dos agentes que determinam ou aceleram a corroso: adequado para concretos no contaminados ou pouco contaminados. Para concretos

    contaminados, estende a vida por alguns anos:

    Classe 1 Tratamento da superfcie do concreto

    Proteo catdica

    Reparo (retirada do concreto danificado e reconstruo)

    Realcalinizao ou extrao de cloretos

    Alterar o meio junto s armaduras

    Classe 2 NACE RP 0390

  • Tcnicas de proteo e recuperao das estruturas

    NACE RP 0187

    Seleo de materiais:

    o uso de aos mais resistentes, como os aos inoxidveis.

    Tratamento do concreto:

    substituio do concreto deteriorado/contaminado por outro com caractersticas melhores (a/c, espessura de cobrimento,

    propriedades), uso de inibidores de corroso, realcalinizao e extrao de cloretos do concreto e/ou tratar a superfcie.

    Tratamento do ao:

    aplicar revestimento orgnico ou metlico.

    Tcnicas eletroqumica:

    proteo catdica (corrente impressa ou anodos de

    sacrifcio), realcalinizao e extrao de cloretos.

  • REVESTIMENTO SUPERFICIAL DO CONCRETO

    uma das maneiras mais prticas e econmicas de garantir e/ou aumentar a durabilidade das estruturas de concreto.

    Estruturas ntegras (preventiva): minimizar o ingresso de agentes agressivos e da gua. Princpio 1 (PI) da EN 1504-9

    Estruturas deterioradas (conservao): controlar o ingresso da gua, aumento da resistividade. Princpios 2 (MC) e 8 (IR) da EN 1504-9

    .....alm disto, os revestimentos devem ser durveis e compatveis com as condies de servio (NACE SP0187)

  • Dentre os produtos, destacam-se (ISO 1504-2):

    Restringe a penetrao da gua (< porosidade) e aumenta dureza superficial. Forma filme no uniforme.

    Restringe a penetrao da gua lquida, permitindo a liberao de seus vapores. No forma filme.

    Restringe a penetrao de gua, cloretos e gases. Forma filme uniforme.

    O atendimento a essas exigncias deve ser verificado por meio da avaliao das propriedades do revestimento, especficas para cada

    caso.

    Impregnao hidrofbica

    Impregnao

    Revestimentos

  • Propriedades Aplicao e valores limites

    Impregnantes hidrofbicos (H) e no hidrofbicos (I) e

    Revestimento por pintura (P) Permeabilidade gua lquida, absoro capilar (W)

    H, I e P: W 0,1 kg.m-2. h-0,5 (EN 1062-3)

    Permeabilidade ao vapor de gua (SD,)

    I e P: Classe I: SD < 5 mm, Classe II: 5 mm SD 50 mm e Classe III: SD > 50 mm (EN ISO 7783- 1 e 2)

    Permeabilidade ao dixido de carbono (SD,)

    P: SD > 50 m (EN 1062-6)

    Envelhecimento artificial (em cmara de intemperismo)

    P: ausncia de bolhas, fissurao e delaminao aps 2000 horas de exposio (EN 1062-11)

    Aderncia ao substrato mido (resistncia a trao, pull off)

    P: ausncia de bolhas, fissurao e delaminao aps carga e resistncia ao arrancamento:

    0,8 N/mm2 (elstico) e 1,0 N/mm2 (rgidos) (EN 13578)

    Critrios da ISO1504-2:

  • REVESTIMENTO SUPERFICIAL DO CONCRETO

    Mercado brasileiro

    No h normalizao nacional e nem laboratrios que realizem os ensaios correntemente, adaptando critrios existentes ao padro brasileiro

    Necessidade de estudo de avalio de produtos e proposio de procedimentos de ensaios/normalizao e estudos de desenvolvimento de produtos com uso de novas tecnologias (ex. autolimpante)!

    Poucos boletins tcnicos de produtos informam o atendimento a critrios de desempenho contra a corroso

  • O LCP tem uma srie de estudos de revestimento orgnicos para substrato metlico, no entanto, para concreto os estudos ainda so restritos. Isso devido ao desconhecimento no mercado da necessidade da aplicao de critrios rgidos de seleo dos produtos.

    Caracterizao;

    Potencial de corroso;

    Resistncia de polarizao; e

    Taxa de corroso.

    Ensaios LCP:

    Avaliao do desempenho de um verniz acrlico e um

    verniz poliuretano antipichao como revestimentos de

    proteo superficial do concreto contra a ao deletria

    do dixido de carbono e de ons cloreto.

