UNIVERSIDADE DO VALE DO RIO DOS SINOS CINCIAS EXATAS E TECNOLGICAS PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM ENGENHARIA CIVIL AVALIAO DA DURABILIDADE DE CONCRETOS PRODUZIDOS COM AGREGADO RECICLADO DE CONCRETO FRENTE PENETRAO DE ONS CLORETO DISSERTAO DE MESTRADO ALINE TROIAN SO LEOPOLDO 2010 TB845a Troian., Aline Avaliaodadurabilidadedeconcretosproduzidoscomagregado reciclado de concreto frente penetrao de ons cloreto / Aline Troian. -- 2010. 127 f. : il.; 30cm. Dissertao(mestrado)--UniversidadedoValedoRiodosSinos. ProgramadePs-GraduaoemEngenhariaCivil,SoLeopoldo,RS, 2010. Orientadora: Prof. Dra. Marlova Piva Kulakowski; Co-Orientador: Prof. Dr.. Claudio de Souza Kazmierczak. 1.Construocivil.2.Resduo-Construo-Demolio.3. Agregado reciclado - Concreto. 4. Resistncia - Concreto - ons cloreto. I. Ttulo.II.Kulakowski,MarlovaPiva.III.Kazmierczak.,Claudiode Souza. CDU624 Catalogao na Publicao: Bibliotecria Eliete Mari Doncato Brasil - CRB 10/1184 ALINE TROIAN AVALIAO DA DURABILIDADE DE CONCRETOS PRODUZIDOS COM AGREGADO RECICLADO DE CONCRETO FRENTA PENETRAO DE ONS CLORETO

Dissertaoapresentadacomorequisitoparcialparaa obteno ttulo de Mestre, pelo Programa de Ps-Graduao emEngenhariaCivildaUniversidadedoValedoRiodos Sinos. Orientadora: Prof. Dra. Marlova Piva Kulakowski Co-Orientador: Prof. Dr. Cludio de Souza Kazmierczak Banca examinadora: Prof. Dra. Denise C. C. Dal Molin Prof. Dra. Jane P. Gorninski MAIO, 2010. Dedico essa conquista aos meus pais, Luiz e Iraci TroianeaomeuirmoMarlon,portodoamor, compreensoeprincipalmenteporsempre acreditarememmim,quandoeradifcildeeu mesma acreditar. AGRADECIMENTOS comlgrimasnosolhos,mascoraosorridentequedeixoaquiregistradoestes agradecimentos,quesomerecidosatodosquedealgumaformaparticiparamdarealizao desta conquista. Primeiramente agradeo a Deus, pela constante presena em minha vida e ter me possibilitado sade mental para finalizar esta pesquisa. minhaqueridaorientadoraaprofessoraMarlovaPivaKulakoswki,quemeguioue acompanhou durante todo esse tempo, um exemplo de dedicao e, sobretudo, de amizade. minha amada amiga e parceira de tantas alegrias, dificuldades e conquistas minha dupla no mestrado, Ana Paula Werle, cuja amizade levarei eternamente em minha vida. AoprofessorClaudiodeSouzaKazmierczak,pelasuasabedoriaeorientaoaolongode toda pesquisa. professora Jane Proszek Gorninski, pelo apoio e contribuio dada ao trabalho. professora Andrea Parisi Kern, por ser a minha primeira incentivadora nesta conquista. Ao professor Marco Aurlio Stumpf Gonzlez, pelo incentivo ao trabalho e apoio nas anlises estatsticas. AoprofessorCarlosAlbertoMendesMoraes,peloexemplodefigurahumana,cartere profissionalismo. Aos demais professores pelos ensinamentos recebidos. AoLaboratriodeMateriaisdaEngenhariaCivileseusfuncionrios,portodaaestrutura dada para a realizao dos ensaios. Aos bolsistas de iniciao cientfica, Ludiero, Jeferson, Ana Cladia e Maiquel, pela ajuda na realizao dos ensaios. Ao Laboratrio de Engenharia Mecnica, em especial ao Jackson e ao Matheus. AoLaboratriodaEngenhariaEltrica,pelaajudaeemprstimodosequipamentosparaa realizao de ensaios, em especial ao Iran e ao Maicon. Aos Laboratrios de Qumica e da Geoqumica, pela preparao das solues qumicas. maquetaria da Arquitetura e Urbanismo, na pessoa do seu Joo. s empresas que gentilmente doaram os materiais para os experimentos, em especial, SIKA S.A e a Loctite Super Bonder S.A. Aos rgos de fomento pesquisa, CAPES, pela conseo da bolsa de estudos e FINEP, pelo financiamento da pesquisa. Aos meus amigos de f, Alexandra Blume, Andria Celso, Tatiana Lovato e Maurcio Drobot. pessoa do Engenheiro Jos Luiz Garcias, pela oportunidade e compreenso. minha madrinha Deize, por todo o mimo. Aosmeusavsmaternos,OlivaeDeocliudes,cujominhagratido,respeitoeamorsero eternos. Ao meu irmo Marlon, por toda parceria e amizade de sempre. Aos meus pais Iraci e Luiz, por toda a dedicao e oportunidades que me proporcionaram ao longo desta vida. Ao grande amor da minha vida, minha me, por todos os teros rezados. SUMRIO 1INTRODUO .................................................................................................. 13 1.1OBJETIVOS ........................................................................................................... 16 1.2ESTRUTURA DA PESQUISA .............................................................................. 17 2REVISO BIBLIOGRFICA .......................................................................... 17 2.1RESDUO DE CONSTRUO E DEMOLIO (RCD) ..................................... 18 2.1.1Definio e composio dos RCD ................................................................................... 18 2.1.2Reciclagem dos RCD ....................................................................................................... 21 2.1.3Aplicabilidade ................................................................................................................. 23 2.2DURABILIDADE .................................................................................................. 25 2.3CORROSO DE ARMADURAS .......................................................................... 29 2.3.1Origem e importncia dos ons cloreto no concreto ....................................................... 32 2.3.2Fases dos ons cloreto no concreto ................................................................................. 33 2.3.3Taxas admissveis de ons cloreto no concreto ............................................................... 34 2.3.4Mecanismos de penetrao de ons cloreto ..................................................................... 35 2.3.5Parmetros determinantes na penetrao de cloretos .................................................... 39 2.4MTODOS DE PENETRAO DE ONS CLORETO ........................................ 41 2.4.1Resistncia do concreto penetrao de ons cloreto .................................................... 41 2.4.2Tcnicas de Medio Indireta ......................................................................................... 48 2.5CONCRETO COM AGREGADO RECICLADO DE CONCRETO ...................... 51 2.5.1Propriedades dos Agregados Reciclados ........................................................................ 51 2.5.2Penetrao de Cloretos em Concretos com Agregado Reciclado ................................... 57 3PROGRAMA EXPERIMENTAL .................................................................... 60 3.1PLANEJAMENTO DOS EXPERIMENTOS ......................................................... 60 3.1.1Variveis de resposta analisadas .................................................................................... 60 3.1.2Variveis de Controle ...................................................................................................... 60 3.1.3Projeto Estatstico ........................................................................................................... 61 3.2MATERIAIS ........................................................................................................... 62 3.2.1Cimento ........................................................................................................................... 62 3.2.2Agregado mido natural ................................................................................................. 63 3.2.3Agregado grado natural ................................................................................................ 64 3.2.4gua ................................................................................................................................ 65 3.2.5Agregado grado reciclado de concreto ......................................................................... 65 3.2.6Porosimetria dos agregados reciclados de concreto ...................................................... 73 3.3PRODUO DOS CONCRETOS E CORPOS-DE-PROVA ................................ 74 3.4MTODOS DE ENSAIO ....................................................................................... 75 3.4.1Resistncia compresso e trao ............................................................................... 75 3.4.2Absoro de gua por capilaridade ................................................................................ 75 3.4.3Penetrao acelerada de ons cloreto ............................................................................. 75 3.4.4Ensaio de absoro de cloretos ....................................................................................... 78 3.4.5Anlise estatstica ............................................................................................................ 79 4APRESENTAO E ANLISE DOS RESULTADOS ................................. 80 4.1 PROPRIEDADES MECNICAS .................................................................................. 80 4.1.1Resistncia compresso ................................................................................................ 80 4.1.2Resistncia trao por compresso diametral ............................................................. 84 4.2DURABILIDADE .................................................................................................. 87 4.2.1Absoro de gua por capilaridade ................................................................................ 87 4.2.2Penetrao acelerada de ons cloreto ............................................................................. 92 4.2.3Ensaios de absoro de cloretos por capilaridade ......................................................... 98 5CONCLUSO ................................................................................................... 104 5.1CONSIDERAES FINAIS ................................................................................ 104 5.2SUGESTES PARA TRABALHOS FUTUROS................................................. 109 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS .................................................................... 111 APNDICES ............................................................................................................. 119 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Comparativo da composio dos RCD (Lovato, 2007). ......................................... 18 Tabela 2 - Exemplo de obras de concreto com agregado reciclado na Holanda ...................... 24 Tabela 3 - Exemplo de obras de concreto com agregado reciclado na Inglaterra .................... 24 Tabela 4 - Algumas obras realizadas na Alemanha com AGR ................................................ 25 Tabela 5 - Limite de norma para o teor total de cloretos .......................................................... 35 Tabela 6 - Principais mtodos de ensaio penetrao de cloretos (Stanish et.al, 1997). ......... 50 Tabela 7 - Propriedades qumicas, fsicas e mecnicas do CP V- ARI. ................................... 63 Tabela 8 - Caractersticas do agregado mido.......................................................................... 64 Tabela 9 - Caractersticas do agregado grado. ........................................................................ 65 Tabela 10 - Resistncias dos ARC para incorporao na nova matriz. .................................... 