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Ataque por sulfatos em estruturas de concretoTRABALHO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL 1

A LEXA ND RE MA RINI A ND RÉ V INIC IUS D E MORA ES

CAIO PANACIONI GABRIEL BERNARDINI

MA RCOS BROCA D O MA RINA SÓCIO NISSEL

INTRODUÇÃO*O concreto do cimento Portland deve ser capaz de desempenhar, adequadamente, as funções prescritas em projeto. A sua durabilidade em serviço é determinada pela capacidade da estrutura de resistir a quaisquer processos de deterioração.

*Quando exposto a determinadas condições, o concreto pode ter a vida útil de sua estrutura comprometida caso não sejam tomadas medidas adequadas para prevenir ou reduzir o risco potencial de deterioração.

*A deterioração do concreto, na prática, ocorre por fenômenos físico-químicos que, normalmente, tem origens diversas.

*Entre os agentes químicos mais agressivos ao material estão os sulfatos, também conhecidos como óxidos sulfúricos, que normalmente encontram-se diluídos na água, o que torna os concretos destinados a obras marítimas, subterrâneas ou de condução de rejeitos industriais e esgotos os mais vulneráveis a esses ataques.

INTRODUÇÃO

Degradação de uma manilha de betão por ataque de sulfatos.http://www.deecc.ufc.br/Download/TB819_Patologia_e_Recuperacao_de_Estruturas_de_Concreto/ATAKSulfato.pdf

Expansão por ataque de sulfatos.http://www.construmatica.com/construpedia/Durabilidad_de_los_Morteros_de_Revestimiento

http://www.deecc.ufc.br/Download/TB819_Patologia_e_Recuperacao_de_Estruturas_de_Concreto/ATAKSulfato.pdf

http://www.construmatica.com/construpedia/Durabilidad_de_los_Morteros_de_Revestimiento

ATAQUE POR SULFATO

http://www.cgti.org.br/publicacoes/wp-content/uploads/2016/01/Investiga%C3%A7%C3%A3o-da-expans%C3%A3o-em-laborat%C3%B3rio-de-concretos-contendo-agregados-com-sulfetos.pdf

Principais fatores intervenientes: • concentração de íons sulfato (SO4 2-), liberados com a oxidação dos sulfetos; • concentrações de íons Ca2+, OH- e Al(OH)4 - ; • pH do concreto


TIPOS DE ATAQUESQUANTO AO REAGENTE QUÍMICO

•Sulfato de cálcio

•Sulfato de sódio

•Sulfato de Magnésio

QUANTO FORMA DO ATAQUE

• Ataque clássico

• Ataque interno

• Ataque com formação de Taumasita

TIPOS DE ATAQUES QUANTO AO REAGENTE QUIMICO

TIPOS DE ATAQUE QUANTO A FORMA DE ATAQUE• Ataque clássico:

◦ Reação com o monosulfato formando estringita e gesso.

• Ataque interno:

◦ Formação de estringita secundária(FES).

◦ Normalmente Associado à cura a vapor.

• Ataque com formação de taumazita:

◦ C-S-H do cimento é atacado.

◦ Ambientes frios(5º a 15ºC) e úmidos.

SULFATO NO SOLO•São considerados suspeitos de serem solos agressivos os de coloração cinza e negra, principalmente se apresentarem manchas de ferrugem vermelho-castanho.

•Os solos com sulfatos aparecem principalmente em formações de mineração do período jurássico da era terciária, cujas sedimentações apresentam anidrita e gesso.

•Os sulfatos mais facilmente solúveis encontram-se em solos vizinhas a minas de sal.

•Solos pantanosos e lamaçais contêm varias substâncias que atacam o concreto, sendo entre elas: sulfatos, ácidos orgânicos e sulfetos de ferro.

SULFATO NOS AGREGADOS•Elementos mais prejudiciais nos agregados: sulfetos de ferro e gipsita.

•Sulfetos de ferros em agregados; pirita (FeS2), pirrotita (Fe1-xS), marcasita (FeS2), calcopirita (CuFeS2), arsenopirita (FeAsS), esfalerita (ZnS) e galena (PbS).

•Os Sulfetos presentes nos agregados liberaram íons Sulfato após sofrerem oxidação. Esses íons podem desencadear o ataque interno por sulfatos. Quando os íons de sulfato reagem com o concreto hidratado, originam produtos capazes de expandir/reduzir o concreto.

Maciço rochoso contendo pirita, pirrotita e calcopirita.http://www.cgti.org.br/publicacoes/wp-content/uploads/2016/01/Investiga%C3%A7%C3%A3o-da-expans%C3%A3o-em-laborat%C3%B3rio-de-concretos-contendo-agregados-com-sulfetos.pdf


SULFATO NOS AGREGADOS

Bloco de concreto extraído da barragem de Graus revelando manifestações patológicas típicas do fenômeno de alteração dos sulfetos de ferro: manchas de ferrugem e fissuração superficial.


Cristais de gipsita que se formaram devido alteração do sulfeto de ferro (pirrotita) contido nos agregados.


EMISSÕES NATURAIS

*O ataque se intensifica nas zonas de oscilação de nível, com variação nas condições de saturação, ocasionando a cristalização cíclica de sais nos poros, aumentando assim a agressão.

