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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS - UFAL
AMARA MIDIÃ CORREIA ALVES
CONTRIBUIÇÃO À ANÁLISE DA PERSPECTIVA DE VIDA ÚTIL DE
ESTRUTURAS EM CONCRETO FACE AO TEOR DE CLORETO REGISTRADO
EM MACEIÓ-AL.
Maceió/AL
2007
Programa de Pós-graduação de Engenharia Civil
Área de concentração - Estruturas
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS - UFAL
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ii
Centro de Tecnologia - CTEC
Departamento de Engenharia Estrutural
Programa de Pós-graduação de Engenharia Civil - PPGEC
AMARA MIDIÃ CORREIA ALVES
CONTRIBUIÇÃO À ANÁLISE DA PERSPECTIVA DE VIDA ÚTIL DE
ESTRUTURAS EM CONCRETO FACE AO TEOR DE CLORETO REGISTRADO
EM MACEIÓ-AL.
Maceió/AL
2007
Dissertação apresentada ao Programa de
Pós-graduação em Engenharia Civil da
Universidade Federal de Alagoas como
requisito parcial para obtenção do título
de Mestre em Engenharia Civil, sob a
orientação do prof. dr. Flávio Barboza de
Lima.
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iii
Catalogação na fonte
Universidade Federal de Alagoas
Biblioteca Central
Divisão de Tratamento Técnico
Bibliotecária Responsável: Renata Barros Domingos
A474c Alves, Amara Midiã Correia.
Contribuição á análise da perspectiva de vida útil de estruturas em con-
creto face ao teor de cloreto registrado em Maceió - AL/ Amara Midiã
Correia Alves. – Maceió, 2007.
xiv, 118f. : il.
Orientador: Flávio Barboza de Lima.
Dissertação (mestrado em Engenharia Civil : Estruturas) – Universidade
Federal de Alagoas. Centro de Tecnologia. Maceió, 2007.
Bibliografia: f. 130-138.
1. Patologia de construção. 2 Concreto – Estrutura – Vida útil.
3.Concreto – Estrutura - Análise. I. Título.
CDU: 624.012.3./.4:69.059.4
iv
v
A Deus, cuja misericórdia jamais será
medida, e a meu filho Cainã.
vi
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus, para quem tudo é possível;
Ao meu filho de dois anos, meus pais e irmãos pelo apoio incondicional,
ao meu marido pelas vezes que precisou ser mãe;
Ao meu orientador prof. dr. Flávio Barboza de Lima pela confiança
depositada, por sempre ter sido um amigo, sem o qual não teria conseguido;
Aos meus professores, que sempre transmitiram conhecimento, na pessoa
do prof. dr. Eduardo Nobre Lages;
A outros professores que sem ser do corpo docente deste mestrado, me
auxiliaram tanto na pesquisa quanto nos ensaios: profa. Seleude Wanderley, prof.
Josealdo Tonholo, profa. Silvia Uchoa, prof. Antônio Carlos Laranjeiras, Profa.
Sandra Cartaxo, Prof. Ricardo Queiroz;
A Margarida Bezerra, técnica de laboratório, a Francisco Fábio de Araújo e
José Machado de A. Júnior na exposição dos experimentos;
A meus amigos, Edja Laurindo da Silva e Alexandre Cunha Machado, pela
contribuição dada;
A Cleonábula Neves pela amizade;
A meus colegas de curso, por tantas vezes que precisamos estudar juntos,
pelo apoio e acolhimento que sempre deram;
A meus colegas de trabalho, pela compreensão;
A tantos outros que apoiaram e incentivaram para a realização desse
trabalho.
vii
RESUMO
A ação do cloreto nas estruturas de concreto em cidades litorâneas vem
sendo foco de pesquisa dada sua importância no contexto da garantia de
durabilidade. Tem sido estudado tanto os mecanismos de produção do íon cloreto,
sua deposição sobre a superfície do concreto e consequentemente sua ação
patológica. A partir daí, diversas normas indicam medidas de proteção a serem
especificadas pelos projetistas, minimizando a percolação desse íon através da
camada de cobrimento do concreto. Apesar da atual norma brasileira para projeto
de estrutura em concreto
5
indicar classes de agressividade ambiental às estruturas
de concreto em região costeira, não correlaciona a nenhum teor ou taxa de
deposição de cloreto, deixando clara a existência de uma lacuna normativa. Este
trabalho se propõe a efetuar uma pesquisa bibliográfica quanto à produção do íon
cloreto, seus mecanismos de transporte e deposição na superfície das estruturas de
concreto; um estudo experimental de campo e laboratorial, captando o cloreto em
pontos dispostos na cidade de Maceió, desde a orla até os tabuleiros
6
. Para
quantificar o teor do íon utilizou-se o método de Mohr
7
. Observou-se um aumento
nas taxas de deposição de cloreto em pontos situados à beira mar, e uma diminuída
à medida que adentra ao continente, tendo sido detectado o cloreto além de 14 km
da costa. Através desses resultados foi avaliada a perspectiva de vida útil das
estruturas de concreto, face ao ataque por cloretos, para as estruturas situadas em
cada ponto de coleta, utilizando-se diversas especificações normativas
8
. Os
resultados mostram que obtem-se um significativo ganho de vida útil utilizando-se os
critérios da norma americana para estruturas situadas na zona de respingo de maré,
enquanto que a norma brasileira é a que apresenta menor projeção dessa vida útil
em regiões marinhas.
Palavras-chave: cloreto, vida útil, durabilidade.
5
NBR 6118 (2003): projeto e execução de obras de concreto armado; procedimento, revisada em 2004.
6
Coleta de acordo com a NBR 6211 (2001).
7
Método que determina a concentração do íon cloreto numa solução, através da titulação com nitrato de prata.
8
NBR 6118 (2003), ACI 318(2005), ACI 357R-84 (1997) e o boletim n° 3 do FIB (1999).
viii
ABSTRACT
The action of chlorine in concrete structures of sea coastal cities has been the
focus of research data due to its importance in the context of durability guarantee. It
has been studied the production mechanisms of the ion chlorine, its deposition on the
concrete surface and, eventually, its pathological action. From these data, several
norms indicate protection measures to be specified by the projectors, minimizing the
percolation of this ion through the cover layer of the concrete. In spite of the present
Brazilian norm of planning concrete structures
9
indicates classes of environmental
aggressiveness to the concrete structures in coast areas, it does not correlate any
content or deposition rate of chlorine, making clear the existence of a normative gap.
This work exposes the fulfillment of bibliographical research related to the production
of the ion chlorine, its transportation and deposition mechanisms on the surface of
concrete structures; an experimental field and laboratorial study catching the chlorine
at points located in the city of Maceió, from the shore to the coastal table lowlands
10
.
To quantify the ion content, the Mohr’s method
11
was used. It could be seen an
increase in the levels of chlorine deposition in places situated close to shore and a
decrease when going further into the continent, being the chlorine found 14 km off
the coast. From these results, it was evaluated the perspective of useful life of
concrete structures located at each point of collecting, making use of several
normative specifications
12
. The results show that there was a significant gain of
useful life when using the criteria of the American norm for structures located in the
splashing tide areas, while the Brazilian norm is that which presents smaller
projection of useful life in the sea coast areas.
Key words: chlorine, useful life, durability.
9
Planning and executing concrete structures; procedures, reviewed in 2004
10
Collecting according to NBR 6211 (2001).
11
Method that determines the chloride ion concentration of a solution by titration with silver nitrate.
12
NBR 6118 (2003), ACI 318(2005), ACI 357R-84 (1997) e o boletim n° 3 do FIB (1999).
ix
Lista de Figuras
Figura 1 Mapa da costa brasileira ................................................................
Fonte: http://baixaki.ig.com.br/download/Google-Earth-em-Portugues.htm,
acessado em: 16/05/2007.
19
Figura 2 Formato para projeto de durabilidade ............................................
Fonte: Boletim nº 238 do CEB (1997), p. 23.
24
Figura 3 Relação entre durabilidade e desempenho ...................................
Fonte: Boletim n° 3 do FIB (1999), p.4.
26
Figura 4 Fluxograma representativo de um processo com abordagem
determinística..................................................................................
Fonte: Adaptado de Helene (2007).
33
Figura 5 Fluxograma representativo de um processo através de uma
abordagem probabilística ................................................................
Fonte: Andrade (2005), p. 941.
33
Figura 6 Causas Físicas da deterioração do concreto..................................
Fonte: Metha & Monteiro (1994), p. 128.
36
Figura 7 Causas Químicas da deterioração do concreto..............................
Fonte: Metha & Monteiro (1994), p. 150.
36
Figura 8 Formas de ocorrência de íons-cloreto na estrutura do concreto....
Fonte: Cascudo (1997), p. 46.
40
Figura 9 Representação esquemática da corrosão eletroquímica na
presença de cloretos ......................................................................
Fonte: Neville (1997), p. 557.
41
Figura 10 Corrosão por pite ............................................................................
Fonte: Andrade (1992).
43
Figura 11 Corrosão em pilar de concreto por ataque de cloretos...................
Fonte: Helene (1988), p. 23.
43
Figura 12 Esquema de variação do teor crítico de cloretos em função da
qualidade do concreto e umidade do ambiente..............................
Fonte: Andrade (1992), p. 27.
45
Figura 13 Mapa do relevo de Maceió – AL ....................................................
Fonte: Adaptado do IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
(1985).
74
x
Figura 14 Malha discretizada sobre o mapa de bairros de Maceió com
locação dos pontos de coleta cujos experimentos foram
ensaiados .....................................................................................
Fonte: Adaptado do Centro de Geoprocessamento da Prefeitura Municipal de
Maceió (1998).
77
Figura 15 Vela úmida .....................................................................................
Fonte: NBR 6211 (2001), p. 5.
79
Figura 16 Vela úmida montada e protegida para exposição ..........................
81
Figura 17 Suporte da vela úmida ...................................................................
Fonte: NBR 6211 (2001), p. 6.
82
Figura 18 Suporte da Vela úmida ...................................................................
83
Figura 19 Vela úmida sendo geo-referenciada no campo .............................
84
Figura 20
Isolinhas de taxa de deposição (mg/m
2
.d) para a cidade de
Maceió ............................................................................................
96
Figura 21
Isolinhas do teor de cloreto (mg/L) para a cidade de Maceió.........
99
xi
Lista de Gráficos
Gráfico 1
Conceituação de vida útil das estruturas de concreto tomando-se
por referência o fenômeno da corrosão das
armaduras..........................................................................................
Fonte: Dep. de Engenharia de Construção Civil (1995?), p. 1.
31
Gráfico 2 Representação gráfica da relação existente entre o índice de
confiabilidade (β), a probabilidade de falha (P
f
) e a penetração de
cloretos para o interior do concreto....................................................
Fone: Andrade (2005), p. 945.
39
Gráfico 3 Modelo de vida útil proposto..............................................................
Fonte: Tutti & Cascudo (1998).
40
Gráfico 4 Perfil típico de concentração dos cloretos ao longo do cobrimento,
em um concreto contaminado por impregnação externa de
soluções ricas em cloretos ................................................................
Fonte: Cascudo (1997), p. 45.
44
Gráfico 5 Diagrama de Pourbaix para o ferro em solução de cloretos, em
concentração de 10 mol/L .................................................................
Fonte: Schiessl (1988) apud Silva (1995), p. 77.
51
Gráfico 6 Tempo para inicio da corrosão devido a carbonatação ou
penetração de cloreto, dependendo do real cobrimento do concreto
na medida que atinge o final da estrutura. O exemplo corresponde
a concreto não fissurado de alta qualidade ......................................
Fonte: Boletim nº 3 do FIB (1997), p. 19.
51
Gráfico 7 Influência do fator água-cimento no coeficiente de permeabilidade
dos concretos ....................................................................................
Fonte: Rostam (1991) apud Souza & Ripper (1998), p. 36.
53
Gráfico 8 Efeito da relação água-cimento na penetração de cloretos..............
Fonte: Jaergemann (1990) apud Figueiredo (2005), p. 847.
54
Gráfico 9 Valores de espessura de cobrimento mínimo de armaduras,
conforme várias normas ...................................................................
Fonte: Andrade (1992), p. 40.
61
Gráfico 10 Variação da produção de aerosóis de sal pelo oceano em função
da umidade relativa: velocidade do vento a 7,5 m/s; 800 mm/ano
de precipitação ..................................................................................
Fonte: Cole (2003), p. 133.
66
Gráfico 11 Variação da geração de aerosol marinho em função da velocidade
do vento e distância da costa: 2m de altura; 0,5 m do solo
aproximadamente...............................................................................
Fonte: Cole et al. (2003), No 2. p. 132.
67
xii
Gráfico 12 Comportamento da salinidade em função da distância ....................
Fonte: Morcillo et al (1998) apud Meira & Padaratz (2004), p.3.
68
Gráfico 13 Salinidade de sais influenciada por aerosois produzidos no oceano.
Fonte: Cole et al. (2003), No 4. p. 265.
69
Gráfico 14 Perfil de concentração de cloretos em função da distância em
relação ao mar ..................................................................................
Fonte: Meira & Padaratz (2002), pg. 5.
70
Gráfico 15 Taxa de deposição de cloretos em Maceió .......................................
93
Gráfico 16 Taxa de deposição de cloretos x distância do mar em Maceió em
Maceió................................................................................................
94
Gráfico 17 Teores limites de cloreto em Maceió ................................................. 95
Gráfico 18 Perspectiva de vida útil para pilares e vigas em concreto armado
projetados em Maceió de acordo com recomendações normativas
da NBR 6118 (2003) .........................................................................
100
Gráfico 19 Perspectiva de vida útil para lajes em concreto armado projetadas
em Maceió de acordo com recomendações normativas da NBR
6118 (2003) .......................................................................................
101
Gráfico 20 Perspectiva de vida útil para estruturas em concreto protendido
projetadas em Maceió de acordo com recomendações normativas
da NBR 6118 (2003) .........................................................................
101
Gráfico 21 Perspectiva de vida útil para estruturas em concreto projetadas em
Maceió com fator água/cimento de 0,55 e cobrimento variável ........
102
Gráfico 22 Perspectiva de vida útil para estruturas em concreto projetadas em
Maceió com cobrimento de 3,0 cm e fator água/cimento variável ....
103
Gráfico 23 Perspectiva de vida útil, face ao ataque por cloretos, para
estruturas em concreto armado situadas até 130 m de distância do
mar projetadas de acordo com recomendações normativas
diversas para a cidade de Maceió.....................................................
106
Gráfico 24 Perspectiva de vida útil, face ao ataque por cloretos, para
estruturas em concreto armado situadas a mais de 130m de
distância do mar de acordo com recomendações normativas para a
cidade de Maceió ..............................................................................
107
xiii
Lista de Tabelas
Tabela 1 Origem das falhas de serviços em edifícios (índices em %)............
Meseguer (1991) apud Couto & Priszkulnik (2002).
29
Tabela 2 Falhas em estruturas de concreto armado em regiões do Brasil .....
Fonte: Couto & Priszkulnik (2002).
30
Tabela 3 Teor limite de cloreto para diversas normas .....................................
Fonte: Figueiredo (2005), p. 844.
44
Tabela 4 Critérios de avaliação da permeabilidade à água do
concreto............................................................................................
Fonte: Cascudo (1998), p. 74.
53
Tabela 5 Correspondência entre classe de agressividade e fator
água/cimento.....................................................................................
Fonte: Adaptado da NBR 6117:2003 (2004), p. 18.
55
Tabela 6 Fator água/cimento para condições especiais de exposição – ACI .
Fonte: ACI 318 (2005), p. 52.
55
Tabela 7 Recomendações limites para o fator água cimento do concreto –
FIB ....................................................................................................
Fonte: Adaptado do boletim n° 3 do FIB (1999), vol. 3, p. 24 a 37.
56
Tabela 8 Correspondência entre classe de agressividade e resistência do
concreto ...........................................................................................
Fonte: Adaptado da NBR 6117 (2003), p. 18.
57
Tabela 9 Requisitos de resistência para condições especiais de exposição
do concreto – ACI .............................................................................
Fonte: ACI 318 (2005), p. 52.
58
Tabela 10 Recomendações limites para resistência do concreto – FIB ............
Fonte: Adaptado do boletim n° 3 do FIB (1999), vol. 3, p. 24 a 37.
59
Tabela 11 Correspondência entre classe de agressividade ambiental e
cobrimento nominal para
c = 10 mm ..............................................
Fonte: NBR 6118 (2003), p. 16.
62
Tabela 12 Recomendações de cobrimento para estruturas de concreto
armado – ACI ...................................................................................
Fonte: Adaptado do ACI 318 (2005), p. 83-84 e ACI 357R-84 (1997), p. 5.
63
Tabela 13 Tolerância para cobrimento em estruturas de concreto armado –
ACI ....................................................................................................
Fonte: Adaptado do ACI 318 (2005), p. 81.
64
xiv
Tabela 14 Recomendações de cobrimento para estruturas de concreto
armado – FIB ....................................................................................
Adaptado do boletim n° 3 do FIB (1999), vol. 3, p. 24 a 30 e vol. 1 p. 278.
64
Tabela 15 Deposição seca de cloreto na vela úmida (período de 15/08/2000 a
23/01/2001) .......................................................................................
Fonte: COSTA (2001) p. 71.
70
Tabela 16 Faixas de agressividade com base na vida útil das
estruturas...........................................................................................
Fonte: Meira (2004).
71
Tabela 17 Dados meteorológicos médios mensais em Maceió-AL....................
Fonte: Estação Meteorológica do CECA/UFAL (2005).
76
Tabela 18 Localização dos pontos de coleta do íon cloreto em Maceió-AL .....
86
Tabela 19 Teores de cloreto em Maceió-AL ......................................................
90
Tabela 20 Teores limites cloreto em Maceió............ .........................................
95
Tabela 21 Teor de cloreto em Maceió x ponto GPS .......................................... 98
Tabela 22 Recomendações normativas - espessuras de cobrimento para
estruturas em concreto armado frente à ação de cloretos ...............
Fonte: Adaptado da NBR 6118 (2003); ACI 318 (2005) e ACI 357R-84 (1997);
Boletim n° (1999).
104
Tabela 23 Recomendações normativas – fator água/cimento para estruturas
em concreto armado frente à ação de cloretos ...............................
Fonte: Adaptado da NBR 6118 (2003); ACI 318 (2005) e ACI 357R-84 (1997);
Boletim n° (1999).
104
Tabela 24 Recomendações normativas – resistência para estruturas em
concreto armado frente à ação de cloretos ......................................
Fonte: Adaptado da NBR 6118 (2003); ACI 318 (2005) e ACI 357R-84 (1997);
Boletim n° (1999).
105
xv
Quadro
Quadro 1 Classes de agressividade ambiental.................................................
Fonte: NBR 6118(2003). p 14.
28
xvi
LISTA DE ABREVIATURAS
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ACI American Concrete Institute (Norma Americana)
ASTM American Society for Testing and Materials
BAEL Norma Francesa
BS 8110 Norma Inglesa (British Standars - Inglaterra. Structural use of concrete)
Bureau Règle Techinique de concéption ete Calocul des Duvrages et
Construccion en Beton Armê Suivant la Métode des Etats Limites.
AFNOR – Association Française de Normalization (França)
CEB Comite Euro-Internacional du Betón
DIN Deustsches Institut fur Normung (Alemanha). Beton und Sthalbeton
bemessung und aus fuhrung (Norma Alemã)
EH Norma Espanhola (Instrucción para el Proyecto y la Ejecución de
Obras de Hormigón em Masa o Armado)
Eurocódigo Comunidade Econômica Européia
FIB International Federation for Structural Concrete
FIP Fédération Internationale de la Précontrainte
GPS Sistema de Posicionamento Global
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
ISSO International Organization for Standardization
JASS Japan Arquitectural Society (Japão). (Norma Japonesa)
JCSS JOINT COMMITTEE ON STRUCTURAL SAFETY
NBR Projeto de estruturas de concreto – Procedimento (Norma Brasileira)
PBQP-H Programa Brasileiro de Qualidade e Produtividade do Habitat
pr EN 206-CEN Perfomance, production, mise em oeuvre et critéres de conformité
RILEM International Union of Laboratories and Experts in Construction
SEAGRA Sociedade de Engenheiros Agrônomos de Alagoas
SEDU Secretaria Especial de Desenvolvimento Urbano
UFAL Universidade Federal de Alagoas
xvii
LISTA DE SÍMBOLOS
atm Pressão atmosférica
AgNO
3 Nitrato de prata
K
2CrO4 Cromato de potássio
Ag Prata
Ag
2CrO4 Cromato de prata
NaCI Cloreto de sódio
ºC Graus Celsius
β
Índice de confiabilidade
P
f Probabilidade de falha
t Tempo
d Dia
e Espessura
Fe Ferro
Cl Cloro
CO
2 Gás carbônico
m/s Metros por segundo
pH Potencial de hidrogênio
a/c Água/cimento
m
2 Metros quadrados
mg Miligrama
ml Mililitro
m Metro
cm Centímetros
mm Milímetro
mg/L Miligrama por litro
mol/L Mol por litro
V Wolt
N Normal
Va Volume da solução padrão de nitrato de prata gasto na titulação da
amostra, em mililitros.
Vb Volume da solução de nitrato de prata gasto na titulação da água
destilada (branco), em mililitros.
Vam Volume da amostra, em mililitros.
VT Volume total da amostra, em litros.
A Área de exposição (da gaze), em metros quadrados.
