( PDF ) Realcalinização de estruturas de concreto carbonatado com utilização de gel saturado de solução alcalina

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS

ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL

CHRISTIAN MOREIRA

REALCALINIZAÇÃO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO

CARBONATADO COM UTILIZAÇÃO DE GEL SATURADO DE

SOLUÇÃO ALCALINA

Goiânia

2006

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS

ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL

CURSO DE MESTRADO EM ENGENHARIA CIVIL

CHRISTIAN MOREIRA

REALCALINIZAÇÃO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO

CARBONATADO COM UTILIZAÇÃO DE GEL SATURADO DE

SOLUÇÃO ALCALINA

Goiânia

2006

Dissertação apresentada ao Curso de

Mestrado em Engenharia Civil da

Escola de Engenharia Civil da

Universidade Federal de Goiás para

obtenção do título de Mestre em

Engenharia Civil

Área de Concentração:

Estruturas e Materiais

Orientador:

Prof. Dr. Enio J. Pazini Figueiredo

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CHRISTIAN MOREIRA

REALCALINIZAÇÃO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO

CARBONATADO COM UTILIZAÇÃO DE GEL SATURADO DE

SOLUÇÃO ALCALINA

Dissertação defendida no Curso de Mestrado em Engenharia Civil da Universidade

Federal de Goiás para obtenção do grau de mestre, aprovada em 21 de setembro de 2006,

pela Banca Examinadora constituída pelos seguintes professores:

___________________________________________________

Enio José Pazini Figueiredo, Dr. (UFG)

(ORIENTADOR)

___________________________________________________

João Henrique Rego, Dr. (UFG/PRODOC)

(EXAMINADOR INTERNO)

___________________________________________________

José Dafico Alves, Not. Saber (UFG/UEG)

(CONVIDADO)

___________________________________________________

Eliana Barreto Monteiro, Dra. (UPE)

(EXAMINADOR EXTERNO)

A Fabiana e Pedro Henrique, os

amores de minha vida.

AGRADECIMENTOS

As coisas às vezes ocorrem sem a nossa total compreensão e Deus tem caminhos

insondáveis ao homem. Dedico este trabalho inicialmente a Ele, o arquiteto do Universo, que

jamais nos deixa entregue à nossa indigência.

Agradeço, muito especialmente e com muito carinho ao professor Enio, meu

orientador e amigo, pela sua inestimável contribuição, seus conselhos, suas iniciativas de

corrigenda e alerta e principalmente pelo tempo a mim despendido. Ele foi uma figura vital

para a conclusão deste trabalho e deixou uma marca em minha vida pela qual lhe serei

eternamente grato.

Agradeço à Anelizabete, uma amiga também muito querida pela convivência, o apoio

e por seu carisma, alegria e otimismo inesgotáveis.

Agradeço ao Danniel Cestari, que fabricou o produto estudado, por seu esforço,

confiança e sua contribuição inestimável no desenvolvimento da metodologia de aplicação do

gel.

Agradeço aos colegas de mestrado, especialmente o Rodrigo, o Lucius, a Karla e o

Alberto, pelos meses de auxílio mútuo, troca de experiências e amizade compartilhadas.

Agradeço à Universidade Federal de Goiás, universidade na qual me graduei que me

recebeu como aluno de mestrado, e à CAPES, pelo apoio financeiro oferecido na forma da

bolsa que muito me auxiliou ao longo do trabalho.

Agradeço aos meus familiares queridos, meus pais, irmãos e especialmente minha

esposa Fabiana que muito me apoiou e sem a qual não conseguiria ser o homem melhor que

sou hoje em relação aos dias passados.

Agradeço por fim ao meu filhinho Pedro Henrique, cuja existência encheu nossas

vidas de alegria.

Agradeço sinceramente a Deus pela honra da convivência com todos essas pessoas

citadas.

Christian Moreira

RESUMO

O concreto é o material mais utilizado na construção civil mundial. Isso se deve ao

fato de ser um material extremamente resistente, economicamente viável e, por ser moldável

nas primeiras idades, flexível quanto à forma. O concreto armado possui um desempenho

mecânico notável, já que o aço absorve os esforços de tração das peças, e auxilia nos esforços

de flexo-compressão, possibilitando a execução de estruturas mais arrojadas. A ampla

utilização do concreto armado no século XX, o envelhecimento das estruturas existentes e o

acréscimo significativo nos índices de poluição ambiental, resultaram em um aumento

importante de manifestações patológicas, deixando claro que as estruturas de concreto não são

perenes e salientando a importância dos estudos sobre prevenção e das técnicas de reparo. No

Centro Oeste brasileiro a principal causadora de problemas de durabilidade em estruturas de

concreto armado é a carbonatação do concreto. As técnicas de reparo convencionais prevêem

a remoção do concreto carbonatado, a reconstituição da seção original da peça e a proteção do

concreto superficial da estrutura para se evitar o avanço da frente de carbonatação e o novo

ingresso de CO

nas regiões reparadas das peças. O objetivo principal deste trabalho é estudar

uma técnica de reparo não destrutiva que permita o ingresso de uma solução de alta

alcalinidade no concreto, por meio dos mecanismos de absorção e difusão, em um curto

espaço de tempo, sem o emprego de campo elétrico e que garanta a elevação do pH do

concreto aos níveis encontrados antes da carbonatação. Para isto foi desenvolvido um

material, denominado gel alcalino, o qual foi aplicado sobre peças de concreto e que serviu de

veículo para que a solução alcalina penetrasse no concreto. O gel alcalino permitiu a

recuperação do níveis originais de alcalinidade por um processo de “recarga” que consiste na

aspersão de certa quantidade de solução sobre o gel aplicado sobre a superfície do concreto.

Os resultados obtidos mostram que o gel é eficiente para os fins a que se destina, tendo sido

comprovado, após alguns dias de aplicação da técnica, um aumento dos níveis do pH do

concreto ao longo de toda a região carbonatada.

Palavras chave: carbonatação; reparo; realcalinização; corrosão; concreto.

ABSTRACT

Concrete is the most common material used in the civil construction throughout the

world because it is extremely resistant, economically feasible, moldable during the earlier

ages and flexible in terms of shape.

Reinforced concrete shows a remarkable mechanical

performance since the steel is able to absorb the tensile efforts of the pieces, allowing the

design of more challenging structures. The extensive use of reinforced concrete in the 20th

century, the aging process of the existing structures and the significant increase of the

environmental pollution have resulted in a relevant increase of pathological manifestations,

showing that the structures made of concrete are not everlasting and emphasizing the

importance of the studies about repair prevention and techniques. The carbonation of the

concrete is the main cause of durability problems showed by reinforced concrete structures in

the Center-West region of Brazil.

The conventional repair techniques prevent the removal of

the carbonated concrete, the reconstitution of the original part of the piece and the protection

of the superficial concrete of the structure in order to avoid the spreading of carbonation and a

new penetration of CO

in the repaired areas of the pieces. The main purpose of this

investigation is to study a non-destructive repair technique that allows the penetration of a

high alkaline solution in the concrete, through mechanisms of absorption and diffusion in a

short period of time, without using an electrical field, ensuring the increase of the concrete pH

to the original levels found before the carbonation. In order to do that, a material called

alkaline gel was developed and applied over the concrete pieces, working as a vehicle to

allow the penetration of the alkaline solution in the concrete. This alkaline gel allowed the

recovery of the original levels of alkalinity through a process of “recharge” that consists in the

sprinkling of a certain amount of the solution over the gel applied on the concrete surface. The

results showed that the gel is effective for the determined purposes, showing after some days

that the technique resulted in an increase of the concrete pH level through the entire

carbonated region.

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 Conceituação da vida útil das estruturas de concreto com relação à corrosão das

armaduras de TUUTI (1982).................................................................................. 21

Figura 2.2 Lei da evolução dos custos das intervenções, Lei de SITTER, (1984) apud

HELENE&FIGUEIREDO (2003).......................................................................... 24

Figura 2.3 Distribuição relativa à incidência das manifestações patológicas de concreto

Armado(HELENE &FIGUEIREDO, 2003)........................................................... 26

Figura 3.1 Intervalo dimensional de sólidos e poros em uma pasta endurecida (MEHTA &

MONTEIRO, 1994)................................................................................................ 36

Figura 3.2 Representação diagramática da zona de transição e da matriz da pasta de

cimento do concreto (MEHTA & MONTEIRO, 1994)..........................................

Figura 3.3 Diagrama de equilíbrio termodinâmico de Pourbaix. Potencial x pH para o

sistema H

O a 25

C(NEPOMUCENO, 1992)........................................................ 38

Figura 3.4 Célula simplificada de corrosão (PORRERO, 1975 APUD HELENE,

1986)....................................................................................................................... 40

Figura 3.5 Avanço do Processo de Carbonatação (CEB-BI 152, 1984).................................. 44

Figura 3.6 Grau de carbonatação em função da umidade relativa do ambiente

(VERBECK,1950 apud CANOVAS, 1988)......................................................... 46

Figura 3.7 Representação esquemática da carbonatação parcial do concreto, com poros

totalmente secos (BAKKER, 1988)........................................................................

Figura 3.8 Representação esquemática da carbonatação parcial do concreto saturado com

água(BAKKER, 1988)............................................................................................

Figura 3.9 Representação esquemática da carbonatação parcial do concreto com poros

parcialmente preenchidos com água (BAKKER, 1988)......................................... 48

Figura 3.10 Profundidade de carbonatação medida em cinco pontos diferentes dos corpos-

de-prova (AZEVEDO, 2001)..................................................................................

Figura 3.11 Influência do tipo de cimento e sua quantidade sobre a profundidade de

carbonatação (HO & LEWIS, 1987 apud FIGUEIREDO et al., 1993).................. 51

Figura 3.12 Influência da relação água-cimento sobre a profundidade de carbonatação para

um concreto com 350 kg por cm

de cimento e igual composição após três anos

(VENUAT, 1977 apud FIGUEIREDO et al. 1993)............................................... 51

Figura 3.13 Representação esquemática da carbonatação no interior de uma fissura

(CEB/BI 152, 1984)................................................................................................ 53

Figura 3.14 Representação esquemática da evolução da carbonatação com o tempo

(HELENE, 1993).................................................................................................... 54

Figura 3.15 Registro da profundidade carbonatada (CPC 18/RILEM, 1988 apud

FIGUEIREDO, 2005)............................................................................................. 57

Figura 4.1 Origens das manifestações patológicas com relação às etapas de produção e

uso das obras civis de concreto armado (HELENE & FIGUEIREDO, 2003)....... 59

Figura 4.2 Fluxograma de atuação para resolução de problemas patológicos (HELENE,

1988)....................................................................................................................... 62

Figura 4.3 Estrutura do método para resolução de problemas patológicos

(LICHTENSTEIN, 1985)....................................................................................... 63

Figura 4.4 Método de proteção direta da armadura (HELENE, 1997).................................... 64

Figura 4.5 Método de proteção indireta da armadura, aplicados no concreto ou na sua

superfície (HELENE, 1997)................................................................................... 65

Figura 4.6 Ações e fenômenos que devem ser considerados para reduzir os riscos de

falhas em uma intervenção (HELENE, 1997)........................................................ 66

Figura 4.7 Esquema de um sistema completo de reparo localizado (ANDRADE et al., 68

1997).......................................................................................................................

Figura 4.8 Esquema simplificado de proteção catódica por corrente impressa (TULA &

HELENE, 2001)..................................................................................................... 70

Figura 4.9 Esquema simplificado de proteção catódica por ânodo de sacrifício (TULA &

HELENE, 2001)..................................................................................................... 71

Figura 4.10 Princípio da extração eletroquímica de cloretos (MIETZ, 1998)........................... 72

Figura 4.11 Princípio da realcalinização passiva (MATTILA & PENTTI, 1996).................... 74

Figura 4.12 Princípio da realcalinização eletroquímica............................................................ 75

Figura 4.13 Realcalinização por absorção/difusão para realção água cimento 0,4

(TEIXEIRA, 2002)................................................................................................. 76

Figura 4.14 Esquema da realcalinização por absorção/difusão................................................. 76

Figura 5.1 Formas plastificadas............................................................................................... 82

Figura 5.2 Aparelho GECOR 6 para realização de medidas eletroquímicas e de resistência

ôhmica.....................................................................................................................

Figura 5.3 Medidor de resistividade superficial do concreto (Método de WENNER)............ 86

Figura 5.4 Esquema da medida da resistividade através do método dos quatro eletrodos

(BUNGEY & MILLARD, 1996)............................................................................

Figura 5.5 Esquema (a) e foto (b) da câmara de carbonatação utilizada para a carbonatação

dos corpos-de-prova................................................................................................

Figura 5.6 Medidas Eletroquímicas......................................................................................... 89

Figura 5.7 Corpo de prova totalmente carbonatado................................................................. 90

Figura 5.8 Corpos-de-prova na Solução Alcalina.................................................................... 92

Figura 5.9 Consistência ideal de aplicação do gel................................................................... 94

Figura 5.10 Teste de flow-table do gel...................................................................................... 95

Figura 5.11 Gel aplicado nos Corpos-de-prova após 24 horas – sala climatizada.................... 96

Figura 5.12 Gel aplicado nos Corpos-de-prova após 24 horas – ao tempo............................... 97

Figura 5.13 Preparação do Gel para Aplicação......................................................................... 98

Figura 5.14 Corpos-de-prova cobertos de gel............................................................................ 99

Figura 5.15 Pórtico de concreto onde foi aplicado o gel alcalino.............................................. 100

Figura 5.16 Aplicação do gel em estrutura real......................................................................... 101

Figura 5.17 Gel aplicado em estrutura real................................................................................ 102

Figura 6.1 Comportamento do potencial de corrosão versus tempo durante o período de

passivação e carbonatação...................................................................................... 103

Figura 6.2 Comportamento da velocidade de corrosão versus tempo durante o período de

passivação e carbonatação...................................................................................... 104

Figura 6.3 Penetração da frente de realcalinização.................................................................. 106

Figura 6.4 Gráfico de Variação de Peso da Amostra x Tempo................................................

108

Figura 6.5 Perda de solução por absorção e evaporação..........................................................

109

Figura 6.6 Penetração da frente de realcalinização por dia......................................................

111

Figura 6.7 Penetração da frente de realcalinização por dia......................................................

113

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 Classes de agressividade ambiental (HELENE, 1995).......................................... 18

Tabela 2.2 Correspondência entre classe de agressividade ambiental e cobrimento

nominal para ∆c=10 mm (ABNT – NBR 6118:2003)........................................... 19

Tabela 2.3 Abertura máxima das fissuras em estruturas de concreto armado e protendido

em função da classe de agressividade ambiental (ABNT-NBR 6118:2003)......... 19

Tabela 2.4 Alterações no concreto com o aumento da temperatura (O’REILLY &

FIGUEIREDO, 2003).............................................................................................