67 Tabela 11 - Caracterizao fsica dos agregados provenientes da britagem dos concretos. .... 67 Tabela 12 - Ingresso de ons cloreto baseado na carga passante (ASTM C1202-07) .............. 78 Tabela 13- Resultados das mdias de resistncia compresso axial ...................................... 81 Tabela 14- ANOVA dos efeitos dos fatores independentes sobre resistncia compresso. .. 81 Tabela 15 - Mdias dos resultados da resistncia trao por compresso diametral ............. 84 Tabela 16- ANOVA dos efeitos dos fatores independentes sobre resistncia trao. ........... 84 Tabela 17: Anova do modelo para absoro de gua por capilaridade .................................... 89 Tabela 18- Parmetro das variveis analisadas para a absoro de gua por capilaridade ...... 90 Tabela 19 - Resultados das mdias de carga total passante. ..................................................... 93 Tabela 20- Anova do modelo para a carga passante ................................................................ 93 Tabela 21- Parmetro das variveis analisadas para a penetrao acelerada de ons cloreto, baseado na carga total passante (ASTM C1202-07). ............................................................... 94 Tabela 22- Os resultados das mdias de absoro de cloretos por capilaridade ...................... 99 Tabela 23-ANOVA do modelo para a absoro de cloretos por capilaridade ....................... 100 Tabela 24- Parmetro das variveis analisadas, para a absoro de cloretos. ........................ 100 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Organograma do Utilizao de RCD na construo civil. ...................................... 16 Figura 2 - Composio de RCD em Porto Alegre / RS ............................................................ 20 Figura 3 - Composio de RCD em So Leopoldo/RS ............................................................ 20 Figura 4 - Composio de RCD em Novo Hamburgo/RS........................................................ 21 Figura 5 - Processo da Cadeia Produtiva dos RCD. ................................................................. 22 Figura 6 - Parmetros de avaliao de durabilidade e desempenho de uma estrutura ............. 29 Figura 7 - Esquema Simplificado da clula de corroso (CIB 152, 1984). .............................. 31 Figura 8 - Fases dos cloretos nos concretos (TUUTTI, 1982). ................................................ 33 Figura 9 - Formas de penetrao de ons cloreto na estrutura de concreto .............................. 36 Figura 10 - AASHTO T259 (salt ponding test) ........................................................................ 42 Figura 11 - Sistema do ensaio do Nordtest ( STANISH et.al, 1997) ....................................... 43 Figura 12 - AASHTO T277 (ASTM C1202-07) esquema do teste. ......................................... 44 Figura 13 - Clula de migrao (Tang e Nilson, 1991) ............................................................ 47 Figura 14 - Representao esquemtica do mtodo (STANISH et.al, 1997) ........................... 49 Figura 15 - Matriz de variveis experimental e ordem de execuo dos traos. ...................... 62 Figura 16 - Curva da distribuio granulomtrica da areia ...................................................... 64 Figura 17 - Diagrama de Dosagem do Concreto. ..................................................................... 66 Figura 18 - Curvas granulomtricas para os agregados - NM 248/2003 .................................. 68 Figura 19 - Absoro de gua ao longo do tempo do ARC. ..................................................... 69 Figura 20 - Comparao entre os ensaios de absoro por imerso e por capilaridade, nos 10 minutos iniciais do ensaio. Fonte: Werle et. Al, 2010 .............................................................. 71 Figura 21 - Porosimetria ARC- Volume acumulado de poros no concreto.............................. 73 Figura 22 - Porosimetria do ARC Distribuio do volume de poros no concreto reciclado . 73 Figura 23 - Sistema experimental do mtodo de absoro capilar (RILEM, 1999) ................. 75 Figura 24 - Corte das amostras. ................................................................................................ 76 Figura 25 Colagem dos corpos de prova s clulas de acrlico ............................................. 77 Figura 26 - Esquema da montagem do ensaio de penetrao de cloretos ................................ 77 Figura 27 - Ensaio de absoro de cloretos .............................................................................. 79 Figura 28 Efeito isolado da varivel tipo de agregado no comportamento de resistncia compresso axial....................................................................................................................... 81 Figura 29 Efeito isolado da varivel teor de agregado no comportamento de resistncia compresso axial....................................................................................................................... 82 Figura30Efeitoisoladodavarivelteordepr-molhagemnocomportamentode resistncia compresso axial. ................................................................................................. 82 Figura 31 Efeito isolado da varivel tipo de agregado no comportamento de resistncia trao por compresso diametral .............................................................................................. 85 Figura 32 Efeito isolado da varivel teor de substituio no comportamento de resistncia trao por compresso diametral ........................................................................................... 85 Figura33Efeitoisoladodavarivelteordepr-molhagemnocomportamentode resistncia trao por compresso diametral ......................................................................... 85 Figura 34 Absoro de gua ao longo do tempo 25% de ARC a/c 0,85 ............................ 88 Figura 35 - Absoro de gua ao longo do tempo 50% de ARC a/c 0,85 ............................. 88 Figura 36- Absoro de gua ao longo do tempo 75% de ARC a/c 0,85 .............................. 88 Figura 37 - Absoro de gua ao longo do tempo 100% de ARC a/c 0,85 ........................... 88 Figura 38- Absoro de gua ao longo do tempo 25% de ARC a/c 0,56 .............................. 88 Figura 39 - Absoro de gua ao longo do tempo 50% de ARC a/c 0,56 ............................. 88 Figura 40 - Absoro de gua ao longo do tempo 75% de ARC a/c 0,56 ............................. 88 Figura 41 - Absoro de gua ao longo do tempo 100% de ARC a/c 0,56 ........................... 88 Figura 42 - Absoro de gua ao longo do tempo 25% de ARC a/c 0,43 ............................. 89 Figura 43 - Absoro de gua ao longo do tempo 50% de ARC a/c 0,43 ............................. 89 Figura 44 - Absoro de gua ao longo do tempo 75% de ARC a/c 0,43 ............................. 89 Figura 45 - Absoro de gua ao longo do tempo 100% de ARC a/c 0,43 ........................... 89 Figura46-Grficodeabsorodeguaporcapilaridadedosconcretoscomoa/cfinal diferentes tipos de agregado ..................................................................................................... 91 Figura 47- Carga total passante aps 6 h de ensaio. ................................................................. 95 Figura48-Absorodecloretosporcapilaridadecomoa/cfinaldosconcretos-diferentes tipos de agregado .................................................................................................................... 101

RESUMO AVALIAO DA DURABILIDADE DE CONCRETOS PRODUZIDOS COM AGREGADO RECICLADO DE CONCRETO FRENTE PENETRAO DE ONS CLORETO ALINE TROIAN Ageraoderesduoscausadospelaconstruocivileacrescentedemandaderecursos naturaisdosetorvemresultandonautilizaodosResduosdeConstruoeDemolio (RCD)comomatriaprima.Aprticadousodesteresduocomoagregadoestsendode extremaimportnciaparaomeioambienteeparaasociedadedeummodogeral.Oescopo deste trabalho restringe-se ao estudo de agregado reciclado de concreto (ARC). As principais diferenas entre os agregados naturais e reciclados dizem respeito porosidade e resistncia compresso,quepodeminfluenciardiretamentetantonaspropriedadesdoconcretofresco, como nas propriedades do concreto endurecido, afetando a sua durabilidade. A porosidade do agregadodeconcretorecicladoinfluenciaasuaabsorodegua,oquepodealterara demandadeguadamisturadoconcreto.Nestecasooprocessodeprmolhagempodeser adotado com o objetivo de compensar esta absoro e garantir a manuteno da consistncia. Estetrabalhotemporobjetivoavaliarocomportamentodeconcretosproduzidoscom agregadosrecicladosdeconcreto(ARC)frentepenetraodeonscloreto.Foram produzidosARCemlaboratriocomconcretosdediferentesnveisdefc,18MPa(a/cde 0,85),37MPa(a/c0,56)e50MPa(a/c0,43).Estesagregadosforamempregadosemuma novamatrizdeconcretocomumarelaoa/cde0,64,substituindooagregadonaturalpelo ARC em diferentes teores, 0, 25,50, 75 e 100%. Os agregados reciclados foram pr-molhados com cinco diferentes teores, de 0 a 100%. Foram realizados ensaios de resistncia mecnica e de durabilidade, como resistncia compresso e trao, absoro de gua, absoro de ons cloretoepenetraoaceleradadeonscloreto.Omtodoempregadoparaverificara resistnciapenetraoaceleradadeonscloretofoiodanormaASTMC1202-07.A absorodeguaedeonscloretoempregouomtodoadapatadodopropostopeloRILEM TC 166-PCD. Os resultados foram avaliados por anlise estatstica, indicando que tanto o teor deagregado,comooteordepr-molhagemapresentamefeitossignificativossobrea penetraodeonscloreto,enquantoqueotipodeagregadoapresentaefeitoquandoem interaocomoutrasvariveisdecontrole.Paraasdemaispropriedadesdedurabilidade,as variveis de controle apresentam a mesma tendncia de comportamento. ABSTRACT DURABILITY ASSESSMENT OF CONCRETE PRODUCED WITH RECYCLED CONCRETE AGGREGATE BY CHLORIDE IONS PENETRATION ALINE TROIAN The construction and demolition waste generation and the crescent natural resources demand byconstructionindustryhasledtheusetheuseofConstructionandDemolitionWaste (CDW)asrawmaterial.Thispracticeisimportantfortheenvironmentconservation.The workscopeconcernsonlytorecycledconcreteaggregate(ARC).Theporosityand compressive strength are the main differences between natural and recycled aggregates. These factsinfluencefreshconcreteandthehardenedconcreteproperties,whichcanaffectits durabilityandmechanicalperformance.Thehigherrecycledconcreteaggregateporosity causeshigherwaterabsorptionthanthenaturalaggregate,andthewaterdemandofthe concrete mix may will increased for the slump maintenance. The pre-wetting can be adopted inordertocompensatethisabsorptionandensuretheslumpmaintenance.Theaimofthis researchisthedurabilityassessmentofconcreteproducedwithrecycledconcreteaggregate bychlorideionspenetration.ARCwereproducedinthelaboratorywithdifferentlevelsof concretecompressivestrength,18MPa(w/c0.85),37MPa(w/c0.56)and50MPa(w/c 0.43).Recycledaggregatewereusedas25%,50%,75%and100%replacementsofnatural coarse aggregate in the concrete mixtures. The ARC pre-wetting was conducted at five levels, from 0 to 100% by recycled aggregate total water absorption. The ARC compressive strength, ARCamountsandpre-wettingeffectsonthecompressiveandtensilestrength,water absorptionandchloride-ionpenetrationofconcreteproducedwithrecycledaggregatewere investigated.ItwasusedtheAcceleratedResistancetoChlorideIonPenetrationASTMC 1202-97TestMethodandadaptedRILEMTC-166PCDWaterAbsorptionTestMethod. Dataanalysiswasconducedusingstatisticalanalysis,includingANOVAandmultiple regression. These analyses indicated the significant effect of ARC type and amount and pre-wettinglevelonthechlorideionpenetrationandwaterabsorption.Forthecompressive strength the ARC type and amount have a significant effect, while for the tensile strength only the ARC amount has a significant effect. 