    Estudo de caso

  • Estudo de caso

    Per Novo

    Per Velho

    Base de tanques

  • Edifcio Garagem na Faria Lima - SP

    Banco

    Viaduto do Ch - SP

  • CONTEDO

    Inibidores de corroso;

    proteo catdica.

    Tcnicas de proteo das estruturas:

    Monitoramento das estruturas: sensores de embutimento no concreto de cobrimento da armadura.

    revestimento da armadura ou aos especiais;

  • A proteo superficial feita por pintura epoxdica da armadura ou por zincagem, ou ainda, as duas em sistema dplex.

    A epoxdica uma pintura eletrosttica que atua como barreira de proteo ao ingresso da H2O, Cl

    - , O2 (NACE SP0187).

    Defeito < 1 % da rea a cada 0,3 m

    Permite reparo com tinta epoxdica

    Espessura:

    175 m a 300 m ( 10 mm) e, 175 m a 400 m (at 58 mm).

    ASTM A775:

  • Holden Beach Bridge Calolina do Norte

    No LCP, h somente um

    estudo de reviso

    bibliogrfica (2004).

    Woodrow Wilson - Virgnea

  • A zincagem do ao feita por imerso a quente. O zinco atua como proteo galvnica do ao. A sua taxa de consumo em funo da estrutura da camada, como

    tambm, do teor de ons cloreto e do pH do concreto.

    Classe I =10 mm 915 g/m2 130 m

    13 mm 1070 g/m2 150 m

    Classe II 10 mm 610 g/m2 85 m

    ASTM A A767:

    defeito < 1 % da rea a cada 0,3 m;

    permite reparo dos defeitos com tintas ricas em zinco;

    cromatizao recomendada.

  • o zinco anftero: meio muito alcalino meio muito cido

    Ataque severo

    pH 9 a 12,5 Barreira protetora

    Adequado para

    concreto

    carbonatado

    Concreto com Cl-

    > Tcrt Cl- e VFe -corr = (4 a 5) x VZn -corr

    Adequado para

    concreto com Cl-

    Zn/concreto novo: ataque pronunciado do zinco e formao de hidroxizincita de carter protetor.

    Zn + 2H20 Zn(OH)2 + H2

    2Zn(OH)2 + 2H20 + Ca(OH)2 Ca(Zn(OH3)2.2H20

    Consumo de ~10 m de Zn

    Bolhas de hidrognio na interface

    H restries!

  • Caleta Lo Rojas, Coronel

    Central Colbn - Puerto de Coronel Piscicultura Los Fiordos - Agrosuper

  • Estudo de caso

    Estudo em conjuntos habitacionais: inspees em campo e ensaios em laboratrio para avaliao da passivao e da taxa de corroso do ao-carbono zincado em gua de poro de concreto convencional e com ar incorporado.

    Exame visual

    Potencial de corroso

    Resistncia de polarizao e taxa

    de corroso

    Ensaios:

  • Revestimento por eletrodeposio

    (processo tambm conhecido como eletrogalvanizao)

  • PSOC

    Ecorr > -600 mV (ECS)

    AC1

    icorr 1.4 A/cm2

    PSAC2

    icorr 0.8 A/cm2

    PSAC1 Icorr 3.7 A/cm

    2

    PSAC2 icorr 2.1 A/cm

    2

    PSOC icorr 0.3 A/cm

    2

    10 1

    Processo de

    despassivao

    Corroso

    AC2 AC1 OC

    pH ~ 12.2

    AC2 AC1 OC

    pH ~ 11.5

    Passivao

    Passivao

    Revestimento por imerso a quente

  • Estudo de caso

    Uma das primeiras referncias de obra

  • A utilizao de aos inoxidveis, especialmente do Lean dplex (baixos teores de nquel e molibdnio) vem crescendo gradualmente em obras

    pblicas e privadas de grande porte e outras de valor histrico e de elevada responsabilidade tcnica.

    O ao inoxidvel tem resistncia elevada corroso, sendo utilizado no exterior em estruturas que requerem vida til 100 anos.

    BS 6744

    O seu uso limita-se s armaduras superficiais e s armaduras de regies crticas, podendo ser associado ao projeto de estruturas mais esbeltas (menor espessura de concreto de cobrimento da armadura).

  • Per Progreso, Yucatn (austentico AISI 304)

    Tanque nuclear - Frana

    Haynes Slough, Oregon

    (inoxidvel dplex UNS S32205)

  • REVESTIMENTO DA ARMADURA e AO INOXIDVEL

    Mercado brasileiro

    H necessidade urgente de estudos do desempenho de armaduras zincadas, considerado a composio qumica do vergalhes e do cimentos brasileiros e as condies climticas do nosso pas.