Tabela 2.5 Risco do ataque por sulfatos em função da concentração dos sais no solo e na

água (O’REILLY & FIGUEIREDO, 2003)........................................................... 30

Tabela 3.1 Valores da condutuvidade iônica de diversos íons à diluição infinita e à 25

(BANFILL, 1994).................................................................................................. 42

Tabela 3.2 Principais fatores que determinam a velocidade de penetração da frente de

carbonatação (KAZMIERCZAK, 1995)............................................................... 45

Tabela 3.3 Classificação de agressividade ambiental (HELENE, 1995)................................. 46

Tabela 3.4 Métodos utilizados para a determinação das propriedades da estrutura de poros

(HAYES, 1978 apud KULAKOWSKI, 2002)...................................................... 52

Tabela 3.5 Pesquisas conduzidas ao longo de 10 anos com concretos submetidos a

diferentes condições de composição, cura e exposição (ISAIA, 1995 apud

KULAKOWSKI, 2002)......................................................................................... 55

Tabela 3.6 Mudanças de cor e intervalos de pH dos principais indicadores usados para

observação visual da área carbonatada (BASSET et. al, 1981)............................. 56

Tabela 4.1 Métodos para avaliação das estruturas de concreto armado (BUNGEY &

MILLARD, 1996; FIGUEIREDO, 2001).............................................................. 61

Tabela 5.1 Procedimentos experimentais realizados com cada corpo de prova..................... 81

Tabela 5.2 Critérios para avaliar os resultados de velocidade de corrosão (CYTED, 1997) 85

Tabela 5.3 Critérios para avaliar a corrosão através de medidas de potencial de corrosão

(ASTM C 876:1991).............................................................................................. 85

Tabela 5.4 Composição química da solução alcalina (ARAÚJO, 2004)................................. 91

Tabela 5.5 Concentrações de algumas soluções utilizadas na realcalinização de corpos-de-

prova de concreto (ARAÚJO, 2004)...................................................................... 91

Tabela 5.6 Solubilidade dos compostos em gramas/ml (WEAST et al., 1964)....................... 92

Tabela 6.1 Tabela de pesos dos corpos-de-prova dia a dia na sala climatizada.......................

105

Tabela 6.2 Penetração da frente de realcalinização por dia..................................................... 105

Tabela 6.3 Variação do peso da amostra de 100 g de gel na estufa a 50

C durante período

de 24 horas............................................................................................................. 107

Tabela 6.4 Perda de massa de solução versus tempo............................................................... 109

Tabela 6.5 Perda de umidade versus tempo............................................................................. 111

Tabela 6.6 Massa de gel aplicada em cada corpo-de-prova e massa de solução aspergida

diariamente inicialmente........................................................................................ 111

Tabela 6.7 Profundidade média de carbonatação.................................................................... 112

Tabela 6.8 Penetração da frente de realcalinização por dia..................................................... 114

SUMÁRIO

RESUMO................................................................................................................. 5

ABSTRACT............................................................................................................ 6

LISTA DE FIGURAS............................................................................................ 7

LISTA DE TABELAS........................................................................................... 9

1 INTRODUÇÃO...................................................................................................... 13

1.1 JUSTIFICATIVA E IMPORTÂNCIA DO TEMA................................................. 13

1.2 OBJETIVOS GERAIS............................................................................................. 15

1.3 ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO....................................................................... 15

2 DURABILIDADE DO CONCRETO................................................................... 17

2.1 CONCEITOS GERAIS............................................................................................ 17

2.2 CONCEITOS DE VIDA ÚTIL DAS ESTRUTURAS............................................ 20

2.3 INFLUÊNCIA DO CLIMA NA DURABILIDADE DAS ESTRUTURAS............ 22

2.4 DURABILIDADE E CUSTO.................................................................................. 23

2.5 MECANISMOS DE DETERIORAÇÃO DAS ESTRUTURAS............................. 25

2.5.1 Causas da deterioração do concreto..................................................................... 26

2.5.1.1 Ação do gelo e degelo.............................................................................................. 26

2.5.1.2 Variações térmicas................................................................................................... 26

2.5.1.3 Movimentação térmica ambiental............................................................................ 27

2.5.1.4 Retração hidráulica e térmica.................................................................................. 27

2.5.1.5 Retração hidráulica.................................................................................................. 27

2.5.1.6 Dessecação superficial............................................................................................. 27

2.5.1.7 Ação do fogo............................................................................................................ 28

2.5.1.8 Ação das águas puras................................................................................................ 29

2.5.1.9 Reação álcali-agregado............................................................................................. 29

2.5.1.10 Ataque por sulfatos................................................................................................... 29

2.5.1.11 Ataque por soluções ácidas...................................................................................... 30

2.5.1.12 Ação da água do mar................................................................................................ 31

2.5.1.13 Ataque por soluções alcalinas.................................................................................. 31

2.5.1.14 Eflorescências........................................................................................................... 31

2.5.1.15 Deterioração por desgaste superficial....................................................................... 31

2.5.1.16 Ações biológicas....................................................................................................... 33

2.5.1.17 Cristalização de sais nos poros do concreto............................................................. 34

2.5.1.18 Ação das cargas na estrutura.................................................................................... 34

3 CORROSÃO DAS ARMADURAS DEVIDO À CARBONATAÇÃO.............. 35

3.1 ESTRUTURA DO CONCRETO ARMADO.......................................................... 35

3.1.1 Concreto – fase sólida............................................................................................. 35

3.1.2 Concreto – vazios.................................................................................................... 36

3.1.3 Concreto – zona de transição................................................................................. 37

3.2 FORMAÇÃO DA PELÍCULA PASSIVADORA................................................... 37

3.3 MECANISMO DE CORROSÃO DAS ARMADURAS......................................... 39

3.4 CARBONATAÇÃO DO CONCRETO................................................................... 41

3.4.1 Mecanismos de Transporte do gás CO2............................................................... 41

3.4.1.1 Absorção capilar....................................................................................................... 41

3.4.1.2 Permeabilidade..........................................................................................................

3.4.1.3 Difusão iônica........................................................................................................... 42

3.4.1.4 Eletro migração......................................................................................................... 43

3.4.2 Mecanismo da Carbonatação................................................................................ 43

3.4.3 Fatores que Influenciam a Velocidade e a Profundidade de Carbonatação..... 44

3.4.3.1 Condições de exposição da estrutura........................................................................ 45

3.4.3.2 Concentração de CO

2................................................................................................................................................

3.4.3.3 Umidade relativa e saturação dos poros................................................................... 46

3.4.3.4 Tipo e quantidade de cimento................................................................................... 48

3.4.3.5 Relação água/aglomerante........................................................................................ 50

3.4.3.6 Condições de cura..................................................................................................... 51

3.4.3.7 Fissuras..................................................................................................................... 53

3.4.4 Velocidade de penetração do CO

no concreto.................................................... 53

3.4.5 Medidas de profundidade de carbonatação......................................................... 55

4 REABILITAÇÃO DE ESTRUTURAS COM CORROSÃO DE

ARMADURAS........................................................................................................ 58

4.1 ESTRATÉGIAS DE INTERVENÇÃO EM ESTRUTURAS COM CORROSÃO

DAS ARMADURAS................................................................................................ 59

4.2 TIPOS DE REPARO................................................................................................ 67

4.2.1 Reparo localizado e generalizado.......................................................................... 67

4.2.2 Inibidores de corrosão............................................................................................ 68

4.2.2.1 Inibidores inorgânicos...............................................................................................

4.2.2.2 Inibidores orgânicos..................................................................................................

4.2.3 Proteção catódica.................................................................................................... 69

4.2.3.1 Proteção catódica por corrente impressa.................................................................. 70

4.2.3.2 Proteção catódica por ânodo de sacrifício (proteção galvânica).............................. 71

4.2.4 Extração eletroquímica de cloretos...................................................................... 72

4.2.5 Realcalinização do concreto carbonatado............................................................ 73

4.2.5.1 Realcalinização passiva............................................................................................ 73

4.2.5.2 Realcalinização eletroquímica.................................................................................. 74

4.2.5.3 Realcalinização por absorção / difusão.....................................................................

4.2.6 Efeitos colaterais da realcalinização eletroquímica............................................. 76

4.2.7 Avaliação da eficiência da técnica de realcalinização..........................................

4.2.8 Durabilidade da realcalinização............................................................................ 77

4.2.9 Custos de diversos métodos de reparo.................................................................. 77

5 METODOLOGIA EXPERIMENTAL................................................................. 79

5.1 VARIÁVEIS DEPENDENTES E INDEPENDENTES........................................... 79

5.1.1 Variáveis independentes.........................................................................................

5.1.2 Variáveis dependentes............................................................................................

5.2 MATERIAIS E CORPOS-DE-PROVA................................................................... 80

5.3 EQUIPAMENTOS EMPREGADOS NOS PROCEDIMENTOS

EXPERIMENTAIS...................................................................................................

5.3.1 Medidor de intensidade de corrente de corrosão, potencial de corrosão e

resistência ôhmica (GECOR 6).............................................................................

5.3.1.1 Intensidade de corrente de corrosão (icorr).............................................................. 83

5.3.1.2 Potencial de corrosão (Ecorr)................................................................................... 85

5.3.1.3 Resistência ohmica (Rohm)...................................................................................... 85

5.3.2 Medidor de resistividade (WENNER)..................................................................

5.3.3 Câmara de carbonatação.......................................................................................

5.4 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS................................................................ 88

5.4.1 Passivação das armaduras..................................................................................... 88

5.4.2 Carbonatação dos corpos-de-prova...................................................................... 89

5.4.3 Realcalinização dos corpos-de-prova com a utilização da solução alcalina...... 90

5.4.4 Realcalinização dos corpos-de-prova com gel alcalino........................................

5.4.4.1 Composição do gel................................................................................................... 93

5.4.4.2 Avaliação da consistência (Flow-Table) e quantidade de solução no gel com

consistência ideal...................................................................................................... 93

5.4.4.3 Adesividade natural do gel....................................................................................... 95

5.4.4.4 Determinação da quantidade de reposição da solução no gel...................................

5.4.4.5 Realcalinização com o gel........................................................................................ 99

5.5 APLICAÇÃO DO GEL EM ESTRUTURA REAL................................................. 100

6 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS..................................... 103

6.1 PASSIVAÇÃO DAS ARMADURAS..................................................................... 103

6.2 CARBONATAÇÃO DO CONCRETO E DESPASSIVAÇÃO DA

ARMADURA........................................................................................................... 104

6.3 REALCALINIZAÇÃO DO CONCRETO UTILIZANDO SOLUÇÃO

ALCALINA.............................................................................................................. 104

6.4 REALCALINIZAÇÃO DO CONCRETO COM GEL ALCALINO....................... 107

6.4.1 Determinação da consistência ideal e da quantidade de solução no gel com

consistência ideal..................................................................................................... 107

6.4.2 Ensaio de adesividade do gel.................................................................................. 108

6.4.3 Obtenção da quantidade de solução no gel e rendimento do gel........................ 109

6.4.4 Realcalinização dos corpos-de-prova utilizando gel alcalino..............................

110

6.5 REALCALINIZAÇÃO DE ESTRUTURA REAL.................................................. 112

7 CONCLUSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS................................................ 115

7.1 SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS...................................................... 116

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 117

1 INTRODUÇÃO

1.1 JUSTIFICATIVA E IMPORTÂNCIA DO TEMA

A combinação harmônica do concreto e do aço fez do concreto armado o material

mais utilizado na construção civil em todo o mundo. Os motivos para tamanho sucesso são o

baixo custo do material, já que se pode fabricar concreto armado a custos competitivos

praticamente em qualquer lugar do mundo, a capacidade que o concreto tem de se moldar,

proporcionando a produção das mais diversas formas arquitetônicas, e a durabilidade, já que o

material tem uma boa resistência ao intemperismo e à ação da água (MEHTA &

MONTEIRO, 1994).

No entanto, a falta de conhecimento a respeito de seu desempenho, a longo prazo,

principalmente sob condições ambientais de severa agressividade, pode causar sérios

problemas. O concreto era visto, até a pouco tempo, como um material quase indestrutível,

uma “pedra moldável”, e que não teria jamais problemas relacionados com durabilidade. O

desenvolvimento da tecnologia para análise de materiais, por exemplo a microscopia

eletrônica de varredura, mostra que o concreto é um sólido poroso, e bem poroso, e que está

sujeito ao ataque físico e químico de elementos deletérios presentes no meio ambiente. O

aumento da agressividade ambiental decorrente da poluição, entre outros fatores, tem causado

sérios problemas de durabilidade.

São muitas as causas da deterioração das estruturas de concreto armado, tais como a

corrosão das armaduras, devida à carbonatação ou ao ingresso de cloretos, ataque por sulfatos,

reações álcali agregados, ataque por ácidos, etc. A utilização de materiais de baixa qualidade,

cobrimento insuficiente, cura inadequada, dentre outros, são fatores que podem reduzir a vida

útil de estruturas de concreto armado ou forçar a realização de reparos prematuros extensivos

de alto custo.

Dentre as manifestações patológicas citadas, cabe destacar a corrosão das armaduras.

A corrosão das armaduras, juntamente com as fissuras, manchas superficiais e ninhos de

concretagem, ocupam posição de destaque na distribuição relativa da incidência de

manifestações patológicas em estruturas de concreto armado, no Brasil, com um percentual de

20% dos problemas incidentes (HELENE & FIGUEIREDO, 2003).

A corrosão das armaduras é uma das manifestações patológicas de maior gravidade

nas obras civis de todo o mundo. Isto se justifica por este fenômeno implicar em altos custos

de reparo, redução da capacidade portante e comprometimento estrutural, e na incidência e

reincidência do fenômeno, que é relativamente alta.

A incidência desta manifestação patológica vem crescendo nos últimos anos, fato este

que pode ser atribuído ao aumento da agressividade do meio ambiente, envelhecimento das

estruturas de concreto armado e aumento da esbeltez das peças estruturais sem o devido

cobrimento das armaduras.

A incidência do problema de corrosão de armaduras foi estimada em 30%, sendo que

nas grandes cidades o problema é ainda mais freqüente devido à poluição, que induz à

carbonatação do concreto, levando à corrosão das armaduras (DAL MOLIN, 1988; NINCE,

1996).

Levy & Helene (2000 apud Carmona, 2005), mostraram que 96% das escolas

públicas, de uma amostragem de 27 escolas da cidade de São Paulo, apresentavam danos

relacionados com a carbonatação do concreto.

Segundo Figueiredo (1994), um sistema completo de reparo localizado compreende as

seguintes etapas:

• remoção do concreto atingido e exposição da armadura corroída;

• preparo da superfície da armadura e do concreto base;

• aplicação de revestimento para proteção da armadura contra corrosão;

• aplicação de adesivo de ponte de aderência sobre o concreto base;

• reconstituição da seção do concreto danificado com argamassa ou graute de

reparo;

• cura; e

• aplicação de pintura superficial sobre a estrutura reparada.