13 1INTRODUO Odesenvolvimentosustentvelbaseadonaconservaoambiental,ouseja,o desenvolvimentocapazdesuprirasnecessidadesdageraoatual,semcomprometera capacidadedeatenderasnecessidadesdasfuturasgeraes.odesenvolvimentoqueno esgota os recursos para o futuro (VALLE, 2004). SegundoVsquez(2001),aconstruosustentvelestbaseadanaprevenoe reduo dosresduos atravs do desenvolvimento de tecnologias limpas, no uso de materiais reciclveis, reutilizveis ou subprodutos, at a coleta e disposio final dos resduos inertes. A construo civil sem dvida o setor responsvel pelo maior volume de consumo de recursosnaturais,estimando-sequesejaresponsvelpeloconsumomdiode33%dos recursos extrados. Os seus produtos consomem grande potencial de energia, conforme afirma John (1999) com base em levantamentos realizados em diversas bibliografias. Aindstriadaconstruocivil,quevemsofrendoimensastransformaesemsuas tcnicasconstrutivaseseguindooforteapelotecnolgicomundial,acabasendo extremamentequestionada,pelofatodestesavanosincindiremdiretamenteemproblemas referentes aos recursos naturais. At alguns anos atrs os insumos empregados pelo setor eram consideradosinesgotveis,oumelhor,nohaviaapreocupaocorrentecomoesgotamento dosrecursosnaturais.Pormasuaexploraoexcessivaedesordenadaestresultandoem graves problemas ambientais. Poroutroladoosetoremquestoresponsvelanualmentepor75milhesde toneladasdototalderesduosindustriaisproduzidos,(ANFAC,2009).Aquantidadede resduosgeradosnasconstruesbrasileirasdemonstraumenormedesperdciodematerial. Oscustosdosdesperdciossodistribudosportodaasociedade,nospeloaumentodo custofinaldasconstrues,comotambmpeloscustosderemooetratamentodeste resduo. crescenteonmerodecidadesbrasileirasqueapresentamumelevadovolumede resduosgeradopelaconstruocivil(RCC),podendoaindaserdenominadosResduode ConstruoeDemolio(RCD),quandoestessooriundosdenovasobras,reformase demolies.SegundoButtler(2003),inevitvelageraoderesduosemumprocessode fabricao.Quandonohumconhecimentodatecnologiaapropriadaparaareciclagemde umresduo,certamenteserdepositadonanatureza,resultandoeminmerosproblemas 14 ambientais.Emalgumasocasiesnemsempreafaltadetecnologiaodesafio,massima inexistnciadeumalegislaorigorosa,quevenhaapontardiretamenteosresponsveispor tais atos contra a natureza.Osresduosdaconstruociviledemoliesrepresentam61%doresduourbano produzidonascidadesbrasileiras,segundodadosdaSecretriaNacionaldeSaneamentodo MinistriodasCidades(2005).Deacordocomapesquisa,estepercentualcorrespondea90 milhes de toneladas de resduo urbano ao ano, que deve ser depositado em reas previamente estabelecidas, obedecendo a regras e normas ambientais criadas pelos estados e municpios de acordo com as leis que tratam do tema. No contexto atual, pode-se verificar um forte apelo ao desenvolvimento sustentvel e a necessidadedeumanovaposturadasociedadeemrelaocomomeio-ambiente.Os exemplosdepesquisasnaConstruoCivilqueestoemdesenvolvimentoesovoltadasa sustentabilidade, so aquelas que enfocam a redues de desperdcios de materiais, a busca de uma melhoria contnua da mo-de-obra, maior qualidade em seus produtos, projetos voltados paraasustentabilidadeambiental,reciclagemderesduoseaprocuradeumamaior durabilidade nos produtos, so as linhas. Aopodereciclagemamelhorformadeseamenizarosefeitosproblemticos dentro do meio urbano,podendogerarainda novos produtos a serem comercializados, como argamassas, concretos e blocos. o que apontam as inmeras pesquisas realizadas, no que diz respeito ao reaproveitamento dos RCD. Conforme Buttler (2003), entre os vrios resduos da construo civil, pode-se citar os resduosdeconcretocomotendoumdosmaiorespotenciaisdeutilizao,devidoao conhecimento de suas propriedades bsicas (resistncia compresso, idade, etc.) e seu menor graudecontaminaoporoutrosmateriais,quandocomparadocomoutrosresduosda construo.Osprincipaisagentesgeradoresderesduosdeconcretosoasfbricasdepr-moldados,usinasdeconcretopr-misturado,demoliesdeconstruesepavimentos rodovirios. Nopresentecontexto,torna-seimportanteconheceraspropriedadesfsicasdos agregadosrecicladosedosconcretosconfeccionadoscomessesagregadosreciclados,afim de tornar vivel a sua utilizao. Outro aspecto fundamental, sobre o qual no se tem muitos estudos,adurabilidadedessesconcretos.Entreostrabalhosdesenvolvidos,amaioria apresenta uma avaliao das propriedades mecnicas e a sua viabilidade tcnica na aplicao 15 dessesmateriaisnaincorporaodenovosconcretos.Aspesquisasqueestudama durabilidadedosconcretosrecicladosaindasoincipientes.Afaltadeestudos,relacionados aoempregodomaterialrecicladosemnenhumcritriocientficopodemcomprometera qualidade do produto e colocar em risco a segurana na obra. SegundoCabral(2007),existefatoreslimitantesparaaexpansodautilizaodos agregados reciclados tais como a variabilidade dos seus componentes e conseqentemente das suas caractersticas, a possvel contaminao dos RCD por agentes agressivos, que podem vir aminorarodesempenhomecnicoeadurabilidadedosconcretosconfeccionadoscomos reciclados.necessrio,portantoestudarestesagentes,nocasoestudarosonscloreto,que soconsideradososmaisproblemticosdentrodoprocessodacorrosodearmaduras (BERTOLINI et al;2007, METHA e MONTEIRO; 2008). Aaodosonscloretonasestruturasdeconcretopodeterorigemnamisturado concreto, ou seja, noamassamento, sendo este ento incorporado na pasta do concreto, pode tambmestarinseridosnomeioexterno,assimpenetramnoconcretoendurecido.Torna-se realmente fundamental o entendimento de sua forma de atuao e a capacidade dos materiais deimpediremasuapenetraoacarretandoemummenorndicedecorroso,eassim aumentando a vida til das estruturas. Conforme Siqueira (2008) necessrio conhecer as possveis formas de contaminao dosconcretosporonscloretoseomecanismodetransportedestesonsatravsdaredede poros.Existemquatromecanismosdetransportedeonsnoconcreto:AbsoroCapilar, Permeabilidade,DifusoeMigraoInica,quepodematuarsimultaneamenteou sucessivamenteaolongodotempoconformeascondiesdeexposioaqueoconcreto encontra-se submetido (CALADA, 2004).MuitostrabalhosjformadesencolvidoscomRCD,destacando-seadissertaode mestrado de Lovato (2007) com RCD misto, que estava inserido em um projeto desenvolvido em rede com participao da Ufrgs, Unisinos, Feevale e Cientec. Os resultados alcanados na pesquisaeapresentadospelaautoraindicaramanecessidadedoestudodascaractersticas individuaisdecadamaterialquecompemoRCD.NaUnisinosdesenvolvidooprojeto Utilizao de RCD na Construo Civil com subprojetos atrelados ao mesmo. Assim, no sub projeto Resduos de Concreto o estudo dos RCD se baseia no agregado oriundo do resduo do concreto endurecido. O presente trabalho est inserido dentro deste contexto abrangente, que, emumaprimeiraetapa,envolveoutrasduasdissertaesdemestradodesenvolvidasem 16 paralelo,englobandopropriedadesdoconcretonoestadofresco,propriedadesmecnicase durabilidade,comfinanciamentodaFINEP.AFigura1apresentaumorganogramado referido projeto. Figura 1 Organograma do Projeto Utilizao de RCD na construo civil. Neste trabalho, foram enfocados os aspectos de durabilidade relativos aos ons cloreto, bemcomoaanlisedaspropriedadesmecnicas,cujosdadossooriundosdeGrub(2010) nos concretos confeccionados com diferentes agregados grado de concreto reciclado. 1.1OBJETIVOS Opresentetrabalhotemcomoobjetivogeral,verificarainflunciadosagregados recicladosdeconcreto(ARC)nadurabilidadedeconcretos,frentepenetraodeons cloreto. E tem como objetivos especficos: VerificarainflunciadaporosidadedoARCnapenetraoaceleradadeons cloreto,napenetraodeonscloretoporabsoro,naabsorodegua,bem comonaresistnciacompressoetraodeconcretosproduzidoscomeste agregado; VerificarainflunciadosteoresdesubstituiodosagregadosnaturaisporARC napenetraoaceleradadeonscloreto,napenetraodeonscloretospor absoro,naabsorodegua,bemcomonaresistnciacompressoetrao de concretos produzidos com este agregado; 17 Verificarainflunciadoteordepr-molhagemdosARCnapenetraona penetrao acelerada de ons cloreto, na penetrao de ons cloretos por absoro, naabsorodegua,bemcomonaresistnciacompressoetraode concretos produzidos com este agregado. 1.2ESTRUTURA DA PESQUISA Estapesquisafoidivididaemcincocaptulos.Noprimeirocaptuloestinseridoa introduo,aapresentaodoproblema,ajustificativaeosobjetivosdotrabalhoaserem atingidos. No captulo dois, est contemplada a reviso bibliogrfica, que relaciona o tema RCD (ResduodeConstruoeDemolio),durabilidade,penetraodeonscloretoeARC. Tambm apresentado o concreto produzido com agregado reciclado de concreto e o estudo de suas propriedades frente ao dos ons cloreto, bem como todo o contexto da penetrao dos ons cloreto no concreto reciclado. Oprogramaexperimentalestinseridonocaptulotrs,ondesodefinidasas variveis envolvidas no estudo e apresentado o planejamento de experimentos. Tambm neste captulo so apresentados os materiais e mtodos utilizados. Oquartocaptuloapresentaosresultados,asanlisesediscussesdosresultados, obtidos durante a etapa do programa experimental. O quinto captulo traz as concluses da pesquisa, apontando a influncia das variveis estudadas. Ainda contido neste captulo esto as sugestes para futuros trabalhos. 18 2REVISO BIBLIOGRFICA Na reviso bibliogrfica sero abordados temas pertinentes ao trabalho, como resduos deconstruoedemolio,resduosdeconcreto,durabilidadeeconcretocomagregados reciclados. 2.1RESDUO DE CONSTRUO E DEMOLIO (RCD) 2.1.1 Definio e composio dos RCD AatualdefiniodeRCDmotivodemuitasdiscordncias,noapenasquandose tratadasfraesabrangentesqueestopresentes,mastambmarelaosatividades resultantes destas fraes (NGULO, 2000). AResoluo307,de5julhode2002,doConselhoNacionaldoMeioAmbiente (CONAMA) estabelece:[...]Resduosdaconstruocivil:soosprovenientesdeconstruo, reformas, reparos e demolies de obras de construo civil, e os resultantes dapreparaoedaescavaodeterrenos,taiscomo:tijolos,blocos cermicos,concretoemgeral,solos,rochas,metais,resinas,colas,tintas, madeirasecompensados,forros,argamassa,gesso,telhas,pavimento asfltico,vidros,plsticos,tubulaes,fraoeltricaetc.,comumente chamados de entulhos de obras, calia ou metralha (CONAMA, 2002). OsRCDpodemsercompostospordiferentesmateriais,comoossolos,rochas naturais,concretos,argamassas(deassentamentoerevestimento),cermicaspara revestimentos,cimento-amianto,gesso,vidro,ao,chapadeaogalvanizado,madeira, plsticos,materiaisbetuminosos,tintas,papeldeembalagemerestosdevegetais.A composiodessesresduosdependedafontequeosoriginou,noexatomomentoquea amostrafoicoletadaedotipodeconstruo.ATabela1mostraumcomparativoentreos resduosdeconstruoedemolioverificadaemalgunstrabalhosanteriores,jpr-selecionados. Tabela 1 - Comparativo da composio dos RCD. Componente % Pinto (1986)Zordan (1997)Leite (2001)Vieira (2003) Argamassa63,6737,4028,2627,82 Concretos4,7321,1015,1818,65 Cermicas29,0920,8026,3348,15 Outros2,2020,7030,235,38 Fonte: Lovato, 2007. 