Cl
cc Teor de cloretos no concreto da camada superficial do componente
Ccr Concentração crítica de cloretos nas proximidades da armadura
Cs Concentração de cloretos (constante) na superfície de concreto
x Espessura de cobrimento às armaduras
D Coeficiente de difusão de cloretos (constante) (cm2/ano)
erf Função complementar de erro de Gauss
xviii
SUMÁRIO
Agradecimentos ..................................................................................................................... iii
Resumo ................................................................................................................................... iv
Abstract .................................................................................................................................. v
Lista de Figuras ...................................................................................................................... vi
Lista de Gráficos .................................................................................................................... viii
Lista de Tabelas ..................................................................................................................... x
Lista de Abreviaturas ............................................................................................................. xii
Lista de Símbolos ................................................................................................................... xiv
CAPÍTULO I
INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 17
1.1 Objetivos .......................................................................................................................... 20
1.2 Apresentação do Trabalho .................................................................................
21
CAPÍTULO I I
DURABILIDADE E VIDA ÚTIL DE ESTRUTURAS DE CONCRETO ......................
22
2.1 Durabilidade .......................................................................................................
22
2.1.2 Diretrizes para projetar estruturas duráveis.....................................................
23
2.2 Vida útil .............................................................................................................
30
2.2.1 Agentes agressivos .........................................................................................
35
CAPÍTULO I I I
AÇÃO DA PRESENÇA DE CLORETOS..................................................................
38
3.1 O cloreto como agente agressor........................................................................
38
3.2 Modelos para projeção de vida útil a partir da ação de cloretos .......................
46
xix
CAPÍTULO IV
CRITÉRIO DE PROJETO VISANDO A DURABILIDADE: QUALIDADE DO
CONCRETO .............................................................................................................
48
4.1 Sistema simples de barreira ...............................................................................
49
4.1.1 Relação água/cimento da camada de cobrimento ..........................................
52
4.1.2 Resistência da camada de cobrimento ...........................................................
57
4.1.3 Espessura do cobrimento do concreto ............................................................
60
4.2 Teores de cloretos em cidades litorâneas .........................................................
65
CAPÍTULO V
EXPERIMENTAÇÃO ................................................................................................
73
5.1 Localização dos pontos de coleta ......................................................................
73
5.2 Método de coleta ................................................................................................
78
5.3 Método de determinação do teor de cloreto ......................................................
85
5.4 Resultados Obtidos ...........................................................................................
89
CAPÍTULO VI
ANÁLISE DOS RESULTADOS E PREVISÃO DE VIDA ÚTIL .................................
92
6.1 Análise dos Resultados ......................................................................................
92
6.2 Perspectiva de vida útil .....................................................................................
97
CAPÍTULO VII
CONSIDERAÇÕES FINAIS .....................................................................................
109
7.1 Sugestões de continuidade ...............................................................................
112
CAPÍTULO VIII
REFERÊNCIAS .....................................................................................................
111
17
CAPÍTULO I
INTRODUÇÃO
O concreto armado e protendido, utilizados com freqüência nas obras de
engenharia, tanto nos elementos da superestrutura como da subestrutura, estão
expostos à agressividade ambiental que ao longo do tempo deteriora tanto o
concreto como a armadura, podendo levar ao colapso da peça. As normas, visando
garantir a vida útil especificada, estabelecem tanto diretrizes quanto critérios de
projeto que visam à durabilidade.
Vários são os agentes agressores existentes no meio ambiente que
circunda as estruturas de concreto podendo desencadear o aparecimento de
diversas patologias, as quais apresentam uma evolução exponencial em função do
tempo de exposição, acarretando proporcionalmente uma diminuição na vida útil que
deveria ser especificada em projeto, principalmente em regiões litorâneas pela
presença do cloreto somado aos demais agentes patológicos.
Nas diretrizes para durabilidade a NBR 6118 (2003): projeto e execução
de obras de concreto armado; procedimento
13
, apresenta uma classificação das
classes de agressividade ambiental, contudo não a correlaciona a nenhum agente
externo, nem mesmo ao teor de cloreto, quanto a esse recomenda apenas que seja
verificado se o concreto estará situado em zona de respingos de maré ou em zona
marinha, recebendo aerosois de sal transportado pelo ar. Porém, o regimento
normativo exige que as estruturas de concreto conservem suas características
originais durante o período correspondente a sua vida útil, considerando ainda como
mecanismo preponderante de deterioração da armadura a despassivação por
elevado teor de íon cloreto.
13
A NBR 6118 (2003) utilizada neste trabalho foi revisada em 2004.
18
Diante do exposto identifica-se claramente uma lacuna normativa, cabe ao
projetista estrutural classificar a agressividade ambiental a qual sua estrutura estará
exposta, face à presença de cloretos, sem contudo ter subsídios suficientes. Numa
cidade litorânea, deve-se ter um referencial limítrofe entre ambiente marinho e zona
de respingo de maré, como também um divisor a ser utilizado como delimitador da
zona urbana, cujo parâmetro ideal é o teor de cloreto existente na atmosfera. Sabe-
se que o cloreto proveniente do mar adentra ao continente a depender
principalmente da direção e velocidade do vento, cuja topografia, existência de
obstáculos e demais características climáticas e geográficas vão influenciar direta ou
indiretamente na concentração deste íon nas áreas internas da cidade.
Dando continuidade às recomendações normativas, destacando-se: NBR
6118 (2003), boletim n° 3 do FIB (1999)
14
, ACI 318 (2005)
15
e ACI 357R-84 (1997)
16
,
todos focam na qualidade do concreto como critério de projeto que visa à
durabilidade das estruturas, especificando a espessura da camada de cobrimento, o
fator água cimento e a resistência do concreto face à agressividade ambiental a qual
a estrutura estará exposta.
É necessário estudar a influência da atmosfera local nas estruturas de
concreto, partindo da ação de agressores como os sulfatos que originam reações
expansivas no concreto; o CO
2
agente principal da carbonatação na camada
superficial do concreto; os cloretos responsáveis por acelerar o processo de
corrosão do aço, etc. A questão é identificar para a região em estudo, o fator mais
relevante em função da concentração deste agente e seu potencial de dano a
causar nas estruturas.
O levantamento do teor de cloreto como referencia para a classe de
agressividade ambiental em cidades litorâneas justifica-se, pois possibilitará que os
projetistas estruturais, consultores em patologia e engenheiros em geral tenham
melhores condições para especificar a espessura da camada de cobrimento, o fator
água cimento e a resistência característica adequada para o concreto, de acordo
com a localização da estrutura e perspectiva de vida útil desejada.
14
Structural concrete: textbook on behaviour, design and performance updated knowledge of the CEB/FIP
model code 1990.
15
Building code requirements for structural concrete.
16
Guide for the Design and Construction of Fixed Offshore Concrete Structures.
19
Maceió, por ser uma cidade com aproximadamente 510 km² e 903 mil
habitantes
17
, contendo raras indústrias não apresenta produção potencial de CO
2
,
nem de sulfatos porém, poderá ser identificado um alto teor de agressividade em
suas estruturas de concreto oriundos do ataque por cloreto. É uma cidade litorânea
localizada no nordeste brasileiro, na costa do continente americano, banhada por
águas, de um lado o Atlântico do outro a lagoa Mundaú cuja água salobra
proveniente do mar serve como meio de transporte levando o íon cloreto para as
regiões internas da cidade. O oceano apresenta batimetrias próximas à praia na
ordem de 6000 m, bem mais que outras regiões da costa brasileira, Figura 1, indica
talvez uma alta produção de cloreto em sua massa d´água.
Figura 1 – Mapa da costa brasileira.
Fonte: http://baixaki.ig.com.br/download/Google-Earth-em-Portugues.htm, acessado em: 16/05/2007.
17
Fonte: Instituto Arnon de Mello (2006), p. 387.
20
A importância desse estudo se deve a sua contribuição na elaboração de
projetos de estruturas duráveis, levando-se em conta que os problemas patológicos
crescem cumulativamente e o custo de recuperação varia em função do tempo de
exposição da estrutura. Optou-se em quantificar o teor de cloreto existente em
diversas regiões da cidade de Maceió e verificar a perspectiva de vida útil para
estruturas em concreto dispostas no entorno dos pontos de medição.
1.1 Objetivos
Este trabalho objetiva analisar as diretrizes para durabilidade e perspectiva
de vida útil de estruturas em concreto, focando o mecanismo preponderante de
deterioração por cloreto, considerando as condições de exposição da cidade de
Maceió, contribuindo com o estabelecimento de critérios que visam a garantir a vida
útil especificada em projeto.
Apresentando-se como objetivos específicos:
• Estudar a ação do íon cloreto nas estruturas de concreto, situadas em
ambiente costeiro, e sua área de atuação;
• Analisar medidas de proteção normalizada, quanto à agressividade por
cloretos;
• Estudar a ação do íon cloreto nas estruturas de concreto situadas em
ambiente costeiro e sua área de atuação;
• Medir o teor de cloreto existente na atmosfera em diversos pontos da
cidade de Maceió-AL;
• Verificar a perspectiva de vida útil para estruturas em concreto situadas
em diversas regiões de Maceió, face o ataque por cloreto existente na
atmosfera, de acordo com especificações normativas;
21
1.2 Apresentação do Trabalho
Esta dissertação foi estruturada em seis capítulos, conforme segue:
Capítulo I: caráter introdutório, contém justificativa e os objetivos do
trabalho, além de apresentar sua estrutura;
Capítulo II: versa sobre aspectos gerais de durabilidade e diretrizes para
projetar estruturas duráveis, verificando os agentes agressivos.
Capítulo III: analisa a ação do íon cloreto no concreto armado e apresenta
modelos para projeção de vida útil para estruturas situadas ao longo do litoral.
Capítulo IV: estuda o critério de projeto visando à durabilidade através do
sistema simples de barreira focado na qualidade do concreto segundo
recomendações da NBR 6118 (2003), ACI 318 (2005), ACI 357R-84 (1997) e boletim
n° 3 do FIB (1999), quanto às especificações de cobrimento e tolerâncias possíveis,
apresentando também estudos quanto aos teores de cloretos em cidades costeiras;
Capítulo V: demonstra a experimentação que foi desenvolvida,
descrevendo a metodologia e os procedimentos utilizados para obter o cloreto na
atmosfera local através do método de ensaio da vela úmida, apresentando os
resultados obtidos;
Capítulo VI: analisa os resultados e verifica a perspectiva de vida útil para
estruturas de concreto em diversas regiões de Maceió-AL;
Capítulo VII: são feitas as considerações finais face os estudos realizados
e recomendam-se sugestões de continuidade e aprofundamento do tema.
22
CAPÍTULO II
DURABILIDADE E VIDA ÚTIL DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
Nos últimos anos as manifestações patológicas, em especial as oriundas
do ataque por cloretos nas estruturas de concreto armado, têm sido foco de diversas
pesquisas no Brasil e no mundo devido a crescente preocupação com a segurança
das estruturas e os custos com recuperação, sendo a durabilidade e vida útil desses
elementos estruturais postos em xeque e recomendado, ou por não dizer exigido,
que mecanismos de proteção sejam analisados desde a concepção do projeto
estrutural.
2.1 Durabilidade
Durabilidade, algo que todos almejam quando projetam e executam
estruturas de concreto armado, é definida por Metha (1994) como a capacidade que
o concreto tem de resistir à ação das intempéries, ataques químicos, abrasão ou
qualquer outro processo de deterioração.
O concreto armado, utilizado como material estrutural há cerca de 150
anos, tem apresentado deterioração prematura mesmo seguindo os requisitos de
durabilidade dos códigos normativos, tornando-os questionáveis. Verifica-se que a
vida útil especificada em projeto não é atingida, a agressividade ambiental se
sobrepõe aos mecanismos de proteção utilizados.
Segundo o boletim n° 3 do FIB (1999), a durabilidade de uma estrutura
significa sua resistência contra a ação do meio ambiente que a circunda, sua perda
é notável quando um elemento estrutural entra em colapso.
23
2.1.2 Diretrizes para projetar estruturas duráveis
Alerta Isaia (2005), é necessário que os projetistas estruturais agreguem
conhecimentos de concepção, dimensionamento e análise estrutural atrelados ao
conhecimento de durabilidade e tecnologia do concreto para conceber estruturas
duráveis.
Portanto, o projetista deve recorrer a estudos quanto à agressividade
ambiental a qual a estrutura estará exposta e utilizar mecanismos, materiais e
disposições construtivas que retardem ao máximo a necessidade de intervenções,
garantindo assim a durabilidade da estrutura que projeta.
A norma brasileira inclui a durabilidade no rol de requisitos mínimos a
serem atingidos pelas estruturas de concreto:
Os requisitos mínimos de qualidade de uma estrutura de
concreto: capacidade resistente, desempenho em serviço e
durabilidade, devem ser atendidos durante a construção e
serviço e os requisitos adicionais devem ser estabelecidos
junto ao autor do projeto estrutural e o contratante. NBR 6118
(2003), p. 13.
Para que o projetista estrutural atenda as recomendações normativas e
contratuais, o boletim nº 238 do CEB (1997), recomenda de acordo com a Figura 2,
a forma ideal de confeccionar um projeto estrutural focado na durabilidade, cujas
etapas para elaboração de um projeto estrutural estão bem mais complexas,
expectativa vida útil e estratégias de manutenção são definidas na concepção do
projeto pelo proprietário e projetista, sistemas de proteção são adotados, o nível de
projeto mais adequado é escolhido, a estrutura passa pelas etapas de
monitoramento, rotina de inspeção e manutenção durante sua vida útil.
O projetista é além de tudo um consultor para especificar, monitorar e
analisar as variáveis, que vão desde classificação ambiental, dimensionamento e
detalhamento do projeto, métodos construtivos, dentre outros, verificando o controle
de qualidade e sua garantia, validando a estrutura através do teste de desempenho
e checagem de durabilidade.
Os mecanismos de deterioração existentes são de alta complexidade logo,
os projetos devem ser modelados de forma que atenda tanto as condições de
24
carregamento e deformação quanto às agressividades ambientais, os elementos
construtivos e os materiais especificados, em especial o concreto.
Nota: QC = controle de qualidade; GQ = garantia de qualidade
Figura 2 - Formato para projeto de durabilidade
Fonte: Boletim nº 238 do CEB (1997), p. 23.
Para cobrir todas as especificidades descritas, o boletim nº 238 do CEB
(1997), recomenda que o projeto focado na durabilidade utilize sistemas de proteção
Estratégia básica de defesa
Evitar Reação
Opções
Projeto Detalhado
e verificação
necessária
Projeto ideal + materiais para atuar contra a reação
“Criticalidade” da estrutura
Sistema de
proteção
multi-barreira
Proprietário + Projetista
Opções
Sistema simples de
barreira
(=qualidade do concreto)
Conseqüências
posteriores ?
A
B
Nível
macro
Nível
médio
Modelos
baseados em
probabilidade
Nível micro
CQ + GQ
Teste de desempenho
Checagem de durabilidade
Definição do Desempenho Requerido
• Critério de Estado Limite
• Vida útil
• Estraté
g
ias de Manuten
ç
ão
+
Monitoramento + rotina de
inspeção + manutenção
25
simples ou multi-barreira sendo desenvolvido em um dos três níveis de modelagem
existentes:
• Projeto de Nível Macro: é o nível onde a engenharia estrutural é
atualmente empregada, cujos requisitos de dimensionamento são:
utilização de tabelas, gráficos ou softwares, sem utilizar fórmulas
descrevendo o mecanismo de degradação. Não há verificação nem
informação da expectativa de vida útil.
• Projeto de Nível Médio: além do descrito no nível macro, o projetista
descreve os processos de deterioração da estrutura e a ação do meio
ambiente local na qualidade do concreto, utilizando métodos
probabilísticos ou determinísticos referentes à engenharia de materiais.
• Projeto de Nível Micro: o projetista aprofunda suas investigações para
determinar a vida útil da estrutura, utiliza modelos para verificar a
degradação do material e as ações do meio ambiente, dimensionando a
durabilidade da estrutura numa base determinística, descreve a interação
do meio ambiente com o concreto, principalmente em sua superfície, e a
influência do fator água/cimento, analisa a penetração da carbonatação no
concreto e a taxa de corrosão da armadura, juntamente com a influência
da temperatura e umidade relativa.
Os modelos e procedimentos para verificação de vida útil podem ser
utilizados tanto em projetos de novas estruturas como em verificação da vida em
serviço residual de estruturas existentes.
Há várias discursões, tanto no Brasil como em diversos países, grupos
estudam a durabilidade das estruturas, desde sua concepção até o fim de sua vida
útil em serviço, destacando-se o CEB, hoje FIB – Federation Internacionale du Beton
e o RILEM – International Union of Laboratories and Experts in Construction
Materials.
O FIB (1999), apresenta o projeto estrutural definindo o desempenho
desejado durante a vida útil pretendida e especificando estratégias de defesa contra
os agentes de deterioração fundamentando-se no conhecimento do ambiente e sua
interação através de variações temporais da microestrutura do concreto, Figura 3.
26
DURABILIDADE
PROJETO
ESTRUTURAL
Form
a
Detalhamento
MATERIAIS
Concreto
Armaduras
EXECUÇÃO
Mão-de-obra
CURA
Umidade
Temperatura
NATUREZA E DISTRIBUIÇÃO DOS POROS
MECANISMO DE TRANSPORTE
DETERIORAÇÃO
DO
DETERIORAÇÃO
DA ARMADURA
FÍSICA
QUÍMICA E
BIOLÓGICA
CORROSÃO
RESISTÊNCIA SOLIDEZ
SEGURANÇA SERVICIBILIDADE
CONDIÇÃO
SUPERFICIA
DESEMPENHO
APARÊNCIA
Figura 3 – Relação entre durabilidade e desempenho.
Fonte: Boletim n° 3 do FIB (1999), p.4.
27
Portanto, deve-se conhecer os mecanismos de transporte e processos de
deterioração da estrutura para que se indiquem em projeto as estratégias de
inspeção e manutenção preventiva.
Segundo Isaia (2005), O RILEM
18
também relaciona procedimentos a
serem abordados no projeto em função da durabilidade da estrutura:
• Estudo dos métodos para incorporação da deterioração dos materiais
no projeto das estruturas;
• Estudo e seleção dos modelos de durabilidade e dos fatores de
degradação usuais das estruturas;
• Estudo e aplicação dos métodos estocásticos de projeto para a
durabilidade, métodos probabilísticos em função do tempo;
• Esboço dos procedimentos de projeto com exemplos elucidativos.
O projetista estrutural passa cada vez mais a assumir a responsabilidade
de garantia da vida útil de uma estrutura e não só de atestar que a mesma fique “de
pé” a partir do dimensionamento e detalhamento entregue para execução.
A norma utilizada para projetos em estrutura de concreto armado no
Brasil, NBR 6118 (2003), alerta para que se projetem estruturas em consonância
com o ambiente a qual estará inserida, fato que anteriormente não ocorria nas
normas de projeto.
As estruturas de concreto devem ser projetadas e
construídas de modo que sob as condições ambientais
previstas na época do projeto e quando utilizadas
conforme preconizado em projeto conservem suas
segurança, estabilidade e aptidão em serviço durante o
período correspondente à sua vida útil. NBR 6118(2003),
p. 15.
Apesar de contemplar a durabilidade e vida útil das estruturas, não aborda
os procedimentos de projeto baseados no desempenho probabilístico de
durabilidade, apenas classifica as ações do meio ambiente e mediante a classe de
18
Através do seu comitê técnico TC130-CSL, segundo seu relator Sarja (2000).
28
agressividade indica a resistência do concreto, o fator água/cimento e o cobrimento
a serem utilizados.
Um concreto durável preservará a forma do elemento estrutural e sua
capacidade de utilização, obedecendo às determinações de projeto dentro de
parâmetros aceitáveis de qualidade, estando este sob a ação do ambiente durante
sua vida útil.
O desempenho de uma estrutura visa cumprir a função para a qual foi
projetada, este é diretamente afetado pela deterioração do concreto e da armadura,
sendo vital que o projetista estrutural avalie as condições de agressividade do meio
ambiente a que a estrutura estará exposta de acordo com o Quadro 1,
recomendação dada pela NBR 6118 (2003):
Quadro 1 – Classes de agressividade ambiental.
Classe de
agressividade
ambiental
Agressividade Classificação geral do tipo
de ambiente para efeito de
projeto
Risco de
deterioração da
estrutura
I Fraca
Rural
Insignificante
Submersa
II Moderada Urbana
(1, 2)
Pequeno
III Forte
Marinha
(1)
Grande
Industrial
(1, 2)
IV Muito Forte
Industrial
(1, 3)
Elevado
Respingos de maré
1)
Pode-se admitir um micro clima com uma classe de agressividade mas branda (um nível
acima) para ambientes internos secos (salas, dormitórios, banheiros, cozinhas e áreas de
serviço de apartamentos residenciais e conjuntos comerciais ou ambientes com concreto
revestido com argamassa e pintura).
2)
Pode-se admitir uma classe de agressividade mas branda (um nível acima) em: obras em
regiões de clima seco, com umidade relativa do ar menor ou igual a 65%, partes da estrutura
protegidas de chuva em ambientes predominantemente secos, ou regiões onde chove
raramente.
3)
Ambientes quimicamente agressivos, tanques industriais, galvanoplastia, branqueamento
em industrias de celulose e papel, armazéns de fertilizantes, industrias químicas.
Fonte: NBR 6118 (2003). p 14.
Ao analisar o Quadro 1, vê-se que a classificação ambiental é genérica,
ficando sujeita a interpretações próprias do projetista que pode subjetivamente
adotar uma ou outra classificação expondo às vezes a estrutura a uma
agressividade à qual não está adequada.
Por exemplo, é especificada uma classe de agressividade em ambiente
marinho e outra em zona onde ocorrem respingos de maré, sem contudo indicar
e/ou quantificar o elemento limítrofe utilizado.
29
É necessária uma análise criteriosa dos microclimas no qual a estrutura
será inserida para dar suporte ao projetista na identificação de possíveis patologias
associadas a fim de que o mesmo utilize mecanismos de proteção em seu projeto.
A causa de uma patologia é o fator que contribui com o aparecimento do
dano, seja ele o ambiente que circunda a estrutura, as solicitações mecânicas
atuantes, as características do concreto armado e o cobrimento do elemento
estrutural, dentre outros, ocorrendo muitas vezes causas simultâneas que
repercutem na vida útil da estrutura.