Vê-se que a corrosão das armaduras demanda um processo de reparo complexo e caro.

O desenvolvimento de mecanismos que previnam a corrosão, mesmo em concreto expostos a

condições adversas, baixaria bastante estes custos.

A corrosão das armaduras do concreto é um processo gerado pela perda da película

passivadora das armaduras, o qual se inicia essencialmente por dois motivos. O primeiro é a

diminuição da alcalinidade do concreto, ocasionado principalmente pela carbonatação do

concreto, e o segundo a presença de cloretos livres no concreto. Ambos os mecanismos

desestabilizam a película de óxidos que constitui a proteção química das armaduras. A

despassivação torna as armaduras vulneráveis ao processo corrosivo, desde que exista,

concomitantemente, a presença de água e de oxigênio, os quais geralmente estão presentes no

concreto em quantidades suficientes para o desenvolvimento da corrosão.

Por tudo que foi exposto, torna-se importante o desenvolvimento de um processo que

controle ou previna a corrosão. Em estruturas carbonatadas já se sabe que a aplicação de

soluções alcalinas sobre o concreto carbonatado promove a elevação do pH das regiões

carbonatadas, evitando a corrosão (ARAÚJO, 2004).

A presente dissertação visa contribuir para tornar o processo de realcalinização mais

viável para casos reais, avaliando, ao invés de soluções líquidas, a eficiência de um gel

alcalino na realcalinização do concreto carbonatado.

1.2 OBJETIVOS

Constitui objetivo deste trabalho avaliar o método de realcalinização do concreto

utilizando gel saturado em solução alcalina, desenvolvendo metodologia de utilização e

avaliação de desempenho do produto, visando, com isso, tornar viável o processo de

realcalinização do concreto por absorção/ difusão.

Constituem objetivos específicos:

a) Desenvolver um gel alcalino recarregável;

b) Realizar processo de carbonatação e posterior realcalinização, utilizando gel

alcalino em corpos-de-prova de concreto armado;

c) Desenvolver metodologia de aplicação e avaliação do desempenho do gel em

estruturas reais; e

d) Aplicar o gel em uma estrutura real e avaliar os efeitos sobre o concreto.

1.3 ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO

A presente dissertação se encontra estruturada em sete capítulos.

O Capítulo 2 apresenta os conceitos gerais de durabilidade e degradação do concreto.

O Capítulo 3 disserta sobre corrosão das armaduras, seus mecanismos, fatores

desencadeantes e os efeitos da corrosão sobre as estruturas de concreto armado.

O Capítulo 4 discute as técnicas mais usuais de reparo para estruturas com corrosão de

armaduras.

O Capítulo 5 apresenta a metodologia de desenvolvimento, aplicação e avaliação do

gel alcalino e o Capítulo 6 apresenta e discute os resultados obtidos.

O Capítulo 7 traz as considerações finais do trabalho.

2 DURABILIDADE DO CONCRETO

2.1 CONCEITOS GERAIS

A discussão da durabilidade das estruturas de concreto armado passa pelo

conhecimento do conceito de durabilidade. Considera-se durável o concreto que tem

capacidade de resistir ao intemperismo, ataque químico, desgaste por abrasão ou qualquer

outro processo de deterioração, retendo a sua forma original, qualidade e capacidade de

utilização, quando exposto ao ambiente de trabalho.

Afirma-se que a estrutura de concreto deve manter a sua segurança, estabilidade e

aptidão de serviço ao longo de toda vida útil, apesar de não definir qual deve ser esta vida útil.

A ausência da variável tempo, que se nota também no conceito anterior, deve-se ao fato de

que os fenômenos que envolvem a deterioração das estruturas de concreto são extremamente

complexos (ABNT-NBR 6118, 2003).

No caso do fenômeno da carbonatação do concreto, o desempenho do material

dependerá do nível de alcalinidade no interior da estrutura, alcalinidade esta que garante a

passivação das armaduras e evita o fenômeno de corrosão.

Apesar da carbonatação não influenciar diretamente o desempenho mecânico do

material, o concreto só será considerado satisfatório ao nível de durabilidade se, num tempo

estipulado em projeto e sob a ação agressiva do CO

a alcalinidade do concreto ainda for

capaz de proteger a armadura.

A indústria da construção e a comunidade acadêmica começaram a se preocupar mais

com os problemas de durabilidade do concreto a partir da segunda metade do século XX.

Com o fim da segunda guerra mundial, o concreto foi largamente usado na reconstrução dos

países arrasados. Com isso foram desenvolvidos novos métodos de cálculo e sistemas

construtivos que aumentaram drasticamente a esbeltez das estruturas, diminuindo as

dimensões das peças e o cobrimento das armaduras. Essas mudanças refletiram na

durabilidade das estruturas de concreto armado, favorecendo os processos de fissuração e o

ingresso de elementos agressivos no interior do concreto, diminuindo, desse modo, a proteção

das armaduras (ANDRADE, 2005).

O aumento da agressividade ambiental, decorrente da poluição, também tem sua

parcela de contribuição, já que o incremento na concentração de gases na atmosfera

(especificamente o CO

), causado pela atividade industrial e pela queima de combustíveis, é

um fator desencadeante da carbonatação do concreto, podendo levar à corrosão das

armaduras. Além disso as estruturas estão envelhecendo, chegando, algumas, ao limite de sua

vida útil. É natural, portanto, que as patologias do concreto causadas por problemas de

durabilidade encontrassem um acréscimo significativo nas últimas duas décadas do século

XX.

Sabe-se que um grande número dessas estruturas, que foram construídas nos anos 70 e

80, foram executadas com concreto entre 15 e 25 MPa, com cobrimentos de armadura abaixo

do ideal, em parte por deficiências das normas. Essas estruturas atualmente vem apresentando

problemas de durabilidade.

Do ponto de vista normativo houve um grande avanço com a adoção de critérios de

durabilidade na recente revisão da norma NBR 6118 (ABNT, 2003), que introduziu dois

capítulos relativos à durabilidade, nos quais se definem parâmetros de projeto em função da

agressividade ambiental, como cobrimentos nominais mínimos da armadura para cada caso,

resistência do concreto em função da agressividade do meio, correspondência entre classe de

agressividade e qualidade do concreto e exigências quanto à fissuração.

A Tabela 2.1 traz as classes de agressividade ambiental.

Tabela 2.1 - Classes de agressividade ambiental (HELENE, 1995)

A Tabela 2.2 mostra a correspondência entre classe de agressividade ambiental e

cobrimento nominal para ∆c= 10 mm.

Tabela 2.2 – Correspondência entre classe de agressividade ambiental e

cobrimento nominal para ∆c=10 mm (ABNT – NBR 6118:2003)

Nota-se que a norma estabelece cobrimentos maiores para uma classe ambiental mais

severa, aumentando a proteção das armaduras no caso de ambientes mais agressivos.

A Tabela 2.3 traz a abertura máxima de fissuras para concreto armado e protendido,

incorporando o conceito da agressividade ambiental. Concretos submetidos a ambientes mais

agressivos permitem fissuras menores

Tabela 2.3 – Abertura máxima das fissuras em estruturas de concreto armado e

protendido em função da classe de agressividade ambiental (ABNT-NBR 6118:2003)

Tipo de concreto Classe de agressividade Exigências relativas à

estrutural ambiental (CAA) fissuração

Concreto simples CAA I a CAA IV Não há

CAA I 0,4 mm

CAA II e CAA III 0,3 mm

Concreto armado

CAA IV 0,2 mm

Concreto protendido CAA I a CAA IV 0,2 mm

2.2 CONCEITOS DE VIDA ÚTIL DAS ESTRUTURAS

Os conceitos de vida útil das armaduras, para o caso de corrosão, vem sendo estudados

desde a década de 80. Na ocasião foram definidos pela primeira vez os períodos de iniciação e

de propagação da corrosão das armaduras de concreto (TUUTTI, 1982).

Vida útil pode ser definida como o período de tempo no qual a estrutura ou

componente estrutural pode cumprir sua função sem custos importantes de manutenção, o que

quer dizer que a estrutura deverá estar sob manutenção preventiva, porém sem sofrer

manutenção corretiva neste período (CEB, 1990; BS, 1992; ACI, 2000).

De acordo com o modelo proposto por Tuutti (1982), a deterioração por corrosão das

armaduras pode ser modelada como um processo de dois estágios. O primeiro estágio,

vinculado a um tempo to é denominado período de iniciação, ou despassivação das

armaduras. Esse estágio corresponde ao período de tempo que os agentes agressivos levam

para alcançar a armadura. O segundo estágio, t, é o período de tempo, chamado de período de

propagação, no processo de corrosão causará deterioração significativa na armadura, seja do

ponto de vista estético, seja do ponto de vista da segurança. O significado, objetivamente, de

uma deterioração significativa não pode ser determinado, pois depende do nível de

deterioração aceitável, tal como presença de manchas, fissuras superficiais e destacamento do

concreto.

O período de vida útil das estruturas é, portanto, igual a to+t, sendo que t é definido

arbitrariamente em função da importância da obra e seu estado em construções novas,

existentes e deterioradas (CARMONA, 2005), sendo possível distinguir os tipos de vida útil

como vida útil de projeto, vida útil de serviço, vida útil total e vida útil residual. A Figura 2.1

mostra a conceituação da vida útil das estruturas de concreto com relação à corrosão das

armaduras.

Figura 2.1 – Conceituação da vida útil das estruturas de concreto com relação à

corrosão das armaduras de TUUTI (1982), ampliado por HELENE (1993)

Na definição da vida útil de uma estrutura deveriam ser levados em conta os seguintes

aspectos:

• Natureza da agressividade ambiental a que o concreto estará sujeito;

• Mecanismos de degradação do concreto;

• Descrição de sua evolução com o tempo; e

• Quantificação do grau inaceitável de degradação.

A vida útil pode ser estimada de acordo com um dos métodos seguintes.

• Empiricamente, observando as experiências anteriores de estruturas não deterioradas e

procurando repetir os critérios.

• Através de ensaios acelerados .

• Modelos numéricos e deterministas, os quais baseiam-se nos mecanismos físicos

relacionados à deterioração do concreto e podem considerar particularmente a corrosão das

armaduras ou a deterioração do concreto

• Modelos probabilísticos mais modernos para análise de durabilidade do projeto

estrutural, sendo que os seus fundamentos são similares aos dos princípios de introdução da

segurança no projeto das estruturas de concreto (HELENE, 1997; IZQUIERDO, 2003 apud

CARMONA, 2005).

2.3 INFLUÊNCIA DO CLIMA NA DURABILIDADE DAS ESTRUTURAS

É importante compreender que o conhecimento do meio ambiente em que a estrutura

está inserida é um fator de fundamental importância na determinação da vida útil da mesma.

O meio influencia determinantemente o processo de deterioração de uma estrutura,

sendo que meios mais agressivos determinam condições mais severas de durabilidade (LIMA,

2005).

Inúmeras variáveis diretamente ligadas ao processo de degradação do concreto são

determinadas pelo clima. A primeira delas é a temperatura. O Brasil está localizado, em

praticamente toda sua extensão, numa região de climas tropical ou equatorial, portanto de

climas quentes, com temperaturas médias bem maiores do que os países norte americanos ou

europeus. A influência da temperatura é muito grande nos processos de degradação do

concreto, já que as reações químicas de degradação são aceleradas com o aumento da

temperatura. GEHO-CEB (1993) diz que um aumento de temperatura de 10ºC dobra a

velocidade das reações. Além disso, a temperatura também influencia a velocidade de

corrosão das armaduras, que cresce com o aumento da temperatura (LIMA, 2005).

O concreto de cimento portland é também muito sensível às variações térmicas, de

forma que quando existem acentuadas variações de temperatura (acima de 15º C anuais) a

norma brasileira ABNT - NBR 6118 (2003) recomenda que sejam tomados cuidados especiais

no dimensionamento das estruturas. O efeito mais importante das variações térmicas está

relacionado com a retração e dilatação térmicas, representando um esforço de tração sobre o

concreto, com possibilidade de fissuração dependendo da sua intensidade. No Brasil, e mais

ainda no Centro Oeste, existem variações térmicas anuais da ordem de 25º C a 35º C. As

estruturas situadas nesta região são, portanto, altamente sujeitas às fissuras provocadas por

retração ou dilatação térmicas.

Chuva, umidade relativa e tempo de superfície úmida são fatores relacionados à

disponibilidade de água no interior do concreto. A água livre nos poros do concreto está

associada aos mecanismos de transporte que regem as trocas com meio ambiente, inclusive o

ingresso de elementos agressivos até as armaduras, e a velocidade de corrosão das armaduras.

Portanto, os fatores climáticos ligados à disponibilidade e contato de água com o concreto são

determinantes nos fenômenos de degradação.

Alguns ambientes específicos atuam de forma excepcionalmente deletéria sobre o

concreto. É o caso de tubulações de esgoto, que expõe o concreto a ação de inúmeras

bácterias, além da ação natural do ambiente. Nesse caso a deterioração do concreto ocorre

principalmente devido à formação do sulfato de cálcio que provoca reações cujos produtos

finais tem um volume que pode chegar a até 1000 vezes o volume inicial, provocando assim a

fissuração e degradação do concreto (LIMA, 2005).

O meio ambiente industrial é outro que, em determinados casos, impõe uma

agressividade acima do comum, devida ás emissões de gases poluentes e, em alguns casos, à

utilização de sais diversos no processo produtivo. A proteção das armaduras no caso de

ambientes industriais é prevista, de forma geral, na Norma Brasileira ABNT-NBR 6118

(2003), através da utilização de cobrimentos nominais maiores, maior qualidade e menor

relação água/cimento o que realmente protege no caso de corrosão.

Já as garagens de edifícios residenciais ou comerciais representam um caso de

microclima extremamente agressivo por causa do CO

em que medidas adicionais de proteção

não estão previstas na norma. A situação nesse caso é ainda mais preocupante já que, por

razões econômicas ou de puro e simples desconhecimento, as estruturas de concreto nas

garagens de edifícios muitas vezes não são revestidas e nem sequer pintadas.

2.4 DURABILIDADE E CUSTO

Quanto custa à sociedade, proprietários e usuários das estruturas de concreto armado

os problemas com a durabilidade?

Mehta & Monteiro (1994) estimaram que mais de 40% dos recursos destinados à

construção civil, nos países desenvolvidos são destinados à manutenção das estruturas.

Avaliações feitas por organizações e comitês formados por especialistas em corrosão e

proteção contra a corrosão estimaram que as perdas causadas pela corrosão estariam entre

1,25 % e 3,50 % do PNB (Produto Nacional Bruto) de países em vias de desenvolvimento e

desenvolvidos (FIGUEIREDO, 1994).