    No h normalizao nacional e nem laboratrios que realizem os ensaios de desempenho correntemente. As informaes disponveis de desempenho so de estudos no exterior.

    FBE/ao inoxidvel: no h mercado desenvolvido no Brasil, embora Gerdau produza armaduras com FBE nos USA.

    Zinco: revestimento adotada no exterior e, recentemente, introduzido no Brasil. O revestimento do ao obtido por processo de imerso a quente e, tambm, por eletrodeposio. Ambos os processos seguem padro de revestimentos de ao para exposio atmosfrica.

  • Galvanizao Pintura Ao inox

    Aderncia ao ao-carbono JJJJ JJJ _

    Aderncia ao concreto JJJJ JJJ JJJ

    Resistncia corroso JJJ JJJ JJJJ

    Resistncia qumica JJJ JJ JJJJ

    Resistncia abraso JJJJ JJ JJJJ

    Resistncia ao impacto JJJ JJJ JJJJ

    Resistncia aos ons cloreto JJ JJJ JJJJ

    Resistncia aos raios ultravioleta e a umidade JJJJ JJJ JJJJ

    Resistncia carbonatao JJJ JJJ JJJJ

    Proteo catdica JJJ JJ _

    Proteo por barreira JJJJ JJJJ _

    J JJ JJJ JJJJ Inexistente/Muito Pouca Baixo Regular Elevado

    Item Revestimento

    Zincagem

  • Galvanizao Pintura Ao inox

    Reao qumica c/ o cimento LLL L LAlteraes no projeto estrutural convencional LL LLL LLDificuldade de manuseio na obra (dobrar, transportar

    e armazenar) LL LLLL L

    Gerao de falhas no manuseio LL LLLL _

    Necessidade de correo de falhas aps fabricao LLL LLLL _Necessidade de correo de falhas aps instalao

    na obra LL LLL _Diminuio de desempenho em funo de falhas

    remanescentes LL LLL _

    Custo adicional ao de fabricao do ao LL LLL LLLL

    Custo adicional ao do ao-carbono LL LLL LLLLElevao do custo adicional ao da obra

    convencional LL LLL LLLLNecessidade de pr-tratamento do ao para receber

    o revestimento L LL _

    Necessidade de tratamento aps revestimento LL L _

    L LL LLL LLLL Inexistente/Muito Pouca Baixa Regular Elevada

    RevestimentoItem

    Zincagem

  • Avaliao de diferentes tipos de aos inoxidveis com enfoque na influncia do molibdnio na resistncia corroso por pite em concreto contaminado com ons cloreto e carbonatado.

    Exame visual

    Potencial de corroso

    Levantamento das

    curvas de polarizao

    Ensaios

    Estudo de caso

  • A ocorrncia de corroso preferencial nas frestas formadas entre a resina e as pastilhas dos aos inoxidveis e no fio de cobre impossibilitou a sua avaliao quanto resistncia corroso por pite.

    A avaliao da corroso em fresta possibilitou verificar uma tendncia de maior resistncia corroso dos aos com adio de Mo. Esta tendncia era maior para os aos dplex com 3 % de Mo, em relao aos austenticos e aos ferrticos.

    Aos inoxidveis ferrticos Aos inoxidveis austentico

  • CONTEDO

    Inibidores de corroso;

    Tcnicas de proteo das estruturas:

    Monitoramento das estruturas: sensores de embutimento no concreto de cobrimento da armadura.

    proteo catdica.

  • Inibidores so substncias que se adicionadas ao concreto diminuem a velocidade de corroso sem causar grandes modificaes

    ao mesmo.

    INIBIDORES NA SUPERFCIE DO CONCRETO:

    Usado na forma lquida aplicada sobre a superfcie do concreto endurecido. Atravessa a camada de cobrimento por difuso lquida e gasosa. mono-flor fosfato de sdio; aminas, amino-lcool ou amino-carboxilato; Silano organo-funcional base flor.

    INIBIDORES NA MASSA DE CONCRETO OU ARGAMASSA DE REPARO:

    Adicionados, na forma lquida ou em p, no concreto ou na argamassa. nitrito de clcio; benzoato de sdio e cromatos aminas, amino-lcool ou amino-carboxilato.

  • INIBIDORES

    Mercado brasileiro

    H carncia de estudos amplos do desempenho de inibidores, especialmente dos de novas tecnologias (ex. aplicados na superfcie do concreto)

    No h normalizao nacional e nem laboratrios que realizem os ensaios de desempenho correntemente. A maioria das informaes disponveis de desempenho so de estudos no exterior.