A patologia prejudica a estrutura no que se refere às condições de
estética, funcionalidade ou segurança, se faz necessário verificar sua origem para
que se possam tomar medidas para que a mesma seja evitada ou ao menos
minimizada.
As patologias oriundas durante a elaboração do projeto alem de por em
risco a estrutura é responsável pelo aumento no custo da construção. Acrescentam-
se a estas à ação ambiental, dentre elas a presença do cloreto que acelera o
processo de corrosão, e as demais falhas construtivas complementadas pelos
problemas gerados por materiais danificados e danos causados durante a execução
e utilização, cuja estrutura irá sofrer cumulativamente seus efeitos degradantes.
Pesquisas realizadas em diversos países europeus, Tabela 1, apresentam
índices preocupantes de patologias ocorridas na fase de projeto, chegando a atingir
49%, ocorrendo mais falhas que nos demais processos construtivos.
Tabela 1: Origem das falhas de serviços em edifícios (índices em %).
ETAPAS
Bélgica Reino
Unido
Alemanha
Federal
Dinamarca Romênia Espanha
Projeto 46 a 49 49 37 36 37 41
Execução 22 29 30 22 19 31
Materiais 15 11 14 25 22 13
Uso 8 a 9 10 11 9 11 11
Equipamento - - - - - -
Outros - - - - - -
Causas naturais imprevisíveis - - - 4
Fonte: Meseguer (1991) apud Couto & Priszkulnik (2002).
No Brasil, estudo semelhante foi desenvolvido, Tabela 2, demonstrando
que apesar de ser elevado o número de patologias ocorridas durante a elaboração
30
de projeto, com exceção de Pernambuco, há um número bem maior de patologias
oriundas na execução, fato este que obriga ao projetista estrutural a efetuar visitas à
obra para aferição quanto à execução de seu projeto.
Tabela 2 : Falhas em estruturas de concreto armado em regiões do Brasil.
Registros /
Origem das Falhas
Sudeste Norte
Nordeste
Centro-Oeste
(GO, MS, MT)
Distrito
Federal
Pernambuco
Ano 1988 1994 1996 1996 1998
Nº de Casos 709 348 155 246 189
Planejamento/Projeto 18 30 22 24 44
Materiais 6 5 9 1 3
Execução 52 39 48 46 41
Uso 14 26 2 3 12
Manutenção 7 - 1 25 -
Outras 3 - 6 1 -
Fonte: Couto & Priszkulnik (2002).
A falha num elemento estrutural originada em qualquer etapa pode levar a
prejuízos econômicos graves, além de estar em jogo vidas humanas; um projeto
bem detalhado e especificado minimizará o aparecimento de patologias tanto na
execução como durante a vida útil.
2.2 Vida útil
Entende-se por vida útil, de acordo com Helene (1992): “O período de
tempo no qual a estrutura pode cumprir a função para a qual foi projetada sem
custos importantes de manutenção, ou seja, deverá estar sob manutenção
preventiva, mas não poderá sofrer qualquer tipo de manutenção corretiva, nesse
período”.
A vida útil para a qual foi concebido o projeto estrutural deve ser
alcançada, fatores complexos concorrem entre si manipulando esta vida útil, como
por exemplo: método construtivo, meio ambiente, forma de utilização e manutenção,
entre outros, que está além do controle do projetista, a quem cabe utilizar
procedimentos de projeto, especificação de materiais e métodos que atuem no outro
extremo, assegurando a qualidade do elemento estrutural e garantindo sua
durabilidade.
31
Um modelo qualitativo de vida útil para estruturas submetidas à corrosão
apresenta o desempenho estrutural ao longo do tempo em função da corrosão das
armaduras, Gráfico 1, é um ponto de partida para o projetista analisar a vida útil e as
variáveis que interagem para especificá-la com segurança.
despassivação
fissuras
manchas
destacamentos
redução de secção
perda de aderência
mínimo de
projeto
mínimo de
serviço
mínimo de
ruptura
vida útil de projeto
vida útil de serviço 1
vida útil de serviço 2
vida útil última ou total
vida útil residual
vida útil residual
tempo
desempenho
Gráfico 1: Conceituação de vida útil das estruturas de concreto tomando-se por
referência o fenômeno da corrosão das armaduras.
Fonte: Dep. de Engenharia de Construção Civil (1995?), p. 1.
Têm-se dois estágios de deterioração da estrutura, o primeiro estágio de
iniciação corresponde ao período de tempo que leva para o agente agressor atingir a
armadura, é a vida útil de projeto. O segundo estágio de propagação corresponde
ao tempo que vai desde a iniciação até a ruptura do elemento estrutural, englobando
as demais fases de vida útil.
O gráfico 1, apresenta quatro tipos de vida útil que estão vinculadas ao
desempenho da estrutura, descritas a seguir:
• Vida útil de projeto: corresponde ao período de iniciação, onde os
agentes agressivos, principalmente gás carbônico e cloretos estão
32
adentrando ao concreto para atingir a armadura, recomenda-se que esta
seja adotada no projeto.
• Vida útil de serviço: compreende o período que vai do início da obra até
o aparecimento de manifestações patológicas inadmissíveis, como
manchas e fissuras; requer uma previsão da taxa de corrosão.
• Vida útil total: compreende o período que vai até a ruptura ou colapso
parcial da estrutura, ocorre diminuição de seção da armadura e perda de
aderência da mesma com o concreto; requer a adoção de parâmetros
como taxa de corrosão, medindo-se in loco resistividade elétrica, teor de
cloreto, corrente de corrosão entre outros.
• Vida útil residual: compreende o período que vai desde a
despassivação do aço até o esgotamento da vida útil de serviço.
É vital que haja monitoramento dos elementos estruturais ao longo do
tempo, de acordo com a NBR 6118 (2003), “Os requisitos de manutenção devem ser
prescritos pelo projetista e pelo construtor, com entrega de manual de utilização,
inspeção e manutenção preventiva necessárias a garantir a vida útil prevista para a
estrutura”.
Uma das abordagens existentes para utilização nos modelos de previsão
da vida útil numa estrutura é a abordagem determinística, Figura 4, nela não é
considerada a variabilidade das características do concreto e do meio ambiente, e
sim os mecanismos de transporte de gases, massas e íons através do corpo do
concreto.
Para os problemas de engenharia, por possuírem variáveis aleatórias que
representam os materiais e fenômenos naturais se desenvolvendo ao longo do
tempo, a abordagem probabilística, Figura 5, melhor se adequa. Além de analisar
quantitativamente a vida útil estabelecida e os mecanismos de deterioração permite
estabelecer as características do concreto necessárias ao meio em virtude da
probabilidade de falha vinculada ao caso em estudo.
33
Figura 4: Fluxograma representativo de um
processo com abordagem determinística.
Fonte: Adaptado de Helene (1997).
Figura 5: Fluxograma representativo de um processo através de uma
abordagem probabilística.
Fonte: Andrade (2005), p. 941.
ABORDAGEM PROBABILÍSTICA
Modelagem dos
mecanismos de
deterioração
Estabelecimento
da vida útil
Forma quantitativa
Estabelecimento
da probabilidade
de falha
Características do
concreto
ABORDAGEM DETERMINÍSTICA
Mecanismos de transporte
através dos poros do concreto
Gases
Massas
Íons
34
De acordo com o fluxograma, Figura 5, apresentado para a abordagem
probabilística, os parâmetros inerentes às características do concreto: resistência
característica, espessura de cobrimento, fator água/cimento, especificação de
materiais a serem empregados e sua dosagem só podem ser determinados quando
se conhece a probabilidade de falha. Andrade (2005) apresenta, a partir desta
abordagem, o roteiro proposto para previsão da vida útil das estruturas em concreto.
• O proprietário define a vida útil desejada para a estrutura e o projetista
informa o sintoma que a edificação deve apresentar para alertar o final de
sua vida útil;
• O projetista realiza uma avaliação do ambiente no qual a estrutura será
inserida, identifica os principais mecanismos de degradação e modela-os
matematicamente com relação às características do concreto;
• Deve ser feita uma caracterização estatística das variáveis que
compõem o modelo matemático, determinando a função densidade de
probabilidade, o valor médio e o desvio padrão.
Quanto às considerações da norma brasileira, referente à vida útil a ser
utilizada nos projetos de estruturas em concreto armado, a NBR 6118 (2003), alerta
que a estrutura de concreto deve manter sua segurança, estabilidade e aptidão em
serviço, durante o período correspondente à sua vida útil, porém não especifica em
quanto deveria ser esta vida útil. Durante o projeto normativo especulava-se uma
vida útil de 50 anos, tendo sido feito vários estudos e recomendações com esta
finalidade, apesar da norma aprovada não fazer referencia, algumas dessas
recomendações foram mantidas.
Portanto, recai a responsabilidade de definir a vida útil da estrutura para o
proprietário e projetista, este deve escolher o modelo adequado para estimar a vida
útil da estrutura e especificá-la em projeto, juntamente com os elementos atenuantes
às agressividades ambientais.
Seguindo o modelo de abordagem probabilística, o projetista deve ter
amplo conhecimento quanto aos tipos de agentes agressivos existentes e sua forma
de atuação na degradação da estrutura em concreto afim de utilizar mecanismos
adequados de prevenção, o que torna ainda mais difícil se os elementos estruturais
sofrerão ataques por cloretos.
35
2.2.1 Agentes agressivos
A vida útil de uma estrutura está ameaçada pela presença de agentes
agressivos ao concreto armado, sejam eles mecânicos, físicos ou químicos
contribuem cumulativamente, havendo interação entre eles e aceleração do
processo de degradação ao ponto de praticamente não se identificar causa e efeito
e sim um esforço mútuo de deteriorar o elemento estrutural que somada a ação da
água, envolvida na maioria dos processos de degradação, põe impreterivelmente a
estrutura em risco.
Ligadas às condições de carregamento, têm-se as causas mecânicas,
cujas principais são destacadas abaixo:
• Sobrecarga: muitas vezes não previstas em projeto ou oriundas de
alteração da finalidade da edificação durante sua vida útil;
• Impacto: geralmente acidentais, de difícil previsão pelo projetista;
• Cargas cíclicas: dependem das condições de utilização da estrutura e
do ambiente na qual está inserida.
Em geral, ações físicas causam fissuras no concreto, devendo ser bem
pesquisadas e analisadas para utilização no dimensionamento da estrutura, estejam
elas presentes durante a execução ou utilização.
O desgaste superficial e a fissuração são causas físicas de deterioração
do concreto, Figura 6, onde o meio ambiente atua através da temperatura, umidade
e pressão de cristalização de sais nos poros do concreto. Metha & Monteiro (1994)
esclarece que o cloreto em ambiente supersaturado tem potencial poder de
deterioração:
... Neste grau de supersaturação, o NaCl (cloreto de
sódio), cristalizando a 0
o
C, 25
o
C e 50
o
C, produz pressões
de 554, 605 e 654 atm, respectivamente. Esta tensão é forte
o suficiente para romper a maioria das rochas. p. 133.
O cloreto quando desencadeia o processo de corrosão da armadura,
causando posteriormente a fissuração do concreto, está atuando como uma causa
física de deterioração do elemento estrutural.
36
Figura 6: Causas Físicas da deterioração do concreto.
Fonte: Metha & Monteiro (1994), p. 128.
Figura 7: Causas Químicas da deterioração do concreto.
Fonte: Metha & Monteiro (1994), p. 150.
37
Uma das reações químicas mais danosas ao concreto é a que
desencadeia a corrosão da armadura, que através do aumento das tensões internas
causam fissuração, destacamento e pipocamento no concreto.
As ações preventivas em sua maioria são especificações do projeto
estrutural, como: fator água/cimento, materiais que compõem o concreto,
cobrimento, ações, dentre outros, se faz necessário o conhecimento amplo do
mecanismo de deterioração pelo projetista para que seja indicado adequado sistema
de proteção.
Os tópicos analisados neste capítulo sobre durabilidade e vida útil alertam
que a estrutura deve ter uma durabilidade satisfatória, contudo o ambiente externo e
interno cuja peça está inserida pode afetar significativamente seu desempenho ao
longo do tempo, principalmente se há uma elevada presença de cloretos atrelada
aos demais agentes de deterioração, o que veremos no capítulo seguinte.
38
CAPÍTULO III
AÇÃO DA PRESENÇA DE CLORETOS
Em cidades litorâneas, como é o caso de Maceió, além de outros gases
presentes na atmosfera tem-se o íon cloreto, influenciando na vida útil da estrutura
em concreto armado, sendo este um acelerador da corrosão das armaduras, pode
levar ao colapso estrutural e diminuição da durabilidade, devendo portanto ser
verificada a probabilidade de falha para projeção da vida útil de acordo com as
condições ambientais:
Imaginando-se uma situação hipotética de uma
estrutura onde a mesma seria construída em área salina,
pode-se especificar uma probabilidade de falha mais
adequada a um determinado estágio limite de serviço
(representado fisicamente pela despassivação das
armaduras por cloretos), extraindo-se daí um índice a ser
especificado para a situação. Andrade & Molin (2001).
3.1 O cloreto como agente agressor
O íon cloreto presente na natureza, principalmente em regiões marinhas,
quando em contato com a superfície de concreto funciona como um acelerador do
processo corrosivo afetando significativamente a vida útil da estrutura, requerendo
assim um estudo específico quanto a sua forma de atuação e teor necessário para
desencadear o dano.
Numa estrutura de concreto, quando inserida em um ambiente com
cloretos, recomenda-se conhecer tanto os valores médios quanto a variabilidade de
cada um dos fatores que influenciam na despassivação da armadura. É
apresentada no Gráfico 2, a relação entre a penetração de cloretos no concreto, ao
39
longo da espessura da camada de cobrimento, e a aplicação dos princípios de
confiabilidade.
Analisando o Gráfico 2, verifica-se que no tempo (t=0), quando a
confiabilidade é máxima, inicia-se a penetração de cloretos pela camada de
cobrimento do concreto, de espessura (e), diminuindo-se o índice de confiabilidade
até o instante (t=T) quando ocorre a despassivação das barras devido à ação do
cloreto e inicia-se o processo de corrosão.
6
5
3
2
4
1
0
e
1,00E-07
1,00E-06 1,00E-05 1,00E-04 1,00E-03 1,00E-02 1,00E-01 1,00E+ 00
Cl
-
t = 0
x = 0
Ps = 1
P
0
t = T
x = d
Ps = 0,5
P = 0,5
P
f
f
PP
f
Gráfico 2: Representação gráfica da relação existente entre o
índice de confiabilidade (β), a probabilidade de falha (P
f
) e a
penetração de cloretos para o interior do concreto.
Fone: Andrade (2005), p. 945.
Com a despassivação da armadura, deteriora-se o elemento estrutural de
forma progressiva até o fim do processo da iniciação da estrutura e a propagação de
patologia, como é mostrado no modelo de vida útil proposto por Tutti & Cascudo
(1988), Gráfico 3.
Com o grau de corrosão crescente, iniciado cumulativamente pela
presença de gás carbônico e cloreto, tem-se com o tempo uma propagação da
patologia no elemento estrutural que é acelerada pela presença de oxigênio,
temperatura e umidade relativa até levar a estrutura ao colapso, comprovando a
ação do meio ambiente no qual a estrutura está exposta.
40
V
i
d
a
ú
t
i
l
P
r
o
p
a
g
a
ç
ã
o
I
n
i
c
i
a
ç
ã
o
T
e
m
p
o
C
O
2
C
l
G
r
a
u
d
e
c
o
r
r
o
s
ã
o
G
r
a
u
-
O
2
T
U
r
Gráfico 3: M
odelo de vida útil proposto.
Tutti & Cascudo (1998).
A literatura informa que os íons cloretos chegam ao concreto de diversas
formas:
• Atmosfera marinha, trazidos pelo ar;
• Água do mar, para estruturas off shore;
• Processos industriais (indústrias químicas ou de beneficiamento);
• Através do uso de aceleradores de pega que contém CaCl
2
;
• Uso de componentes impuros: areia, brita e água de amassamento;
• Uso de sais de degelo.
O cloreto apresenta-se de três formas distintas, Figura 8:
• Quimicamente ligado ao aluminato tricálcico;
• Adsorvido na superfície dos poros;
• Sob a forma de íons livres.
Figura 8: Formas de ocorrência de íons-cloreto na estrutura do concreto.
Fonte: Cascudo (1997), pg. 46.
41
Sabe-se que apenas os cloretos livres na solução dos poros do concreto
atacam as armaduras, qualquer que seja a forma de contato na superfície da
estrutura, o íon Cl
-
penetra no concreto através da água: movimentação da água,
difusão dos íons na água ou absorção, atingindo a armadura inicia-se o processo de
corrosão
Os íons cloreto penetram na camada de cobrimento, Figura 9, a depender
da porosidade do concreto, até atingir a armadura formando o anodo, iniciando o
processo de corrosão através das seguintes reações químicas:
Fe
++
+ 2Cl
-
Æ FeCl
2
FeCl
2
+ 2H
2
O Æ Fe(OH)
2
+ 2HCl
A eletrólise dada pela ação da água e a ação do íon cloreto atacam a
armadura, muitas vezes de forma cumulativa, pela presença do cloreto oriundo de
diversas fontes.
H
2
OO
2
(OH)
CONCRETO
Cl
AÇO
e
FeFeFeFeFe
++
CAMADA
PASSIVADORA
PERFURAÇÃO
Figura 9: Representação esquemática da corrosão eletroquímica na presença de
cloretos.
Fonte: Neville (1997), pg. 557.
A ação dos cloretos além de despassivar a armadura, aumenta
significativamente a condutividade elétrica acelerando o processo de corrosão e
participa das reações para a formação dos produtos de corrosão, sendo altamente
danoso ao concreto armado, devendo ser especificado e garantido um concreto de
qualidade que iniba a ação do íon cloreto.
42
As corrosões são classificadas de acordo com a extensão da área de
ataque, forma e agentes causadores, a partir da pesquisa bibliográfica são descritas
as principais:
• Uniforme: ocorre de forma homogênea em torno da superfície do
metal, acarretando perda de material, com formação de produtos de
corrosão;
• Com formação de pite: corrosão localizada que acarreta diminuição
significante da resistência mecânica do material, podendo causar a
ruptura pontual da armadura caracterizada pela formação de
pequenas cavidades;
• Galvânica: formada quando dois metais de diferentes suscetibilidade
à corrosão estão embutidos no concreto, por exemplo: aço e
alumínio, ou quando existem variações significativas nas
características superficiais do aço;
• Intragranular ou Sob tensão: ocorre paralelo às tensões de tração na
armadura entre os grãos dos cristais metálicos, gerando fissuras;
• Extragranular ou transgranular: aparece intragrãos quando a
estrutura é submetida a esforços mecânicos, promove a fratura da
peça;
• Por diferença de concentração: devido à diferença na concentração
de íons dissolvidos em torno do aço, como álcalis, cloretos e
oxigênio.
• Pela ação do hidrogênio: ocasionada pela difusão do hidrogênio na
armadura levando à fragilização e à fratura da estrutura.
Dentre as corrosões citadas, a que ocorre a formação de pite,
caracterizada por baixa relação entre os diâmetros e comprimentos da armadura, é
causada principalmente por cloretos. Este processo corrosivo e o teor de cloreto
necessário para desencadear o processo de corrosão são abordados por Metha &
Monteiro (1994):
43
A corrosão localizada por pites em estruturas de concreto
é causada principalmente por cloretos. Na presença destes
íons, dependendo da relação Cl- / OH-, relata-se que o filme
protetor pode ser destruído pontualmente mesmo para valores
de pH consideravelmente acima de 11,5. Quando as relações
molares Cl- / OH- são maiores que 0,6, o aço parece não estar
mais protegido contra a corrosão, provavelmente porque o
filme de óxido de ferro torna-se permeável ou instável sob
estas condições. Para dosagens típicas de concreto utilizadas
normalmente na prática, o limite de teor de cloreto para iniciar
a corrosão é dito estar na faixa de 0,6 kg a 0,9 kg de Cl– por
metro cúbico de concreto. p. 171.
Na Figura 10, é apresentada a morfologia da corrosão por pite, cuja
característica principal é a presença inicialmente de pontos esparsos de corrosão.
Figura 10: Corrosão por pite.
Fonte: Andrade (1992).
A propagação da corrosão leva
ao lascamento do concreto, visualmente
presente na Figura 11, fazendo com que a
estrutura perca a condição de serviço para
a qual foi projetada. A força de expansão
do aço é tão forte que deteriora
completamente a peça.
A corrosão é desencadeada pela
concentração crítica de cloreto
reconhecida no meio científico como sendo
0,4% em relação à massa de cimento, o
Gráfico 4 correlaciona o teor crítico de
cloreto com a espessura de cobrimento do
concreto.
Figura 11: Corrosão em pilar de
concreto por ataque de cloretos.
Fonte: Helene (1988), p. 23.
44
10 20 30 40 50 600
0
ESPESSURA DE COBRIMENTO (mm)
1
2
3
4
ARMADURA
TEOR CRÍTICO
DE CLORETOS
0,4%
PROFUNDIDADE
DE AN ÁLISE
% EM RELAÇÃO À
MASSA DE CIMENTO
Gráfico 4: Perfil típico de concentração dos cloretos ao longo do
cobrimento, em um concreto contaminado por impregnação
externa de soluções ricas em cloretos.
Fonte: Cascudo (1997), pg. 45.
A NBR 6118 (2003) não faz referência ao teor limite de cloretos apenas
alerta que não é permitido adicionar aditivos contendo cloretos ao concreto armado.
O projetista estrutural pode usar como referência a Tabela 3, onde são apresentados
alguns limites do teor de cloreto em estruturas de concreto recomendados por
diversas normas, para fazer uso de medidas inibidoras do avanço do cloreto em
suas estruturas.