Castro (1998) afirma que o custo da corrosão atinge de 2 a 5% do PNB de cada país,

podendo ser reduzido de 15 a 25% deste valor, se fossem aplicados métodos preventivos.

Tomando-se por base os dois estudos, aplicando-se o valor médio de 2,50 % do PNB

do Brasil no ano de 2005, que segundo o IBGE foi de aproximadamente 840 bilhões de

dólares, chega-se à conclusão que neste ano os custos com a corrosão no país foram da ordem

de 21 bilhões de dólares.

Quando se fala em durabilidade e custos não se pode deixar de citar a lei dos cinco, de

Sitter (1984) que mostra o brutal acréscimo no custo corretivo, em relação aos custos de

prevenção à corrosão nas etapas de projeto e execução da estrutura, sendo que os custos

crescem na progressão geométrica de ordem cinco, sendo que se gastaria 125 vezes mais com

uma intervenção na fase mais avançada da corrosão, do que se houvessem sido tomadas

medidas preventivas ainda na fase de projeto. A Figura 2.2 mostra a lei de evolução dos

custos das intervenções com o tempo.

Figura 2.2 – Lei da evolução dos custos das intervenções (SITTER, 1984)

2.5 MECANISMOS DE DETERIORAÇÃO DAS ESTRUTURAS

São muitas as causas da deterioração das estruturas de concreto armado, tais como: a

corrosão das armaduras devido à carbonatação ou ao ingresso de cloretos, ataque por sulfatos,

reações álcali agregados, etc. A utilização de materiais de baixa qualidade, detalhamento

insuficiente, cura inadequada, dentre outros, são fatores que podem reduzir a vida útil de

estruturas de concreto armado ou forçar a realização de reparos extensivos de alto custo

(FERREIRA, 2003).

Dentre as manifestações patológicas citadas, cabe-nos destacar, em especial, a

corrosão das armaduras que é uma das manifestações patológicas de maior gravidade nas

obras civis de todo o mundo.

Isto justifica-se por este fenômeno implicar em altos custos de reparo e correção;

redução da capacidade portante e comprometimento estrutural, e na incidência e reincidência

do fenômeno que é relativamente alta, podendo-se inclusive afirmar que a maioria dos

problemas de durabilidade que atingem as estruturas de concreto armado, provocando fissuras

e entrada de agentes agressivos, tem como resultado final a corrosão das armaduras.

A corrosão das armaduras, juntamente com as fissuras, manchas superficiais e ninhos

de concretagem, ocupa posição de destaque na distribuição relativa da incidência de

manifestações patológicas em estruturas de concreto armado, com um percentual de 20% dos

problemas incidentes (HELENE, 1993).

Os processos de deterioração do concreto dificilmente tem uma única causa, sendo que

vários fatores se somam e se sobrepõe causando os efeitos deletérios no concreto.

As ações físicas normalmente fragilizam o concreto, tornando-o mais poroso ou

abrindo fissuras em sua superfície. A partir daí se iniciarão os processos químicos que

causarão a deterioração do material.

A Figura 2.3 mostra uma distribuição percentual da incidência de manifestações

patológicas do concreto armado no caso.

Figura 2.3 – Distribuição relativa à incidência das manifestações patológicas de concreto

armado (HELENE & FIGUEIREDO, 2003)

2.5.1. Causas da deterioração do concreto

Figueiredo & O’Reilly (2003) apresentam um abrangente trabalho que trata, além das

causas, os mecanismos e conseqüências de cada processo de degradação. Segundo os dois

autores, existem os processos a seguir.

2.5.1.1 Ação do gelo e degelo

Comum nos países de clima frio, essa patologia se deve às tensões criadas pelo

aumento de volume da água aprisionada nos poros do concreto por efeito do congelamento.

As peças mais sujeitas ao fenômeno são as expostas, especialmente lajes de cobertura,

marquises, pavimentos de rodovias, tabuleiros de pontes e estruturas semi submersas.

Os principais fatores que determinam a resistência do concreto ao congelamento são o

grau de saturação, a estrutura dos poros da pasta de cimento endurecida, a resistência

mecânica e as propriedades elásticas e viscoelásticas do concreto (ANDRADE, 2005).

As tensões criadas no interior do concreto provocam aumento da porosidade do

concreto, escamação e desagregação superficial.

2.5.1.2 Ação das variações térmicas

As ações térmicas às quais o concreto está sujeito geram dilatações e retrações no

concreto, causando tensões de tração que formam fissuras ativas nas peças.

As variações térmicas atingem com mais severidade lajes, marquises e paredes cortina.

As fissuras resultantes movimentam-se, servem de facilitadores para o ingresso de elementos

deletérios no interior do concreto, propiciando a carbonatação do concreto com conseqüente

corrosão das armaduras.

2.5.1.3 Movimentação térmica ambiental

Os gradientes de temperatura no interior e no exterior do concreto geram dilatações e

contrações nos elementos expostos e fissuração nos elementos que não se dilatam com o

aumento da temperatura.

Esse fenômeno ocorre principalmente em pórticos. As fissuras resultantes são

caminhos preferenciais aos elementos deletérios causadoras da corrosão das armaduras.

2.5.1.4 Retração hidráulica e térmica

Este fenômeno é causado por altas relações água/cimento, altas temperaturas de

hidratação, excesso de vibração e cura mal feitas, as retrações hidráulicas e térmicas podem

atingir pilares, vigas, lajes e pilares-parede. O resultado é o aumento da porosidade, a

possibilidade de transporte de agentes agressivos.

2.5.1.5 Retração hidráulica

Causa fissuras que surgem nas primeiras horas após a concretagem da peça,

principalmente devido a altas relações água/cimento, excesso de finos, excesso de vibração, e

quando a evaporação da água de emassamento é muito rápida, por exemplo em peças expostas

ao sol.

Uma vez formadas as fissuras, os agentes agressivos penetrarão o concreto causando

os fenômenos patológicos.

2.5.1.5 Dessecação superficial

Acontece em elementos que possuem alta relação água/cimento, peças expostas a

excesso de vibração, evaporação rápida da água de emassamento, ou no caso de exagerada

absorção de água pelos agregados.

As fissuras geradas são passivas e superficiais mas são caminhos preferenciais

aos elementos deletérios causadoras da corrosão das armaduras.

2.5.1.7. Ação do Fogo

O concreto resiste bem ao fogo, porém a alta temperatura pode causar, inicialmente,

lascamento no concreto e, se a temperatura for subindo, desidratação do hidróxido de cálcio e

decomposição completa do C-S-H (MEHTA & MONTEIRO, 1994).

A armadura de aço possui condutibilidade térmica em torno de 30 vezes maior que o

do concreto, o que gera rápida uniformização da temperatura nas armaduras. Além disso as

propriedades mecânicas do aço são muito mais sensíveis a elevação de temperatura do que as

do concreto.

A Tabela 2.4 mostra as alterações no concreto com o aumento da temperatura.

Tabela 2.4 – Alterações no concreto com o aumento da temperatura (CÁNOVAS, 1988)

Temp em

Perda de água, reações

químicas e danos

Cor do concreto

Resistência

residual em % da

resistência inicial

Módulo de

deformação

residual em % do

módulo de

deformação inicial

20 100 100

200

Evaporação da Água

Capilar

Cinza

300

400

Perda de água de gel;

aparecimento das primeiras

fissuras superficiais,

Ca(OH) se transforma em

CaO.

88 38

500

Rosa

75 35

600

Concreto começa a se

desagregar

Vermelho 55 20

900 10

1000

O concreto se desagrega

sem nenhuma resistência

Amarelo-

Alaranjado

Com a exposição ao calor, o aço diminui seu limite elástico e limite de resistência e,

quando se aproxima de 500º C, chega à fase crítica, próximo à ruptura (CANOVAS, 1988).

2.5.1.8 Ação das águas puras

As água puras (chuva, degelo, condensação de vapores industriais ou destiladas)

causam a lixiviação do hidróxido de cálcio, a dissolução dos silicatos, aluminatos e ferritos

hidratados que são estáveis em solução de Ca(OH)

Isso faz com que a alcalinidade do

concreto diminua, a porosidade aumente pela remoção da pasta de cimento, e provoca

exposição dos agregados e penetração de agentes agressivos.

No caso de água correntes, ocorre hidrólise continuamente, o que, além de fazer com

que o concreto perca resistência, causa a formação de crostas brancas na superfície do mesmo

(eflorescência).

2.5.1.9 Reação álcali agregado

A reação álcali – agregado é um processo químico em que constituintes mineralógicos

do agregado reagem com hidróxidos alcalinos presentes no concreto e que estão dissolvidos

nos poros.

O fenômeno causa a formação de um gel higroscópico expansivo, que pode gerar

danos na estrutura, fissuração, pipocamentos, exsudação de gel e redução das resistências de

tração e compressão do concreto.

Existem catalogados três tipos de reação álcali-agregado:

• Reação álcali-sílica: se dá entre a sílica amorfa, ou certos tipos de vidro vulcânico, e

íons hidroxila provenientes da dissociação dos hidróxidos alcalinos;

• Reação álcali-silicato: é da mesma natureza da reação álcali-sílica, porém mais lenta, e

envolve alguns silicatos presentes nos feldspatos, folhetos, argilosos, certas rochas

sedimentares, metamórficas magmáticas e a presença do quartzo tensionado e minerais

expansivos; e

• Reação álcali-carbonato: ocorre em concretos preparados com agregados calcário

dolomíticos (PRISZKULNIK, 2005).

2.5.1.10. Ataque por sulfatos

Presente em solos ou águas subterrâneas, em galerias de esgoto ou em ambientes

industriais, os sulfatos podem causar reações extremamente deletérias ao concreto. Os sulfatos

interagem com os hidróxidos de cálcio livres presentes no concreto e com os aluminatos de

cálcio hidratados formando gipsita e etringita secundária.

Os produtos das reações possuem grande volume, aumentando as tensões internas no

concreto e causando uma fissuração intensa e contínua, esfoliação superficial do concreto,

redução significativa da dureza e da resistência superficial do concreto, redução do pH no

interior do concreto, perda de coesão da pasta de cimento, perda de aderência entre a pasta de

cimento e a superfície dos agregados, diminuição da resistência do concreto e corrosão das

armaduras.

A Tabela 2.5 traz o risco do ataque por sulfatos em função da concentração dos sais no

solo e na água.

Tabela 2.5 – Risco do ataque por sulfatos em função da concentração dos sais no

solo e na água (ACI 201, 2001)

Concentração de Sulfatos

Exposição

No Solo (%) Na Água (ppm)

Leve < 0,1 < 150

Moderada 0,1 a 0,2 150 a 1500

Severa 0,2 a 2,0 1500 a 10000

Muito Severa > 2,0 > 10000

2.5.1.11 Ataque por soluções ácidas

Acontece principalmente em tanques, galerias de efluentes, canais e pisos. Existindo

no meio ácidos orgânicos ou inorgânicos, acontecerá a dissolução da camada superficial

carbonatada do concreto, a formação de sais (CaCl

, AlCl

, FeCl

), que são mais solúveis que

o CaCO

Além disso acontece a reação entre os ácidos e o hidróxido de cálcio, formando sais de

cálcio solúveis em água. Esses sais são lixiviados, expondo os agregados, aumentando a

porosidade do concreto, diminuindo, conseqüentemente, o pH do concreto o que leva à

corrosão das armaduras.

2.5.1.12 Ação da água do mar

As estruturas sujeitas ao contato com a água do mar sofrem a ação mecânica de

impacto das ondas e o contato direto com a água rica em sais agressivos.

As ondas provocam erosão e abrasão superficial com conseqüente fissuração. As

fissuras servem de caminho preferencial ao ingresso dos sais agressivos (cloretos e sulfatos),

o que pode levar à instalação do processo corrosivo.

2.5.1.13 Ação de soluções alcalinas

Em estruturas sujeitas a ação de soluções alcalinas, especialmente canais industriais,

canaletas e pisos, ocorrem trocas iônicas entre os agentes alcalinos e os compostos de cimento

formando sais mais solúveis (C

A + Na(OH)

→ aluminato de sódio)

Isso causa lixiviação da pasta de cimento, fissuração superficial, expansões,

cristalização dos subprodutos que se acumulam nos poros, perda de aderência entre a pasta e

os agregados, deslocamento de partes superficiais do concreto e corrosão das armaduras.

2.5.1.14 Eflorescências

Manifestação patológica extremamente comum, atinge principalmente lajes, muros de

arrimos, silos e tanques. Caracteriza-se pela formação de manchas brancas (eflorescências)

por acúmulo de carbonatos na superfície do concreto. Posteriormente pode haver a formação

de estalactites em zonas de maior porosidade, diminuição do pH do concreto com

conseqüente corrosão das armaduras.

O fenômeno ocorre pela infiltração de água pelo concreto através de poros ou fissuras.

Ca(OH)

+ CO

2 (H2O)

→ Ca CO

+ H

2.5.1.15 Deterioração por desgaste superficial – abrasão, erosão e cavitação

Ocorre quando a superfície do concreto é solicitada por algum agente que provoque o

desgaste em sua superfície. Estão sujeitos a ela principalmente pisos industriais, pontes,

pavimentos rodoviários, calçadas, obras hidráulicas, dentre outros.

A perda de massa na superfície do concreto pode ocorrer por três processos básicos: a

abrasão (pisos e pavimentos), a erosão e a cavitação (obras hidráulicas ou estruturas que

estejam em contato com fluidos em movimento).

A abrasão normalmente se refere à perda de massa por atrito seco, como acontece em

pavimentos para trânsito de veículos. A abrasão, em si, se relaciona mais com a perda de

funcionalidade da estrutura do que à diminuição de seu desempenho mecânico, e causa a

desagregação da pasta de cimento e dos agregados, formação de grandes falhas e exposição

das armaduras.

O fator que mais influencia na abrasão é a qualidade da camada superficial do

concreto, que deve ser maximizada com a utilização de dosagens adequadas (com quantidade

suficiente de finos), concretos com boa coesão, cuidado com a exsudação e segregação dos

agregados e execução adequada, de preferência, no caso de pisos, utilizando-se

desempenadeiras metálicas acopladas a equipamentos motorizados, o que melhora muito a

compactação e o acabamento superficial (ANDRADE, 2005).

A erosão é a ação danosa de fluidos contendo sólidos em suspensão, o que pode

ocorrer muito em obras hidráulicas como pilares de pontes, paredes de contenção e pisos de

canais. Essas partículas se chocam com o concreto podendo causar desgaste por colisão,

escorregamento ou rolagem. Quanto maior a resistência a compressão do concreto maiores os

efeitos das colisões.

Os efeitos da erosão são o desgaste do concreto, a exposição dos agregados, a perda de

resistência e a exposição das armaduras.

Os princípios do desgaste por erosão são os mesmos da abrasão mas as solicitações

podem ser ainda mais severas, dependendo da velocidade da água e do tipo das partículas

transportadas.