19 ConformeZordan(2000),oresduodeconstruoedemolioprovavelmentesejao maisheterogneodosresduosindustriais.Umaedificaocompostapordiversos componentes,resultandonessaheterogeneidadedosresduosnoprocessodedemolio. Sendo que nem ao menos um resduo de concreto ou argamassa igual, quando comparados com materiais de duas obras. Oliveira e Assis (1999) afirmam que o resduo de concreto pode ser originado de diversas fontes, como os concretos que foram dosados, fabricados e aplicados com um controle tecnolgico; e concretos produzidos sem este controle de qualidade. O nvel de resistncia vai interferir diretamente na porosidade final do resduo. Segundo a Resoluo 307 do CONAMA, os RCD so classificados em quatro classes, deacordocomaspossibilidadesdereciclagem,sendoelas:A,reutilizveisoureciclveis comoagregados;B,reciclveisparaoutrasdestinaes,taiscomoplsticos;C,sem tecnologiadereciclagemeconomicamentevivel;D,graudepericulosidadedosresduos.A classeAcompostapormateriaismineraiscomoconcretos,argamassas,tijolosetelhas cermicas,rochasnaturais,solosentreoutros(CONAMA,2002),eesta,segundonguloet al. (2004), representa a maior frao dos resduos gerados. Osresduos,sejamelesquaisforem,devemserclassificados,dopontodevistade riscoambiental,sendoassimdirecionadosaoseucorretodestinoemanuseio.Atento, classifica-seoRCDcomoClasseIIB-Inertes.SegundoaABNTNBR10004:2004,resduo Classe II B definida como [...]quaisquerresduosque,quandoamostradosdeformarepresentativa, segundoaABNTNBR10007:2004,esubmetidosaumcontatoestticoou dinmicocomguadestiladaoudeionizadatemperaturaambiente, conformeABNTNBR10006:2004,notiveremnenhumdeseus constituintessolubilizadosaconcentraessuperioresaospadresde potabilidadedegua,excetuando-seospadresdeaspecto,cor,turbidez, dureza e sabor.Porm,inmerosestudosreconhecemquehanecessidadedeseproceder investigaoquantoclassificaoambientaldosRCD.Assim,importantequesejam realizados testes de lixiviao e solubilizao nos resduos de construo e demolio com a finalidadedegarantirqueestesnosejamprejudiciaisaomeioambiente.Deacordocom LIMA(1999),aclassificaopodeserfeita,tambmcombasenoteordeimpurezas existentesnaspartidasderesduosquechegamsusinas,comoacontecenasrecicladoras implantadas no pas, ou ainda, com base no tipo de componente predominante no resduo. NoBrasil,estimadoqueemmdia65%domaterialdescartadosodeorigem mineral, 13% madeira, 8% plsticos e 14% outros materiais. As construtoras so responsveis 20 pela gerao de 20 a 25% desse entulho, sendo que o restante provm de reformas e de obras de autoconstruo (TECHNE, 2009). De acordo com Leite (2001), a composio do resduo de construo e demolio tem influncia direta naanlise do comportamento do agregado no concreto.A autoraanalisou a composio do resduo proveniente da cidade de Porto Alegre, representada na Figura 2. Figura 2 - Composio de RCD em Porto Alegre / RS Fonte: LEITE, 2001NaregiodoValedoRiodosSinosaproduodeRCDapresentaaseguinte composio , conforme Figura 3 e Figura 4. Figura 3 - Composio de RCD em So Leopoldo/RS Fonte: KAZMIERCZAK et al. ,2006 21 Figura 4 - Composio de RCD em Novo Hamburgo/RS Fonte: KAZMIERCZAK et al., 2006 Osestudosrelacionadosaosresduosdeconcretoatestamograndepotencialdo materialcomoagregadoreciclado.NoBrasil,osestudosconcentram-se,basicamente,no tratamento das sobras de concreto em centrais dosadoras e no reaproveitamento de resduos de construo e demolio mistos (BUTTLER, 2003).Para uma possvel transformao dos resduos em co-produtos necessrio que se faa umaseparaodosmesmos,paraadequadaaplicaoposterior.Estaseparaoseriamais eficiente se fosse realizada previamente no canteiro de obras, controlando todos os compostos gerados, determinando a qualidade dos mesmos. 2.1.2 Reciclagem dos RCD Areciclagemderesduosapresentavriasvantagens.Acontribuioambientalmais evidentedareciclagemapreservaoderecursosnaturais,queaoseremsubstitudospor resduos,prolonga-seavidatildasreservasnaturaisesereduzadestruiodapaisagem, floraefauna.Sendoestacontribuiosignificativa,atmesmoondeosrecursosso abundantes,comoocasodocalcrioedaargila,poisaextraodematrias-primas modifica a paisagem e o ecossistema (JOHN, 1999).Osresduosdeconstruocausamimpactosnegativossignificativosnascidades,ea prticadesuareciclagemavanarapidamentecomoumadasalternativasparalidarcomos problemasquecausam.Paraqueosresduosdeconstruoedemoliodeixemdeserum problemaepassemaserumasoluo,areciclagemdessesmateriaisconstitui-senatcnica mais simples e rentvel em termos econmicos e sociais. 22 Osetordaconstruocivilumdossetoresprodutivosquemaisaproveitaos resduos,transformando-osassimemsubprodutos.Hdadosdoaproveitamentoderesduos devidroedeborracha,comexcelentedesempenho,comoagregadosmidosegradosna confecodeconcretos(DHIRetal.,2004);aproveitamentoderesduosdasindstriasde ferro-silcio(slicaativa),dacinzadacascadearrozedaqueimadocaulim(metacaulim), comoadies;edeescriasdeaciaria,dealto-fornoedecobre(MEHTAeMONTEIRO, 2008),comoadiesetambmcomoagregadosnaconfecodeconcretos,dentretantos outros tipos de resduos utilizados e ainda pesquisados. Comrelaoreutilizaoouaoreaproveitamentodosresduosgeradospelos processostransformadores,ouseja,encaix-losnovamentenacadeiaprodutivacomo subprodutos,queteriamaplicabilidadeemoutroprocesso,atualmenteaIndstriada ConstruoCivilamaiorresponsvelpelareciclagemnoBrasilenamaioriadospases (JOHN, 2001). Conforme a Figura 5. Figura 5 - Processo da Cadeia Produtiva dos RCD. Fonte: Laboratrio Nacional de Engenharia civil Lisboa 26 de junho de 2008 Areciclagemdoresduo,apesardeexistiremtcnicasmaissofisticadas tecnologicamente,podeserrealizadacominstalaeseequipamentosdebaixocusto, podendoatmesmoserrealizadanaprpriaobraquegeraoresduo,reduzindouma significativaparceladeatividadesagregadas,comoporexemplo,oscustoscomtransporte (GRIGOLI, 2001). 23 DetalmaneirareciclarosRCD,independentedousoqueaelefordado-representa vantagens econmicas, sociais e ambientais, tais como: Economianaaquisiodematria-prima,devidosubstituiodemateriais convencionais, pelo resduo; Diminuio da poluio gerada pelo resduo; Minimizarasconseqnciasnegativascomoenchenteseassoreamentoderiose crregos, decorrente da disposio irregular; Preservao das reservas naturais de matria-prima; Diminuio do resduo depositado em aterros; Abertura de novos negcios e gerao de empregos diretos e indiretos. NoBrasil,opioneironosestudossobreareciclagemderesduosdeconstruofoio arquitetoTarcsiodePaulaPinto,em1986.Seuprimeirotrabalhofoiumadissertaode mestradorealizadacomautilizaoderesduosdeconstruonafabricaodeargamassas. Depois deste fato, desencadeou-se no pas uma conscincia coletiva por parte da sociedade e domeiotcnico,atentoumassuntosempercepes,noquedizrespeitoreciclagemde resduos de construo e demolio. 2.1.3 Aplicabilidade Em alguns pases onde a reciclagem de resduos de construo j est concretizada de fato,autilizaodeagregadosrecicladoshmuitodeixoudeserapenasemobrasde construoderodovias.Nospaseseuropeus,precursoresdareciclagemderesduosde construoedemolio,oconcretorecicladojestsendoutilizadosnoconcretoarmado, paracasasresidenciaisdemdiopadro,portosmartimoseatemconcretosdealta resistncia (VIEIRA, 2003). Segundo Levy (2001), a Comunidade Europia realizou, a partir de 1988, uma srie de obras de concreto obtido a partir da reciclagem de resduos de concreto e alvenaria, bem como da mistura de ambos, as quais eram e continuam sendo monitoradas para que se possa avaliar o comportamento desses concretos com relao capacidade portante e durabilidade. Aseguirsocitadasalgumasobrasrealizadas,nosseusrespectivospases,comsuas principais caractersticas: 24 AHolandaopascommelhorndicedereaproveitamentoderesduosde construo,aproximadamente80%dosresduosgerados.Essamedidasedeve,emparte,a grandeescassezderecursosnaturaisnopas.Porcontadafaltaderecursos,aHolanda importa areia natural da Sibria e resduo da Inglaterra (TECHNE, 2001). Tendo em vista este fato, a soluo fazer o uso de materiais alternativos e de baixo custo. Um resumo das obras utilizado- se agregados reciclados, pode ser visto na Tabela 2. Tabela 2 - Exemplo de obras de concreto com agregado reciclado na Holanda AnoObra realizadaAplicao 1988Viaduto na rodovia RW -32Muretas Laterais 1988Eclusa na hidrovia de HaandrickLaje submersa 1989Interligao entre a barragem e a eclusaLaje submersa 19902 viaduto na rodovia RW-32Todos os componentes das estruturas 1997-1998 Empreendimento residencial de mdio padro Painis pr-moldados de concreto Fonte: Levy, 2001 Na obra do empreendimento residencial, o projeto foi desenvolvido paraevidenciara viabilidade tcnica de substituio de 100% de agregados naturais pelo reciclado. Os painis noapresentaramdiferenasnoaspectovisualcomrelaoaosconcretoscomagregados naturaiseoisolamentoacsticoatendeasnormatizaes.Estemesmoempreendimentoest servindo de suporte para regulamentao de normas especficas para a construo e produo de concretos com agregados reciclados (LEVY, 2001). J a Inglaterra, alm de exportar para a Holanda os resduos, tambm referncia em obras executadas com agregados reciclados (Tabela 3). Tabela 3 - Exemplo de obras de concreto com agregado reciclado na Inglaterra AnoObra realizadaAplicao 1996Edifcio do meio ambiente do BREFundaes, Lajes e Pilares 1996Piso do laboratrio de Cardinton BREPiso de alta resistncia 1999-2000Novo centro para operaes de tratamento de guaAplicado em toda a estrutura Fonte: Levy, 2001 Naobradoedifciodomeioambiente,asfundaesalcanaramresistnciasde25 MPa, as lajes obtiveram 20 MPa e o cimento utilizado foi com adio de escria de alto forno. DesdeofinaldasegundaguerramundialaAlemanhasedestacaporserpioneirana reutilizao de resduos de construo e demolio. A seguir apresentam-se algumas obras na Tabela 4. 25 Tabela 4 - Algumas obras realizadas na Alemanha com AGR AnoObra realizadaAplicao 1945-2000Reconstruo das cidades alems Concretos normais, leves e blocos de concretos 1996-1997Unidades residenciais e comerciasEm toda a estrutura 1999 Concretos, alvenaria de blocos cermicos e combinao de ambos Peas decorativas Fonte: Levy, 2001. Naobradeunidadesresidenciais,foramconstrudas550unidades,cujoobjetivoera propagar a utilizao da reciclagem de materiais de construo civil. Para as peas decorativas foi utilizado cimento branco e cinza, de acordo com o tom do acabamento externo (VIEIRA, 2003). NoBrasilautilizaodeagregadosrecicladosaindalenta.Nopasoagregado reciclado,namaiorporcentagemutilizadoempavimentao,pelofatodeaindaexistir muitasdvidasequestionamentosarespeitodousodoagregadorecicladoemconcreto estrutural.Oaspectoprincipal,queoRCDpossuiumaimensavariabilidadee indispensvelumestudoaprofundadodesuaspropriedades.Opasaindaestmais preocupado em resolver os problemas com a falta de um gerenciamento de seus resduos que afetamosgrandescentrosmetropolitanos.Porenquantoaquestodaescassezderecursos naturaispareceficaremsegundoplano,masessencialquesetenhamestudosesolues, paraquesepossautilizarosRCDemnovasconstrues,poisaproblemticadaextrao mineraljumfatovisveleaconstruocivilnoBrasilprecisaseguirestesnovos paradigmas. 