Tabela 3: Teor limite de cloreto para diversas normas
NORMA PAIS ANO TEOR DE CLORETOS RECOMENDADO
NBR 6118
(ABNT)
BRASIL 2003 Não se reporta ao teor de cloretos
ACI 318-21
USA
2001
≤ 0,15% em relação à massa de cimento,
em ambiente com cloretos;
≤ 0,3% em relação à massa de cimento,
em ambiente normal;
≤ 1% em relação à massa de cimento,
em ambiente seco;
≤ 0,06% em relação à massa de cimento
(concreto protendido).
CEB Europa 1991
0,40% em relação à massa de cimento
ENV 206 Portugal 1991
BS 8110:1 Inglaterra 1985
JCSE – SP2 Japão 1986 ≤ 0,60 kg/m³ de concreto
Fonte: Figueiredo (2005), pg. 844.
45
Dentre as recomendações normativas, o meio científico brasileiro aceita o
valor de referência de 0,4% para o teor limite de cloreto em relação à massa de
cimento em estruturas de concreto, conforme recomendações das normas oriundas
dos países europeus.
As condições ambientais e a qualidade do concreto podem afetar o teor
limite de cloretos, de acordo com o esquema apresentado na Figura 12. A
espessura da camada de cobrimento e a qualidade do concreto vão impedir ou
minimizar a penetração do cloreto para o interior do elemento estrutural, a exigência
de procedimentos de qualidade quanto à permeabilidade da camada de cobrimento
deve ser estendida ao controle do fator água cimento e procedimentos de cura do
elemento estrutural, pois é a camada de cobrimento que vai garantir a qualidade do
concreto quanto à expectativa de vida útil da estrutura.
CONTEÚDO CRÍTICO DE CLORETO
Teor crítico de cloretos em relação à massa de cimento
Qualidade Permeabilidade
Cobrimento
Consumo de Cimento
Cura
A/C
(baixo risco de
corrosão
processo
eletrolítico impedido.)
U.R. constante <
<50%
U.R. elevada e
variável
(alto risco de
corrosão)
concreto
saturado de água
(baixo risco de
corrosão
falta oxigênio)
ambiente
0,4%
1%
Concreto não carbonatado
Concreto carbonatado
Má qualidade
Boa qualidade
Figura 12: Esquema de variação do teor crítico de cloretos em função da
qualidade do concreto e umidade do ambiente.
Fonte: Andrade (1992), pg. 27.
46
A literatura informa que a umidade relativa variável entre 20% e 95%,
desencadeia o processo de carbonatação do concreto, cujo ápice é atingido quando
a umidade relativa está em torno de 55%, que somado ao ataque por cloretos vai
deteriorar rapidamente a estrutura, por apresentar um alto risco a corrosão
acelerando o transporte de íons pelos poros do concreto a depender da porosidade
existente na pasta de cimento.
Além da umidade relativa, o aumento de temperatura acelera as reações
químicas de degradação do concreto, um gradiente elevado em 10°C dobra a
velocidade das reações químicas, logo os ambientes tropicais são bem mais
agressivos que regiões frias.
Portanto, os poros do concreto devem ser minimizados principalmente,
quando as estruturas se situarem em regiões litorâneas de clima tropical com alta
umidade relativa, como por exemplo, ao longo da costa do nordeste brasileiro.
Para melhorar a proteção do aço quanto à corrosão recomenda-se
especificar em projeto espessura adequada de cobrimento, fator água/cimento e
resistência do concreto, de acordo com recomendações normativas frente à classe
de agressividade a qual a estrutura estará exposta, devendo ser garantido na
execução as condições de cura e a qualidade do concreto, a fim de que a estrutura
atinja a vida útil projetada.
3.2 Modelos para projeção de vida útil a partir da ação de cloretos
Encontra-se na literatura técnica estudos acerca da projeção da vida útil
das estruturas em concreto armado, dentre os principais modelos que tem como
base a corrosão das armaduras por ação dos cloretos.
O modelo proposto por Clear e Hay (1983) apud Helene (1995?), tem na
espessura do cobrimento e no fator água/cimento, agentes intimamente ligados à
proteção ao ataque de cloretos e garantia de vida útil da estrutura, que pode ser
projetada através da seguinte formulação:
t = 2,5 .
0,82
√e__
a/c .
2,38
√C
cl
-
47
t = tempo ou vida útil em anos;
e = espessura do cobrimento do concreto à armadura em mm;
a/c = relação água/cimento do concreto em massa;
C
cl
-
= concentração de cloretos no ambiente, junto a superfície do
concreto em mg/L.
Vê-se ser necessário medir o teor de cloreto do local onde será inserida a
estrutura, indicativo de que as características ambientais interferem na durabilidade
da estrutura.
O fator preponderante para atuar como defensor quanto à agressividade
dos cloretos no modelo de Babaei (1996) apud Helene (1995?), é a espessura do
cobrimento, devendo ser utilizado um concreto mais impermeável possível.
t = 0,39 . e__
Cl
cc
– 0,04
t = tempo ou vida útil em anos;
e = espessura do cobrimento do concreto à armadura em mm;
Cl
cc
= teor de cloretos no concreto da camada superficial do componente,
em %, em massa em relação ao cimento.
No modelo de Enright (1998) apud Andrade & Molin (2001), a quantidade
e complexidade de variáveis dependem da atuação do meio ambiente ao qual a
estrutura está inserida, a espessura de cobrimento e as diversas formas de
apresentação dos cloretos são responsáveis pela projeção de vida útil da estrutura.
t = x
2
. efr
-1
. C
s
s
-
-
C
C
c
c
r
r
4Di C
s
Ccr = concentração crítica de cloretos nas proximidades da armadura (%);
Cs = concentração de cloretos (constante) na superfície de concreto (%);
x = espessura de cobrimento às armaduras (cm);
t = tempo de exposição (anos);
-2
48
D = coeficiente de difusão de cloretos (constante) (cm2/ano);
erf = função complementar de erro de Gauss.
Nos projetos estruturais, a vida útil de uma estrutura que anteriormente era
indicada de forma qualitativa, passa a ser indicada de forma quantitativa a partir dos
modelos de previsão de vida útil existentes.
Para se alcançar os objetivos deste capítulo, que versa sobre aspectos
gerais de durabilidade dos elementos estruturais e vida útil, enfatizando a
agressividade por íons cloreto nas estruturas de concreto, houve necessidade de
uma revisão bibliográfica acerca da durabilidade e vida útil das estruturas de
concreto armado; estudo dos agentes agressivos, em especial o cloreto, para que o
projetista possa utilizar meios de minimizá-los e ou combate-los; diretrizes para
elaboração do projeto estrutural visando que a estrutura alcance a vida útil para a
qual foi projetada; verificação dos modelos de projeção de vida útil existente sob
ação de íon cloreto; entre outras abordagens correlatas.
O que foi abordado neste capítulo fundamenta a investigação quanto ao
teor de cloretos existente na atmosfera de Maceió, para a partir daí o projetista
estrutural utilizar mecanismos de proteção adequados, quanto ao ataque por
cloretos, dentre os quais: resistência característica do concreto, fator água cimento e
espessura da camada de cobrimento do concreto, que serão abordadas no capítulo
seguinte.
49
CAPÍTULO IV
CRITÉRIO DE PROJETO VISANDO À DURABILIDADE: QUALIDADE DO
CONCRETO
A durabilidade como critério de projeto é recomendada pela norma
brasileira, a mesma recomenda cuidados especiais quanto às condições de
drenagem, formas arquitetônicas e estruturais, detalhamento das armaduras,
controle de fissuração e medidas especiais de proteção, ressaltando também a
qualidade do concreto, NBR 6118 (2003), “A durabilidade das estruturas é altamente
dependente das características do concreto e da espessura e qualidade do concreto
do cobrimento da armadura”.
4.1 Sistema simples de barreira
A qualidade do concreto é classificada pelo boletim n° 238 do CEB (1997),
como um sistema simples de barreira que vem a garantir a durabilidade da estrutura,
deve ser previsto e especificado em projeto elementos que protejam o concreto do
ataque de gases, íons e substâncias presentes na atmosfera, em especial os
cloretos. Os sistemas de proteção ao concreto serão indicados de acordo com a
classe de agressividade ambiental na qual a estrutura estará exposta durante toda
sua vida útil.
Os cloretos, por exemplo, penetram no concreto através de sua estrutura
porosa, ou são adicionados involuntariamente a partir da utilização de agregados
ou águas contaminadas, alguns aditivos aceleradores de endurecimento, e ainda a
partir de produtos de limpeza utilizados pelo usuário, ocasionando a corrosão das
armaduras.
50
A vida útil da estrutura depende da espessura de cobrimento da armadura,
da qualidade do cobrimento, da resistência do concreto (baixo fator água-cimento,
aumento do teor de cimento), dentre outros. Em um concreto assim, os agentes
agressivos não devem adentrar ao concreto.
Qualquer elemento construtivo, em concreto, que se coloque entre a
armadura e a forma para atingir a espessura de cobrimento requerida deve ter a
mesma qualidade do concreto do elemento estrutural para que se tenha uma
superfície homogênea e uma porosidade mínima em toda a peça, dificultando a
atuação de agentes patológicos.
O cobrimento do concreto tem a função de proteger o elemento estrutural,
cujas principais formas de proteção, de acordo com literatura técnica, são:
• Proteção física: por impermeabilidade tem-se a proteção do aço ao
ataque de agentes agressivos externos.
• Proteção química: em ambiente altamente alcalino, é formada uma
capa ou película protetora de caráter passivo dentro dos limites de
proteção do concreto, estabilizando seu pH em torno de 12,5 e inibindo a
corrosão.
A armadura no interior do concreto encontra-se em meio alcalino, cujo pH
no concreto é de aproximadamente 12,5 e o potencial de corrosão no concreto
encontra-se entre +0,1 e -0,4 V, com isso as reações verificadas na armadura são
de passivação, estando protegida do fenômeno da corrosão por haver uma película
protetora de caráter passivo que a envolve, internamente pelo núcleo do concreto e
externamente pela camada de cobrimento.
Com a presença do íon cloreto a película protetora do aço pode ser
destruída, se o concreto não tiver a qualidade adequada às condições ambientais,
iniciando-se assim o processo de corrosão, conforme Gráfico 5. A ação do cloreto
faz com que o aço saia da região de imunidade até estar totalmente corroído.
Outro processo que ocorre na camada de cobrimento do concreto
diminuindo significativamente sua projeção é a carbonatação, a mesma reduz o pH
do concreto a valores inferiores a 9, devido à ação do CO2 presente na atmosfera e
outros gases ácidos, tais como SO2 e H2S. O avanço da carbonatação é
progressivo, da face para o interior do elemento estrutural, percolando internamente
51
através dos poros do concreto vai atingir a armadura despassivando-a, dando início
ao processo de corrosão.
Gráfico 5: Diagrama de Pourbaix para o ferro em solução de
cloretos, em concentração de 10 mol/L
Fonte: Schiessl (1988) apud Silva (1995), p. 77.
Se for somado ao ataque de gás carbônico, uma das causas da
carbonatação, a ação do íon cloreto, tem-se o início da corrosão devido ao ataque
de duas substâncias. O boletim nº 3 do FIB (1997), Gráfico 6, mostra que a ação do
cloreto e a profundidade de penetração deste associado à carbonatação reduzem
drasticamente a vida útil da estrutura em concreto especificada em projeto. Fato
este preocupante tanto para o projetista, devido à responsabilidade assumida,
quanto para o proprietário, pelo ônus que poderá ter com recuperação estrutural.
60
40
20
0
2 5 10 15 25
mm
0
50 100
PROFUNDIDADE
ANOS
COBRIMENTO DO CONCRETO
VALOR NOMINAL
COBRIMENTO DO CONCRETO
METADE DO VALOR
NOMINAL
P
E
N
E
T
R
A
Ç
Ã
O
(
C
A
R
B
O
N
A
T
A
Ç
Ã
O
,
C
L
O
R
E
T
O
)
VIDA EM SERVIÇO:
VALOR PROJETADO: 100 ANOS
VALOR REAL: 15 ANOS
Gráfico 6: Tempo para inicio da corrosão devido a carbonatação
ou penetração de cloreto, dependendo do real cobrimento do
concreto na medida que atinge o final da estrutura. O exemplo
corresponde a concreto não fissurado de alta qualidade.
Fonte: Boletim nº 3 do FIB (1997), p. 19.
52
Nas cidades litorâneas brasileiras, além da umidade e temperatura tem-se
a velocidade e direção dos ventos impulsionando a ação de cloretos. O projetista,
dentro dos atuais procedimentos de projeto, deve juntamente com o responsável
técnico pela execução verificar a dosagem, produtos e forma de produção do
concreto e execução do elemento estrutural para que se tenha um concreto
impermeável e a camada de cobrimento não seja afetada durante a vida útil
especificada em projeto.
Como o cobrimento do concreto é a principal barreira de proteção à
armadura, este requer uma atenção especial de quem projeta, sendo exigido do
mesmo conhecimento acerca da composição do cobrimento, seus principais agentes
agressores e mecanismos de degradação.
4.1.1 Relação água/cimento da camada de cobrimento
A relação água/cimento e o grau de hidratação do mesmo, são fatores
preponderantes de proteção ao elemento estrutural, por determinar o grau de
porosidade do concreto, um meio de transporte para entrada de agentes
patológicos, conforme esclarece Souza & Ripper (1998):
Não é difícil entender que quanto mais permissivo um
concreto for ao transporte interno de água, gases e de outros
agentes agressivos, maior será a probabilidade da sua
degradação, bem como da do aço que deveria proteger.
Também não é difícil concluir que nesses casos a degradação
dependerá, diretamente, de dois fatores: Porosidade do
concreto e condições ambientais de superfície. Como, em
geral, não se poderá lidar com a melhoria das condições
ambientais, a única saída, neste sentido, para se evitar a
degradação dos concretos, é a redução, ao menor nível
possível, da sua porosidade. p. 35.
Para que haja uma barreira à entrada de agentes agressivos, busca-se
uma menor porosidade possível para o concreto, principalmente em sua camada de
cobrimento, que dever ser “impermeável”, para tal é necessário verificar a dosagem
ideal do concreto, principalmente quanto ao fator água/cimento.
53
Os limites de permeabilidade, Tabela 4, têm uma correlação direta com a
qualidade do concreto, conforme alerta Cascudo (1997), “Um concreto será de baixa
qualidade quando ele apresentar maiores índices de permeabilidade e absorção...”.
Tabela 4: Critérios de avaliação da permeabilidade à água do concreto.
Permeabilidade
(m/s)
Permeabilidade
do concreto
Qualidade do
concreto
< 10
-12
baixa Boa
10
-12
a 10
-10
média Média
> 10
-10
alta Pobre
Fonte: Cascudo (1998), p. 74.
Um concreto com baixa permeabilidade é a porta aberta para a entrada de
gases que originam patologias no elemento estrutural, que somados com a umidade
relativa pode impulsionar e acelerar o processo de degradação. Esta
permeabilidade é correlacionada ao fator água cimento, Gráfico 7, utilizado na
produção do concreto. A curva muda drásticamente de direção após o fator
água/cimento 0,6, atingindo elevados valores do coeficiente de permeabilidade, um
concreto poroso é a porta de entrada para patologias, principalmente se há íon
cloreto presente na atmosfera.
40
0
80
120
160
0.2 0.4 0.6
0.8
10
14
x COEFICIENTE
DE PERMEABILIDADE
FATOR A/C
Gráfico 7: Influência do fator água-cimento no coeficiente de
permeabilidade dos concretos.
Fonte: Rostam (1991) apud Souza & Ripper (1998), pg. 36.
54
Uma pequena variação do fator água/cimento afeta bruscamente o
coeficiente de permeabilidade, podendo aumentar significativamente a quantidade e
tamanho dos poros no concreto.
No Gráfico 8, têm-se uma referência quanto à relação água/cimento que
poderá embasar as especificações do projetista e subsidia-lo quanto à defesa da
mesma. Um concreto mais denso com menor fator água/cimento funciona como
uma barreira inibindo a ação do íon cloreto e aumentando a durabilidade da
estrutura, dificultando a penetração deste íon na camada de cobrimento do concreto.
C
l
(
%
c
i
m
e
n
t
o
)
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
5.0
P
r
o
f
u
n
d
i
d
a
d
e
(
c
m
)
R
e
l
a
ç
ã
o
a
/
c
0,75
0,60
0,50
0,40
Limite 0.4%
Gráfico 8: Efeito da relação água-cimento na penetração de cloretos.
Fonte: adaptado de Jaergemann (1990) apud Figueiredo (2005), pg. 847.
Observa-se que todas as relações água/cimento plotadas no Gráfico 8,
permitiram que o teor de cloreto ultrapassasse o patamar de 0,4% em relação à
pasta de cimento. Contudo a profundidade da camada carbonatada no concreto
produzido com menor fator água/cimento, não alcança a armadura, podendo assim
atingir a perspectiva de vida útil especificada em projeto.
A porosidade nas estruturas de concreto, em especial em regiões
litorâneas deve ser controlada através da utilização de padrões de qualidade
específicos a confecção do concreto, principalmente em regiões de clima tropical,
cujas variações térmicas originam esforços de tração sobre o concreto, os quais
podem causar fissuras no elemento estrutural.
55
A relação água/cimento é especificada em projeto de acordo com
recomendações normativas, a NBR6118 (2003), Tabela 5, correlaciona o fator
água/cimento do concreto em função da classe de agressividade ambiental.
Tabela 5: Correspondência entre classe de agressividade e fator
água/cimento.
Concreto
Tipo
Classe de agressividade
I II III IV
Relação
água/cimento em
massa
CA ≤ 0,65 ≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,45
CP ≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,50 ≤ 0,45
NOTAS:
1. O concreto empregado na execução das estruturas deve cumprir com os
requisitos estabelecidos na ABNT NBR 12655.
2. CA corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto
armado.
3. CP corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto
protendido.
Fonte: Adaptado da NBR 6118 (2003), p. 18.
Analisando-se outros códigos normativos verifica-se que os mesmos
especificam valores diferentes para o fator água cimento, correlacionando a classes
de agressividade similares a norma brasileira, Tabela 6 e 7:
Tabela 6: Fator água/cimento para condições especiais de exposição – ACI.
Condição de exposição da estrutura em
concreto armado
Máxima relação água
cimento para concretos de
resistência normais e de
alta resistência
a/c
Concreto tem baixa permeabilidade quando
exposto a água
0,50
Concreto exposto ao gelo e degelo em
condição de umidade ou a degelo químico.
0,45
Para proteção da corrosão da armadura em
concreto exposto a cloretos provenientes de
degelo químico, sais, água salgada, água
salobra, água do mar ou spray proveniente
dessas fontes.
0,40
Nota: Não é determinado o máximo fator água/cimento para concretos de
baixa resistência porque a absorção desses agregados é incerta.
Fonte: ACI 318 (2005), p. 52.
Relacionando os itens diretamente a condição de exposição, verifica-se
que o ACI 318 (2005) apresenta, em geral, um controle mais rigoroso que a norma
brasileira especificando um menor fator água/cimento para o concreto.
56
Tabela 7: Recomendações limites para o fator água cimento do concreto – FIB.
Tipo de Exposição do
Concreto Armado
Descrição do ambiente de exposição
do concreto
Máximo
fator
água/ci-
mento
a/c
Classe 1 – Nenhum risco
de corrosão ou ataque
. Muito seco ---
Classe 2 – Corrosão
induzida pela
carbonatação
. Seco ou permanentemente molhado 0,65
. Molhado, raramente seco 0,60
. Umidade moderada 0,55
. Ciclos de molhagem e secagem 0,50
Classe 3 – Corrosão
induzida por cloretos
excerto provenientes de
água do mar
. Umidade moderada 0,50
. Molhado, raramente seco 0,45
. Ciclos de molhagem e secagem 0,45
Classe 4 – Corrosão
induzida por cloretos
provenientes de água do
mar
. Exposto ao sal transportado pelo ar
mas não em contato direto com a
água do mar
0,55
. Permanentemente submergido 0,55
. Marinha, respingo e zonas de spray 0,45
Classe 5 – ataque de
Gelo/degelo
. Moderada saturação em água, sem
agente de degelo
0,55
. Moderada saturação em água com
agentes de degelo
0,55
. Alta saturação em água sem agente
de degelo
0,50
. Alta saturação em água com agente
de degelo ou água do mar.
0,45
Classe 6 – Ataque
químico
. Ambiente químico ligeiramente
a
g
ressivo
0,55
. Ambiente químico moderadamente
agressivo
0,50
. Ambiente químico altamente
a
g
ressivo
0,45
Fonte: Adaptado do boletim n° 3 do FIB (1999), vol. 3, pg. 24 a 37.
Observa-se que para estruturas em ambiente marinho, seja em zona de
respingo de maré ou área atingida por aerosóis carreados pelo vento, a norma
européia faz as mesmas recomendações que a norma brasileira.
Cabe ao projetista estrutural, com base normativa e pesquisas realizadas,
especificar o fator água/cimento a ser utilizado em suas estruturas em concreto,
devendo este ser garantido durante a execução através do controle de qualidade.
57
4.1.2 Resistência da camada de cobrimento
As estruturas em concreto, em geral, são dimensionadas com base na
resistência a compressão, os ensaios utilizados corriqueiramente visam quantificar e
validar esta resistência para atestar a partir daí a qualidade e durabilidade do
elemento estrutural.
O fator água-cimento e a resistência estão intimamente ligados, pois uma
estrutura com um alto fator água-cimento apresenta menor resistência devido à
existência de poros no concreto, além de por em risco a resistência futura do
elemento estrutural por acelerar o processo de corrosão, caso a camada de
cobrimento do concreto seja danificada.