A cavitação, também freqüente em obras hidráulicas, é a perda de massa de concreto

pela formação de bolhas de vapor e sua conseqüente explosão. No caso de fluxos de água em

elevada velocidade as explosões das bolhas geram uma pressão elevada em pequena área e

nem sempre concretos resistentes possuem capacidade para resistir a tal fenômeno.

A cavitação causa desgaste superficial, a desagregação do concreto e dos agregados, a

formação de falhas no concreto e a exposição das armaduras, sujeitas assim, a processos

corrosivos.

De acordo com Mehta & Monteiro (1994), a cavitação ocorre somente em fluxos de

água com velocidade superior a 12 m/s, podendo ocorrer com velocidade de 7 m/s em

condutos forçados.

Para se prevenir a erosão e a abrasão, Mehta & Monteiro (1994) recomendam

uma série de medidas:

• Utilizar concreto de no mínimo 28 MPa;

• Utilizar agregados de alta dureza (em casos de condições severas);

• Utilizar concreto com, no mínimo, 41 MPa, pelo menos na superfície, que

é onde ocorre a perda de massa;

• Pelo menos 7 dias de cura úmida depois do lançamento do concreto; e

• Postergar o desempenamento, até que o concreto tenha perdido a água de

exsudação superficial reduzindo a formação de nata superficial.

No caso do desgaste por cavitação, a forma mais eficiente de se prevenir é eliminar

as causas da própria cavitação, como os desalinhamentos nas superfícies ou mudanças bruscas

de declividade, o que pode ter elevado custo. É mais viável o uso de concretos de altas

resistências, com agregados de maior dureza (ANDRADE, 2005).

2.5.1.16 Ações biológicas no concreto

O concreto é considerado um material bioreceptivo. Suas características quanto à

porosidade, rugosidade, umidade, e composição química, aliadas a condições ambientais

como umidade, temperatura e luminosidade, podem promover a proliferação de

microorganismos no concreto (SILVA & PINHEIRO, 2005).

Além do aspecto estético, os microorganismos podem atuar de forma deletéria sobre a

matriz do concreto reduzindo a sua durabilidade.

Kumar & Kumar (1999 apud SILVA & PINHEIRO, 2005) afirmam que existem

quatro categorias de biodeterioração do concreto. A primeira, biodeterioração estética torna o

aspecto estético inaceitável e é causada pelo acúmulo de microorganismos sobre o material.

A biodeterioração física, ou mecânica, se dá quando ocorre o rompimento do concreto

devido ao crescimento de microorganismos em seu interior.

A biodeterioração química assimilatória acontece quando o material serve de nutriente

para os microorganismos, o que acaba por alterar sua microestrutura, apresentando déficit de

compostos vitais para a integridade do concreto.

A biodeterioração química não assimilatória acontece quando ocorre a reação dos

produtos metabólicos sobre os componentes do concreto, formando substâncias deletérias.

2.5.1.17 Deterioração pela cristalização de sais nos poros do concreto

Pode ocorrer, na presença de soluções salinas, cristalização de sais nos poros do

concreto, pela evaporação de água e posterior rehidratação, com novo ciclo de umedecimento

Essas cristalizações geram tensões consideráveis, que dependem do tipo de sal

envolvido, podendo chegar à fissuração do concreto (MEHTA & MONTEIRO, 1994).

2.5.1.18 Cargas na estrutura

A ação de cargas diversas na estrutura pode provocar fissuras acima das recomendadas

por normas. Essas fissuras serão os caminhos preferenciais de entrada dos agentes agressivos

no concreto.

Assim, esforços de tração, compressão, cisalhamento, torção oriundas de cargas de

peso próprio, de utilização ou acidentais devem ser adequadamente previstas para que a

utilização da estrutura não abrevie sua vida útil.

3 CORROSÃO DAS ARMADURAS DEVIDA À CARBONATAÇÃO DO CONCRETO

Uma grande ameaça para a durabilidade das estruturas de concreto é a corrosão da

armadura. A corrosão das armaduras pode causar o rompimento do cobrimento de concreto e

a perda da seção da armadura, podendo levar ao colapso da estrutura. As avarias disformes

resultantes são difíceis e caras para se reparar. Por exemplo, em maio de 1980, o telhado da

Sala de Congressos de Berlim entrou em colapso como resultado da corrosão e fadiga de

barras de aço.

Para que se entenda em profundidade o processo de corrosão faz-se necessário um

estudo das características do concreto, bem com dos mecanismos envolvidos no processo de

corrosão, propriamente dito.

3.1 ESTRUTURA DO CONCRETO ARMADO

De acordo com Mehta & Monteiro (1994) a estrutura do concreto pode ser dividida em

macro e micro estrutura. A macro estrutura, composta por elementos de dimensões acima de

200 µm (0,2 mm), pode ser facilmente vista a olho nú. A micro estrutura só pode ser

visualizada com o auxílio da microscopia ótica ou eletrônica.

Embora o concreto seja conhecido como um elemento de alta compacidade e solidez,

o que se observa na microscopia é uma estrutura bastante complexa e heterogênea. Além das

duas fases observadas a olho nú (agregados e matriz de cimento) pode-se observar no

microscópio a rede de poros capilares que se espalha pelo concreto, fazendo dele um material

altamente poroso, e uma terceira fase, que existe entre os agregados e a pasta, denominada de

zona de transição. Esta é geralmente a mais fraca do concreto, sendo a que, em concretos

convencionais, determina a sua ruptura.

3.1.1 Concreto - fase sólida

Quando começam a ocorrer as reações de hidratação do cimento no interior do

concreto, o primeiro produto que aparece é o sulfaluminato de cálcio hidratado (etringita), que

corresponde de 15 a 20% do volume total de sólidos na pasta endurecida. A seguir aparece o

hidróxido de cálcio correspondendo de 20 a 25% do volume final dos sólidos, e o silicato de

cálcio hidratado, correspondendo de 50 a 60% do volume final de sólidos da pasta. Além

disso, há uma parcela dos grãos de clínquer que não se hidrata, denominados de anidros, que

permanecem na pasta de cimento endurecida (MEHTA & MONTEIRO, 1994).

3.1.2 Concreto – vazios

O concreto possui também uma rede de vazios de diferentes tipos, que podem ser

classificados em interlamelares no C-S-H, capilares e de ar incorporado.

Vazios interlamelares de C-S-H são de menor tamanho e são desconsiderados no

estudo da resistência e permeabilidade da pasta. Eles têm influência nos fenômenos de

retração por secagem e fluência.

Os vazios capilares são formados pelos espaços não preenchidos pelos componentes

sólidos das pasta, ou seja o cimento anidro ou produtos de hidratação. O volume e o tamanho

dos vazios capilares dependem da relação água/cimento do concreto e do grau de hidratação

do cimento, já que a densidade média dos produtos de hidratação é menor que a do cimento

anidro. A Figura 3.1 mostra o intervalo dimensional de sólidos e poros em uma pasta

endurecida.

Figura 3.1 – Intervalo dimensional de sólidos e poros em uma pasta endurecida

(MEHTA & MONTEIRO, 1994)

Vazios de ar incorporado têm a forma esférica e são formados pelas bolhas de ar

aprisionadas pelo processo de produção do concreto ou propositalmente, pela adição de

incorporadores de ar (MEHTA & MONTEIRO, 1994).

Além dos vazios mencionados, por deficiência de dosagem ou de produção, o concreto

pode apresentar ninhos de concretagem e fissuras, os quais, em função de suas dimensões,

seriam classificados como macro vazios.

3.1.3 Concreto – zona de transição

A zona de transição é uma região situada em torno dos agregados graúdos que possui

uma relação água /cimento maior do que no restante da pasta.

Esta região é mais porosa, já que os cristais de etringita e hidróxido de cálcio são

relativamente grandes devido à alta relação água/cimento. Com a formação do C-S-H é que os

espaços da zona de transição vão sendo preenchidos, aumentando assim sua resistência. A

Figura 3.2 mostra uma representação diagramática da zona de transição e da matriz da pasta

de cimento do concreto.

Figura 3.2 – Representação diagramática da zona de transição e da matriz da pasta de

cimento do concreto (MEHTA & MONTEIRO, 1994)

3.2 FORMAÇÃO DA PELÍCULA PASSIVADORA NAS ARMADURAS

O concreto representa um meio altamente alcalino, com pH variando de 12,5 a 13,5.

Esta alcalinidade é devida à presença de hidróxidos alcalinos e íons OH

na fase líquida

presente nos poros do concreto.

A solução do poro, mesmo após poucas semanas de cura, já é essencialmente uma

solução mista de hidróxido de sódio e hidróxido de potássio originários dos álcalis do cimento

(PAGE & TREADAWAY, 1982).

Pourbaix (1974 apud Nepomuceno, 1992) afirma que nessa faixa de elevado pH do

concreto as reações de eletrodo verificadas são reações de passivação, de acordo com o

Diagrama de Pourbaix (1974) que avaliou as reações termodinamicamente possíveis de

ocorrer em diversos sistemas metal/solução. O sistema ferro-água a 25º C, que pode ser

extrapolado para o caso do aço no interior do concreto, desenvolve uma reação em que se

forma uma capa de óxidos de caráter protetor, chamada película de passivação.

Figura 3.3 – Diagrama de equilíbrio termodinâmico de Pourbaix. Potencial versus pH

para o sistema H

O a 25

C (POURBAIX, 1974)

Helene (1993) explica da seguinte forma as três distintas regiões do Diagrama de

Pourbaix:

1. Imunidade: região onde o potencial do eletrodo é menor que -0,6 V em relação ao

eletrodo padrão de Hidrogênio. Nestas condições em hipótese nenhuma a armadura

reagirá com o meio.

2. Passividade: região de formação das películas passivadoras. As duas retas

tracejadas e oblíquas representam a região de estabilidade da água. Acima delas

está o domínio do oxigênio e abaixo o do hidrogênio.

3. Corrosão: representa as situações onde pode ocorrer a corrosão do aço.

A deposição da camada de óxidos na armadura gera um efeito extremamente protetor,

impedindo, por barreira o contato de agentes agressivos do meio na superfície metálica. O

filme passivo tem por características ser muito aderente ao aço, delgado, invisível, compacto e

insolúvel, apresentando espessuras que variam de 10

-3

a 10

-1

µm (SATO, 1978 apud

HELENE, 1993), e é composto por óxido de ferro, formado a partir das reações de oxidação

do ferro e redução do oxigênio inicialmente presentes da fase líquida dos poros do concreto.

Os mesmos autores apresentam ainda o estado de semipassivação, que representa

melhor o estado real da maioria das estruturas de concreto, no qual a proteção química do aço

apresenta uma dupla cobertura, sendo que a externa é formada por goetita [α-FeO(OH)] e de

óxido de ferro e a interna formada somente por óxido de ferro (KRUGER, 1989 apud

HELENE, 1993).

A película passivadora pode ser classificada como uma barreira química de proteção

das armaduras, sendo o próprio concreto de cobrimento uma barreira física de proteção das

armaduras.

3.3 MECANISMOS DE CORROSÃO DAS ARMADURAS

A despassivação das armaduras é o fator determinante para o início do processo de

corrosão. A despassivação se dá devido a presença de uma quantidade suficiente de cloretos

próximo à armadura ou diminuição da alcalinidade do concreto, geralmente causada pela

carbonatação do concreto.

Nota-se que existem aspectos na tecnologia de fabricação do concreto que podem

influenciar sobremaneira os fenômenos corrosivos. Os elementos deletérios são conduzidos ao

interior do concreto pelos poros naturalmente existentes na pasta ou pela fissuração. Assim, o

uso de concretos menos porosos, com menor relação a/c e maior compacidade proporciona

um menor risco à entrada de agentes agressivos e, conseqüentemente, para o

desencadeamento da corrosão.

As reações de corrosão são de natureza eletroquímica. Uma área da armadura atua

como ânodo, e é nela que ocorre a corrosão do aço, com o ferro sendo transformado em íons

ferrosos e elétrons que ficam circulando na armadura.

Outras áreas da armadura, que tem um potencial eletroquímico mais positivo, atuam

como cátodos, reduzindo oxigênio e consumindo os elétrons provenientes das áreas anódicas,

em presença de água, para formar íons hidroxila. Na célula eletroquímica formada, as barras

atuam como condutores elétricos e a água dos poros do concreto atua como o eletrólito por

onde os íons se movimentam (FIGUEIREDO, 1994). A Figura 3.4 ilustra o mecanismo

descrito.

No ânodo e no cátodo ocorrem, respectivamente, as seguintes reações:

Reação anódica: Fe Fe

+ 2e

Reação Catódica: H

O + ½ O

+ 2e

2OH

+ 2e

As regiões anódicas ou catódicas surgem de diferenças de potencial geradas nas

armaduras.

Figura 3.4 – Célula de corrosão eletroquímica no concreto armado (PORRERO,

1975 apud HELENE 1986)

Uma vez que a passividade da armadura vai sendo destruída pela carbonatação do

concreto ou pela presença de cloretos, a corrosão se iniciará e a vida restante da estrutura

dependerá de quão rápido a corrosão se processará. A taxa de corrosão depende do quão

eficientemente a célula eletroquímica poderá operar. Na maioria das situações, como já foi

dito, serão a resistividade elétrica do concreto e a disponibilidade de oxigênio no cátodo que

irão controlar a taxa de corrosão.

Se a resistividade elétrica do concreto for suficientemente alta não haverá suficiente

corrente iônica fluindo no eletrólito para gerar uma corrosão significante. Portanto, a

qualidade do concreto influenciará a sua resistividade, mas é a umidade contida no concreto o

parâmetro mais importante para determinar a sua resistividade. Se o nível de saturação do

concreto for menor que 40%, a resistividade será alta o suficiente para controlar a velocidade

da corrosão.

Acontece corrosão significante na armadura apenas após a abertura de microfissuras

permitir o acesso do oxigênio a grandes áreas da armadura, isso porque a permeabilidade dos

concretos adequadamente executados é muito baixa. (MEHTA & MONTEIRO, 1994).

3.4 CARBONATAÇÃO DO CONCRETO

A carbonatação do concreto, juntamente com o ataque por cloretos, é um dos

mecanismos que promovem a despassivação das armaduras e sua posterior corrosão. Como já

anteriormente citado, as condições mais agressivas do meio, conjugadas a uma série de outros

fatores, vêm fazendo o fenômeno da corrosão da corrosão tomar graves proporções.

3.4.1 Mecanismos de transporte do gás CO

O concreto tendo uma estrutura porosa e altamente complexa, permite o ingresso de

agentes agressivos em seu interior através dos poros ou através de fissuras. Poros grandes e

interconectados promovem uma maior movimentação de fluidos no interior do concreto.

Destaca-se, neste contexto, a água como principal agente de transporte dos elementos

deletérios ao interior do concreto, sejam elas íons cloreto, íons sulfato, oxigênio ou CO

. Os

elementos nocivos ao concreto e à armadura penetram no concreto por meio de gradientes de

temperatura, pressão, concentração, densidade, sucção capilar ou potencial elétrico

(NEPOMUCENO, 2005).