2.2DURABILIDADE OConcretoarmadoomaterialdeconstruomaisutilizadopelohomem, ultrapassandooao,otijolocermicoeamadeira.Oconcretoarmadoatendeutodasas necessidadesdaconstruops-guerra.Napoca,foramdesenvolvidosnovossistemas construtivosenovosmodelosdeclculos,afimdebuscarumaintensaprodutividadee menorescustos,fatoresdecisivosparaareconstruo.Noentanto,aevoluodosmtodos empregados, em parte, trouxe consequncias negativas s construes, aumentando a esbeltez das estruturas, reduzindo as dimenses das peas estruturais e o cobrimento das armadurase incrementando as tenses de trabalho (IBRACON, 2005). Deste modo, tais mudanas tiveram umreflexodiretosobreadurabilidadedasestruturasdeconcretoarmado,favorecendoa tendncia fissurao e reduzindo a proteo das armaduras. 26 As estruturas de concreto armado devem ser construdas para desempenhar as funes que lhe foram atribudas, durante um perodo de vida previsto. Deste modo, conforme Neville (1997),oconcretoconsideradodurvel.Aestruturaserconsideradadurvelquando desempenharasespecificaesdeprojeto,mantendoresistnciaeutilidadecomsegurana durante um perodo de tempo predeterminado, pelo menos razovel. Conforme o comit 201 doACI,citadoporMehtaeMonteiro(2008),adurabilidadedoconcretodefinidacomoa sua capacidade de resistir ao das intempries, ataques qumicos, abraso ou qualquer outro processodedeteriorao,conservandosuaformaoriginal,qualidadeecapacidadede utilizao quando exposto ao meio ambiente. NoBrasil,apreocupaocomadurabilidadeiniciou-secommaisforaapartirdos anos90,comoaumentodonmerodeestruturasdeterioradasecomaformaodeum primeiro ncleo de pesquisadores relacionados com a durabilidade das estruturas de concreto. No pas hoje ainda existe uma falta do levantamento das manifestaes patolgicas existentes nas obras (pontes e viadutos), h poucos dados estimados. A grande maioria destas obras foi construda em um importante panorama da economia brasileira, ocorrido entre as dcadas de 70 e 80, possuindo, portanto, uma idade mdia aproximada de 30 a 40 anos. Neste perodo, os projetos de clculos adotaram resistncias de projeto entre 15 e 25 MPa, com um cobrimento dearmadurainferioraonecessrioparaumaboaproteo,issoemparteaconteciaporuma deficincia normativa (IBRACON, 2005). Aperdadadurabilidadedoconcretoarmadofreqentementecausadaporuma conjunodefatoresqueincluemafaltadeconhecimentodomeioqueficaroexpostasas estruturas, bem como especificaes inadequadas e construes executadas sem os parmetros exigidos pelas normas tcnicas. OtextodaABNTNBR6118:2003,apesardenodeixarexplcitaumametodologia paraaprevisodavidatileumvalornumricoparaamesma,deixabastanteclaroa importncia da questo durabilidade na elaborao de um projeto, no que se refere execuo e manuteno de estruturas de concreto. A nova citao contempla mudanas significativas que vo da nomenclatura do concreto, ao cobrimento mnimo das armaduras e tambm define critrios de projeto visando construo de obras durveis. Outra novidade aclassificao dasestruturasdeconcretoemrelaoaoseuriscodedeteriorao,emfunoda agressividade do meio ambiente onde a obra est inserida.27 Umaboadurabilidadedoconcretoedasestruturasdependedasuafabricao,com materiais no expansivos e de sua capacidade para resistir s inmeras agresses provenientes domeioexterno.Sendoistodetotalrelevncia,dependendodascondiesambientaise climticas,oconcretoestsubmetidoaosefeitosdeumconjuntodeagentesagressivosede diferentesfatoresdestrutivos,queemdiversassituaespodematuarconjuntamente.O resultado destas interaes ambientais com a microestrutura do concreto a mudana de suas propriedades(SILVAeDJANIKIAN,1993).Nocasodasestruturasnoserembem projetadaseexecutadas,asmesmasnoresistemaestedesgasteambientalpelotempo requerido em projeto. As aes do meio ambiente so devidas aos agentes climticos (umidade, temperatura, radiaosolar,alternnciasdetemperaturanointeriordomaterialqueprovocao congelamentoedegelodagua,entreoutrosfatores),aagentesqumicos(presenadeons agressivosnoconcretoenoseumeiofludo)eagentesbiolgicos(comoos microorganismos). De acordo com a norma da ABNT NBR 6118:2003 (item 6.4), [...]aagressividadedomeioambienteestrelacionadasaesfsicase qumicasqueatuamsobreasestruturasdeconcreto,independentementedas aesmecnicas,dasvariaesvolumtricasdeorigemtrmica,daretrao hidrulica e outras previstas no dimensionamento das estruturas de concreto. Anormadefine,queaavaliaodaagressividadedomeioambientesobreumadada estruturapodeserfeitademodosimplificado,deacordocomascondiesqueaspeas estruturais so expostas. Adurabilidadedoconcretodependeprincipalmentedaporosidadecapilar,sendo funo do tipo de aglomerante e relao gua/cimento. Segundo Metha e Monteiro (2008), os porosdearincorporadopossuemformaesfrica,comdimensessuperioresaosvazios capilares.Podemserdecorrentesdeumamvibraodoconcretoouteremsido intencionalmenteincorporados.Devidoasuasgrandesdimenses,reduzembastantea resistncia do concreto e aumentam a permeabilidade, agindo diretamente na durabilidade do material. Aboaqualidadedoconcretodepende,almdotipodeaglomeranteedarelao gua/cimento,dacuraedograudehidratao,sendoessesosprincipaisparmetrosque regem as propriedades de absoro capilar de gua, de permeabilidade, de migrao de ons e dedifusividadedeguaedegases,assimcomoaspropriedadesmecnicas,resistncia 28 compresso,trao,mdulodeelasticidade,abraso,entreoutros(HELENE,1997).O mesmo autor coloca que a qualidade do concreto na obra deve ser controlada visando garantir osprocedimentoscorretosdemistura,transporte,lanamento,adensamento,desmoldagem, cura e critrios especficos e adequados a cada projeto. Helene (1999) enfoca que todas as medidas, decorrentes do ponto de vista econmico, visandodurabilidade,tomadasemnveldeprojetososempremaisviveis,segurasede menorcustoquemedidasdeintervenoposteriores.Oscustoscrescemexponencialmente quanto mais tarde ocorrer esta interveno. Conforme a Lei de Sitter (1984), colaborador do CEB Comit Euro-International du Bton,oscustosrelativossintervenesdemanutenopreventivasosubstancialmente menoresqueemcasosdemanutenocorretiva,osquaiscrescememrelaoaoscustos diretos em progresso geomtrica, chegando a ser cinco vezes maior. O texto da ABNT NBR 6118:2003 estabelece que, por vida til de projeto, entende-seoperododetempoduranteoqualsemantmascaractersticasdasestruturasde concreto, desde que atendidos os requisitos de uso e manuteno prescritos pelo projetista e peloconstrutor.Adificuldadedeseintroduzirofatortemponaabordagemsobrea durabilidade do concreto ou das estruturas de concreto a conseqncia da complexidade dos mecanismos de deteriorao envolvidos. Osconceitosdedurabilidade,vidatiledesempenhoestointerligados.Afigura6 resume os parmetros de avaliao de durabilidade e desempenho de uma estrutura. 29 Figura 6 - Parmetros de avaliao de durabilidade e desempenho de uma estrutura Fonte: Souza e Ripper, 1998. O desempenho de um material entendido como seu comportamento relacionado ao uso,quepodeser:desempenhomecnico;acstico;esttico;qumico;entreoutros (IBRACON, 2005). O desempenho do concreto est ligado alcalinidade mnima necessria para garantir aproteodaarmadura,estandorelacionadocomoprpriodesempenhodaestrutura. Entretanto,essemesmoconcretoestarsujeitoaaodeagentesagressivosexistentesno ambiente,quereduzir,comotempo,asuaalcalinidade,isto,oseudesempenhoqumico. Assim este processo acabar resultando na despassivao da armadura, abrindo caminho para a corroso de armaduras, sendo que, quando chegar fase de propagao, resultar na perda do desempenho mecnico da estrutura. 2.3CORROSO DE ARMADURAS O concreto armado constitudo de um conjunto de diferentes materiais que tem uma funoespecfica:absorveresforosdetraoecompresso.Oconcretoformadopor cimento,guaeagregadosecaracterizadoestruturalmenteporpossuiraltaresistncia compresso. No entanto, sua resistncia trao baixa e devido a isso, o ao incorporado ao concreto para resistir aos esforos de trao, formando ento o concreto armado.30 Asarmadurasdeao,dentrodamassadoconcreto,soprotegidascontraacorroso pelo fenmeno conhecido como passivao do ao, decorrente da grande alcalinidade do meio (concreto), pois o pH da gua existente nos poros atinge valores superiores at 12,5. Muitosautoresconcordamqueacorrosodearmaduras,ocorreemfunoda destruiodapelculapassivadora.Apelculapassivadora,podeserdescrita,porseruma camada invisvel de xidos (Fe2O3). Conforme Helene (1993), esta passividade causada pelo filme de xidos uma barreira que dificulta a ocorrncia da corroso. A corroso das armaduras dentro do concreto, apenas ocorre se a pelcula passivadora for destruda. Isto pode acontecer devido a trs diferentes causas: Lixiviao do concreto na presena de fluxos de gua que percolam atravs de sua massa; Reduo do pH, abaixo de 9, por efeito da carbonatao da camada de cobrimento da armadura; Presenadeonscloreto(Cl-)oudepoluioatmosfricaacimadeumvalor crtico. A corroso de armaduras no interior do concreto procede basicamente por mecanismos eletroqumicos,ondeocorreumareaoeltricaqueenvolveaconduodecargas,ouseja, eltrons entre regies diferentes de um mesmo metal. Pode ser feito uma subdiviso no metal, poisemumaregioocorremasreaesqueequivalemperdadeeltrons(regioandica), enquantoemoutraseprocessamasreaesdeconsumodeeltrons(regiocatdica).A movimentao de ons ocorre pelo eletrlito, que, se tratando do concreto, a soluo contida nosseusporos.Naregioandicaacontecemasreaesdeoxidaodometal,queconsiste nadissoluodotomometlicoounaliberaodeonsmetlicosparaoeletrlitoe formaodeumfluxodeeltronsatravsdoeletrodo(metal)paraaregiocatdica.Em geral,osonsdeferro(Fe++),comcargaeltricapositivanonodo,passamparaasoluo, enquantooseltronslivres(e-),comcargaeltricanegativa,passampeloaoparaoctodo, onde so absorvidos pelos constituintes do eletrlito e combinam-se com a gua e o oxignio para formar os ons de hidroxila (OH-) (GENTIL, 1996). Aarmadurafuncionacomoumeletrodomisto,naqualocorremreaesandicase catdicas, e a soluo contida nos poros do concreto o eletrlito (CEB 152, 1984). A Figura 7 mostra um esquema simplificado da clula de corroso desenvolvida. Qualquer diferena de 31 potencialgeradaentreaszonascatdicaseandicasocasionaosurgimentodecorrente eltrica e conforme a amplitude desta corrente e o acesso de oxignio haver ou no corroso de armadura. Figura 7 - Esquema Simplificado da clula de corroso Fonte: CEB 152, 1984. Acorrosonoexisteemconcretossecos(ausnciadeeletrlito)etampoucoem concreto totalmente saturado, por no haver acesso suficiente de oxignio. Como a corroso seapresentacomoumfenmenoeletroqumicoprocura-seevitarquehajanoconcreto condiesquefacilitemaformaodepilhaseletroqumicas.Dentreestascondiesestoa presenadeeletrlitos,aeraodiferencial(porosidadedoconcreto),reasdiferentemente deformadas ou tensionadas (concentrao de esforos) e a existncia de uma corrente eltrica (GENTIL, 1996). Oconcretoporapresentarumaestruturaporosa,nofuncionacomoumabarreira perfeitacontraapenetraodosagentesdesencadeadoresepropagadoresdacorroso, chegando-seconclusodeque,dentrodealgumtempo,aarmaduraseratacadaeo processo de corroso iniciar (ANDRADE, 1993). Acorrosopodeseraceleradaporagentesagressivoscontidosouabsorvidospelo concreto,entreelespode-secitarosonssulfetos(S--),oscloretos(Cl-),osnitritos(NO3),o gs sulfdrico (H2S), o ction amnio (NH4+), os xidos de enxofre (SO2, SO3), gs carbnico ( CO2), dentre outros. Esses agentes no permitem a formao ou quebram a pelcula existente de passivao do ao, acelerando a corroso (HELENE, 1993). 