A camada de cobrimento deve ter a mesma resistência e fator
água/cimento que o núcleo do concreto, mesmo porque a resistência adequada é
conseguida, para concretos usuais, utilizando um menor fator água/cimento, o que
vem a garantir à impermeabilidade máxima possível da camada superficial. Esta
resistência deve ser homogênea em toda a camada, mesmo nos pontos onde são
utilizados espaçadores em concreto, com o objetivo de se garantir a durabilidade.
A resistência do concreto é especificada em projeto e utilizada no
dimensionamento dos elementos estruturais, a NBR6118 (2003), Tabela 8,
correlaciona à resistência em função da classe de agressividade ambiental para que
se projetem estruturas, além de esbeltas e econômicas, mas sobretudo duráveis.
Tabela 8: Correspondência entre classe de agressividade e resistência
do concreto.
Concreto
Tipo
Classe de agressividade
I II III IV
Classe de Concreto
(ABNT/NBR 8953)
CA ≥ C20 ≥ C25 ≥ C30 ≥ C40
CP ≥ C25 ≥ C30 ≥ C35 ≥ C40
NOTAS:
1. O concreto empregado na execução das estruturas deve cumprir com os
requisitos estabelecidos na ABNT NBR 12655.
2. CA corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto
armado.
3. CP corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto
protendido.
Fonte: Adaptado da NBR 6118 (2003), p. 18.
58
Analisando-se os códigos normativos verificados no item anterior, para se
ter uma continuidade na análise, tem-se na Tabelas 9 e 10 as seguintes
recomendações quanto a resistência do concreto:
Tabela 9: Requisitos de resistência para condições especiais de
exposição do concreto – ACI.
Condição de exposição do concreto armado
Resistência mínima
para concretos normais
e de alta resistência
psi MPa
Concreto tem baixa permeabilidade quando
exposto a água
4000 27,5
Concreto exposto ao gelo e degelo em
condição de umidade ou a degelo químico.
4500 30,9
Para proteção da corrosão da armadura em
concreto exposto a cloretos provenientes
de degelo químico, sais, água salgada,
água salobra, água do mar ou spray
proveniente dessas fontes.
5000 34,3
Nota: Não é determinado o máximo fator água/cimento para concretos de
baixa resistência porque a absorção desses agregados é incerta.
Fonte: Adaptado do ACI 318 (2005), p. 52.
O regimento normativo, ACI 318 (2005) especifica, uma menor resistência
para concreto armado situado em zona de respingos de maré e marinha que a NBR
6118 (2003).
Ressalta-se que o boletim n° 3 do FIB (1999), recomenda resistências
maiores para as estruturas em concreto que as normas apresentadas anteriormente,
Tabela 10, fato esse que deve garantir um concreto mais impermeável,
desempenhando também sua função de mecanismo protetor ao concreto.
A resistência característica obtida através do ensaio a compressão tem
sido utilizado geralmente como único aferidor da qualidade do concreto, em
detrimento aos demais tipos de ensaios existentes e controle de qualidade no
processo executivo, os projetistas não podem se contentar apenas com os
resultados de ensaios de resistência conforme atesta Hoffmann & Molin:
O
comportamento observado nos ensaios indica que a
resistência à compressão não é um bom parâmetro para a
avaliação da durabilidade das estruturas de concreto, pois as
variações na carga total passante e no coeficiente de difusão
de cloretos, para uma mesma resistência à compressão, são
muito grandes. (2002).
59
Tabela 10: Recomendações limites para resistência do concreto – FIB.
Tipo de Exposição do
Concreto Armado
Descrição do ambiente de
exposição do concreto
Resistência
mínima
MPa
Classe 1 – Nenhum risco de
corrosão ou ataque
. Muito seco ----
Classe 2 – Corrosão
induzida pela carbonatação
. Seco ou permanentemente
molhado
C12/C15
. Molhado, raramente seco C20/C25
. Umidade moderada C25/C30
. Ciclos de molhagem e secagem C30/C37
Classe 3 – Corrosão
induzida por cloretos excerto
provenientes de água do
mar
. Umidade moderada C30/C37
. Molhado, raramente seco C35/C45
. Ciclos de molhagem e secagem C35/C45
Classe 4 – Corrosão
induzida por cloretos
provenientes de água do
mar
. Exposto ao sal transportado pelo
ar mas não em contato direto com
a água do mar
C30/C37
. Permanentemente submergido C30/C37
. Marinha, respingo e zonas de
spray
C35/C45
Classe 5 – ataque de
Gelo/degelo
. Moderada saturação em água,
sem agente de degelo
C30/C37
. Moderada saturação em água
com agentes de degelo
C25/C30
. Alta saturação em água sem
agente de degelo
C30/C37
. Alta saturação em água com
agente de degelo ou água do mar.
C30/C37
Classe 6 – Ataque químico . Ambiente químico ligeiramente
agressivo
C30/C37
. Ambiente químico
moderadamente agressivo
C30/C37
. Ambiente químico altamente
agressivo
C35/45
Fonte: Adaptado do boletim n° 3 do FIB (1999), vol. 3, pg. 24 a 37.
A durabilidade das estruturas frente à ação de cloretos é atingida
através de um conjunto de medidas tomadas desde a fase de projeto, a resistência
característica é apenas uma delas. As resistências apresentadas são as mínimas
exigidas nada impede que sejam utilizados mecanismos especiais de proteção,
estes são recomendados principalmente quando a estrutura estará sob condições
especiais de agressividade.
60
4.1.3 Espessura do cobrimento do concreto
Para garantir a durabilidade, um dos itens especificados em projeto é a
espessura de cobrimento mínimo necessário ao elemento estrutural. É considerado
o cobrimento nominal que é o cobrimento mínimo acrescido da tolerância de
execução, onde os espaçadores e as dimensões das armaduras devem respeitar os
cobrimentos nominais.
A espessura da camada de cobrimento depende da classe de
agressividade e dos agentes patológicos existentes. Lima (2005) ressalta que um
mesmo elemento estrutural pode estar exposto a níveis de agressividades
diferentes:
• Zona de atmosfera marinha: apesar da estrutura não estar em contato
com a água do mar, a estrutura recebe uma quantidade de sais que se
deposita na superfície do concreto, onde se produzem os ciclos de
molhagem e secagem. Esta quantidade de sais diminui à medida que se
distancia do mar, a depender da direção e velocidade dos ventos;
• Zona de respingos de maré: ocorre a ação direta do mar na estrutura
devido às ondas e ao spray marinho. Os danos à estrutura são causados
pela ação dos cloretos, corrosão das armaduras, e pela ação das ondas,
erosão.
• Zona de variação de marés: região que ora está exposta a atmosfera,
ora está submersa, a depender dos níveis máximos e mínimos das marés.
A degradação é proveniente do ataque químico de sais agressivos, ação
das ondas e outras substâncias em suspensão e microorganismos.
• Zona submersa: a estrutura encontra-se permanentemente submersa.
A deterioração ocorre pela ação de sais agressivos (sulfato e magnésio) e
pela ação de microorganismos (corrosão biológica).
A faixa de concreto na zona de ação das marés é bastante agredida
necessitando que seja especificada uma espessura mínima de cobrimento maior que
nas demais áreas. Contudo para um mesmo elemento estrutural, praticamente
61
inviabiliza a execução, devendo ser especificado o cobrimento que der maior
segurança ao elemento como um todo.
A partir do estudo e caracterização da classe de agressividade ambiental,
os códigos normativos especificam a adequada espessura da camada de cobrimento
a ser utilizada na elaboração do projeto estrutural.
Devido à importância da espessura do cobrimento nas estruturas de
concreto armado, Andrade (1992), apresenta os principais estudos e referências
normativas: EH-88 - Norma Espanhola, Código modelo - CEB 90, Eurocódigo nº2 -
Comunidade Econômica Européia, pr EN 206-CEN - critérios de conformidade, BS
8110-1985 - norma inglesa, BAEL-83 - norma francesa, DIN 1044-1978 - norma
alemã, ACI 318 - boletim de norma americana e JASS - Norma Japonesa; cujos
resultados são visualizados no Gráfico 9.
Verifica-se que a espessura de cobrimento recomendada nas normas
apresentadas no Gráfico 9, varia de 10 mm a 60 mm, sendo a norma japonesa a
mais rigorosa. O ACI 318 utiliza uma maior amplitude para a espessura da camada
de cobrimento portanto, se faz necessário um rigoroso conhecimento da
agressividade ambiental para especificar corretamente esta espessura.
NORMAS
C
O
B
R
I
M
E
N
T
O
10
20
30
40
50
60
70
EH - 88
CÓDIGO MODELO
EUROCÓDIGO Nº 2
Pr
EM
206
BS 8110-1985
BAEL-83
DIN 1044-1978
ACI-318
JASS-1986
E
S
P
E
S
S
U
R
A
M
Í
N
I
M
A
(
m
m
)
Gráfico 9: Valores de espessura de cobrimento mínimo
de armaduras, conforme várias normas.
Fonte: Andrade (1992), pg. 40.
A norma brasileira especifica a espessura do cobrimento nominal, medido
entre a superfície da camada externa e a face externa do estribo, em função da
classe de agressividade ambiental e elemento estrutural, esta espessura está entre
62
20 mm e 50 mm, Tabela 11. Seu cobrimento nominal pode ser reduzido em 5 mm
se o controle rigoroso na execução for explicitamente recomendado no projeto
estrutural.
Tabela 11: Correspondência entre classe de agressividade ambiental e
cobrimento nominal para
c = 10 mm.
Tipos de estruturas
Componente
ou elemento
Classe de agressividade
ambiental
I II III IV
3)
Cobrimento nominal
mm
Concreto armado Laje
2)
20 25 35 45
Viga/Pilar 25 30 40 50
Concreto protendido
1)
Todos 30 35 45 55
1)
Cobrimento nominal da armadura passiva que envolve a bainha ou os fios, cabos
e cordoalhas, sempre superior ao especificado para o elemento de concreto
armado, devido aos riscos de corrosão fragilizante sob tensão.
2)
Para a face superior de lajes e vigas que serão revestidas com argamassa de
contrapiso, com revestimentos finais secos tipo carpete e madeira, com argamassa
de revestimento e acabamento tais como pisos de elevado desempenho, pisos
cerâmicos, pisos asfalticos e outros tantos, as exigências desta tabela podem ser
substituídos por 7.4.7.5, respeitado um cobrimento nominal ≥ 15mm.
3)
Nas faces inferiores de lajes e vigas de reservatórios, estações de tratamento de
água e esgoto, condutos de esgoto, canaletas de efluentes e outras obras em
ambientes química e intensamente agressivos, a armadura deve ter cobrimento
nominal ≥ 45mm.
Nota: c - Tolerância de execução para o cobrimento.
Fonte: NBR 6118 (2003), p. 16.
Quando há a presença de cloreto na atmosfera, a espessura de
cobrimento deve ser especificada com o máximo rigor para que venha a inibir que os
íons cloreto que penetrem no concreto alcance níveis críticos de concentração,
ocasionando despassivação das armaduras e início do processo corrosivo que reduz
a vida útil das estruturas, afetando sua estabilidade, funcionalidade e estética,
necessitando de recuperação.
Uma análise em algumas recomendações normativas quanto à espessura
do cobrimento se faz necessário para que o projetista estrutural analise juntamente
com as recomendações da norma brasileira e especifique corretamente este
cobrimento.
De acordo com o ACI 318 (2005), norma americana, o cobrimento é
recomendado em função da utilização do elemento estrutural durante sua vida útil e
63
da agressividade ambiental, na Tabela 12, estão descritas as recomendações para
as principais estruturas em concreto armado.
Tabela 12: Recomendações de cobrimento para estruturas de concreto
armado – ACI.
Tipo de Exposição do
Concreto armado
Elemento
estrutural
Espessuras mínimas
de cobrimento
pol mm
Em contato e permanentemente
exposto ao solo
Qualquer 3 75
Respingo e zona atmosférica
sujeita ao spray marinho
Qualquer 2,5 65
Zona atmosférica não sujeita ao
spray marinho
Qualquer 2 50
Submerso Qualquer 2 50
Exposto ao solo ou ao meio
ambiente
Qualquer 1.1/2 a 2 38 a 50
Não exposto ao meio ambiente,
nem em contato com o solo
Lajes, parede e
juntas
3/4 a 1.1/2 19 a 38
Vigas e pilares 1.1/2 38
Cascas e
placas curvas
3/4 a 1.1/2 19 a 38
Fonte: Adaptado do ACI 318 (2005), p. 83-84 e ACI 357R-84 (1997), p. 5.
Para estruturas expostas a um ambiente mais agressivo, principalmente
havendo presença de cloretos, o ACI 318 (2005), recomenda uma espessura de
cobrimento maior que a norma brasileira.
Quanto aos limites de tolerâncias o ACI 318 (2005) esclarece em seus
comentários: “O projetista pode especificar tolerâncias mais restritivas que aquelas
permitidas pelo código, quando necessário para minimizar o acúmulo de tolerâncias
resultando em redução excessiva do cobrimento”.
As tolerâncias quanto à espessura do cobrimento ficam a cargo do
projetista que além das condições ambientais verifica as condições de esforços e
deformações do elemento estrutural para que esteja dentro dos limites
normativos de abertura de fissuras.
Os limites de tolerância para o cobrimento do concreto recomendado pelo
ACI 318 (2005), Tabela 13, não excederá a 1/3 do cobrimento mínimo do
concreto especificado em projeto.
64
Tabela 13: Tolerância para cobrimento em estruturas de concreto
armado – ACI.
Elementos Espessura do
cobrimento
Tolerância mínima
no cobrimento do
concreto
Sob flexão e compressão e
paredes estruturais
c ≤ 2 cm -3/8 “ -9,5 mm
c > 2 cm -1/2 “ -12,5 mm
Fonte: Adaptado do ACI 318 (2005), p. 81.
A espessura do cobrimento especificado pelo boletim n° 3 do FIP (1999),
código modelo, também é em função da classe de agressividade ambiental, cuja
especificação em projeto é o cobrimento nominal, tido como o cobrimento mínimo,
Tabela 14, adicionado à tolerância.
Tabela 14: Recomendações de cobrimento para estruturas de concreto armado –
FIB.
Tipo de Exposição do
Concreto Armado
Descrição do ambiente de exposição
do concreto
Espessuras
mínimas de
cobrimento
mm
Classe 1 – Nenhum risco de
corrosão ou ataque
. Muito seco 10
Classe 2 – Corrosão induzida
pela carbonatação
. Seco ou permanentemente molhado;
. Molhado, raramente seco;
. Umidade moderada;
. Ciclos de molhagem e secagem.
25
Classe 3 – Corrosão induzida
por cloretos excerto
provenientes de água do mar
. Umidade moderada;
. Molhado, raramente seco;
. Ciclos de molhagem e secagem.
40
Classe 4 – Corrosão induzida
por cloretos provenientes de
água do mar
. Exposto ao sal transportado pelo ar
mas não em contato direto com a água
do mar;
. Permanentemente submergido;
40
. Marinha, respingo e zonas de spray. 50 a 75
Classe 5 – ataque de
Gelo/degelo
. Moderada saturação em água, sem
agente de degelo;
. Moderada saturação em água com
agentes de degelo;
. Alta saturação em água sem agente
de degelo;
. Alta saturação em água com agente
de degelo ou água do mar.
* Depende do
tipo de
ambiente do
entorno
Classe 6 – Ataque químico . Ambiente químico ligeiramente
agressivo;
. Ambiente químico moderadamente
agressivo;
. Ambiente químico altamente
agressivo.
* Depende do
tipo de
ambiente do
entorno e
produto
químico
Fonte: Adaptado do boletim n° 3 do FIB (1999), vol. 3, p. 24 a 30 e vol. 1 p. 278.
65
Para os cobrimentos especificados pelo boletim n° 3 do FIB (1999), o
limite de tolerância não deve ser menor que 5 mm, tolerância de 10 mm poderá ser
tomada se para um caso individual for demonstrado que um baixo valor é realmente
obtido na prática. Para especificar as tolerâncias deve ser verificado o nível de
controle de qualidade na produção do concreto, transporte, lançamento,
adensamento e cura para que as reações não ultrapassem a camada de cobrimento
do concreto.
Para garantir a durabilidade, o projetista deve especificar a espessura de
cobrimento para os diversos elementos estruturais que compõem a estrutura e seus
limites de tolerância. Com espessuras diferentes encontradas nos diversos
documentos normativos, cabe ao projetista verificar os agentes agressores e as
demais formas de proteção existentes, para indicar corretamente este cobrimento.
Um rigoroso controle na execução é assegurando quando são utilizados
materiais e métodos construtivos adequados e mão-de-obra qualificada, atrelado à
fiscalização em todas as etapas da cadeia produtiva.
O que vem dando suporte ao controle na execução é a implantação de
sistemas voltados para a qualidade, a NBR ISO 8402 (1994) define qualidade como
“A totalidade de características de uma entidade, que lhes confere a capacidade de
satisfazer as necessidades explícitas e implícitas”.
Dentre os programas de qualidade voltados para a construção civil
destacam-se o Programa Brasileiro de Qualidade e Produtividade do Habitat (PBQP-
H), lançado em 1988 pela Secretaria Especial de Desenvolvimento Urbano (SEDU)
da Presidência da República e as normas da série NBR ISO 9000 (2000), voltados
para análise e solução de problemas e aplicação de melhoria contínua dos índices
de rejeição do produto.
4.2 Teores de cloretos em cidades litorâneas
A presença de cloretos na atmosfera ou impregnado ao concreto é fator
desencadeante da maioria dos problemas patológicos das estruturas situadas em
66
regiões litorâneas. Quanto ao cloreto produzido pelo mar, esclarece Meira et al.
(2004), “A agressividade marinha se estende além do entorno do mar, penetrando
no sentido do continente e atacando as estruturas que se situam na zona onde a
névoa salina exerce a sua influência”.
Os aerosóis de sais oriundos do mar podem estar na forma de íon ou na
forma de cloreto de sódio, são produzidos tanto pelo oceano em águas profundas,
quanto a partir do movimento das ondas em águas rasas, a depender da ação do
vento, umidade relativa, temperatura, batimetria, demais condições climáticas e
topográficas. Esclarece Cole (2003), “A quantidade de cloreto produzido depende
relativamente da extensão dos cumes brancos que cobrem as ondas. É relacionada
com a latitude, na região equatorial há baixos cumes brancos, enquanto que em
grandes latitudes têm-se altos cumes brancos”.
Apesar de regiões equatoriais apresentarem aparentemente menor
produção de cloreto na linha de costa que em regiões com alta latitude, não é
indicativo que os problemas patológicos ocasionados nas estruturas de concreto
sejam minimizados pois há outros fatores inerentes.
Verifica-se, no Gráfico 10, que o efeito da umidade relativa na
concentração de sais é bastante significante, diminuindo o teor de íon cloreto na
media em que aumenta a umidade.
Gráfico 10: Variação da produção de aerosóis de sal pelo oceano em
função da umidade relativa: velocidade do vento a 7,5 m/s; 800
mm/ano de precipitação.
Fonte: Cole (2003), p. 133.
67
Observa-se também no Gráfico 10, a presença de aerosois de sais a 500
km da costa em proporção oito vezes menor que a beira mar, apesar de dispersos
devem ser levados em consideração pelo projetista. Um acréscimo na umidade
relativa, em contrapartida, leva a um incremento na velocidade das reações que
degradam o concreto, diminuindo a vida útil da estrutura.
Ressalta-se que o íon cloreto produzido pelas ondas se mantém ao longo
da linha de costa, por terem maior glanulometria, e os oriundos do oceano adentram
mais ao continente, sendo facilmente carreados pelo vento. Após ensaios no litoral
australiano Cole et al (2003), constatam que a direção e a velocidade do vento são
determinantes para a concentração de sal marinho em regiões distantes da costa,
Gráfico 11.
Gráfico 11: Variação da geração de aerosol marinho em função da velocidade do
vento e distância da costa: 2 m de altura; 0,5 m do solo aproximadamente.
Fonte: Cole et al. (2003), No 2. p. 132.
Pesquisadores começaram a estudar a concentração de sal na atmosfera
marinha afim de quantificar o teor de cloreto existente, desde a linha de maré até
continente a dentro, e a relação deste com as demais condições ambientais.
68
Na coletânea de estudos apresentada no Gráfico 12, foi verifica que a
influência da distância em que se encontra a estrutura em relação ao mar constitui o
mais importante aspecto no estudo da corrosão em zona de atmosfera marinha. A
variabilidade encontrada nos valores da taxa de deposição de cloretos para os
diversos países, deixa clara a interferência das respectivas condições ambientais e
climáticas.
Gráfico 12: Comportamento da salinidade em função da distância.
Morcillo et al (1998) apud Meira & Padaratz (2002), p. 3.
Tomando-se como referência o estudo feito na Austrália, conforme é
apresentado no Gráfico 13, verifica-se para uma mesma distância do mar, por
exemplo a 15 km, taxas de deposição de cloretos na ordem de 12, 22 e 38
(mg/m
2
.d). Comprova-se que num mesmo país, em virtude das condições climáticas
e ambientais serem inerentes a cada micro-clima, a taxa de deposição de cloreto
varia para regiões diversas.
69
Gráfico 13: Salinidade de sais influenciada por aerosois produzidos no
oceano.
Fonte: Cole et al. (2003), No 4. p. 265.
A taxa de deposição de cloreto (mg/m
2
.d) nas superfícies das estruturas é
medida a partir do teor de cloreto (mg/L) existente na atmosfera, recomenda-se
portanto, que cada cidade ou região colete e quantifique seu próprio teor de cloreto
correlacionando-o as características ambientais: umidade relativa, temperatura,
direção e velocidade do vento, e geográficas tais como batimetria, altitude, dentre
outras.
Dados quanto aos teores de cloretos para as diversas cidades costeiras
fundamentarão o projetista para prever a vida útil da estrutura projetada e especificar
medidas de proteção adequadas ao elemento estrutural, do ponto de vista do ataque
por cloretos.