Os principais mecanismos de transporte no interior do concreto são explicados na

sequência.

3.4.1.1 Absorção capilar

É o transporte de um líquido que ocorre devido à tensão superficial atuante nos poros

do concreto. Depende de uma série de características do sólido, tais como a distribuição e

continuidade dos poros, além do seu diâmetro, e algumas características do líquido, tais como

a viscosidade, a densidade e a tensão superficial.

3.4.1.2 Permeabilidade

É o fluxo de um fluido devido ao gradiente de pressão. É influenciada por todos os

fatores que aumentam a quantidade ou o tamanho e a conectividade dos poros capilares, tais

como a idade e o grau de saturação do concreto, o tipo de cura, o consumo de cimento, a

relação água/aglomerante, a dimensão dos agregados e a utilização ou não de finos

(NEPOMUCENO, 1992). Neville (1997) declara que os poros importantes para a

permeabilidade são aqueles com diâmetros de pelo menos 120 a 160 nm, devendo ser

contínuos. Os poros dos agregados e aqueles formados pelas bolhas de ar incorporado não

contribuem para o aumento da permeabilidade do concreto.

3.4.1.3 Difusão iônica

É o fluxo de massa através de um fluido por gradiente de concentração, em busca do

equilíbrio iônico (NEVILLE, 1997). A difusão depende das características microestruturais do

material e das substâncias presentes no fluido. Depende de um contato íntimo da solução

presente nos poros com o meio ambiente, o que torna as peças expostas e não revestidas bem

mais sujeitas a ela do que peças de alguma forma protegidas. A diminuição da quantidade e

tamanho dos poros também leva à diminuição da difusão iônica. Além da difusão dos gases

que levam à carbonatação do concreto, também ocorrem por difusão o ingresso de O

e vapor

d´água, vitais na propagação do processo corrosivo (NEPOMUCENO, 2005).

A Tabela 3.1 mostra os valores de condutividade iônica de diversos íons à diluição

infinita e à 25

Tabela 3.1 – Valores da condutividade iônica de diversos íons à diluição infinita e à 25

(BANFILL, 1994)

Íons H

½ SO

½ CO

HCO

Condutividade iônica (ohm

-1

-2

.eq

-1

ou 10

-4

.ohm

-1

-2

.eq

-1

)

349 50,1 73,5 59,5 198 75,2 79,8 69,3 44,5

3.4.1.4 Eletro-migração

É a migração iônica que ocorre devido a um gradiente elétrico, que gera uma diferença

de potencial, como no caso de estruturas de concreto com proteção catódica por corrente

impressa, estruturas submetidas a extração de cloretos por aplicação de potencial e estruturas

realcalinizadas da mesma forma (NEPOMUCENO, 2005). No caso da formação de um

campo elétrico, os íons positivos presentes na solução se deslocam para o pólo negativo e

vice-versa.

3.4.2 Mecanismo da carbonatação

O processo de carbonatação é um processo físico-químico de neutralização da fase

líquida intersticial do concreto, saturada principalmente de hidróxido de cálcio e outros

compostos alcalinos. O fenômeno promove a diminuição do pH do concreto, que inicialmente

é de 12,5 a 13,5, e se dá devido ao ingresso do gás carbônico (CO

), dióxido de enxofre (SO

)

e gás sulfídrico (H

S), chamando-se carbonatação porque o CO

e o Ca(OH)

são os gases

com maior incidência no processo.

A carbonatação reduz o pH do concreto para valores inferiores a 9, sendo que os

compostos hidratados mais sujeitos à carbonatação são o hidróxido de cálcio, o hidróxido de

sódio, o hidróxido de potássio e os silicatos alcalinos, conforme mostram as Equações 3.1 e

3.2 (SCHÖDER; SMOLCZYK, 1969 apud FIGUEIREDO, 2005).

+ Ca(OH)

CaCO

+ H

O Equação 3.1

+ 2 Na, KOH Na

, K

+ H

O Equação 3.2

Na verdade, para que ocorra a carbonatação, é necessário que o CO

se difunda na fase

aquosa dos poros do concreto, o Ca(OH)

se dissocie (Equação 3.3), depois o dióxido de

carbono se combina gerando formas de carbonato de cálcio (Equações 3.4 e 3.5)

(FIGUEIREDO, 2005).

Ca(OH)

+ 2OH

Equação 3.3 (na fase aquosa)

+ 2OH

O Equação 3.4 (solubilização do CO

)

+ CO

CaCO

Equação 3.5 (carbonatação)

Os íons Ca

e OH

são obtidos pela dissolução do C-H e decomposição das fases

hidratadas de silicatos e aluminatos

(FIGUEIREDO, 2005). O mesmo autor assegura que os

agentes agressivos penetram no concreto através de sua estrutura de poros e que esta

penetração pode se dar por um ou mais mecanismos de transporte. Além disso a frente de

carbonatação avança a partir da superfície, que separa duas zonas de pH muito distintas, uma

superior a 12 e outra próxima de 8, conforme indicado na Figura 3.5 (FIGUEIREDO, 1994).

Seguindo os princípios da termodinâmica e considerando uma situação de equilíbrio

ideal, teoricamente o concreto poderia ser completamente carbonatado. Contudo, o processo

de carbonatação no concreto está sujeito a uma barreira física, constituída pela rede de poros,

modificada ao longo do tempo em função da precipitação de carbonatos, e assim a

carbonatação, ou o avanço da frente carbonatação, ocorre sob uma velocidade decrescente

(NEVILLE, 1997), desenvolvendo-se sob uma determinada taxa, que sofre a influência de

diversos fatores (KULAKOWSKI, 2002).

Figura 3.5 – Avanço do Processo de Carbonatação (CEB-BI 152, 1984)

3.4.3 Fatores que influenciam na velocidade e profundidade de carbonatação

Os fatores que influenciam a velocidade e a profundidade da carbonatação podem ser

relativos ao meio ambiente ou ao concreto. A Tabela 3.2 mostra os principais fatores que

determinam a velocidade de penetração da frente de carbonatação.

Tabela 3.2 – Principais fatores que determinam a velocidade de penetração da frente de

carbonatação (KAZMIERCZAK, 1995)

Fatores condicionantes Características influenciadas

Concentração de CO2

- Mecanismo físico-químico

- Velocidade de carbonatação

Umidade relativa do ambiente

- Grau de saturação do poros

- Velocidade de carbonatação

Condições de

exposição

Temperatura - Velocidade de carbonatação

Composição química do cimento:

- Características do clínquer

- Teor de adições

- Porosidade da pasta carbonada

- Reserva alcalina

- Traço - Porosidade

Características do

concreto

Qualidade da execução:

- Defeitos

- Cuidados com a cura

- Porosidade

- Grau de hidratação

3.4.3.1 Condições de exposição da estrutura

A condição de exposição da estrutura é classificada de acordo com a agressividade

ambiental e leva em conta o macro e o micro clima atuantes, conforme mostrado na Tabela

2.1. A norma ABNT - NBR 6118 (2003) leva em conta as condições de exposição da

estrutura na definição do tipo de concreto a ser utilizado.

3.4.3.2 Concentração de CO

Kazmierczak (1995) afirma que, de acordo com a Lei de Fick, a difusão do CO

se dá

na razão direta da concentração do gás na atmosfera. A velocidade do processo também é

maior em ambientes mais ricos de CO

principalmente para concretos de alta relação

água/aglomerante (FIGUEIREDO, 1993).

Considera-se, normalmente, que a concentração de CO

no ar pode variar de 0,03 a

0,05% em atmosferas rurais, de 0,1 a 1,2% em atmosferas de tráfego intenso e até 1,8% em

atmosferas viciadas (HELENE, 1986). A Tabela 3.3 apresenta a seguinte classificação de

agressividade ambiental.

Tabela 3.3 – Classificação do risco de deterioração da estrutura em função da

agressividade do ambiente (HELENE, 1995)

Figueiredo (2005) afirma que em ambientes específicos (garagens, túneis e indústrias)

os valores de concentração podem ser superiores aos anteriormente apresentados. O

interessante é que as estruturas inseridas nestes ambientes são justamente as que,

normalmente, não recebem revestimentos, o que acelera o processo de carbonatação.

3.4.3.3 Umidade relativa do ambiente e saturação dos poros

A umidade relativa do ambiente exerce influência sobre a quantidade de água existente

nos poros de concreto e, por conseguinte, nos processos de transporte dos elementos

agressivos no interior do concreto e também no processo de corrosão em si.

A Figura 3.6 classifica a agressividade dos ambiente em função da umidade relativa do

ar.

Figura 3.6 – Grau de carbonatação em função da umidade relativa do ambiente

(VERBECK, 1950, apud CANOVAS, 1988)

Observam-se as maiores taxas de carbonatação entre 50 e 60%. Com unidades

relativas abaixo de 20% ou acima de 95% a carbonatação não ocorre ou ocorre muito

lentamente. Quando os poros estão secos o CO

difunde sem dificuldade até o interior do

concreto. Porém, a ausência de água impedirá a reação de carbonatação. Quando os poros

estão saturados a frente de carbonatação não avança devido à baixa velocidade de difusão do

na água. Quando os poros estão parcialmente preenchidos a frente avançará dada

existência conjunta dos dois fatores, possibilidade de difusão do CO

e água para as reações

de carbonatação (FIGUEIREDO, 2005).

Segundo Bakker (1988) a difusão do dióxido da carbono na fase líquida é em torno de

vezes mais lenta do que na fase gasosa. As Figuras 3.7, 3.8 e 3.9 mostram,

respectivamente, a representação esquemática da carbonatação parcial do concreto, com poros

totalmente secos, a representação esquemática da carbonatação parcial do concreto saturado

com água e a representação esquemática da carbonatação parcial do concreto com poros

parcialmente preenchidos com água.

Figura 3.7 – Representação esquemática da carbonatação parcial do concreto, com

poros totalmente secos (BAKKER, 1988)

Figura 3.8 – Representação esquemática da carbonatação parcial do concreto saturado

com água (BAKKER, 1988)

Figura 3.9 – Representação esquemática da carbonatação parcial do concreto com poros

parcialmente preenchidos com água (BAKKER, 1988)

3.4.3.4 Tipo e quantidade de cimento

O tipo de cimento empregado na fabricação do concreto tem uma influência capital na

carbonatação, já que a quantidade de compostos alcalinos para reagir com o gás carbônico é

função do tipo de cimento empregado na fabricação do concreto (KAZMIERCZAK, 1995).

Helene (1993) denomina de reserva alcalina este teor de álcalis disponível para

carbonatação e coloca que quanto maior a concentração de hidróxido de cálcio na solução

intersticial dos poros menor será a velocidade de penetração do CO

. Portanto, para a frente

de carbonatação avançar, primeiro é necessário que o CO

rebaixe o pH dos poros e reaja com

todo o hidróxido de cálcio disponível para, então, continuar penetrando e precipitar o

carbonato de cálcio. Segundo o autor, cimentos com maior teor de C

S (tri-silicato de cálcio),

uma vez que liberam mais Ca(OH)

, apresentam espessura carbonatada menor quando

comparados aos demais cimentos, mantidas as mesmas condições de traço e exposição ao

ambiente.

É em função do conceito de reserva alcalina que alguns autores afirmam que concretos

com adições pozolânicas apresentam profundidades de carbonatação maiores do que a

profundidade de carbonatação obtida em concretos de cimento Portland comum, pois ocorre

uma diminuição no teor de álcalis quando a sílica reage com o Ca(OH)

, na reação pozolânica

(KULAKOWSKI, 2002).

Figueiredo et al., (1993) afirmam que os cimentos com adições apresentam

desempenho inferior ao cimento portland comum, no que se refere à carbonatação, afirmação

que Castro (2003) comprovou ser válida apenas para escória de alto forno, cinza de casca de

arroz e cinza volante, já que a sílica ativa e a metacaulinita mostraram maiores ganhos no

desempenho do concreto frente á carbonatação. Esse efeito, provavelmente, se dá pelo

refinamento da estrutura porosa no concreto com essas adições mais reativas.

Vaghetti e Isaia (1999) afirmam que ainda que com quantidades consideráveis de

adição pozolânica, o grau de carbonatação é inferior quando comparado a um concreto de

referência sem pozolana, para a mesma resistência. Os autores concluíram que existe

diferença de acordo com o tipo de pozolana e que a pozolana mais eficiente para inibição da

carbonatação foi a cinza de casca de arroz.

Azevedo (2001) observou em sua pesquisa que o concreto com cinza de casca de arroz

foi o que apresentou maiores profundidades de carbonatação, fazendo uma média dos valores

coletados em vários pontos do corpo-de-prova, seguido pelo concreto de escória de aciaria LD

e pelo de sílica ativa. Observou-se também que o concreto de referência apresentou menores

profundidades de carbonatação do que os concretos com adições. A Figura 3.10 traz um

gráfico com as profundidades de carbonatação para diferentes tipos de cimento.

Figura 3.10 – Profundidade de carbonatação medida em cinco pontos diferentes dos

corpos-de-prova (AZEVEDO, 2001)

A Figura 3.11 mostra a comparação entre a carbonatação do cimento comum e do

cimento com adição de cinza volante. Vê-se que a adição de cinza volante ao cimento fez com

que se aumentasse a carbonatação, o mesmo ocorrendo quando acontece um aumento, por

metro cúbico, da quantidade de cimento.

Figura 3.11 – Influência do tipo de cimento e sua quantidade sobre a profundidade de

carbonatação (HO & LEWIS, 1987 apud FIGUEIREDO et al., 1993)

3.4.3.5 Relação água/aglomerante

A composição do traço está ligada ao tipo, quantidade e tamanho dos poros do

concreto, portanto, influencia na difusão do dióxido de carbono no interior do concreto.

(POWERS et al., 1974; POPOVICS, 1985 apud FIGUEIREDO et. al, 1993).

A relação a/c e a porosidade estão intimamente relacionadas. Papadakis et al. (1991

apud Pauletti 2004), colocam que, para um mesmo tipo de cimento, a distribuição de poros

depende primeiramente da relação a/c. O aumento da relação a/c aumenta a porosidade, que

aumenta a difusão, que aumenta a velocidade de carbonatação.

Conforme o ACI (1991), comitê 222, a baixa relação a/c diminui a difusão do CO

, do

, dos cloretos e aumenta a resistência mecânica, e, em conseqüência, o tempo para o ataque.

A Figura 3.12 mostra que quanto maior for a relação água/aglomerante, maior será a

facilidade do CO

penetrar no concreto.