32 Noprocessodecorrosodearmadurasosagentesagressivosmaisproblemticosso osonscloreto,tantonoquedizrespeitoaoperododeiniciaoquantoaodepropagao. Por este fato, de extrema importncia enfocar melhor essa questo aqui no trabalho. Acorrosodearmadurasemconcretosdivididaemduasfases:iniciaoe propagao.Noprocessodeiniciaopodeserapontadaumacondioespecial,ondeao trminodaqualoequilbrioqumicodoaoimersonoconcretoquebradoeaarmadura despassivada.Noperododapropagao,paraqueoacorrosocontinue,depoisda despassivaodoao,devemestarenvolvidososelementosessenciaisaoprocesso:o eletrlito, diferena de potencial, oxignio e possveis agentes agressivos (HELENE, 1993). Pode-sedizerquesoduasasformasquepodemdestruirapelculapassivantede xidos do ao e resultar na corroso do mesmo: Diminuio da alcalinidade da soluo dos poros do concreto por carbonatao ou reao dos cidos provenientes do meio; Presenadeumteordeonscloretooudeoutrosonsdespassivantesemcontatocoma armadura do concreto. Os ons cloreto (Cl-) so apontados como o agente agressivo mais problemtico dentro do processo da corroso de armaduras. Destemodoimportanteoestudodestesagentesagressivos,poisaorigemdosons cloretodentrodoconcretoprovmdediversasformas,sendonecessrioprimeiramente, identificar como ocorreu penetrao dentro das estruturas de concreto. 2.3.1 Origem e importncia dos ons cloreto no concreto Os cloretos so integrantes dos aditivos aceleradores de endurecimento mais comuns, baseadosemCaCl2.Podemestarpresentesnaguadeamassamentoe,eventualmente,nos agregados.Nestasformassuaorigemocasionadaduranteamisturadosmateriaise denominado de incorporado. Os ons cloreto tambm podem ter origem no meio externo, ou seja, esto presentes no interiordoconcreto,masnoforamincorporadosduranteoamassamento,soclassificados comocloretosquepenetram.Oingressoocorreatravsdarededeporos,quandooconcreto estexpostoafontesexternasdecontaminaocomooaratmosfricoindustrial,ambientes marinhos (maresia ou nvoa salina) e de sais de degelo usados em estradas e estacionamentos nospasesdeclimasfrios.Soprovenientestambmdocontatodocidomuritico(HCl), 33 referentesalavagemdefachadas.AquantidadedeCl-incrementadatemporalmente chegando, at mesmo, a atacar toda a superfcieda armadura, podendo provocar velocidades de corroso intensas e perigosas (POLDER e PEELEN, 2002). SegundooAMERICANCONCRETEINSTITUTE-Committee222(1991),as primeirasocorrnciasdecorrosoemarmadurasemconcretoarmadoforamdiagnosticadas em ambientes marinhos e em indstrias qumicas, problemas este que vem se agravando ano psano,causandogravesdanosasestruturas,sendoaaodecloretosaprincipal responsvel. Em regies prximas ao mar ou em atmosferas industriais, s cloretos penetram no concreto durante a fase de uso. 2.3.2 Fases dos ons cloreto no concreto Osonscloretopodemserencontradosnoconcreto,segundoTuutti(1982)detrs formas:cloretoslivres(naformadeonsnaguadosporos),cloretosfixos(combinados quimicamentecomasfasesalumino-frricas,formandocloro-aluminatos),oufisicamente adsorvidos nas paredes dos poros (atravs do C-S-H), conforme representado na Figura 8. Figura 8 - Fases dos cloretos nos concretos. Fonte: Tuuti, 1982. Os ons que progressivamente contribuem para a corroso, e tambm para o transporte decloretosnoconcreto,soosonslivres.Aprimeiracausadadespassivaodoaoa presenadecloretoslivrespresentesnoeletrlitodentrodosporosdoconcreto,resultando assimnacorrosodaarmadura(HELENE,1993).Oautorafirmaqueoscloretos potencialmenteagressivossoaquelesqueseencontramdissolvidosemgua,umavezque como cristal slido no penetra na porosidade do concreto. No entanto, os cristais de cloretos comoslidospodemsedepositarnasuperfciedoconcretoatqueumachuvaosdissolva, tornando-os livres, podendo ocorrer o transporte para o interior do concreto. 34 Os resultados estudados por Thangavel et al. (2000) demonstraram que o uso do xido dealumnio,comoaditivonoconcreto,ocasionouumareduononveldecloretoslivres, isso acontece porque o Al2O3 combina com o cloreto de clcio formando os cloroaluminatos. De acordo com Silva (2006), os ons cloreto que podem ser encontrados quimicamente combinados,denominadossaldeFriedel,socloroaluminatos,fisicamenteadsorvidosna superfciedosporos,quimicamenteadsorvidosaoC-S-Helivresnasoluocontidanos poros do concreto, sendo estes ltimos os ons que podero despassivar e atingir a armadura.Apesar de serem os cloretos livres solveis em gua os nicos que podero provocar a corroso,convenientedeterminaroteordecloretostotais,umavezquepartedoscloretos combinados pode ficar disponvel devido a carbonatao ou elevao da temperatura. Pode-se dizer que o tipo de cimento deve ser levado em considerao no teor de ons cloretolivres,poisacomposioqumicadocimentotemgrandeinflunciaemrelao fixao de cloretos, uma vez que os compostos C3A e C4AF combinam- se com ons cloreto paraformaroscloroaluminatos,diminuindooseufluxodepenetrao.Acombinao qumica do C3A com cloretos so destacados pelos efeitos benficos, quanto mais altos o teor de C3A do cimento e maior o consumo de cimento, maior a quantidade de ons cloreto fixos (LIMA, 1990; NEVILLE, 1997). 2.3.3 Taxas admissveis de ons cloreto no concreto Ainda no est definido um consenso sobre o teor limite de cloreto considerado nocivo estrutura,ouseja,nohcomogarantirqueumbaixovalordeterminadonoocorrera despassivaodaarmadura,considerandoosvriosfatoresqueinfluenciamnoprocessode corroso.Existe um limite crtico de teor de cloreto capaz de despassivar a armadura. Este limite dado pela relao Cl-/OH- da soluo dos poros. A determinao do valor crtico da relao Cl-/OH-dependedefatorescomoacomposiodoconcreto,oteordeC3Adocimento,a temperatura, a umidade relativa, o pH da soluo dos poros, a proporo de cloretos solveis, o contedo de gua e a fonte de cloretos, dentre outros (ALONSO et al., 1997). SegundooCEB(1992),seoconcretonoestivercarbonatado,umteordecloretos igual a 0,4% em relao massa de cimento pode ser considerado como um limite adequado paraaconcentraocrticadecloretos.Helene(1993)concordacomestevalor,mas acrescentaquequantidadesinferioresaesselimitepodemnoserinofensivas,assimcomo 35 quantidadessuperioresnotenhamquenecessariamenteprovocaracorroso.Omesmo sugerequenosetomemosteoresdecloretoscomoumlimitematemtico,mascomoum indicativo do grau de contaminao da estrutura pelos cloretos.Osteoresdecloretospormassadecimento,apresentadospeloBRE,associadosao risco que estes representam estrutura, foi citado por Figueiredo (2005) como sendo de baixo riscoteoresdecloretoinferioresa0,4%,intermediriosentre0,4%e1%,edealtorisco quantidadessuperioresa1%.Noseutrabalhooautorapresentaalgunsvaloreslimites, institudos por normas internacionais, que so tomados como referncia na Tabela 5. Tabela 5 - Limite de norma para o teor total de cloretos NormaPasAnoTeor limite de cloretos ABNT NBR 6118:2003* BRASIL2003No se reporta ao teor de cloretos* ACI 318-21USA2001 0,15% em relao massa de cimento, em ambientes com cloretos. 0,3% em relao massa de cimento, em ambiente normal. 0,1% em relao massa do cimento, em ambiente seco. 0,06% em relao massa do cimento (concreto protendido). CEBEuropa1991 0,04% em relao massa do cimento.ENV 206Portugal1991 BS 8110:1Inglaterra1985 JSCE-SP2Japo1986 0,60% kg/m de concreto *AABNTNBR6118:2003nosereportaaoteordecloretos,masenfatizaquenopermitidoutilizaraditivoscontendo cloretos em sua composio, tanto em estruturas de concreto armado, quanto em protendidas. Fonte: Figueiredo, 2005. A grande parte dos pesquisadores tem como referncia usual a massa de concreto ou a guadeamassamentoparaabordaroteordecloretos,masnormal,nomeiocientfico, apontaroteordecloretosemrelaomassadecimento,edestamaneirasodescritos tambm na maioria das normas tcnicas. Existem tambm outras maneiras de expressaresses limites atravs darelao do on cloreto(Cl-)peloonhidroxila(OH-).Acondioalcalinadoconcreto,responsvelpela passivaodoao,proporcionadapeloshidrxidos,eoscloretossoosprincipais causadores da despassivao de armaduras (KULAKOWSKI, 1994). 2.3.4 Mecanismos de penetrao de ons cloreto Os ons cloreto podem ser encontrados na natureza dissolvidos em gua. Quando slidos, podem depositar-se na superfcie do concreto. Em dissoluo aquosa, por intermdio de chuvas ou 36 umidadeeatravsdarededeporos,osagentesagressivospenetramnoconcretoatingindoas regies mais internas do concreto armado. SegundoCascudo(1997),taisagentespodemsertransportadosparadentrodoconcreto atravs dos mecanismos de absoro capilar, difuso, permeabilidade e migrao (Figura 9). Figura 9 - Formas de penetrao de ons cloreto na estrutura de concreto Fonte: Helene, 1993. 2.3.4.1Penetrao por difuso um mecanismo de penetrao que ocorre mais lentamente, onde existe uma diferena de concentrao entre os meios que causam a difuso. De acordo com Andrade (1992), as condies de diferena de concentrao se processam naturalmente, entre o diferencial de concentrao dos meiosaquosos,nocasoasoluodosporosdoconcretoeomeioambientenoqualoconcreto est inserido. Estefatoocorretantoparasubstnciaspresentesemmeioaquoso,comotambmpara aquelasemmeiogasoso.Osagentesagressivosmaisproblemticos,oCO2 eosonscloretos geralmente, tm sua penetrao controlada por este fenmeno. Fick,em1855,modelouofenmenodadifusoemregimesestacionrioseno estacionrios.HELENE(1993)apresentaasoluodeFICKnomodelonoestacionrio,que ponderou o material slido, semifinito com concentrao com concentrao superficial constante do on na soluo externa, conforme a Equao 1. 0 0= 1 erf eCl 2 (DefCl t)0,5 Equao 1 onde :C0 a concentrao inicial de cloretos no interior do concreto do componente estrutural; Cs a concentrao de cloretos na superfcie do componente estrutural, admitida constante; 37 erf a funo de erro de Gauss eCl a profundidade considerada, geralmente em m; DefCl o coeficiente efetivo de difuso, varivel com a temperatura, geralmente em m/s; t a durao do tempo considerado, geralmente em s. 2.3.4.2Penetrao por permeabilidade DeacordocomMethaeMonteiro(1994),apermeabilidadepodeserdefinidapela facilidadequeumdeterminadofluidotemdeescoar,atravsdeumslidosobumgradiente depressoexterna,sendodeterminadapelacontinuidadeetamanhodosporosnaestrutura deste slido. Os cloretos externos penetram no concreto endurecido atravs deste mecanismo desde que estejam dissolvidos em meio lquido. Sendo assim, o transporte de cloretos ser funo do fluxo de lquido atravs do concreto e da concentrao de cloretos neste lquido (CALADA, 2004). Esse mecanismo tpico de locais como estaes de tratamento de guas, de esgotos, tanques industriais, reservatrios, estruturas martimas, entre outros. Apermeabilidade,emregimelaminar,estacionrioenoturbulento,podeser exemplificada pela lei de Darcy, conforme Equao 2 (HELENE, 1993): = = Equao 2 onde : V a velocidade de percolao da gua, em m/s; k o coeficiente de permeabilidade da gua no concreto, em m/s; H a presso de gua em m.c.a.; x a espessura de concreto percolado pela gua, em m; Q a vazo de gua percolada, em m/s; S a rea da superfcie confinada por onde percola a gua, em m. Depoisdeefetuaralgumasderivadaseintegraisemfunodex,Helene(1993) apresenta a seguinte Equao 3: = (2 )0,5 Equao 3 Onde: t o tempo considerado em segundos. 