No Brasil, pesquisadores também começam a medir os teores de cloreto
em cidades costeiras e quantificar sua taxa de deposição nas estruturas. Costa
(2001) em Salvador/BA, mede a taxa de deposição de cloretos provenientes do
spray marinho, utilizando o método da vela úmida nos períodos de amostragem de
cinco meses, Tabela 15. É encontrando em alguns pontos, mais distantes da costa,
teores de cloreto maiores que em regiões próximas ao mar, confirmando a atuação
do vento no carreamento do íon cloreto.
70
Tabela 15: Deposição seca de cloreto na vela úmida.
(período de 15/08/2000 a 23/01/2001)
Local
Distância em relação
ao mar, em metros
Teor de cloretos, mg Cl / m².dia
Média de 10
determinações
Desvio padrão
Flamengo 71.6 46.2 18.8
Flamengo 137.6 9.3 3.8
Itapoá 143.4 21.1 23.5
Itapoã 531.9 4.2 1.5
Placaford 787.7 2.9 1.4
Arembepe 1165.4 2.6 1.5
Stela Mares 2225.5 4.6 1.0
Buraquinho 2645.0 1.8 0.8
Piatã 4704.7 3.7 5.8
Fonte: Costa (2001) p. 71.
Meira & Padaratz (2002), em João Pessoa/PB, medem a taxa de
deposição seca de cloreto, utilizando também o método da vela úmida, verifica-se
que a partir de 200m da costa a concentração de cloretos cai significativamente,
Gráfico 14, evidenciando a ação do mar. Contudo, por ter sido utilizado apenas
cinco pontos de coleta a amostra não representa as variações ambientais
decorrentes de correntes de vento e existência de obstáculos. Caso um estudo mais
detalhado venha a ser feito nessa cidade, o resultado com tendência a zero para
distâncias maiores que 1000 m pode ser alterado a depender da direção e
velocidade do vento e forma de atuação das ondas ao longo da costa.
Gráfico 14: Perfil de concentração de cloretos em função da distância em relação
ao mar.
Fonte: Meira & Padaratz (2002), p. 5.
71
De posse do teor de cloreto, indicador do nível de agressividade que
estará submetido o concreto em regiões litorâneas, o projetista pode especificar para
a estrutura sua vida útil em projeto. Meira (2004), apresenta estimativa de vida útil
em função da agressividade por cloretos e espessura da camada de cobrimento,
Tabela 16, concluindo que a partir de 700m da orla tem-se uma redução significativa
do ataque por cloretos. Conforme ressalta o autor, esses valores são de referência
não podendo ser utilizados como certos em todo o litoral brasileiro, devido às
características locais do meio ambiente onde estará inserida a estrutura e da
geografia da região, dentre outras.
Tabela 16: Faixas de agressividade com base na vida útil das estruturas.
Faixas de agressividade Distâncias
aproximadas**
m
Nível de
agressividade
Vida útil máxima* (anos)
Elevada Até 3 (cob = 10mm) e
17 (cob = 20mm)
Até 130
Moderada entre 24 (cob = 10mm) e
50 (cob = 20mm)
Entre 130 e 700
Mínima Superior a 24 (cob = 10mm)
e 50 (cob = 20mm)
Acima de 700
* Para os diversos cobrimentos e materiais estudados.
** Nota: cabe aqui ressaltar que essas distâncias não podem ser
extrapoladas para todo o litoral brasileiro, mas servem como referência.
Isso se deve aos distintos regimes de ventos, distribuição de umidades
relativas e temperatura, por exemplo.
Fonte: Meira (2004).
Verifica-se que há necessidade de se conhecer as condições ambientais
nas demais cidades litorâneas quanto ao teor de cloreto existente, para que seja
especificado em projeto a vida útil da estrutura e mecanismos de proteção, fato este
que justifica a disposição de pontos de coleta na cidade de Maceió.
A capital alagoana é uma cidade litorânea num clima tropical, como bem é
caracterizada na enciclopédia Municípios de Alagoas:
O município apresenta temperatura média anual
em torno de 24,2ºC. Durante o mês mais quente (fevereiro), as
médias alcançam 25,5ºC e, no mais frio (agosto), desce a 22,4ºC.
Quanto à precipitação anual, varia entre 1.400mm e 1500mm,
concentrada de abril a julho, quando chove mais de 70% do total. A
evapotranspiração anual é alta, sendo maior de novembro a março,
coincidindo com o período de menor precipitação, ocorrendo um total,
durante o ano, de 1.208mm. Suas temperaturas são amenizadas
pelos ventos Sudeste, que sopram de março a setembro, e pelos
ventos de Nordeste, que atuam de novembro a março. Instituto
Arnon de Mello (2006), p. 405.
72
Dentre os diversos pontos abordados neste capítulo objetivando embasar
o projetista a conceber estruturas resistentes aos cloretos, fica evidente que não
satisfaz mais se projetar estruturas apenas com as fases de concepção,
dimensionamento e detalhamento, é claro que em cada uma delas deve haver
elementos condicionantes a garantia da durabilidade, porém sendo acrescentado
uma nova fase ao projeto que englobe especificação de materiais constituintes do
concreto e validação dos procedimentos construtivos.
No próximo capítulo serão apresentados juntamente com os resultados, os
procedimentos de ensaio e método de análise utilizada para quantificar o teor de
cloreto em Maceió, distribuindo 25 coletores nas regiões propícias a utilização de
estruturas em concreto.
73
CAPÍTULO V
EXPERIMENTAÇÃO
Dentro do estudo das diretrizes para durabilidade das estruturas de
concreto, buscou-se verificar a que níveis de agressividade por cloreto estão sujeitas
as estruturas em concreto em Maceió-AL foi então, efetuada uma experimentação
para identificar o teor de cloretos inorgânicos existentes na atmosfera nas diversas
regiões da cidade, desde a orla até os tabuleiros, e a partir daí se determinar as
taxas de deposição sobre as estruturas. As etapas da experimentação e os
procedimentos adotados estão detalhados a seguir:
Inicialmente foram definidos pontos de coleta, tempo de exposição,
método de captação e medição a serem utilizados. A literatura recomenda o ensaio
através do método da vela úmida para determinar o teor de cloretos inorgânicos
existentes na atmosfera e depositados sobre superfície de área conhecida. A coleta
do cloreto na atmosfera foi realizada de acordo com os procedimentos
recomendados na norma NBR 6211 (2001), que por sua vez está fundamentada na
norma americana ASTM D 512-89 publicada em 1999. A metodologia desse ensaio
se aplica especificamente para determinação do teor de cloretos solúveis em água,
como os produzidos no oceano e na linha de ondas que penetram no continente.
5.1 Localização dos pontos de coleta
A fim de atingir os objetivos deste trabalho, necessitava-se expor os
experimentos em pontos que representassem Maceió e que viabilizassem a
pesquisa. Para tal escolheu-se as regiões de planície e tabuleiro, identificadas no
74
mapa que apresenta o relevo da cidade, Figura 13, desprezando-se as grutas e
encostas devido à dificuldade de acesso e baixo potencial de utilização, em escala e
a curto prazo, de edificações ou obras de arte em estruturas de concreto.
ÁREA RURAL DE MACEIÓ
OCEANO ATLÂNTICO
LAGOA MUNDAÚ
SERRARIA
MUNICÍPIO DE
RIO LARGO
Figura 13: Mapa do relevo de Maceió – AL.
Fonte: Adaptado do IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (1985).
Maceió apresenta extensa área de planície e tabuleiros ponteada por
encostas, sendo circundada por água, de um lado o Oceano Atlântico produtor do
íon cloreto, do outro a lagoa Mundaú que recebe aporte de água do mar de acordo
75
com o ciclo de marés e banha a cidade do litoral ao interior. Tem suas estruturas
propícias à agressividade pela ação de cloretos.
Diante do exposto foram estabelecidos alguns parâmetros para escolha da
época de exposição dos experimentos para captação do íon Cl
-
e os respectivos
locais dos pontos de medição:
• Época de coleta: de primavera a verão, por apresentar o ar menos
denso com maior velocidade nos ventos e menor precipitação;
• Área a ser disposta os coletores: região propícia à utilização de
estruturas de concreto, da planície costeira aos tabuleiros, sendo
descartados grutas e encostas;
• Pontos de disposição dos coletores: escolhidos de acordo com a
incidência dos ventos predominantes sudeste (proveniente do mar) e
nordeste, facilidade de acesso, e setorização no mapa;
• Quantidade de coletores: determinada de forma a cobrir a área a ser
disposta, totalizando 26, sendo um coletor para o ensaio em branco
devidamente lacrado e vinte e cinco coletores expostos em campo;
• Tempo de exposição do coletor: recomendado pela norma NBR
6211(2001), 30 dias.
• Segurança do equipamento: para inibir a ação de vândalos, optou-se
por colocar os coletores em propriedade privadas, necessitando de
autorização dos proprietários, ou públicas que fossem fechadas com
vigilância.
Foi escolhida para coleta a época de maior velocidade do vento ocorrida
no ano anterior, como mostrado na Tabela 17, montada a partir de dados coletados
pela Estação Meteorológica do Centro de Ciências Agrárias da UFAL onde, as
incidências de vento medidos nas direções sudeste e nordeste, respectivamente
para outubro e novembro do ano de 2005 resultaram em 2,7 m/s e 3,0 m/s admitindo
valores médios mensais.
76
Tabela 17: Dados meteorológicos médios mensais em Maceió-AL.
Variáveis SET OUT NOV DEZ
Direção do Vento
1
à 10m SE SE NE SE
Velocidade do Vento (ms
-1
) à 10m 2,4 2,7 3,0 2,7
Precipitação Pluvial (mm) 54.1 18.8 14.2 61.5
Temperatura do ar (
o
C) 23,2 24,4 25,5 25,5
Umidade relativa do ar (%) 83,3 79,0 76,0 78,0
Nota: SE = sudeste; NE= nordeste.
Fonte: Estação Meteorológica do CECA/UFAL (2005)
19
.
Apresentam-se também na Tabela 17 os valores de maior temperatura e
umidade relativa do ar, para os meses escolhidos para realização do ensaio, já que
estes fatores influenciam diretamente tanto no alcance dos íons cloretos, adentrando
ao continente, quanto na aceleração do processo de corrosão, quando há deposição
do cloreto na estrutura em concreto.
Para escolha dos pontos de medição foi traçada uma malha discretizada
por quadrículas de 1000 m x 1000 m sobre o mapa de Maceió cujos vértices indicam
pontos potenciais para a disposição dos experimentos, seus eixos são posicionados
na direção dos ventos predominantes para captar aerosóis provenientes do mar:
sudeste e nordeste.
Devido às mudanças ocasionais da velocidade e direção do vento tanto
pelas interferências dos obstáculos naturais, como as falésias mortas, quanto dos
edifícios, dentre outros, tem-se dois eixos perpendiculares formando o vetor de
captação do cloreto na atmosfera.
A locação em campo dos experimentos inicialmente obedeceu à
metodologia de discretização da malha ao longo das linhas sudeste e nordeste, na
prática alguns pontos sofreram deslocamento por dificuldade de autorização por
parte dos proprietários dos imóveis, segurança dos equipamentos e ou condições de
acesso, contudo estes coletores foram dispostos em áreas próximas aos pontos
iniciais de acordo com a metodologia apresentada.
19
Dados fornecidos pelo Professor José Leonaldo de Souza, coordenador da Estação Meteorológia
do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal de Alagoas.
77
Estão identificados no mapa de Maceió, Figura 14, apenas os pontos cujos
coletores foram ensaiados, sendo desprezados os que se encontravam danificados
quando da ocasião do seu recolhimento. Estes devidamente geo-referenciados
estão locados sobre a malha discretizada no mapa, as quadrículas cujos lados
medem 1000 m, são utilizadas também para verificar a distância entre o ponto onde
foi disposto o coletor e o mar, seguindo o eixo de direção do vento sudeste.
Figura 14: Malha discretizada sobre o mapa de bairros de Maceió com
locação dos pontos de coleta cujos experimentos foram ensaiados.
Fonte: Adaptado do Centro de Geoprocessamento da Prefeitura Municipal de Maceió (1998).
78
Vê-se, na Figura 14, a indicação dos bairros e seus limites, como também
do oceano, produtor de cloretos, e da lagoa receptora que poderá servir como meio
de transporte de parte deste cloreto, levando-os até as regiões distantes do mar. Os
pontos GPS 22 a 25, referentes aos coletores 9, 14, 11 e 13 respectivamente não
foram geo-referenciados pois os experimentos encontravam-se danificados quando
da ocasião da coleta, sendo descartados do ensaio.
Os experimentos foram dispostos em campo duas vezes, de 1 a 31 de
outubro de 2006 e de 2 de novembro a 2 de dezembro de 2006, totalizando em
ambos os casos 30 dias de coleta, utilizando os mesmos pontos em ambas as
exposições.
5.2 Método de coleta
A coleta de cloretos inorgânicos existentes na atmosfera pelo método da
vela úmida, conforme determina a NBR 6211 (2001), consiste na preparação da vela
e aparato de sustentação, exposição e recolhimento da amostra, cujos
procedimentos devem ser realizados em ambiente isento de contaminantes para
preservação e validação do ensaio.
A vela úmida, de acordo com recomendação normativa, Figura 15, deve
ser constituída de um frasco coletor de material inerte, vidro ou polietileno com
aproximadamente 800 ml de capacidade, sobre o qual é fixado um tarugo cilíndrico
também de material inerte com 2,5 cm de diâmetro e altura total de 15 cm, envolvido
com dupla camada de gaze cirúrgica, cuja área exposta da gaze à atmosfera é de
aproximadamente 100 cm
2
.
O frasco coletor contendo aproximadamente 200 ml de água glicerinada,
isenta de cloretos, deve ser vedado por uma rolha de borracha que possua dois
orifícios aos quais são inseridos tubos de vidro para passagem dos extremos das
gazes que ficam embebidos na água.
79
Figura 15: Vela úmida.
Fonte: NBR 6211 (2001), p. 5.
Durante os procedimentos de montagem da vela úmida recomenda-se
dispor de um ambiente isento de cloretos e utilizar luvas de pvc (sem látex) para que
não haja contaminação.
Para realização deste ensaio foi confeccionada a vela úmida adaptando-se
materiais inertes similares aos indicados na recomendação normativa, desde que
atendessem perfeitamente as condições de uso e desempenho requerido. Segue a
descrição dos materiais utilizados:
• Cilindro: recipiente de vidro com capacidade volumétrica de 1000 ml;
• Rolha: circular, para vedar o frasco coletor, confeccionada por torneiro
mecânico em pvc maciço, material inerte, com diâmetro de 7 cm e com 2,5
cm de altura em formato cônico para colaborar com a vedação do frasco,
possuindo um orifício central de 2 cm não vazado que servia de
80
sustentação para o tarugo. Como o material da rolha é inerte, foi
perfurado em seus extremos dois furos por onde passaram as gazes para
o interior do cilindro, sem a necessidade de se utilizar os cilindros de
vidros indicados na NBR 6211 (2001), facilitando a montagem da vela
úmida, este procedimento pode ser utilizado por outros pesquisadores que
venham a fazer experimentos correlatos;
• Tarugo: cilíndrico, feito também por torneiro mecânico em pvc maciço
com 2 cm de diâmetro e 17 cm de comprimento, destes, 2 cm foram
fixados na rolha e 15 cm expostos para sustentação da gaze;
• Gaze: cirúrgica, isenta de minerais e/ou quaisquer outras substâncias
contaminantes, foi adquirida em loja de materiais cirúrgicos;
• Água: utilizou-se água destilada coletada no laboratório de saneamento
ambiental da Universidade Federal de Alagoas, sendo na 1ª
experimentação 200 ml de água destilada e na 2ª experimentação 400 ml
de água destilada com adição de glicerol, produto químico que visa
minimizar a evaporação, diluído a 20%.
Após montagem das velas úmidas, totalizando 26, as mesmas foram
vedadas com saco plástico visando protege-las de contaminantes durante o
percurso até os pontos de coleta. Foram identificadas e acondicionadas em caixa
para transporte, dispostas em campo, permanecendo por 30 dias.
Uma das velas permaneceu lacrada e guardada em armário isento de
cloretos para realização do ensaio em branco, que serve de referência para os
demais ensaios, vinte e cinco foram expostas em campo num mesmo dia para que
todos os experimentos estivessem sob as mesmas condições climáticas durante o
período de exposição.
Tem-se a vela úmida protegida antes de ser exposta, Figura 16, no campo
é retirado o plástico protetor, a gaze umedecida por seus extremos estarem
embebidos em água absorve os componentes existentes na atmosfera, entre eles o
cloreto. Após trinta dias os experimentos são recolhidos, cobertos com plástico em
pvc e lacrados para evitar contaminação futura, sendo levados ao laboratório de
saneamento ambiental para quantificar o teor de cloreto absorvido.
81
Figura 16: Vela úmida montada e protegida para exposição.
A NBR 6211 (2001) orienta quanto ao modo de exposição da vela úmida,
esta deve ser colocada em campo numa posição mais alta que qualquer obstáculo
situado num raio de 3 m a uma altura mínima de 1 m do solo, na posição central de
um aparato de sustentação, Figura 17, que deve ser feito de material inerte e possua
uma coberta de 50 cm x 50 cm e uma base para apoio do coletor. A distância que a
gaze deve ter para a haste de sustentação é de 25 cm e para a estrutura da coberta
20 cm.
O suporte para a vela úmida foi confeccionado, de acordo com as
recomendações normativas, utilizando-se os seguintes materiais:
• Haste: madeira mista, confeccionada com barrote de 3x2” com 1,5 m
de comprimento, duas cantoneiras de metal para sustentação da coberta e
da base de apoio da vela úmida;
82
Figura 17: suporte da vela úmida.
Fonte: NBR 6211 (2001), pg. 6.
• Placa de coberta: compensado de 6 mm, medindo 50 cm x 50 cm;
• Base de apoio: compensado de 6 mm, medindo 15 cm x 30 cm;
• Fixador: garrafa pet cortada ao meio e fixada na base de apoio com
brochas, dentro da qual se colocou a vela úmida de forma que a mesma
não tombasse sob a ação do vento;
• Suporte da haste: recipiente metálico com volume interno de 18 litros
preenchido com areia, capaz de servir como estrutura de fundação da
haste, garantindo sua estabilidade;
• Segurança: para inibir a presença de curiosos foi colocada uma placa
“perigo! Não mexa”, o perigo em questão era danificar o experimento.
83
Os aparatos de sustentação, totalizando 25, Figura 18, foram colocados
nos pontos autorizados para coleta, sendo utilizados na 1ª e 2ª exposição da vela
úmida. Vê-se que a vela úmida fica protegida da ação direta do sol, exposta às
condições ambientais da atmosfera local, inerentes a cada ponto de medição,
alimentada pela água destilada que umedece a gaze num circuito fechado de
entrada de componentes, dentre os quais o cloreto, e saída de água dando
continuidade ao processo que é afetado apenas pela evaporação.
Figura 18: Suporte da Vela úmida.
Enquanto as velas úmidas ficavam em campo havia necessidade de se
efetuar uma ronda nos locais em que se encontravam para verificação de danos
causados e recomendações, mesmo assim seis experimentos foram danificados,
84
dois na primeira e quatro na segunda exposição, uns por estarem expostos a forte
corrente de vento, outros pela ação de vândalos.
Com o tempo, a estrutura de suporte apresentava o efeito do meio
ambiente, as peças metálicas: cantoneiras, parafusos e pregos encontravam-se
enferrujados, fato ocorrido mais rapidamente nas regiões próximas ao mar que aos
poucos ia atingindo os demais pontos. Apesar da deterioração gradativa destas
estruturas, as mesmas conseguiram resistir o tempo necessário para a realização
dos ensaios, de outubro a dezembro de 2006.
As posições das velas úmidas, encontradas em perfeitas condições para
ensaio, foram geo-referenciadas com a utilização de GPS calibrado, Figura 19, na
medida em que se ia recolhendo os experimentos. Devido à captação de
substâncias da atmosfera, a gaze cirúrgica aos poucos começava a apresentar um
aspecto sujo, prova que a mesma correspondia à finalidade a qual foi projetada.
Figura 19: Vela úmida geo-referenciada em campo.
85
As coordenadas em graus referentes ao eixo sul e oeste dos pontos de
coleta, distância do mar, altitude e o endereço dos locais de exposição estão
apresentados na Tabela 18. Estes pontos geo-referenciados quando locados em
mapa apresentam margem de erro de 5 m.
Apesar de Maceió situar-se entre o oceano Atlântico e a lagoa Mundaú,
não foi levado em consideração o efeito desta característica ao aporte de cloretos às
regiões internas da cidade, verificando-se apenas a distância dos pontos coletores
ao mar seguindo a linha de eixo sudeste da referida malha.
A distância do mar e a altitude onde se encontrava cada coletor vão
influenciar, como observa Cole (2003), tanto na captação do cloreto produzido no
oceano, que adentra mais ao continente e atinge pontos com maiores altitudes,
como na região dos tabuleiros, quanto na captação do cloreto produzido na linha de
ondas que permanecem próximos à costa, no caso de Maceió em sua planície
litorânea que possui baixas altitudes.
5.3 Método de determinação do teor de cloreto
Ao término do período de coleta, os experimentos devidamente lacrados e
identificados eram levados ao laboratório de saneamento ambiental para análise.
Para medir o anion cloreto (CL
-
) a literatura disponibiliza métodos gravimétricos,
volumétricos, potenciométricos e colorimétricos. Neste ensaio optou-se por utilizar o
método volumétrico de Mohr, que determina o teor de cloretos solúveis em água, de
acordo com a metodologia de análise utilizada no laboratório de saneamento
ambiental da Universidade Federal de Alagoas.