  • Estudo de caso

    Associa o hidrofugante com amina.

    silano:

    ligao qumica que evita a lixiviao de inibidor;

    restringe o ingresso de gua contaminada com ons cloreto.

    Silano organo-funcional

    SP348 KM 062+695 N

  • Graute condutivo e concreto padro

    Determinao do perfil de penetrao do inibido

    Soluo saturada de Ca(OH)2

    Velocidade de difuso de inibidores (VCI) no concreto

    CorroLogic 690 (Cortec) Zerust Zerion C-711 (Zerust)

    Inibidor

    Amnia

    Determinao da

    presena amnia

    (eletrodo Orion 95-12)

    Estudo de caso

  • CONTEDO

    Tcnicas de proteo das estruturas:

    Monitoramento das estruturas: sensores de embutimento no concreto de cobrimento da armadura.

    proteo catdica.

  • PROTEO CATDICA reconhecida como a tcnica que melhor pode proteger, a longo prazo,

    as estruturas de concreto contra a corroso.

    Princpio: estabelecer um fluxo de corrente que torna o ao-carbono catodicamente protegido.

    Corrente impressa: o fluxo de corrente de proteo fornecido por uma fonte externa permanente de energia eltrica (retificador). Neste sistema, adotam-se anodos inertes (na superfcie do concreto), como tinta ou revestimento cimentcio com carbono, revestimento metlico, malhas e fitas de titnio revestido (metal nobre).

    Anodo de sacrifcio: o fluxo de corrente de proteo fornecido por anodos consumveis (na massa ou na superfcie do concreto). Neste sistema, adotam-se anodos consumveis, como revestimento, chapa, malha e pastilhas de zinco.

  • 2H+ + 2e- H2

    Classicamente, a proteo catdica leva o potencial da interface ao/meio ao domnio de imunidade do ferro/gua do ou a um potencial muito prximo a este domnio. Em estruturas de concreto, este conceito

    pode ser aplicado somente as estruturas submersas ou enterradas

    Em estruturas atmosfricas, o conceito diferenciado...

    Diagrama de Pourbaix do ferro/gua

  • Em estruturas atmosfricas, aplica-se o critrio de 100 mV de

    decaimento!

    Curva tpica de decaimento de potencial aps o

    desligamento da corrente de proteo

  • H um grande impacto das reaes andicas e catdicas no concreto!

    Acidificao

    Alcalinizao

  • CORRENTE IMPRESSA

  • FITAS ZINCO

    CORRENTE IMPRESSA

  • FIBRA DE VIDRO e

    ZINCO

    ZINCO TERMO-SPRAY

  • GALVASHIELD XP

    Postergar o aparecimentos de regies andicas em estruturas submetidas ao ataque de cloretos.

    Fios para a conexo eltrica

    Pastilha de zinco

    Argamassa especial alta condutividade inica (porosa).

  • Compatibilidade eletroqumica: a armadura fica embutida parte no material de reparo e parte no concreto antigo o que pode gerar o surgimento

    de uma pilha de corroso

  • Estudo de caso

  • CONTEDO

    Monitoramento das estruturas: sensores de embutimento no concreto de cobrimento da armadura.

  • O monitoramento das estruturas de concreto possibilita que o risco de corroso das armaduras seja estimado ao longo dos anos de

    sua utilizao.

    Sabendo-se o risco, medidas de preveno da ocorrncia da corroso ou de seu controle podem ser definidas corretamente.

    Vantagens do uso de sensores: permitem o melhor conhecimento dos mecanismos de deteriorao; Obteno de modelos matemticos bastante seguros para a previso de

    vida til da estrutura; otimizao e melhor planejamento das intervenes de inspeo e de

    reparo da estrutura; avaliao de diferentes cenrios, por exemplo, mudana do sistema de

    tratamento superficial, troca de material ou interrupo da proteo catdica.

  • A maioria dos sensores disponveis no mercado internacional

    fundamenta-se no monitoramento da variao da corrente

    galvnica entre barras de ao-carbono (anodo) e uma barra de

    metal mais nobre (catodo) embutidas no concreto.

    Sensor galvnico tipo escada

    barras de ao-carbono - ANODO

    embutidas em diferentes profundidades

    do concreto de cobrimento da armadura

    Barra de metal nobre - CATODO

    embutida prximo das barras de ao-

    carbono

    Obras

    novas!