2.3.4.3Penetrao por Absoro Capilar Nestemecanismooscloretostambmprecisamestardissolvidosparaqueocorraa penetraonoconcreto.ConformeNepomuceno(2005),asforascapilaresquecontrolamo ingressodofluidosogeradaspelatensosuperficialdolquidoquepenetranointeriordos 38 porosedependemdascaractersticasdolquido(viscosidade,densidade)edoslido (microestrutura porosa do concreto).Andrade (2001) descreve que, em princpio, quanto menor o dimetro dos poros capilares, maior a presso e, consequentemente, maior a profundidade de penetrao da gua no concreto.DeacordocomHelene(1993),aabsorocapilarpodesermodeladapelaleideJurin,o qual apresenta uma relao da altura capilar com o tempo de contato com a gua Equao 4). = 2 Equao 4 Onde: h a altura de penetrao da gua no capilar, em m; a tenso superficial da gua, em kg/m (75 10-4); r o raio do capilar, em m; a massa especfica da gua, em kg/m (1 kg/m). Pode-se dizer que a absorocapilar na estruturapossui uma durao limite. Quando atingida por uma determinada altura de ascenso, ou seja, a partir da saturao, o mecanismo predominanteadifuso,poisasforascapilarespassamaserinsuficientesparagerar movimentao do fludo, at que as condies se alterem. De acordo com Calada (2004), h um limite estabelecido para o tempo de absoro, a partir do qual a penetrao do lquido pra e o ingresso continua por difuso. 2.3.4.4Penetrao por Migrao Amigraosecaracterizapelapresenadeonsemcampoeltricodevidoauma diferenadevoltagemquepodeseroriundadadeflagraodepilhasdecorroso eletroqumicaoudeumadiferenadepotencialgeradaporumafonteexterna(HELENE, 1993). Decertomodootermomigraodecloretosusadoparaadescriodeensaios aceleradosdepermeabilidadedeonsNepomuceno(2005),ondeoingressodecloretosno concreto forado pela imposio de uma diferena de potencial.O transporte de ons neste caso decorrente da lei de Faraday ( Helene,1993), descrita na Equao 5. F na t im =, Equao 5 Onde : 39 m massa do metal corrodo, em g i corrente eltrica em A t tempo em s a massa atmica n valncia dos ons do metal F constante de Faraday (96.493C) Pode-sedizerqueamenoroumaiorresistnciamigraodeonscloretosest vinculada s propriedades do material que influenciam na penetrao dos cloretos. So vrios osaspectosrelacionados,asdiferentescomposies,fatora/ceotipodefck,so caractersticas importantes, para a determinao da resistncia do concreto, frente migrao dos ons cloreto. 2.3.5 Parmetros determinantes na penetrao de cloretos Soinmerososfatoresquepodemdeterminarmenoroumaiorcapacidadedeum concreto de resistir penetrao de cloretos, movimentao dos ons no interior do concreto e a capacidade de combinar cloretos. 2.3.5.1Relao gua/cimento Arelaoa/cumdosfatoresquemaisexerceminfluncianapenetraodosons cloreto,poisdeterminanteparadefinircaractersticascomoporosidade,capacidadede absoro e permeabilidade da pasta (GOMES, 2001). Pode ser afirmado que quanto maior for a relao a/c, maior ser a porosidade e permeabilidade do concreto, ocasionando uma maior penetrao de cloretos. Car(2007)destacouquearelaoa/ceoefeitodatemperaturasobreaporosidade modificam a estrutura dos poros, ocasionando um aumento na penetrao de cloretos, em uma maior relao a/c, relacionado com o aumento da temperatura. Os poros do concreto servem de caminho para todos os mecanismos de transporte de fluidos,tantolquidoscomogases,tmacessoaoconcreto.Quantomaiorarelaoa/c, maioresasquantidadesdecloretonosconcretos.Essaconstataojfoiverificadaem diversostrabalhos(MONTEIRO,1996;HOFFMANN,2001;YANGetal.,2005;entre outros).Pereira(2001)estudouconcretosconfeccionadoscomcimentosCPIIFeCPIV,os quaistiveramumcrescimentonapenetraodecloretos,cercadenovevezes,quandoa relao a/c aumentou de 0,28 para 0,75. 40 2.3.5.2Composio e tipo de cimento Osdiferentestiposdecimentoapresentamvariaesnasuacomposioefinura, contribuindo e atuando de formas diferentes na proteo da armadura. O fato que pode iniciar a corroso o tipo empregado de cimento na execuo, pois em decorrncia da existncia do C3A e C4AF, que so componentes capazes de fixar os cloretos. incorreto afirmar que a nica influncia de capacidade de reteno de cloretos seja o contedodeC3A,poisoutrosprodutosdehidrataoparecemsercapazesdefixarum determinado valor de cloretos. De acordo com Tuutti (1982), a soma das fases C3A + C4AF aquemelhorsecorrelacionacomacapacidadedefixaodecloretos.Pode-seapontaros silicatos de clcio tambm os responsveis por fixar os ons cloreto. O mecanismo neste caso diferentedoqueacontececomoC3A,ocorrendoporadsorsofsicaatravsdeforasda superfcie (NEVILLE, 1997). Tessari e Dal Molin (1998) estudaram cinco tipos de cimento (CP II-E, CP I-F,CP IV, CP V, CP V-ARI-RS ), cimentos com e sem adies presentes em suas composies e cinco relaes a/c. Os resultados mostraram que os cimentos CP IV, CP V e CP V- ARI- RS foram os que melhor apresentaram resultados ao controle da iniciao da corroso por cloretos. Dependendodotipodeadioutilizadanocimento,asmesmasapresentamuma influnciapositivafrentepenetraodecloretos,porquealmdeterumacaracterstica adicional de fixao de cloretos, decorrentes do aumento dos aluminatos disponveis, tambm socapazesdegerarumrefinamentodosporoseaumentamaresistnciapenetraode agentes agressivos como os ons cloretos. 2.3.5.3Temperatura Atemperaturaapresentaumpapelfundamentalnacorrosodaarmadurainduzida peloscloretos,porpromoverumaelevaonamovimentaodosonscloreto,assim aumentando a sua velocidade na corroso do ao. Neville(1997)afirmaquequandoaconteceumaumentonatemperaturanoconcreto, tambmocorreumaumentodoteordecloretoslivresnaguadosporos,sendoassim evidenciados melhor, quando empregados em altos teores de C3A. Car(2007)constatouqueoaumentodatemperaturasimuladaemestruturasde concreto aps a hidratao modifica a estrutura dos poros, contudo a porosidade total aumenta 41 comaelevaodatemperaturaecomissoapenetraodecloretosaumentaemrazodo aquecimento. 2.3.5.4Cobrimento da armadura O cobrimento da armadura um fator de proteo para o ao dentro do concreto, pois agecomobarreirafsicaaentradadeagentesagressivoscomoaumidadeeooxignioe atuando tambm como barreira qumica ocasionada pelo ambiente alcalino do concreto. Ocobrimentodaarmaduraprecisasereficienteeconterumteoridealdeargamassa, podendoprotegeraarmaduradoconcretocontraosagentesagressivos.OpHdasoluo destes poros precisa estar acima de 12 e ausncia de ons cloretos, segundo Metha e Monteiro (2008), isso acontecendo, possvel afirmar que a armadura esteja passivada, cumprido assim seu carter qumico. A atual norma em vigor no Brasil, ABNT NBR 6118:2003, recomenda uma espessura do cobrimento, consumo de cimento e uma relao a/c mximo, em razo do tipo de ambiente que a edificao se encontra, menciona ainda uma classe de resistncia do concreto mnima. 2.4MTODOS DE AVALIAO DE PENETRAO DE ONS CLORETO Nesteitemapresentadaumarevisoacercadosdiversosmtodosdeensaiospara testaramaioroumenorcapacidadedosconcretosdeevitarapenetraodeonscloreto.Os mtodosdeavaliaoapresentadosbaseiam-senosdiversasmeiosdepentraoetransporte de fluidos no concreto. 2.4.1 Resistncia do concreto penetrao de ons cloreto Uma caracterstica importante que prejudica a durabilidade da estrutura de concreto adifusividadedoscloretos.Osmtodosnormalmenteutilizadosparadeterminaresta propriedadebaseiam-senousodeclulasdedifusooupelaimersoemsoluessalinas. Alguns dos ensaios que usam essas tcnicas so apresentados na sequncia. AASTHO T259 - Standard Method of test for Resistence of Concrete to Chloride Ion Penetration-SaltPondingTest-Apsdeterminadosprazosdecuraepr- condicionamentos,asamostrascomespessuramenordoque75mm,temumadesuas faces expostas por 90 dias a soluo de cloreto de 3% de NaCl e no decorrer medida a concentraodecloretosemcadafatiade0,5polegadas(1,27cm),conforme exemplificada na Figura 10.42 Figura 10 - AASHTO T259 (salt ponding test) Aliteraturaexistente(Yangetal.,2005;Stanishetal.,1997)identificauma dificuldadeemdefinirrealmenteoqueosresultadossignificam,poisretiradapouca informao destas fatias para se determinar o teor de cloretos. O ensaio no prev um ingresso unidimensionaldecloretos,nosendoummecanismodedifusodecloretosapenas,poisa face inferior, onde ocorre a reduo da umidade relativa, durante o teste os cloretos podem ser arrastados para o concreto por um mecanismo diferente do que pura difuso.Yanget.al(2005)avaliaramocoeficientededifusoatravsdestemtodoe correlacionaram a porosidade capilar com o coeficiente de difuso. A porosidade capilar dos poros(conectividade)aprincipalcaractersticadosporosrelacionadoscomosistemade difusividade de ons cloreto em concretos com cimento Portland. Segundo Stanish et al. (1997) h uma transmisso de vapor a partir da face saturada do concreto para a face externa seca, levando assim mais gua para ser arrastada com o concreto etrazendoosonscloretocomamesma,resultandoemummecanismodeabsorocapilar. Embora todos estes mecanismos pudessem estar presentes em uma estrutura, a importncia de cadaumnorefletidaporesteprocedimentodeensaio.Aquantidaderelativadecloretos quepenetramporabsorocapilar,emrelaoaomontantequeentrampordifuso,ser maior no teste de 90 dias, do que quando comparado com as quantidades relativas que entram durante a vida til de uma estrutura. consensoentreosautorescitadosqueestemtodoapresentadeficinciasem determinaraconcentraodecloretosemconcretosdealtodesempenho.Aconcentraode onscloretopresentenestesconcretosinsuficiente,para,emumperodode90dias,ser identificada com valores significativos. Estes fatos implicam em se proceder ao experimento por perodo de tempo com durao superior a 90 dias, quando a avalio feita em concretos de alto desempenho. 43 NordTestNTBuild443-BulkDiffusionTest.Esteprocedimentosemelhanteao procedimentoespecificadopelaAASTHOT259.Umadasmodificaesrefere-se preparao da amostra, que antes de entrar em contato com a soluo salina, saturada em guaecal,segundoStanishet.al(1997),paraevitarumasoroinicial.Tambmso seladasasfaceslateraiseafaceinferior,deixandoafacesuperioremcontatocomuma soluo de 2,8M de NaCl em um prazo mnimo de 35 dias. Para avaliar o teor de cloreto no concreto das amostras feita extrao de amostras em p em diferentes profundidades. A Figura 11 apresenta o esquema do ensaio. Figura 11 - Sistema do ensaio do Nordtest ( STANISH et.al, 1997) EmboraoNordTestNTBuild443sejacapazdemodelaradifusodocloretono concreto,aindaumtestedelongoprazo.Paraosconcretoscombaixaresistnciaso necessrio35diasnomnimoeparaosconcretoscommaiordesempenhodeveser prorrogado at os 90 dias, como o Salt Ponding Test. SoakingTest(EPCIEnsaiodepenetraodecloretosporimerso).Oensaio tambmbaseadonaAASTHOT259,descritoporWeeet.al(2000).Asamostrasso submetidas a determinados tempos de cura, e depois elas so imersas em soluo de NaCl, com concentrao de 19,38 ppm. No perodo determinado de 90 dias, os corpos-de-prova soretiradosdotanqueeaspergidoscomumasoluodeAgNO3, avaliandoa profundidade de penetrao dos on cloreto.ConformeSiqueira(2008),autilizaodoensaiodepenetraodecloretospor imerso(EPCI),porseaproximardassituaesreaisdepenetraodosonscloreto, possibilita uma confiabilidade maior na medida de desempenho dos concretos.Aavaliaodosconcretospormeiodestesmtodosdemandaumperododetempo longo,poisnecessitadeumpr-condicionamentodoscorpos-de-provaeumperodoparaa execuo dos ensaios, normalmente estimado de 90 dias. Em funo deste fato, pesquisadores desenvolverammtodosacelerados,entreelesoensaiomaiscitadonomeiocientficoo 44 ASTM C120207 Standard Test Method for Electrical Indication of Concretes Ability to Resistent Cholride Ion Penetration, tambm normatizado como AASTHO T277 - The Rapid Chloride Penetration Test- RCPT. Alguns mtodos de ensaios acelerados de pentrao de ons cloreto so: AASTHOT277ouASTMC1202-ElectricalIndicationofConcretesAbilityto Resistent Cholride IonPenetration (Rapid Chloride Permeability Test RCPT). As amostras,colocadasentremeia-clulas,ficamcomumadesuasfacesemcontatocom soluodeNaCleaoutracomsoluodeNaOH.Sosubmetidasaumadiferenade potencial de 60V, durante um perodo de 6 horas, no qual realizado um monitoramento dacorrentepassante,emintervalosde30min.Nasequnciacalculadoacargatotal passantenasamostras,registradaemCoulombs.AFigura12demostraosistema esquemtico do mtodo. Figura 12 - AASHTO T277 (ASTM C1202) - esquema do teste. Withing(1981)apudStanishetal.