No método de Mohr, a padronização é feita utilizando-se o nitrato de prata
(AgNO
3
) com solução padrão de cloreto de sódio (NaCl), como indicador tem-se a
solução de cromato de potássio (K
2
CrO
4
). A titulação é identificada quando todos
os íons de Ag
+
tiverem se depositado sob a forma de AgCl, havendo a precipitação
de cromato de prata (Ag
2
CrO
4
) visualizada numa coloração marrom-avermelhada.
86
Tabela 18: Localização dos pontos de coleta do íon cloreto em Maceió-AL.
Ponto
Coordenadas
(graus)
Altitude
Distância
do mar
Local de Endereço
GPS S9 W35 m m Exposição Logradouro Bairro
1 39.767 43.193 9.98 1055.9 residência
R. Dr. Zeferino
Rodrigues
Poço
2 35.530 40.362 15.70 309.0 SESC
Av. comendador
Gustavo Paiva
Guaxuma
3 29.378 34.224 16.00 644.8 residência
Cond. Parque Rio
Sauassuí
Ipioca
4 31.371 36.072 13.60 976.2 floricultura AL 101 Norte Ipioca
5 33.670 38.644 21.30 78.0
posto de
combustível
AL 101 Norte Riacho Doce
6 37.229 41.512 11.70 20.2 SEAGRA
Av. Comendador
Gustavo Paiva
Jacarecica
7 37.860 41.775 6.85 16.9
Hotel
Matsubara
Av. Brigadeiro
Eduardo Gomes
Cruz das
Almas
8 38.967 42.718 11.40 2375.4 residência
Av. Emp. Carlos da
Silva Nogueira
Jatiúca
9 37.229 43.987 54.20 5485.8 residência Loteamento Betânia
Gruta de
Lourdes
10 39.208 42.171 16.20 904.6 residência
Rua dr. O.
Vasconcelos
Jatiúca
11 39.781 41.738 13.30 51.9
barraca
Carlitos
Av. Álvaro Otacilio Ponta Verde
12 40.134 42.924 6.37 202.5
colégio Im.
Conceição
Av. dr. A. Gouveia
Pajuçara
Pajuçara
13 39.854 44.034 58.50 1001.0 CREA-AL Rua O. Sarmento Farol
14 40.302 44.699 4.21 49.2 posto Veneza
Av. Assis
Chateaubriand
Prado
15 41.285 46.154 5.65 415.2
Corpo de
Bombeiros
Av. Assis
Chateaubriand
Pontal da
Barra
16 35.658 43.204 61.20 4417.4 Arara azul Rua A Serraria
17 34.282 44.653 94.30 8195.1 residência Av. Menino Marcelo Antares
18 32.508 43.476 97.20 8534.9
5º Batalhão
da Polícia
Militar
Av. Cachoeira do
Merim
Benedito
Bentes
19 33.082 46.531 79.90 12745.0 UFAL
BR 104 - Conj.
Universitário
Cidade
Universitária
20 33.963 47.397 96.50 14251.2 frigorífico BR 316 Santos Dumont
21 35.123 46.700 99.10 10609.2
PM box
polícia militar
Rótula da Av. Jorge
Monteiro de Barros
Santa Amélia
22 X x x x Aeroclube
Av. Durval de Góes
Monteiro
Jardim
Petrópolis
23 X x x x residência R. Delmiro Golveia Mutange
24 X x x x CEAGB Av. Fernandes Lima Farol
25 X x x x
colônia de
pescadores
Av. Senador Rui
Palmeira
Ponta Grossa
87
As reações químicas ocorridas durante o processo de titulação das
amostras são as seguintes:
NaCl + AgNO
3
Æ AgCl + NaNO
3
2AgNO
3
+ K
2
CrO
4
Æ Ag
2
CrO
4
+ KNO
3
Faz-se necessário preparar e padronizar a solução de nitrato de prata a
ser utilizada na titulação das amostras: pesa-se a massa de AgNO
3
, a mesma deve
ter sido previamente seca em estufa a 150 ºC por duas horas, necessita-se de 250
ml de solução de 0,1 ml/L. Para padronização utiliza-se 0,17 g de NaCl em um
erlenmeyer, com adição de água e 1ml de cromato de potássio a 5% como
indicador.
Para realização deste ensaio todos os experimentos foram recolhidos num
mesmo dia, após 30 dias de exposição em campo, lacrados com plástico protetor e
acondicionados em caixa para transporte ao laboratório. Os procedimentos de
ensaio para medição do teor de cloreto em cada vela úmida foram realizados em um
ambiente isento de cloretos. O pesquisador deve utilizar luvas de pvc (sem látex),
para evitar contaminação oriunda do suor das mãos, dentre outros.
A vela úmida é colocada em uma bancada, retira-se o plástico protetor e
com uma pinça esterilizada desenrola-se a gaze cirúrgica colocado-a num becker de
vidro com adição de 200 ml de água destilada para lavagem da mesma. Toda água
existente no frasco coletor como também as águas provenientes de lavagem da
gaze e do frasco é reservada para análise. Foram preparados três coletores por
vez para o ensaio.
Retira-se inicialmente 50 ml da água de lavagem para que seja verificado
seu pH que deve estar entre 7 e 10, para tal, liga-se o peagômetro por
aproximadamente 30 minutos, efetua-se a calibração para então medir o pH da
amostra. Caso o pH seja menor que o indicado deve ser ajustado adicionando-se
lentamente a solução de hidróxido de sódio para elevá-lo ou a solução de ácido
sulfúrico para diminuí-lo; muitas amostras necessitaram de calibração em seu pH
para que as mesmas fossem tituladas.
88
Para determinar o teor de cloreto é necessário dispor de uma alíquota de
50 ml, proveniente da solução com pH ajustado, em uma proveta adicionando 3
gotas de fenolftaleína e em seguida gotas de NaOH até que a solução apresente a
cor rosa. Este procedimento foi feito para os 22 coletores, tanto para o coletor em
branco como para os vinte e um coletores recolhidos em campo, deixando as
amostras prontas para a titulação.
Colocam-se os 50 ml de solução da amostra preparada anteriormente num
erlenmeyer sobre um agitador para que seja efetuada a titulação, que é feita
adicionando-se gota a gota da solução de nitrato de prata (AgNO
3
a 0,0141 N) na
amostra até que a cor marrom avermelhada apareça e se mantenha firme, indicando
o fim da titulação.
A titulação inicia-se pelo coletor em branco que será utilizado como
indicador para os demais coletores, sua solução deve ser colocada num erlenmeyer
e corrigida através da adição de 0,5 g de carbonato de cálcio e 1 ml do indicador a
um volume de água igual ao volume final da titulação, que é o somatório de 50 ml da
alíquota mais a solução de nitrato de prata que foi adicionada para titulação da
amostra. A correção do branco não deve ser muito maior que 0,1 ml e esse valor
deve ser deduzido do volume gasto na titulação.
A cor da amostra referente ao coletor em branco, após titulação, deve ser
igual à cor da solução titulada, marrom avermelhada, fazendo-se no mínimo uma
duplicata.
De posse da titulação do coletor branco como referência, pode-se
determinar o teor de cloreto das 21 amostras coletadas e deixadas prontas para
ensaio, titulando-as como recomendado anteriormente. O volume da solução de
AgNO
3
gasto para a titulação das alíquotas extraídas de cada coletor é anotado para
se calcular a concentração de cloreto existente.
Utiliza-se a fórmula seguinte para que seja determinado o teor de cloreto
existente em cada amostra:
Cloretos (mg/l) = ((Va – Vb) . N . 35500) / (Vam)
89
Onde,
Va = volume da solução padrão de nitrato de prata gasto na titulação da
amostra, em mililitros;
Vb = volume da solução de nitrato de prata gasto na titulação da água
destilada (branco), em mililitros;
N = normalidade da solução de nitrato de prata usada;
Vam = volume da amostra, em mililitros.
De posse do teor de cloreto de cada experimento, calcula-se a taxa de
deposição diária de cloretos sobre superfície conhecida para cada ponto de
exposição:
Cloretos (mg/m².d) = (Cloretos (mg/l) . VT) / (A . t)
Onde,
VT = volume total da amostra, em litros;
A = área de exposição (da gaze), em metros quadrados;
t = tempo de exposição, em dias.
5.4 Resultados Obtidos
A seguir estão apresentados os resultados obtidos. Deve ser ressaltado
que na primeira exposição não se obteve sucesso uma vez que, a maioria dos
coletores encontravam-se secos quando foram recolhidos, devido à evaporação da
solução utilizada. Então foi efetuada uma segunda exposição aumentando-se a
quantidade de solução nos frascos coletores em 200 ml, totalizando 400 ml.
90
Estão apresentados na Tabela 19, os resultados da experimentação
referentes à segunda exposição das velas úmidas, relacionando-se o ponto geo-
referenciado, distância do mar, número do coletor, volume total da amostra,
resultado da titulação, com teor de cloretos e sua taxa de deposição resultante.
Verifica-se que o teor de cloreto encontrado estava aproximadamente entre 17
(mg/L) e 372 (mg/L), o mesmo contato com a gaze da vela úmida a depender
principalmente das características do vento e existência de obstáculos.
Tabela 19: Teores de cloreto em Maceió-AL.
Ponto
GPS
Distância
do mar
(m)
No. do
coletor
Volume
total
(ml)
Titulação
(ml)
Teor de
Cloretos
(mg/l)
Taxa de
deposição
de Cloretos
(mg/m².d)
1 1055.9 21 550 5.4 29.03 53.23
2 309.0 7 815 5.4 29.03 78.87
3 644.8 4 815 4.2 17.02 46.23
4 976.2 5 690 12.2 97.11 223.35
5 78.0 15 698 12.4 99.11 230.59
6 20.2 6 820 39.7 372.41 1017.92
7 16.9 9 888 18.8 163.18 483.01
8 2375.4 8 750 5.4 29.03 72.58
9 5485.8 22 540 6.8 43.05 77.49
10 904.6 10 510 5.8 33.04 56.16
11 51.9 12 515 29.7 272.30 467.45
12 202.5 2 720 5.2 27.03 64.87
13 1001.0 25 745 8.2 57.06 141.71
14 49.2 20 865 14.2 117.13 337.72
15 415.2 24 610 6.2 37.04 75.32
16 4417.4 23 675 5.6 31.03 69.83
17 8195.1 3 905 4.2 17.02 51.34
18 8534.9 17 720 5.6 31.03 74.48
19 12745.0 19 890 4.4 19.02 56.43
20 14251.2 1 825 5.8 33.04 90.85
21 10609.2 18 505 6 35.04 58.98
Para determinar o teor de cloreto (mg/L) absorvido pelos coletores, de
todos os vinte e um pontos ensaiados, retirou-se do volume total das águas de
lavagem uma alíquota de 50 ml para titulação. O ensaio em branco, cujo volume de
91
solução total foi de 634 ml e gastou em sua titulação 2,5 ml da solução de nitrato de
prata, serviu como indicador para a titulação das demais amostras.
No capítulo seguinte são analisados os resultados obtidos, quanto a taxa
de deposição de cloretos com relação à distância do mar, na cidade de Maceió, e a
vida útil a ser atingida pelas estruturas de concreto frente ao teor de cloreto
absorvido pelos coletores segundo diretrizes de durabilidade de estruturas de
concreto normalizadas.
92
CAPÍTULO VI
ANÁLISE DOS RESULTADOS E PREVISÃO DE VIDA ÚTIL
Neste capítulo serão analisados os resultados obtidos na experimentação.
A partir destes resultados, utilizando-se recomendações normativas, foi realizada
para os respectivos pontos de coleta uma previsão de vida útil para as estruturas em
concreto.
6.1 Análise dos Resultados
Neste trabalho é analisado tanto o teor de cloreto existente na atmosfera,
quanto a taxa de deposição deste nas estruturas. O cloreto depositado na superfície
da estrutura de concreto vai agredir a estrutura, cujo dano só é verificado com o
passar do tempo quando é visualizada a patologia oriunda da corrosão do aço.
Ensaios para verificação do potencial da corrosão, dentre outros, podem ser
utilizados para acompanhar o avanço dessa patologia.
Tem-se no Gráfico 15 uma apresentação na forma de barras dos
resultados das taxas de deposição de cloretos encontradas nos ensaios realizados e
a localização dos pontos de coleta de íon cloreto correlacionados aos pontos GPS
geo-referenciados. Observa-se o aparecimento de picos que de acordo com a
Tabela 19, apresentada no capítulo anterior, os relaciona a distancia ao mar,
podendo-se concluir que se trata dos coletores que se situavam à beira mar, cujo
maior valor refere-se ao ponto GPS 6 distante de 20,2 m do mar, localizado no bairro
de Jacarecica.
93
0.00
200.00
400.00
600.00
800.00
1000.00
1200.00
123456789101112131415161718192021
Ponto GPS
Taxa de deposição de cloretos (mg/m2.d)
Gráfico 15: Taxa de deposição de cloretos em Maceió.
O ponto 6, no Gráfico 15, apresenta aparentemente um resultado
destoante dos demais, contudo optou-se por não descartá-lo por situar-se numa
região de mar aberto cujos cumes brancos existentes nas ondas são observados à
beira mar. Pode ter sido influenciado pela presença de fortes ventos, já que não
havia obstáculo entre o coletor e o mar, e pela corrente marinha pois nessa região
não há a presença de recifes.
Por exemplo, o ponto 11 no Gráfico 15, situado na praia de Ponta Verde,
apresenta uma taxa de deposição de cloreto bem inferior ao ponto 6. Observa-se a
existência de recifes de areia submersos no oceano, cujas ondas estão além de 100
m distantes da orla, apresentando um mar com águas calmas ao longo da costa no
entorno do local onde foi disposto o experimento.
A partir destes resultados foi plotado o Gráfico 16 que correlaciona a taxa
de deposição de cloretos com a distância do coletor em relação ao mar. Verifica-se
que próximo ao mar resultaram os maiores valores para a taxa de deposição,
diminuindo à medida que atinge os tabuleiros, demonstrando coerência na
experimentação realizada em relação a outros trabalhos como por exemplo Meira &
Padaratz (2002), p. 5.
94
0.00
200.00
400.00
600.00
800.00
1000.00
1200.00
0.0 2000.0 4000.0 6000.0 8000.0 10000.0 12000.0 14000.0 16000.0
distância do mar (m)
Taxa de deposição de cloretos (mg/m2.d)
Gráfico 16: Taxa de deposição de cloretos x distância do mar em Maceió.
Analisando-se o Gráfico 16 pode ser observada também uma
concentração de pontos nos primeiros 100 m em relação ao mar, com resultados
variando entre 40 mg/m
2
.d e 230 mg/m
2
.d aproximadamente, alguns destes pontos
podem ser descartados pois aparentam ter sofrido influência de obstáculos
acarretando variação pontual da direção do vento e consequentemente diminuído a
captação de cloreto pelo coletor. Para os pontos distantes além de 10.000 m do
mar observou-se a presença de cloretos com taxas de deposição na ordem de 56
mg/m
2
.d a 91 mg/m
2
.d, confirmando que o cloreto produzido no oceano pode
adentrar no continente a depender da topografia, correntes de vento, inexistência de
obstáculos a grandes altitudes, dentre outros.
Segundo Costa (2001), também foram encontrados teores de cloreto no
interior de Salvador, a aproximadamente 5 km do litoral, com valores maiores do que
verificados a 800 m de distância do mar, o que indica que correntes de vento e
outras variáveis são também responsáveis pelo carreamento dos aerosois de sal.
É importante ressaltar que a cidade de Maceió situa-se numa região
geográfica cujo oceano atinge batimetrias na ordem de 6000 m em áreas próximas
ao continente, além de dispor de uma lagoa cuja água salobra capta parte da água
do mar podendo transportar o íon cloreto para regiões internas, e contribuir com as
95
taxas de deposição de cloretos encontradas em pontos distantes 14.251,20 m do
mar, ponto de GPS número 20.
Num panorama geral, relacionando o íon cloreto encontrado na atmosfera
de Maceió com a fonte produtora, tem-se na Tabela 20 os teores limites e médio de
cloreto e suas respectivas distâncias do mar agrupadas em faixas de medições.
Tabela 20: Teores limites de cloreto em Maceió-AL.
Distâncias
Limites do mar
(
m
)
Teor mínimo
de cloreto
(
m
g
/l
)
Teor médio
de cloreto
(
m
g
/l
)
Teor máximo
de cloreto
(
m
g
/l
)
Distância
média do
mar
(
m
)
10 a 100 99.1 204.8 372.4 43.2
100 a 1000 17.0 48.1 97.1 690.5
1000 a 10000 17.0 33.9 57.1 4437.9
> 10000 19.0 29.0 35.0 12535.1
No Gráfico 17 são plotadas as curvas de aproximação referentes aos
teores limites e médio de cloreto, permitindo uma correlação do comportamento
deste íon com a distância média do mar dos respectivos pontos de coleta. As curvas
divergem na região costeira devido às interferências inerentes ao meio, tanto na
produção do íon cloreto quanto no seu transporte, convergindo à medida que a
concentração deste íon tende a zero.
Teor mínimo
Teor médio
Teor máximo
43 691 4438 12535
Distância média do mar (m)
0
100
200
300
400
500
600
700
Teores médios de cloretos (mg/l)
Gráfico 17: Teores limites de cloreto em Maceió-AL.
Curvas: Teor mínimo de cloreto: 93.7476*exp(-0.4952*x)
Teor médio de cloreto: 263.5146*exp(-0.621*x)
Teor máximo de cloreto: 619 9722
*
exp(
-
07622
*
x)
96
Verifica-se que o teor de íon cloreto encontrado na linha litorânea, Gráfico
17, varia aproximadamente de 100 mg/l a 600 mg/l, a depender das condições
ambientais, dentre outras. Este cloreto vai sendo depositado nas superfícies de
concreto à medida que adentra a continente de forma proporcional ao seu teor
encontrado na atmosfera.
Num mapa geo-referenciado da cidade de Maceió, foram inseridas as
coordenadas GPS de cada ponto coletor e estruturado uma carta gráfica contendo
as isolinhas correspondentes às taxas de deposição de cloretos, determinadas a
partir do teor de cloreto existentes em cada coletor, Figura 20.
Figura 20: Isolinhas da taxa de deposição (mg/m
2
.d) de cloretos para a cidade de
Maceió.
Fonte: Adaptado do Centro de Geoprocessamento da Prefeitura Municipal de Maceió, (1998).
97
A análise das isolinhas, traçadas distantes uma da outra 50 mg/m
2
.d
demonstra claramente a tendência de maior deposição de cloretos ao longo da orla,
contudo os mesmos atingem os tabuleiros, dissipando-se lentamente conforme
demonstrado através de um maior espaçamento entre as curvas. Observa-se que
para a curva plotada próxima ao limite da cidade de Maceió com a cidade de Rio
Largo, a taxa de deposição de cloreto é da ordem de 20 vezes menor que o ponto
GPS n° 6 situado à beira mar.
Os cloretos depositados nas estruturas de concreto vão influenciar em sua
durabilidade. Por isso é necessário analisar a vida útil dessas estruturas a partir do
teor de cloreto existente na atmosfera, de forma que possibilite utilizar medidas de
proteção específica do concreto devido ao cloreto que nele se deposita.
6.2 Perspectiva de vida útil
Para prever a vida útil para as estruturas de concreto situadas nos locais
dos pontos de medição foi utilizado o modelo proposto por Clear & Hay (1993) apud
Helene (1995?). Este método foi escolhido, dentre os demais apresentados, por
suas variáveis estarem representando fielmente os elementos deste estudo,
principalmente a concentração de cloreto junto à superfície do concreto.
Justifica-se este estudo por correlacionar o agente agressor aos
elementos de proteção inerentes a qualidade do concreto em detrimento da vida útil
do elemento estrutural, cuja formulação é apresentada a seguir:
t = 2,5 .
0,82
√e__
a/c .
2,38
√C
cl
-
t = tempo ou vida útil em anos;
e = espessura do cobrimento do concreto à armadura em mm;
98
a/c = relação água/cimento do concreto em massa;
C
cl
-
= concentração de cloretos no ambiente, junto a superfície do concreto
em mg/L.
As diversas análises de vida útil para as estruturas de concreto realizadas
neste trabalho foram feitas a partir do teor de íon cloreto absorvido por cada coletor,
cujos valores correlacionados com o ponto GPS são apresentados na Tabela 21.
Para estabelecer as espessuras de cobrimento e o fator água/cimento foram
utilizadas as recomendações normativas.
Tabela 21: Teor de cloreto em Maceió x ponto GPS.
Ponto
GPS
Teor de
cloreto
(mg/L)
Ponto
GPS
Teor de
cloreto
(mg/L)
Ponto
GPS
Teor de
cloreto
(mg/L)
1 29.03 8 29.03 15 37.04
2 29.03 9 43.05 16 31.03
3 17.02 10 33.04 17 17.02
4 97.11 11 272.30 18 31.03
5 99.11 12 27.03 19 19.02
6 372.41 13 57.06 20 33.04
7 163.18 14 117.13 21 35.04
A partir da Tabela 21 foi traçado sobre o mapa de Maceió uma carta
gráfica contendo as isolinhas de cada teor de cloreto, absorvido pelos coletores,
conforme é apresentado juntamente com as respectivas localizações dos pontos de
medição, Figura 21.
Na análise das isolinhas pode-se observar também uma concentração de
cloretos ao longo do litoral, cujo ápice no ponto GPS número 6 situado a 20,2 m de
distância do mar, na Sociedade de Engenheiros Agrônomos de Alagoas (SEAGRA),
carece ser melhor investigado quanto ao fator de influência preponderante, seja
corrente marinha, vento, inexistência de obstáculos, dentre outros, e sua
contribuição com a redução na vida útil das estruturas de concreto.
99
Figura 21: Isolinhas do teor de cloreto (mg/L) para a cidade de Maceió.
Fonte: Adaptado do Centro de Geoprocessamento da Prefeitura Municipal de Maceió, (1998).