    Terminal de medio, instalado

    na superfcie do concreto

    Barras de metal nobre -

    CATODO

  • Avaliao do risco de corroso

    conforme ocorre a despassivao

    gradativa das barras do ao-carbono

    (anodo)

    CO2 Cl- O2

    Superfcie do concreto

    Armadura

    Anodo (barras de ao-carbono do

    sensor)

    H2O

    Catodo

    Penetrao de agentes

    agressivos no concreto de

    cobrimento da armadura

  • Co

    nc

    reto

    de

    co

    bri

    me

    nto

    da

    arm

    ad

    ura

    Monitoramento do perfil de umidade do concreto de

    cobrimento da armadura

    Sensor de umidade

    Anis de ao-

    inoxidvel

    Resistividade

    entre 2 aneis

    adjacentes

    Anis de vedao

    Avaliao do risco de

    corroso pela variao do

    Perfil de umidade

    Perfil de umidade elevado, menor deve ser o ingresso de gases e maior

    deve ser o ingresso de ons cloreto no concreto

    Perfil de umidade muito elevado ou baixo, menor deve ser a taxa de

    corroso

    Obras

    novas!

    eletrodo de

    temperatura (embutido)

  • Guard-rings (p/ confinamento da corrente)

    Concreto

    Contato eltrico

    c/ armadura

    Contra eletrodo - CE

    Monitoramento do risco de corroso pela avaliao da

    taxa instantnea de corroso da armadura

    Eletrodo de referncia -

    ER (Mn/MnO2)

    Eletrodo de trabalho armadura

    Supe

    rfc

    ie d

    o c

    oncre

    to

    Sen

    so

    r

    Tcnica de resistncia de polarizao - 3

    eletrodos

    terminal de aquisio e armazenamento dos

    dados

    barra de ao inoxidvel

  • MONITORAMENTO

    Mercado brasileiro

    Os sensores so pouco conhecidos e utilizados. Esse fato est relacionado com a restrio de tecnologia nacional e de pessoal qualificado. Isso abre um novo campo de investigao muito promissor!

    Acredita-se que h um mercado crescente, tendo-se no futuro prximo cada vez mais sensores de melhor relao custo/benefcio, o que facilitar a monitorao permanente das estruturas de concreto.

  • Proteo catdica de estruturas de concreto = Cathodic protection for concrete structures. Revista IBRACON de Estruturas e Materiais- RIEM, v. 6, n. 2, p. 178-193, apr., 2013

    Carbonated and chloride contaminated concrete structure: the role of molybdenum in corrosion of stainless steel reinforcement. Corroso e Proteco de Materiais, v. 32, n. 1, p.42-49, 2013. 8p

    Monitoramento da corroso em estruturas de concreto: sensor galvnico. Tchne, v.21, Ed.194, p.62-66, maio, 2013. 5p.

    Monitoramento da corroso em estruturas de concreto: sensor de umidade, de taxa de corroso e de fibra ptica. Tchne, v.21, Ed.195, p.62-65, jun., 2013. 4p.

    Monitoramento da corroso em estruturas de concreto com uso de sensores. In: CONFERNCIA SOBRE TECNOLOGIA DE EQUIPAMENTOS, 12., 2013, Porto de Galinhas. Anais... 15p. (Artigo 338).

    Resistividade eltrica do concreto. Tchne, v.21, Ed.200, p.62-65, nov., 2013. 5p.

    Leia mais:

  • Behavior of carbon steel in simulated concrete pore solutions of air-entrained and conventional concrete. In: EUROPEAN CORROSION CONGRESS, 2012. (resumo 1176).

    The effect of molybdenum on the corrosion performance of stainless steel in chloride-contaminated and carbonated concrete. In: EUROPEAN CORROSION CONGRESS, 2012, Istambul., 2012. 17p (Artigo 1177).

    Estudos da influncia do molibdnio na resistncia corroso de aos inoxidveis ferrticos, austenticos e dplex em soluo simulada de gua de poro e em concreto. INTERCORR 2012, 32, 2012. (artigo 093).

    Galvanizao e pintura epoxdica de armaduras de estruturas de concreto como proteo adicional contra a sua corroso. In CONFERNCIA SOBRE TECNOLOGIA DE EQUIPAMENTOS, COTEQ, 11, 2011,

    Extenso da vida til das estruturas de concreto armado com uso de armaduras zincadas. Tchne, v.19, n.170, p.72-76, maio, 2011. 5p.

    Proteo de estruturas de concreto. congresso brasileiro do concreto, CBC2010, 52, 2010, Fortaleza. Anais... Fortaleza: IBRACON, 2010. 16 p. (Artigo 0257)

    Leia mais:

  • contatos:

    Neusvaldo Lira de Almeida

    [email protected]