EMISSÕES ANTROPOGÊNICAS•A forma mais estável e difundida dos compostos de enxofre é o íon sulfato

•O enxofre é utilizado na fabricação de pólvora, fungicidas, fertilizantes, ácido sulfúrico e na vulcanização de borracha. Ele é também usado na indústria farmacêutica, na indústria do papel e na constituição de sabão em pó.

•Águas residuárias industriais: Concentração de sulfatos na faixa de 180.000 a 284.000 mg/L.

•Esgoto Sanitário: partindo de 50 amostras, a faixa da concentração de sulfatos varia de 10 a 31 mg/L. (Sarti et al (2008)).

•Os níveis de ataque ao concreto variam de acordo o ambiente das estações de tratamento de água e efluentes. Ataque pode ser proveniente dos próprios produtos químicos usados rotineiramente no tratamento.

OBRAS AFETADAS PELO ATAQUE POR SULFATO

Falhas de Concretagem

•Peças estruturais com patologias resultantes defalhas de concretagem;

•Vibração ineficiente resulta em aumento daporosidade do concreto, facilitando a entrada deagentes agressivos;

•Caminho aberto para ataque por sulfatos ecloretos.

http://cursos.unisanta.br/civil/arquivos/PRINCIPAIS-CAUSAS-DAS-PATOLOGIAS-CONCRETO.pptx



Galeria de Águas Pluviais

•Ataque biológico em ambiente compresença de sulfatos;

•Produção de ácido sulfídrico por bactériasanaeróbicas;

•Conversão em ácido sulfúrico porbactérias anaeróbicas, sendo esse umproduto agressivo que provoca adegradação do concreto.




Regiões de Maré

•Sais vindos do mar por ação de ondas,maré e/ou transporte pelo ar;

•Expansão, fissuração e degradação doconcreto devido a ação de sulfatos;

•Lixiviação e posterior corrosão dearmaduras pela ação de cloretos;

•Velocidade de corrosão de 30 a 40 vezessuperior à atmosfera rural.




Ataques em polos industriais

•Cobrimento inadequado do concretoexpõe a armadura a produtos químicosusados para branquear tecidos emindústria textil.

•Ocorre exposição dos agregados pelalixiviação da pasta de cimento.

•Velocidade de corrosão até 80 vezes maiordo que em meio rural.



ETAPAS DO DIAGNÓSTICO•Vistoria preliminar;

•Anamnese;

•Levantamento documental;

•Vistoria detalhada;

•Ensaios;

•Conclusão - Compilação dos dados, análise criteriosa e parecer final. Equipemultidisciplinar para realizar a análise e o parecer.

TENDÊNCIAS EM REPAROS E RECUPERAÇÃO•Pontes, túneis, viadutos, estruturas portuárias e off shore técnica deproteção catódica, e reabilitação de estruturas que estão passando porprocesso de Corrosão;

•No setor de infraestrutura e industrial revestimentos uretânicos e poliuréia einibidores de corrosão que agem por migração;

•Na recuperação a repassivação eletroquímica das armaduras: extraçãoeletroquímica de cloretos e a proteção catódica com zinco termoprojetado.

MEDIDAS PREVENTIVAS•Aditivos para concreto: aumentam a durabilidade – reduzindo o efeito de ataque porsulfatos.

•Escoria granulada de alto forno – torna a pasta endurecida mais resistente ao ataquepor sulfatos.

•Polímeros minimizam a permeabilidade do concreto do cimento Portland. Interessantequando se procura maior durabilidade. Os polímeros minimizam o ataque por ácidos esulfatos.

•Sulfatos (SO 4--) podem existir em: solos (gipsita), em efluentes industriais, emprodutos para a agricultura (sulfato de amônia) e na água do mar. Portanto éimportante um extremo cuidado com o meio em que o concreto estará exposto.

•Ataque pela água do mar contribui para expansão, fissuração e desagregação doconcreto devido à ação dos sulfatos, além de lixiviação e corrosão de armaduras pelaação de cloretos. Por isso em regiões próximas ao mar, é necessário um cuidado maiorna dosagem e características como permeabilidade do concreto.

MEDIDAS PREVETIVAS•Cimento Portland CP (RS) - (Resistente a sulfatos - NBR 5737)

•Cimentos - CP I, II entre 60% e 70% de escória granulada de alto-forno, III, IV ou V -ARIpodem ser resistentes aos sulfatos, atendendo pelo menos uma das condições:

Teor de C 3A do clínquer e teor de adições carbonáticas de no máximo 8% e 5% emmassa, respectivamente;

Cimentos do tipo alto-forno que contiverem entre 60% e 70% de escória granulada dealto-forno em massa;

Cimentos do tipo pozolânico que contiverem entre 25% e 40% de material pozolânico,em massa;

Cimentos com antecedentes de resultados de ensaios de longa duração ou de obrasque comprovem resistência aos sulfatos.

REFERÊNCIASKULISCH,D Ataque por sulfatos em estruturas de concreto, Curitiba,2011. Trabalho de conclusão de Curso-Universidade Federal do Paraná

Coutinho,J.S Ataque por Sulfatos, Porto,2001. Artigo- Faculdade de Engenharia do Porto,

Thomaz, C.S, Ataque de Sulfato ao Concreto de Cimento Portland, notas de aula

http://www.scielo.br/pdf/ce/v61n358/0366-6913-ce-61-358-00168.pdf




http://www.scielo.br/pdf/ce/v61n358/0366-6913-ce-61-358-00168.pdf




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