Verifica-se inclusive que o cloreto adentra o continente atingindo regiões
internas da cidade, como o ponto GPS número 19 situado na Universidade Federal
de Alagoas (UFAL), cujas estruturas apesar de “distantes” do mar são afetadas pelo
cloreto que aí chega a depender da direção e velocidade do vento e demais
condições geográficas e ambientais.
Seguindo as recomendações normativas da NBR 6118 (2003) se projetou
a vida útil das estruturas em concreto, quanto ao ataque por cloretos, referente às
quatro classes de agressividade ambiental para os 21 pontos ensaiados em Maceió.
No Gráfico 18 é apresentada a projeção dessa vida útil para pilares e vigas em
concreto armado.
100
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Ponto GPS
Perspectiva de Vida útil (anos)
Classe I
Classe II
Classe III
Classe IV
Gráfico 18: Perspectiva de vida útil para pilares e vigas em concreto armado
projetados em Maceió de acordo com recomendações normativas da NBR 6118
(2003).
Observa-se para pilares e vigas um ganho de vida útil significativo na
medida em que são utilizados no projeto estrutural mecanismos de proteção
referentes a uma maior classe de agressividade ambiental, de acordo com as
seguintes mudanças de classe: de I para II, de II para III, de III para IV, ganho
respectivamente de vida útil em 35%, 55% e 60%.
A mesma análise foi feita para as lajes em concreto armado, já que a NBR
6118 (2003) reduz em 5 mm o cobrimento para esses elementos, conforme é
mostrado no Gráfico 19, encontrando um ganho de vida útil de 42%, 64% e 66%
para as respectivas mudanças de classe: de I para II, de II para III, de III para IV.
Além da estrutura em concreto armado necessita-se que seja verificado o
comportamento da estrutura em concreto protendido face ao ataque por cloretos, já
que a mesma, devido a sua tipologia na qual o aço trabalha sob tensão, exige uma
garantia em cumprir a vida útil especificada, principalmente pelas peculiaridades
apresentadas em sua recuperação.
101
0.0
25.0
50.0
75.0
100.0
125.0
150.0
175.0
200.0
123456789101112131415161718192021
Ponto GPS
Perspectiva de Vida útil (anos)
Classe I
Classe II
Classe III
Classe IV
Gráfico 19: Perspectiva de vida útil para lajes em concreto armado projetadas em
Maceió de acordo com recomendações normativas da NBR 6118 (2003).
Verificando-se então um crescimento na utilização de estruturas em
concreto protendido em Maceió, foi feita a análise de vida útil face ao ataque por
cloretos também para elas, apresentada no Gráfico 20, cujos ganhos de vida útil
encontrados com a mudança de classe a nível de projeto resultou o mesmo obtido
para lajes em concreto armado.
0.0
25.0
50.0
75.0
100.0
125.0
150.0
175.0
200.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Ponto GPS
Perspectiva de Vida útil (anos)
Classe I
Classe II
Classe III
Classe IV
Gráfico 20: Perspectiva de vida útil para estruturas em concreto protendido
projetadas em Maceió de acordo com recomendações normativas da NBR 6118
(2003).
102
Outros fatores além do íon cloreto são determinantes nas perspectivas de
vida útil analisadas anteriormente para as diversas classes de agressividade, dentre
eles o cobrimento e o fator água/cimento. Para se verificar a influência destes
isoladamente nas estruturas de concreto foram então plotados os Gráficos 21 e 22:
0.0
25.0
50.0
75.0
100.0
125.0
150.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Ponto GPS
Perspectiva de Vida útil (anos)
cobrimento = 2,0cm
cobrimento = 2,5cm
cobrimento = 3,5cm
cobrimento = 4,5cm
Gráfico 21: Perspectiva de vida útil para estruturas em concreto projetadas em
Maceió com fator água/cimento de 0,55 e cobrimento variável.
Observa-se que ao aumentar apenas o cobrimento, das estruturas de
concreto, de 2 cm para 4,5cm, de forma seqüencial, conforme apresentada no
Gráfico 21, obtem-se um ganho de vida útil de 31%, 51% e 36% respectivamente,
indicando a importância da espessura do cobrimento na durabilidade dessas
estruturas quanto ao ataque por íon cloreto.
Quanto ao fator água/cimento apresentado no Gráfico 22, tem-se um
ganho de vida útil para as estruturas de concreto face ao ataque por cloretos de 8%,
9% e 22% respectivamente para a/c = 0,65; 0,60; 0,55, 0,45. Apesar de “pequeno”
em relação ao ganho obtido com o aumento da espessura de cobrimento, o fator
água/cimento está intimamente ligado na proteção da camada superficial do
concreto quanto ao efeito da carbonatação, dentre outros, contudo se há redução da
espessura da camada de cobrimento, devido ao aparecimento de outras patologias
no concreto armado haverá redução de vida útil cumulativamente devido ao alto
fator água/cimento e baixo cobrimento adquirido.
103
0.0
25.0
50.0
75.0
100.0
125.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021
Ponto GPS
Perspectiva de Vida útil (anos)
a/c = 0,65
a/c = 0,60
a/c = 0,55
a/c = 0,45
Gráfico 22: Perspectiva de vida útil para estruturas em concreto projetadas em
Maceió com cobrimento de 3,0 cm e fator água/cimento variável.
Verifica-se, para efeito comparativo, uma preocupação quanto à proteção
das estruturas de concreto nos diversos regimentos normativos, contudo especificam
valores diferentes para a resistência, espessura da camada de cobrimento e fator
água/cimento do concreto. Diante disso, optou-se por quantificar a perspectiva de
vida útil, para estruturas situadas em regiões sob a presença de cloretos, utilizando-
se as recomendações das normas: brasileira NBR 6118 (2003), européia Boletim no.
3 do FIB (1999) e boletim normativo americano ACI 318 (2005) e ACI 357R-84
(1997), cujos valores estão apresentados nas Tabelas 22, 23 e 24:
Ressalta-se que cada país tem suas condições climáticas e componentes
agressivos peculiares à cada região, o que justifica que cada um realize pesquisas
específicas a fim de que seu instrumento normativo represente perfeitamente suas
condições de agressividade representativas do país. No caso do Brasil, há ainda
que se verificar agressividades regionais ou por não dizer localizadas, devido a
diversidade climática existente, claramente notável em Maceió, cidade banhada por
águas com salinidades diferentes, deixando claro a existência de uma lacuna
normativa na classificação dessa agressividade.
104
Tabela 22: Recomendações normativas - espessuras de
cobrimento para estruturas em concreto armado frente à
ação de cloretos.
A
G
R
E
S
S
I
V
I
D
A
D
E
Normas
NBR 6118
mm
ACI 318 e ACI
357R-84
mm
Boletim n°. 3
do FIB
mm
Marinha, exposta ao
sal transportado
pelo ar
35-40 50 40
Spray e respingos
de maré
45-50 65 50-75
Fonte: Adaptado da NBR 6118 (2003); ACI 318 (2005) e ACI
357R-84 (1997); Boletim n°. 3 do FIB (1999).
Observa-se que a NBR 6118 (2003) especifica os menores valores para o
cobrimento das estruturas em concreto armado, em detrimento dos demais
regimentos normativos, havendo com isso uma menor perspectiva de vida útil para
as estruturas brasileiras, já que o aumento da espessura de cobrimento é um dos
fatores que apresentaram maior ganho de vida útil frente ao ataque por cloretos.
Tabela 23: Recomendações normativas – fator água/cimento
para estruturas em concreto armado frente à ação de
cloretos.
A
G
R
E
S
S
I
V
I
D
A
D
E
Normas
NBR 6118
mm
ACI 318 e ACI
357R-84
mm
Boletim n°. 3
do FIB
mm
Marinha, exposta
ao sal
transportado pelo
ar
0,55 0,40 0,55
Spray e respingos
de maré
0,45 0,40 0,45
Fonte: Adaptado da NBR 6118 (2003); ACI 318 (2005) e ACI
357R-84 (1997); Boletim no. 3 do FIB (1999).
O regimento normativo americano apresenta o menor fator água/cimento,
aumentando consequentemente a vida útil das estruturas em concreto armado
situadas ao longo de sua costa. Sendo observado, neste caso, uma igualdade nas
105
especificações normativas da norma brasileira e do código modelo, contudo, por se
tratar de um país tropical, o Brasil, e em especial a cidade de Maceió apresenta
outras agressividades que aceleram a deterioração de suas estruturas,
principalmente por ter temperaturas maiores que nos países europeus.
Tabela 24: Recomendações normativas – resistência
para estruturas em concreto armado frente à ação de
cloretos.
A
G
R
E
S
S
I
V
I
D
A
D
E
Normas
NBR
6118
mm
ACI 318 e ACI
357R-84
mm
Boletim n°. 3
do FIB
mm
Marinha, exposta ao
sal transportado pelo
ar
30 35 30 - 37
Spray e respingos
de maré
40 35 35 - 45
Fonte: Adaptado da NBR 6118 (2003); ACI 318 (2005) e ACI
357R-84 (1997); Boletim no. 3 do FIB (1999).
Observa-se que a norma européia especifica resistências maiores para
suas estruturas em concreto armado, o que garantirá um melhor controle de
qualidade para o mesmo, reduzindo conseqüentemente seus poros, evitando que o
cloreto atinja mais rapidamente a armadura, aumentando então a vida útil de suas
estruturas.
Como os três regimentos normativos analisados divergem em suas
especificações quanto à espessura da camada de cobrimento e o fator
água/cimento, resulta então em projeções de vida útil diferentes para um mesmo
elemento estrutural submetido a semelhantes agressividades por cloreto, de acordo
com o modelo de vida útil proposto por Clear & Hay (1993) apud Helene (1995?),
utilizado neste trabalho.
Verifica-se então a necessidade de analise para os 21 pontos geo-
referenciados, cujos teores de cloreto foram quantificados em Maceió, quanto à
perspectiva de vida útil para estruturas em concreto armado projetadas segundo
especificações normativas da NBR 6118 (2003), ACI 318 (2005) e 357R-84 (1997) e
Boletim no. 3 do FIB (1999).
106
Optou-se em verificar a vida útil dessas estruturas utilizando-se a
subdivisão de classe normativa: zona de elevada agressividade exposta ao spray e
respingo de maré, para os pontos GPS que de acordo com Meira (2004) distam
aproximadamente 130 m do mar; e zona de agressividade marinha, exposta ao sal
transportado pelo ar, para os demais pontos ensaiados.
Verifica-se que tanto utilizando as recomendações da norma brasileira
quanto da norma européia, para as estruturas situadas nas zonas de respingos de
maré, Gráfico 23, tem-se a mesma perspectiva de vida útil, enquanto que utilizando
em projeto as recomendações da norma americana tem-se um ganho bastante
significativo desta vida útil em 81%.
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
120.0
5671114
Ponto GPS
Vida Útil (anos)
NBR 6118 (2003)
ACI 318(2005) e 357R-
84(1997)
Boletim FIB n. 3 (1999)
Nota: NBR 6118 (2003) cob.=40mm a/c=0,55; ACI 318 (2005) e ACI 357R-84 (1997)
cob.=50mm a/c=0,40; Boletim no. 3 do FIB (1999) cob.=40mm a/c=0,55.
Gráfico 23: Perspectiva de vida útil, face ao ataque por cloretos, para estruturas em
concreto armado situadas até 130 m de distância do mar projetadas de acordo com
recomendações normativas diversas para a cidade de Maceió.
Diante do exposto, se justifica utilizar simples mecanismos protetores
como baixo fator água cimento e maior espessura de cobrimento, especificados pela
norma americana, para estruturas em concreto armado situadas a menos de 80m do
mar, ponto GPS número 5, alcancem cerca de 107 anos de vida sem a necessidade
de manutenção corretiva face ao ataque por cloretos.
107
A mesma análise foi feita para os demais pontos GPS ensaiados em
Maceió, cujos experimentos encontravam-se distantes do mar entre 202 m e 14.250
m, conforme representado no Gráfico 24. Segundo especificações da norma
brasileira a perspectiva de vida útil para estruturas situadas em zona marinha chega
a atingir apenas 96 anos, ponto GPS número 4, sem manutenção corretiva, o que
poderá vir a onerar bastante os custos futuros com manutenção.
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
300.0
350.0
12348910121315161718192021
Ponto GPS
Vida Útil (anos)
NBR 6118 (2003)
ACI 318 e 357R-84 (1997)
Boletim n. 3 FIB (1999)
Nota: NBR 6118 (2003) cob.=50mm a/c=0,45; ACI 318 (2005) e ACI 357R-84 (1997)
cob.=65mm a/c=0,40; Boletim no. 3 do FIB (1999) cob.=75mm a/c=0,45.
Gráfico 24: Perspectiva de vida útil, face ao ataque por cloretos, para estruturas em
concreto armado situadas a partir de 130 m de distância do mar de acordo com
recomendações normativas para a cidade de Maceió.
Observa-se ainda que ocorrendo uma migração quanto às especificações
normativas de espessura de cobrimento e fator água/cimento durante a elaboração
do projeto estrutural, garante-se uma maior vida útil para as estruturas em concreto
armado, sob a ação do íon cloreto. No caso de Maceió, referente aos pontos
situados além de 130 m de distância do mar, há um ganho de vida útil atingida pela
migração entre as normas, conforme segue:
108
• Da norma brasileira para a norma americana: 55%;
• Da norma americana para o código modelo: 6%;
• Da norma brasileira para o código modelo: 64%;
É importante ressaltar que para as estruturas analisadas atingirem as
perspectivas de vida útil apresentadas, os projetistas devem utilizar no projeto
mecanismos que funcionem ao menos como um sistema simples de barreira que
foca na qualidade do concreto, conforme recomendação do boletim n° 238 do CEB
(1997), tendo-se entretanto a garantia de que as especificações de projeto sejam
seguidas durante a execução, com padrão de qualidade satisfatório.
109
CAPÍTULO VII
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este trabalho, a partir de pesquisa bibliográfica, estudou a ação do íon
cloreto nas estruturas de concreto verificando que este é produzido tanto em águas
profundas do oceano quanto em águas rasas, na região de ondas ao longo da costa,
adentrando no continente através das correntes de vento e depositando-se na
superfície do concreto. Inicia-se a corrosão quando o íon cloreto atinge a armadura,
cujo processo é acelerado pela presença de elevadas umidade relativa e
temperatura.
A depender da direção e velocidade do vento o cloreto produzido no
oceano atinge grandes distâncias, enquanto que o cloreto produzido na linha de
ondas permanece ao longo da costa, por apresentar maior granulometria. Sendo
bastante prejudicial às estruturas, o cloreto apresentado na forma de íon livre que
atravessa a camada de cobrimento e atinge a armadura.
As cidades litorâneas têm no íon cloreto um agente patológico que reduz a
vida útil especificada em projeto de forma cumulativa, juntamente com os demais
agentes agressores, necessitando-se que sejam especificadas em projeto sistemas
de proteção ao menos de simples barreira, focado na qualidade do concreto
20
, em
especial na camada de cobrimento, evitando a percolação de gases através de seus
poros.
As normas NBR 6118 (2003), boletim n° 3 do FIB (1999), ACI 318(2005) e
ACI 357R-84 (1997), analisados neste trabalho apresentam medidas de proteção
diferentes quanto à agressividade por cloretos, justificadas pelas peculiaridades
ambientais existentes nos respectivos países de origem. Contudo, todas elas são
20
Baixo fator a/c, maior espessura de cobrimento e maiores resistências.
110
mais rigorosas quanto às especificações de proteção ao concreto na medida em
que, no caso da presença de cloreto, a estrutura se localiza mais próxima do mar.
Verificou-se uma lacuna na NBR 6118 (2003) quanto à classificação
ambiental de suas estruturas frente à ação de cloretos, já que a mesma não informa
limites para o teor de cloreto existente na atmosfera ou para taxa de deposição
destes em estruturas de concreto, repercutindo consequentemente nos mecanismos
de proteção a serem utilizados. Propõe apenas uma classificação geral do tipo de
ambiente onde estará situada a estrutura correlacionando qualitativamente com a
classe de agressividade ambiental. Esta lacuna pode ser parcialmente suprida pelas
demais normas analisando a perspectiva de vida útil desejada pelo proprietário e
projetista quando da elaboração do projeto estrutural.
O regimento normativo americano, segundo recomendações do ACI
318(2005) e ACI 357R-84 (1997), também classifica a agressividade de suas
estruturas de acordo com zonas de respingos de maré ou zonas de atmosfera
marinha, sem quantificar o teor de cloreto nessas regiões, contudo especifica
menores limites para o fator água/cimento que os indicados na atual norma
brasileira, sendo mais rigorosa quanto à espessura da camada de cobrimento.
Apesar do boletim n° 3 do FIB (1999) recomendar o mesmo fator água/
cimento que a NBR 6118 (2003), especifica maiores espessuras de cobrimento,
garantindo assim uma melhor proteção a estrutura e melhor perspectiva de vida útil.
As normas indicam que as medidas de proteção mais eficazes estão
ligadas a melhoria da qualidade da camada de cobrimento, para isso é especificado
um menor fator água/cimento, maior espessura de cobrimento com aumento da
resistência do concreto na medida em que se expõe a estrutura ao agente agressor.
Em virtude de Maceió ser uma cidade banhada por águas, de um lado o
oceano, do outro uma lagoa com água salobra, optou-se em medir o teor de cloreto
existente em diversos pontos da cidade, no intuito de preencher parte da lacuna
existente na atual norma brasileira, correlacionando a concentração de cloreto na
atmosfera e a perspectiva de vida útil de acordo com as classes de agressividade
ambiental recomendadas pelas normas anteriormente citadas.
111
Visando atingir os objetivos deste trabalho foram expostos por duas vezes,
em 25 pontos da cidade geo-referenciados, coletores do ar atmosférico e
consequentemente seus íons e gases, dentre os quais o cloreto, utilizando o método
da vela úmida de acordo com os procedimentos regidos pela NBR 6211 (2001),
destes 21 pontos referentes a segunda exposição foram ensaiados, os demais se
encontravam danificados.
Como resultado obtido nesta pesquisa, os teores de cloretos medidos
variavam de 17 mg/L e 372 mg/L, cuja concentração maior se dava ao longo da linha
litorânea, indo se dissipando a medida que se distanciava do mar. Contudo foi
constatado que este cloreto atinge os tabuleiros, sejam carreados pelo vento, sejam
transportados pela massa d´água da lagoa.
Consequentemente, as taxas de deposição de cloretos nas estruturas em
concreto encontradas nos diversos pontos ensaiados variaram de 46 mg/m
2
.dia a
1018 mg/m
2
.dia, na mesma ordem de grandeza que outros estudos correlatos.
Ressalta-se que não foi considerada a influência da lagoa quanto ao transporte do
íon cloreto a regiões internas da cidade.
Em virtude dos resultados encontrados e das recomendações normativas
quanto aos mecanismos de proteção a serem utilizados nas estruturas de concreto
sob a ação de cloreto, indicados nas três normas anteriormente analisadas, foi
verificada a perspectiva de vida útil das estruturas de concreto no entorno dos
pontos ensaiados, utilizando o modelo proposto por Clear & Hay (1983) apud Helene
(1995?), que leva em consideração o teor de cloreto na atmosfera, a espessura da
camada de cobrimento e o fator água/cimento do concreto.
A análise dessa vida útil, a ser especificada em projeto, revelou de acordo
com o esperado, maior perspectiva de vida útil para estruturas projetadas de acordo
com especificações normativas mais rígidas: maior espessura de cobrimento e
menor fator água/cimento.
Para estruturas em concreto situadas, no caso de Maceió, além de 130 m
da linha de costa, a norma européia apresentou um ganho de vida útil de 6% sobre a
norma americana e de 64% sobre a norma brasileira. Já para estruturas situadas
112
até 130 m do mar, tem-se a situação ideal para estruturas projetadas pela norma
americana, com um ganho de 81% sobre as outras.
É visível o baixo desempenho de vida útil alcançado pelas especificações
recomendadas pela norma brasileira, dentre as demais analisadas neste trabalho,
quanto aos elementos protetores recomendados, espessura de cobrimento e fator
água/cimento, face ao ataque de cloretos.
Faz-se necessário que tanto a elaboração dos projetos estruturais quanto
a execução das estruturas de concreto adotem rígidos padrões de qualidade, para
garantir que patologias oriundas nessas fases venham a diminuir ainda mais a vida
útil das estruturas situadas em ambiente marinho.
7.1 Sugestões de continuidade
Visando um estudo mais aprofundado, sugere-se medir os teores de
cloreto mês a mês, depositados ao longo do ano, nestes ou em outros pontos geo-
referenciados, observando-se além do teor de cloreto absorvido, outros efeitos
oriundos de variações climáticas.
No caso específico de Maceió-AL, se faz necessário estudar de maneira
mais detalhada a influência da lagoa Mundaú quanto ao transporte do íon cloreto,
levando-se em consideração suas implicações na direção e velocidade dos ventos,
dentre outros.
O cloreto é produzido tanto em águas turbulentas e rasas, ao longo da
linha de costa, como em águas calmas e profundas dos oceanos, um estudo que
correlacione a batimetria e a concentração de cloreto que adentra o continente
acrescentaria dados, de forma substancial, quanto à existência do íon cloreto em
regiões internas, bem além da zona de respingos de maré.
Como o cloreto não é o único agente agressor, recomenda-se analisar
outros agentes patológicos, isoladamente ou em conjunto com o íon cloreto,
mapeando a cidade de Maceió e correlacionando a concentração desses agentes a
durabilidade das estruturas em concreto.
113
Analisar outros mecanismos de deterioração relativos ao envelhecimento
da armadura, como por exemplo a despassivação por carbonatação, devido à ação
do gás carbônico.
Cabe também, verificar as perspectivas de vida útil das estruturas em
concreto, utilizando-se outros modelos de projeção e demais regimentos normativos
não abordados neste trabalho.
114
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