Figura 3.12 – Influência da relação água-cimento sobre a profundidade de carbonatação

para um concreto com 350 kg por cm

de cimento e igual composição após três anos

(VENUAT, 1977 apud FIGUEIREDO et al., 1993)

3.4.3.6 Condições de cura

Métodos de cura eficientes melhoram a hidratação do cimento, produzindo concretos

menos porosos e menos permeáveis, portanto menos sujeitos à carbonatação. Quanto maior

for o grau de hidratação do cimento maior será a densificação da matriz e menor a taxa de

penetração de agentes agressivos. Em concretos com adições pozolânicas a cura é de

fundamental importância, sendo que de acordo com Helene (1993), uma boa e prolongada

cura úmida pode minimizar a aparente desvantagens de cimentos com adições, que possuem

menores reservas alcalinas.

Com relação à porosidade, Kulakowski (2002) afirma que os poros do concreto podem

ser classificados tanto em relação ao seu tamanho quanto em relação a sua capacidade de

impedir a percolação de fluidos, genericamente denominada permeabilidade. O tamanho dos

poros pode variar de mm a dimensões inferiores ao nm e, em ordem crescente, são

classificados como poros de gel, poros capilares e macroporos, estes últimos oriundos da

incorporação de ar. Em relação a sua permeabilidade, são classificados como poros abertos ou

fechados. Vários são os métodos para determinar as propriedades dos poros. A Tabela 3.4 traz

alguns métodos utilizados para a determinação das propriedades da estrutura de poros.

Tabela 3.4 – Métodos utilizados para a determinação das propriedades da estrutura de

poros (HAYES, 1978 apud KULAKOWSKI, 2002)

Estudos conduzidos para aferir a resistência à carbonatação em função das condições

de cura, normalmente utilizam períodos distintos de cura ou fazem uso de diferentes técnicas

de cura para estudo (FIGUEIREDO, 2005).

Kulakowski (2002) afirma que estudando o efeito do tempo de cura na carbonatação

de concretos com e sem escória de alto forno, empregando consumos de cimento entre 300 e

420kg/m³ e períodos de cura úmida de 1, 3 e 28 dias, Balayssac et al. (1995) constataram que

concretos com menor consumo de cimento, ou relação água/cimento mais elevada, são mais

sensíveis ao tempo de cura, sendo que a cura úmida por três dias mostrou-se mais indicada

para concretos com consumo de cimento acima de 380 kg/m³.

Constatou-se ainda que para concretos com consumo de cimento em torno de 350

kg/m³ aumentar o período de cura de 1 para 28 dias diminui pela metade a profundidade de

carbonatação, bem como que o incremento no período de cura é de fundamental importância

para assegurar a durabilidade em termos de carbonatação de concretos com escória de alto

forno.

3.4.3.7 Fissuras

Todos os processos anteriores válidos para os poros do concreto são também válidos

para as fissuras, sendo que através delas a frente de carbonatação poderá avançar mais

rapidamente pelo concreto (FIGUEIREDO, 2005).

A Figura 3.13 mostra um esquema do processo de penetração e difusão do CO

através

de uma fissura e a reação de carbonatação do concreto.

Figura 3.13 – Representação esquemática da carbonatação no interior de uma fissura

(CEB/BI 152, 1984)

3.4.4 Velocidade de penetração do CO

no concreto

Dada complexidade do processo de carbonatação, é muito difícil estabelecer um

modelo que leve em consideração todas variáveis envolvidas. O modelo clássico é o seguinte

mostrado na Equação 3.6.

co =

√t

Equação 3.6

onde:

é a profundidade de penetração do CO

em mm;

é a constante que depende das características do concreto;

é o tempo em anos.

Smolczyk (1968 apud Figueiredo, 2005) afirma que essa equação oferece pouca

divergência entre os dados teóricos e experimentais no intervalo de 5 a 30 anos. No entanto,

esta equação pode não ser tão eficiente em situações onde haja a influência de fatores

mutáveis com o tempo, tais quais a variação de porosidade em relação ao grau de hidratação e

ao conteúdo de umidade do concreto.

A Figura 3.14 mostra um esquema da evolução da carbonatação com o tempo.

Figura 3.14 – Representação esquemática da evolução da carbonatação com o tempo

(HELENE, 1993)

As peças de concreto umedecem muito mais rápido que secam em períodos de seca.

Pode-se notar que existe uma diferença, para um mesmo tipo de concreto, entre ambientes

internos e ambientes externos. Isso porque os concretos no exterior, submetidos a ciclos de

molhagem e secagem, permanecem mais tempo úmidos, condição na qual há uma

significativa redução da difusão do gás carbônico, reduzindo a velocidade de carbonatação

(HELENE, 1993).

Isaia (1995 apud Kulakowski, 2002), apresenta, na Tabela 3.5 um resumo de algumas

pesquisas conduzidas em um período de 10 anos, contendo relação água/cimento, período de

cura, concentração de CO

, umidade relativa, temperatura, período de exposição ao CO

profundidade carbonatada.

Tabela 3.5 – Pesquisas conduzidas ao longo de 10 anos com concretos submetidos a

diferentes condições de composição, cura e exposição (ISAIA, 1995 apud

KULAKOWSKI, 2002)

Autores Ano a/c Cura

(dias)

CO2

(%)

U.R.

(%)

(°C)

Tempo Exposição

(semanas)

ec (mm)

Ho, Lewis 1983 0,53 7 4 50 20 8 7,1

Ho, Lewis 1987 0,50 7 4 50 23 1 e 16 2,8 e 11,2

Dhiretal 1989 0,50 6 4 50 20 20 11,2

Ohga, Nagataki 1989 0,50 7 7 50 40 1,4 e 9 4,9; 9,6 e 13,8

Kobayashi, Uno 1990 0,50 7 10 60 20 2,4,8 e 16

6,1; 7,7; 10,3 e

12,7

Papadakiset al. 1991 0,50 90 50 65 30

0,1; 0,4; 0,7; 1,4; 2,1

e 2,9

3,0;5,0; 8,0;

10,0; 12,0 e

15,0

Roper, Baweja 1991 0,49 1 12 50 - 4,3 6,0

Branca et al. 1992 0,50 7 30 75 20 4,3; 8, 6 e 17, 15

12,5; 19,3 e

25,8

Levy 1992 0,51 2 10 50-70 - 5,14 8,3

Nagataki, Ohga 1992 0,50 7 7 50 40 1;2;4;8 e 20

3,2; 4,1; 5,5;

7,2 e 13,4

Isaia 1994 0,50 7 10 60-70 24-28 4; 8; 12 e 16

7,1; 10; 13,5 e

16,5

3.4.5. Medida da profundidade de carbonatação

A comprovação ou não de áreas carbonatadas pode ser feita por ensaios qualitativos

tais como a microscopia, análise térmica diferencial ou difração de raios X, ou ensaios

qualitativos, tais como a termogravimetria, permitindo a identificação de diversos compostos

carbonatados ou não na pasta através da identificação de picos característicos de cada

decomposição (KAZMIERCZAK, 1995).

Mais comumente se utiliza a inspeção visual através de indicadores químicos de pH,

entre os quais se destacam a fenolftaleína, a timolftaleína e o amarelo de alisarina R, sendo a

fenolftaleína o indicador mais utilizado.

Procede-se a quebra de um pedaço da peça de concreto a ser analisada e faz-se a

aspersão do indicador, constatando visualmente a mudança de cor e a alteração ou não do pH

do concreto.

Na Tabela 3.6 estão mostrados as mudanças de cor, bem como os intervalos de pH em

que age cada um dos indicadores citados.

Tabela 3.6 – Mudanças de cor e intervalos de pH dos principais indicadores usados para

observação visual da área carbonatada (BASSET et. al, 1981)

INTERVALO DE MUDANÇA DE COR

INDICADOR QUÍMICO

INTERVALO DE Ph MUDANÇA DE COR*

SOLUÇÃO

FENOLFTALEÍNA

[C6H4COOC(C6H4OH)2]

8,3 – 10,0

Incolor / vermelho

carmin

Dissolver 1g do reagente em

50 cm³ de etanol e diluir com

água até 100 cm³

TIMOLFTALEÍNA

[C6H4COOC(C10H14O)2]

9,3 – 10,5 Incolor / azul

Dissolver 0,4 g do reagente em

600 cm³ de etanol e diluir com

água até 1000 cm³

AMARELO DE

ALIZARINA R

[ácido aranitrobenzeno-

azosalicílico]

10,1 – 12,0

Amarelo / vermelho-

alaranjado

Dissolver 0,5 g do indicador

em um litro de etanol a 80 por

cento

* os indicadores em solução assumem as cores citadas quando submetidos a ambientes cujo pH seja inferior ou

superior ao intervalo de mudança de pH, respectivamente.

A avaliação da carbonatação pode também ser feita pela difração de raios-X,

análise térmica diferencial (ensaios qualitativos), variação de massa, termogravimetria

(análise quantitativa) e observação microscópica. A Figura 3.15 traz um esquema de registro

da profundidade carbonatada.

Figura 3.15 – Registro da profundidade carbonatada (CPC18/RILEM, 1988 apud

FIGUEIREDO, 2005)

4 REABILITAÇÃO DE ESTRUTURAS COM CORROSÃO NAS ARMADURAS

Patologia é um termo emprestado da medicina para a engenharia e que quer dizer

estudo das doenças, seus sintomas e modificações que elas provocam no organismo.

No caso das estruturas de concreto armado, em função dos fatores já expostos, as

manifestações patológicas tiveram um acréscimo de casos registrados nos últimos anos, fato

que acabou impulsionando a pesquisa do tema.

Um sintoma é considerado patológico numa estrutura se ele compromete algumas

exigências da construção, sejam elas mecânicas, estéticas ou funcionais. Existe, portanto, uma

grande relação entre a patologia e o desempenho, já que a avaliação da manifestação

patológica é dependente do comportamento da estrutura em uso (ANDRADE & COSTA E

SILVA, 2005).

É importante, também, compreender a diferença entre sintoma, defeito e falha, e entre

reparo, reabilitação e reforço.

De acordo com Andrade & Costa e Silva (2005), enquanto sintoma é a indicação da

ocorrência de um defeito, defeito é a não conformidade da característica do material com sua

especificação e falha é qualquer irregularidade que possa impedir o normal funcionamento da

estrutura. Terapia é o conjunto de ações engendradas para solucionar a manifestação

patológica incidente.

O reparo é toda ação que visa devolver à estrutura sua condição de utilização prevista

no projeto original e perdida ao longo de sua vida útil. Nesse caso a estrutura não perde sua

capacidade portante e o reparo é realizado para restituir à estrutura parte da seção da armadura

ou do concreto perdidos devido à manifestações patológicas.

No caso da estrutura perder parte ou toda sua capacidade portante, realiza-se uma

recuperação, intervenção que restitui a capacidade portante original da estrutura, como por

exemplo a injeção de adesivo de base epóxi em fissuras. O reforço é empregado quando se

quer dar à estrutura uma capacidade portante maior do que aquela para qual ela foi projetada.

A origem das manifestações patológicas das estruturas pode estar relacionada à

existência de projetos fora de norma, avaliação insuficiente das condições de exposição da

estruturas, não previsão de problemas futuros e detalhes inexeqüíveis ou mal avaliados. As

manifestações patológicas também podem estar relacionadas, com problemas referentes aos

materiais com que o

concreto armado foi executado, com a execução da estrutura, com a

utilização e com a manutenção da estrutura (PROPSTER, 1981 apud ANDRADE & COSTA

E SILVA, 2005).

A Figura 4.1 mostra que uma elevada porcentagem dos problemas patológicos que

acometem as estruturas de concreto armado ao longo de sua vida útil tem origem ou no

período de projeto ou no período de execução da estrutura sendo notados na etapa de

utilização das mesmas. As falhas de projeto e execução são em geral mais graves do que a má

qualidade do material ou o mau planejamento da execução. Do ponto de vista de custo é mais

compensador, portanto, investir-se no projeto para se evitar problemas futuros.

Figura 4.1 – Origens das manifestações patológicas com relação às etapas de produção e

uso das obras civis de concreto armado (HELENE & FIGUEIREDO, 2003)

Os problemas patológicos em geral são evolutivos e tendem a se agravar, sendo que é muito

mais econômico investir-se na prevenção do que na correção das patologias das estruturas

(ARAÚJO, 2004).

4.1 ESTRATÉGIAS DE INTERVENÇÃO EM ESTRUTURAS COM CORROSÃO DAS

ARMADURAS

Para um correto diagnóstico da corrosão das armaduras, que muito facilitará a etapa

seguinte de definição da estratégia de intervenção, fazem-se necessários alguns

procedimentos.

Lichtenstein (1985) e Helene (1988) afirmam serem necessárias uma inspeção

preliminar, que se processa através de um exame visual a fim de caracterizar todos os

sintomas e uma série de pequenos ensaios que tem por objetivos demarcar o problema e traçar

uma estratégia para a segunda inspeção, detalhada, na qual se quantifica a extensão da

deterioração e se caracterizam os elementos da estrutura, e para cujo desenvolvimento são

requeridos uma ampla gama de ensaios.

Os métodos visuais indicam o problema e dão informações como a presença de

manchas e produtos de corrosão, cor desses produtos, se a corrosão é localizada ou

generalizada e presença de fissuras.

Os métodos eletroquímicos de diagnóstico são interessantes, já que muitos deles

podem ser realizados in situ e fornecem informações quanto ao estado superficial do aço, a

velocidade e o potencial de corrosão das armaduras.

Seguindo as inspeções vêm o diagnóstico, em que se define qual a manifestação

patológica em questão, suas origens, e mecanismo de ocorrência e depois o prognóstico, com

a definição das alternativas de intervenção (HELENE,1988).

A Tabela 4.1 apresenta um conjunto de ensaios que podem fornecer informações

necessárias para o diagnóstico preciso de casos de corrosão.