(1997)desenvolveuestemtodoeletroqumicode penetrao de cloretos, pela necessidade de analisar materiais que serviam de proteo para os tabuleiros de pontes contra a ao de sais de degelo. A compreenso do mtodo foi baseada na movimentaodeonscloretosporaodeumcampoeltrico,que,porpossuremcarga negativa,migramemdireoaoutroploeletroquimicamentepositivo.Oprocedimentodo ensaiocontroladoatravsdacorrentepassante,sendoqueoaumentodamesmapodeser correlacionadocomumamaiorquantidadedecloretosquepenetradoconcreto,ondeo 45 acrscimodaconcentraodecloretosdiminuiaresistividadedoconcreto.Apesardeste mtodo ser muito utilizado no meio cientfico, principalmente na Amrica do Norte, existem muitas controvrsias em relao aos princpios do ensaio (ANDRADE et.al, 1993). SegundoKulakowski(1994),omtodoacelerado,oquenoretrataascondies normaisdeexposiodeumconcretoouargamassa,poisapresentaumadiferenade potencial elevada (60 V) tornando o ensaio um tanto agressivo. Este fato relata que as anlises realizadas s servem para uma avaliao qualitativa. NoboletimtcnicopublicadopelaGraceConstructionProducts(2006)comparando mtodos de ensaio, destacado o fato do ensaio no medir a resistncia penetrao dos ons cloreto,massimmedearesistividadedoconcreto,equealmdomaisnorepresentauma situaoreal,poisnohcondioemqueoconcretosejaexpostoaumadiferenade potencial de 60V na vida til das estruturas. Seguindo a mesma linha de pensamento, Shi et.al (1998) destacam que amedio da correntepassanteespecificadapelaAASHTOT277ouASTMC1202noummtodo corretoparaavaliarapenetraorpidadecloretosemconcretoscomusodemateriais cimentcios.Osautoresalegamqueestesmateriaiscausariamreduesnaresistividade eltricaemmaisde90%,emfunodamodificaonacomposiodasoluodosporos, fator esse pouco importante no transporte de ons cloreto no concreto. Apesar de este teste apresentar muita controvrsia, Isaia (1996 ) conclui que o mtodo daASTMC1202podeserconsideradovlidoparasituaesdecontroledeparmetrosde qualidade quando feito para concretos com mesmos componentes e propores de mistura e aplicvelemquasetodosostiposdeconcretos,principalmentequandosedesejacomparar resultados em relao a outro de referncia. MtodoscommodificaesdaASTMC1202.Existemalgunstrabalhosemqueos autores buscam anular aspectos negativos do procedimento original, como, por exemplo, o aumentodatemperaturanodecorrerdoensaio,levandoaadaptaesnametodologiada ASTM.Destaca-seAndrade(1993)quediminuiu,emalgumasamostras,adiferenade potencial para 12V a partir dos primeiros 30 min de ensaio. Conforme Pereira (2001), o mtodo proposto por Andrade (1993) apresenta resultados mais confiveis. Constatou em sua pesquisa, ao relacionar o ensaio normatizado da ASTM C 1202comopropostodeAndrade(1993),queexisteumaboacorrelaoentreosmesmos, pormoperododeensaiopassaasermaislongonovamente.Aautoracolocaaindaque, 46 quando se deseja medir a penetrao de cloretos e o cronograma disponvel para a avalio do material curto, o ensaio da ASTM C1202 pode ser utilizado, porm seus resultados devem ser encarados com precaues.Tcnica de Migrao Eltrica (Eletrical Migration Technique). Os testes de migrao eltricasorealizadosemumaclulacomduascmaraseaamostranomeiofazendoa diviso.Aamostrapodeserdequalquertamanho,masgeralmentetemumdimetrode 100mm por um comprimento de 15 a 50 mm. A espessura do disco pode afetar a durao doteste,masnecessriaumadimensosuficiente,paraevitarinflunciasentreo agregadoeainterface.Seadimensodoagregadoformuitoprximadaespessurada amostra, pode existir a formao de um caminho preferencial pela zona de transio pasta-agregado e pode se estender pela maior parte da amostra. Isto proporcionar um caminho maisrpidoparaomovimentodeonscloretodoqueexistenamaiorpartedoconcreto. Para evitar isto a espessura da amostra deve ser maior que o mximo dimetro do tamanho do agregado (MCGRATH, 1996 apud STANISH et al., 1997). Otesteinicialmentepossuinacmeradoctodosoluodeonscloretoenacmera do nodo ausncia de cloretos, onde h a presena de gua destilada ou soluo de Ca(OH)2. Atensoentoaplicadaparainduzirosonscloretoatravsdoconcretoatacmarado nodoeasoluonestacmaraperiodicamentecontrolada,coletando-seamostraspara determinaraconcentraodecloretosnessasamostras.Amudanadaconcentraode cloretosemfunodotempopermiteumclculodoscoeficientesdedifuso,atravsde modelo matemtico (STANISH et.al, 1997).Adiferenamaisimportanteaserdestacadaentreosmtodosdeensaioatenso aplicada. Isto pode afetar diretamente o tempo necessrio para realizar o teste. A tenso deve sersuficientementebaixaparaevitaroaquecimentodaamostraesuficientementealtapara garantirumacurtaduraodoteste.Apesardeumagrandevariedadedetensesnas pesquisas,encontra-senaliteraturaadescriosucintaqueosintervalosapropriadosseriam entre 10 e 12 V (GJRV and ANDRADE, 1993; DELEGRAVE, et.al, 1996 apud PEREIRA, 2001). Outrosensaios:Stanishet.al(1997),fazemumalongarevisodaliteraturasobrea avaliaodapenetraodecloretosecitaoutrosensaiosacelerados,comooTestede MigraoRpida.[TheRapidMigrationTest,propostoporTangeNilson(1991)],os 47 quais demostram as tcnicas de resistividade, penetrao por presso, mtodos indiretos ( como permeabilidade de lquido ) e absoro. Tang e Nilson (1991), propuseram uma variao na convencional clula de migrao, o qual aplicaram uma tenso de 30V, usualmente comum em testes de migrao, exceto pelo fato que a soluo de NaCl no monitorada, e depois de 8 horas de ensaio as amostras so partidas e uma soluo de nitrato de prata aspergida em suas partes.O nitrato de prata uma tcnicacolorimtrica,queserveparaindicarapresenaouausnciadeonscloretona amostra. O on cloreto presente no concreto se vincula com a prata para a formao de AgCl, resultandoumacoresbranquiada.Emausnciadeonscloreto,quandoapratareagecom hidrxidos presentes no concreto, o resultado uma cor amarronzada. A soluo de AgNO3 utilizada em concentrao de 0,1 N, a cor muda em funo da concentrao solvel de cloreto que corresponde a 0,15% da massa de cimento, conforme Figura 13. Figura 13 - Clula de migrao Fonte: Tang e Nilson, 1991. OCTHTestconhecidocomoTheRapidMigrationTestcapazdeenfrentaras crticasdoRCPTrelacionadasamovimentaodosonscloretoeseuaumentode temperatura.NoentantoconformeStanishet.al(1997),comoemumcasotpicodetestede migrao,ainclusodemateriaiscondutorescomoometaleocarbono,poderiacriarum curto-circuitonaclulaCTH,comosendotrasportadapelocondutor,emvezdosons presentes na soluo dos poros. Se o condutor no causar um curto-circuito na clula (ou seja seumapeadeaoparalelosuperfcie)existeapossibilidadedelareagircomosons cloreto e afetaria a circulao dos mesmos. No entanto, se os ons cloreto no penetram at a profundidade do ao, isso no seria um problema.48 2.4.2 Tcnicas de Medio IndiretaPereiraet.al(2005),adotaramalgunsensaioseadaptaramoutrosparaavaliara resistnciapenetraodecloretos,atravsdomtododeCiclosdeimersoparciale secagem.Destaformaaaceleraointencionaldadeterioraofoifeitaatravsdeciclosde imerso e secagem. Os autores empregaram amostras de concreto com 91 dias de idade. Cada ciclo teve durao de 1 semana, iniciando com imerso parcial dos corpos de prova por 2 dias, em recipiente com soluo 1% de NaCl, e, aps este perodo, secando por 5 dias. feito um acompanhamento eletroqumico (realizado com Gecor 6, que mede a intensidade da corrente) aofinaldecadasemiciclo.Oscorposdeprovaforamsubmetidosarepetiesdeciclosat completarem171dias,cujoperodosegundoosautoresfoisuficienteparaapresentar resultados significativos. O mtodo descrito pode ser considerado como sendo um processo de absoro capilar, porestarimersoparcialmenteequandoaamostraatingeasaturaomximaapenetrao passaaocorrerpelomecanismodedifuso.Esteensaioparececorrespondersexpectativas da obteno de valores que apontam a penetrao de ons cloretos em profundidade possvel deseridentificada.Anicaquestoaseravaliadaaquestodotempodeexecuodo ensaio, j que o mesmo se totaliza em 171 dias. SegundoJuc(2002),omtododeCiclosdeimersoesecagemnonormatizado ainda,pormestatcnicavemsendomuitoutilizadaempesquisasemnvelmundial.Os ciclos de imerso e secagem so importantes para avaliar a durabilidade, principalmente para simular o estado das peas estruturais em contato com a gua do mar. Apermeabilidadedoconcretoaolongodotempotemsidoumapropriedadede interesse de inmeras pesquisas. H muitos mtodos utilizados para avaliar a permeabilidade daguaedogs.DeacordocomStanishet.al(1997)apermeabilidadedelquidos geralmentemedidodeduasmaneiras,aprimeiraaprofundidadedepenetraoemum determinado momento, ou taxa de entrada e sada. A variao da taxa de ingresso deentrada e sada e o tempo, tambm podem ser medidas. Embora muitas tcnicas tenham sido desenvolvidas em pesquisas, que so capazes de medirapermeabilidadedoconcretogua,estastcnicasnosoadequadasparaavaliara capacidade que o concreto tem para resistir ao ingresso de ons. 49 A sortividade (sorptivity) do concreto uma propriedade que mede o fluxo de fludos emconcretosnosaturados.Sortividadeumamedidadasforasdecapilaridadeexercidas pela estrutura dos poros causadas por fludos, e tambm pode ser tratada por taxa de absoro. SegundooDraftStandardonSurfaceSorptivityofConcretes,(ASTMDraft Standard), citado por Stanish et al. (1997) para executar o mdtodo necessrio uma escala, cronmetroeumrecepienterasocomgua.Aamostrapassaporumpr-condicionamento, queconsisteemumasecagempor7diasemestufaa50Ceemseguidasubmetidaaum resfriamentoemrecipientevedadopor3dias.Asfacessoseladasnormalmentecomfita adesiva. Amassainicialdaamostraverificadanotempozeroeimersaemuma profundidade de 5- 10 mm na gua. Na sequncia de tempos (1, 2, 3, 4, 5, 9, 12, 16, 20 e 25 min),aamostraremovidadagua,ocronmetroparado,oexcessodaguaretiradocom panomidoeentoaamostrapesadaecolocadanovamentenaguaeocronmetro recomea. Na Figura 14 mostrada a representao do teste. Figura 14 - Representao esquemtica do mtodo Fonte: STANISH et.al, 1997. Car(2007)usouestemtodoparaavaliarapenetraodecloretosemmaterias cimentcios combinado com um mtodo colorimtrico, detectando a presena de ons cloreto atravs da mudana de cor. Foi possvel identificar um aumento da massa durante a difuso, devido penetrao dos ons cloreto na amostra. Otestedesortividade,evitamuitasdificuldadesencontradasnomtodoRCPTe capaz de avaliar o concreto contendo materiais condutores, mas tem limitaes, pois capaz deanalisarapenasasuperfciedoconcreto,ondeasortividadedoconcretoafetadapela condio de superfcie, pelo menos no perodo especificado para execuo do mtodo. Paraumamelhoravaliaodosvriosmtodosdepenetraodecloretos, apresentado,aseguirumatabelacomoresumodosmtodosdeensaio,descritos 50 anteriormente, agrupados em trs categorias principais: longo prazo, curto prazo e outros. Um resumo de algumas vantagens e desvantagens de cada procedimento tambm apresentado na Tabela 6. Tabela 6 - Principais mtodos de ensaio penetrao de cloreto. Mtodo de ensaio Considera a movimentao de ons cloreto Temperatura constante Afetados pelos condutoresno concreto Durao a