Tabela 4.1 – Métodos para avaliação das estruturas de concreto armado

(FIGUEIREDO, 1997)

Método/Norma Classificação Custo Velocidade do

Resultado

Dano à

Estrutura

Local de

Realização de

Ensaio

Aplicação

Prova de

Carga/NBR9607

Ensaio não

destrutivo

Alto Moderada Nenhum In Loco Deformações

Detecção

eletromagnética

da posição da

armadura e

avaliação do

cobrimento

Ensaio não

destrutivo

Baixo Rápida Nenhum In Loco

Profundidade de

carbonatação

Ensaio Semi

destrutivo

Baixo Rápida Pequeno In Loco

Causa e risco de

corroção

Conteúdo e

profundidade de

alcance de

cloretos

Ensaio Semi

destrutivo

Baixo Moderada Pequeno Laboratório

Causa e risco de

corroção

Potencial de

Corrosão

Ensaio Semi

destrutivo

Moderado Rápida Pequeno In Loco

Risco de

corroção

Resistividade

Ensaio Semi

destrutivo

Moderado Rápida

Pequeno-

nenhum

In Loco

Risco de

corroção

Resistência de

Polarização

Ensaio Semi

destrutivo

Moderado-Alto Rápida Pequeno In Loco

Impedância

Ensaio Semi

destrutivo

Alto Lenta Pequeno Laboratório

Intensidade

Galvânica

Ensaio Semi

destrutivo

Moderado-Alto Rápida Pequeno Laboratório

Ruído

Eletroquímico

Ensaio Semi

destrutivo

Moderado-Alto Lenta Pequeno Laboratório

Velocidade de

corrosão

Absorção

Ensaio Semi

destrutivo

Alto Lenta

Moderado-

pequeno

Laboratório

Permeabilidade

a água e gases

Ensaio Semi

destrutivo

Moderado Lenta

Moderado-

pequeno

Laboratório-In

loco

Teor de umidade

Ensaio Semi

destrutivo

Baixo Moderada-lenta Pequeno Em Loco

Conteúdo de

sulfatos

Ensaio Semi

destrutivo

Baixo-moderado Moderada-lenta

Moderado-

pequeno

Laboratório

Radiográficos

Ensaio não

destrutivo

Alto Lenta Nenhum Laboratório

Causa e risco de

deterioração do

concreto e de

corrosão

Antes de qualquer intervenção em uma estrutura afetada é essencial determinar qual a

melhor estratégia a ser utilizada no caso estudado. O tipo da intervenção vai depender de

como a manifestação patológica está evoluindo.

Para cada caso estabelece-se uma alternativa de intervenção, que pode ser a proteção,

no caso de estruturas onde processo de corrosão ainda não se iniciou. A proteção retardará o

processo ingresso de agentes agressivos no interior do concreto, aumentando a vida útil das

estruturas.

Quando o processo corrosivo se encontra estabelecido, faz-se necessária uma

intervenção de reabilitação da mesma, que pode requerer tanto a execução de reparos

localizados, como uma recuperação completa da estrutura, ou mesmo reforço.

O projeto final de reabilitação de uma estrutura passa pela decisão entre reparar,

recuperar ou reforçar a mesma, e deve levar em conta fatores como a capacidade estrutural, a

durabilidade, a construtibilidade, a compatibilidade com a estrutura existente e com o meio e

o custo da intervenção.

Os reparos realizados muitas vezes não oferecem características de durabilidade de

compensem o custo da intervenção (HELENE, 1997) além do que podem apresentar vida útil

curta, inferior à da estrutura original. Isso se deve, em parte, e ao desconhecimento das

técnicas existentes, dos materiais e da forma adequada de se realizar o reparo (CÂNOVAS,

1988).

O esquema da Figura 4.2 elaborado por Helene (1988), abrange de condutas

necessárias diante de um caso de manifestação patológica.

Figura 4.2 – Fluxograma de atuação para resolução de problemas patológicos

(HELENE, 1988)

PROBLEMA

PATOLÓGICO

VISTORIA NO LOCAL

• Utilização dos sentidos humanos

• utilização de instrumentos

ANAMNESE

• Informações Gerais

• Informações Normalizadas

EXAMES

COMPLEMENTARES

• In Loco

• Em laboratório

PESQUISA

• Bibliográfica

• Tecnológica

• Científica

É possível

diagnosticar?

É possível

diagnosticar?

É possível

diagnosticar?

DIAGNÓSTICO

• Origens

• Causas

• Mecanismos de Ocorrência

PROGNÓSTICO2

ALTERNATIVAS DE

INTERVENÇÃO

DEFINIÇÃO DE CONDUTA

• Colapso

• Deterioração

• Desempenho

Insatisfatório

TERAPIA

•Proteção

• Reparo

• Restrição de Uso

PESQUISA

EXECUÇÃO

AVALIAÇÃO

REGISTRO DO

CASO

DESCONHECID

INSATISFATÓRIO

SATISFATÓRIO

CONHECIDA

INTERVIR NÃO INTERVIR

N N N

S S S

A Figura 4.3 mostra que a estratégia de intervenção pode ser dividida em três partes,

sendo que a primeira é o levantamento de subsídios, que consiste numa vistoria do problema e

anamnese específica. Nessa fase se levanta os dados básicos sobre a estrutura em si, como a

idade, os tipos de materiais empregados na execução e o processo construtivo e avalia-se os

problemas que possam estar contribuindo para a ocorrência dos problemas patológicos.

A segunda fase é a do diagnóstico, que é uma análise das causas e efeitos do fenômeno

estudado. Com base nos dados colhidos, passa-se à análise das possíveis causas do problema e

a realização de ensaios que possam fornecer outros subsídios.

Após o diagnóstico vem a definição de conduta que levanta as alternativas de intervenção

e prognósticos. De posse dos dados anteriormente levantados, define-se a estratégia de reparo,

ou não, da estrutura.

Figura 4.3 – Estrutura do método para resolução de problemas patológicos

(LICHTENSTEIN, 1985)

PROBLEMAS

VISTORIA NO LOCAL

ANAMNESE

(história do edifício e do problema)

ENSAIO DE LABORATÓRIO

DIAGNÓSTICO

ALTERNATIVA DE INTERVENÇÃO -

PROGNÓSTICO

DECISÃO DA TERAPIA

RESOLUÇÃO DO PROBLEMA

Levantamento

Subsídios

Diagnóstico

Definição de

Conduta

Existem formas de se proteger a armadura e o concreto antes do início do processo de

corrosão seja no caso de estruturas novas ou reabilitadas. As Figuras 4.4 e 4.5 exibem, de

acordo com as características de cada estrutura, os vários métodos de proteção existentes.

Essa proteção pode ser aplicada sobre a armadura (proteção direta) ou sobre o concreto

(proteção indireta).

Figura 4.4 – Método de proteção direta da armadura (HELENE, 1997)

Pode-se dividir os tipos de proteção direta em proteção catódica e barreiras físicas. As

proteções catódicas evitam eletroquimicamente a corrosão das armaduras e as barreiras físicas

são pinturas que criam uma película de proteção em torno das armaduras.

Para execução da proteção catódica não é necessária a retirada do concreto

contaminado, podendo-se utilizar o método para qualquer estrutura. São métodos, porém, que

PROTEÇÃO DIRETA

Catódica por

corrente impressa

Catódica por

ânodo de

sacrifício

Barreira Física

• Epóxi

• PVC

Barreira Galvânica

• Epóxi

• PVC

CAMPO DE

APLICAÇÃO

Qualquer

estrutura desde

que a armadura

esteja conectada

e sem barreira

física tipo PVC

ou epóxi

Estruturas em

ambiente úmido

e com cloretos

Qualquer

estrutura

Estruturas Novas

VANTAGENS

Nenhuma

remoção de

concreto

contaminado

Nenhuma

remoção de

concreto

contaminado

• Pouco efetiva

Método

Tradicional

(obra)

Muito Efetiva

DESVANTAGENS

Manutenção

Permanente

Manutenção

Permanente

• Obter a

superfície do

aço em condição

de metal branco

e seco

• Redução da

aderância aço-

concreto

• Não protege

região não

reparada

Difícil aplicação em

obra de curto prazo

de execução

exigem permanente manutenção. As barreiras exigem a retirada da camada de cobrimento do

concreto, ou servem pra se utilizadas em estruturas novas.

Os métodos de proteção indireta podem ser divididos em métodos de repassivação,

inibidores de corrosão e revestimentos para superfície do concreto. Os métodos de

repassivação visam recuperar a película passivadora das armaduras perdida nos processos de

carbonatação ou ataque por cloretos.

Os inibidores de corrosão são incorporados à água de emassamento do concreto

visando evitar o desencadeamento do processo e os revestimento protegem a superfície,

tamponando poros e fissuras que são os caminhos de entrada do agentes agressivos.

Figura 4.5 – Método de proteção indireta da armadura, aplicados no concreto ou na sua

superfície (HELENE, 1997)

PROTEÇÃO INDIRETA

Argamassa e

concreto de base

cimentícia

Realcalinização

Eletroquímica

Extração

Eletroquímica de

Cloretos

Inibidores de

Corrosão

CAMPO DE

APLICAÇÃO

Qualquer

estrutura

Estruturas em

ambiente úmido

e carbonatado

Estruturas em

ambiente úmido

e com cloretos

VANTAGENS

Nenhuma

remoção de

concreto

contaminado

Nenhuma

remoção de

concreto

contaminado

Método

Tradicional

(obra)

São

incorporados à

argamassa e

adequados para

elevadas

concentrações

de Cl

DESVANTAGENS

Remoção do

concreto

contaminado

(pode acelerar a

corrosão

quando o agente

agressivo não é

eliminado)

Dificuldade de

Aplicação na

Obra

•

Atuam Localmente

•

Efetividade

duvidosa a longo

prazo

REPASSIVAÇÃO

Revestimentos

para a superfície

do concreto

Estruturas em

ambiente úmido

e com cloretos

Qualquer

estrutura

•

Renovação do

aspecto Estético

•

Proteção

Superficial

Dificuldade de

Aplicação na

Obra

•

Necessidade

de manutenção.

•

A corrosão

pode voltar se o

agente

agressivo não

for eliminado

Na Figura 4.6, Helene (1997) apresenta os agentes que poderão causar problemas

patológicos durante ou após a intervenção corretiva e que devem ser considerados quando da

definição da estratégia de reparo a ser utilizada.

Figura 4.6 – Ações e fenômenos que devem ser considerados para reduzir os riscos de

falhas em uma intervenção (HELENE, 1997)

Os agentes agressivos continuarão a agir sobre a estrutura após sua reabilitação.

Alguns fatores são de difícil alteração como a ação das cargas em estruturas existentes. Os

sistemas a serem utilizados na reabilitação devem levar em conta a reincidência desses fatores

e outros como o efeito do envelhecimento da estrutura e a incompatibilidade que às vezes

acontece entre as três fases do sistema de reparo.

4.2 TIPOS DE REABILITAÇÕES

4.2.1 Reparo localizado e generalizado

Das técnicas existentes é a mais utilizada, consistindo em reparar ou recompor uma

determinada estrutura apenas em pontos ou regiões que apresentem problemas.

Um grande risco de se executar um reparo localizado é o de se inverter ou alterar a

polaridade da armadura. Regiões anódicas, antes do reparo, passam a ser catódicas e vice

versa. Neste caso ocorre um rápido e intenso processo de corrosão nessas novas regiões

anódicas nas primeiras idades após o reparo. A região anódica é a que sofre corrosão.

Esquema de Reparo Localizado de acordo com ANDRADE et. al, (1997):

• Remoção do concreto deteriorado e contaminado (marreta, ponteiro, maquita, etc)

• Exposição da armadura

• Limpeza da armadura – carbonatação: escova de aço, jato de areia. Cloretos:

Jateamento com água fria e depois água quente. Caso tenha havido mais de 10%

de perda de seção transversal da armadura deve-se substitui-la.

• Imprimação da Armadura (epóxi, argamassa com polímero)

• Execução de ponte de aderência (epóxi, SBR, acrílico)

• Aplicação de material de reparo (graute, argamassa com polímero e aditivo,

argamassa com inibidores de corrosão)

• Cura

• Aplicação de pintura protetora

A Figura 4.7 mostra um esquema de um sistema completo de reparo localizado.

Figura 4.7 – Esquema de um sistema completo de reparo localizado (ANDRADE et al.,

1997)

4.2.2 Inibidores de corrosão

São substâncias químicas que ao se dissolverem no eletrólito em concentrações

adequadas reduzem a velocidade de corrosão ou até eliminam a corrosão através do bloqueio

da atividade anódica, catódica ou ambas. Os inibidores de corrosão podem ser de natureza

orgânica ou inorgânica.

Aos inibidores é possível atribuir, algumas vezes, a função de manutenção da capa

passiva, impedindo a dissolução dos íons metálicos na água intersticial do concreto. Neste

caso, diz-se que os inibidores se adsorvem na superfície da armadura, reagindo e formando

uma capa protetora de óxidos. Logo, acredita-se que o mecanismo de ação dos inibidores é

mais atribuído à adsorção de seus íons sobre o metal do que a influencia dos compostos

provenientes das reações (PAZINI et al., 1998).

O uso dos inibidores está fundamentado nas vantagens fornecidas por estas

substâncias, como a relativa facilidade de utilização, podendo ser empregados tanto na água

de amassamento quanto diretamente na superfície do concreto, e a manutenção ínfima,

quando comparados à outras técnicas de reparo, ou em alguns casos nenhuma manutenção.

4.2.2.1 Inibidores inorgânicos

São sais utilizados incorporados à água de amassamento. Os mais comuns são o nitrito

de sódio, nitrito de cálcio, cromato de potássio e o molibnato de sódio.

Os inibidores inorgânicos mais utilizados são os nitritos, que possuem propriedades

anódicas oxidando o ferro e formando uma película protetora e aderente na armadura (LIMA,

1996).

4.2.2.2 Inibidores orgânicos

São utilizados inibidores à base de amina e ésteres.

Também formam uma película na armadura evitando sua corrosão. Os inibidores

podem ser empregados na prevenção ou reparo da corrosão.

Como prevenção os inibidores são adicionados na água de amassamento no momento

da fabricação do concreto sendo dosados, em geral, em função da massa de cimento.

Como reparo, os inibidores são pouco utilizados com essa finalidade. São adicionados

à argamassa de reparo, ou podem ser aplicados diretamente sobre o concreto endurecido, mas,

neste caso, não apresentam-se muito eficazes (GONÇALVES, 2003).

4.2.3 Proteção catódica

PANOSSIAN (1993) define a corrosão como “a transformação de um material pela

sua interação química ou eletroquímica com o meio em que se encontra”, definição que se

ajusta perfeitamente ao caso da proteção catódica, contrariando a falsa idéia de que corrosão é

sempre um fenômeno indesejável. Este é o único sistema real de controle da corrosão, a

corrosão não é totalmente interrompida, mas reduzida a níveis que garantam a vida útil da

estrutura de concreto armado (CYTED, 2000). No caso da proteção catódica, o fato do ânodo

de sacrifício oxidar, preferencialmente, é o que o torna adequado para o uso.

A técnica consiste na autopolarização dos metais do par galvânico através do contato

elétrico, tendendo a assumir um mesmo potencial. O potencial do metal mais nobre diminui

enquanto o do metal menos nobre aumenta. Em meios menos condutores, como o concreto, os

potenciais nunca se igualam, gerando uma diferença de potencial. Assim, se a polarização for

suficiente para fazer reduzir o potencial do metal mais nobre a valores abaixo do potencial de

“proteção” a proteção catódica estará funcionando. Teoricamente esse potencial poderia ser o

potencial de imunidade do ferro, condição que não irá ocorrer de forma natural (TULA &

OLIVEIRA, 2001).

4.2.3.1 Proteção catódica por corrente impressa

A malha utilizada deve ser de um material mais nobre que o aço. Quanto mais nobre

for o material, mais lenta será a corrosão e menos expansivo será o produto de corrosão. Ex:

titânio, aço inoxidável. A Figura 4.8 mostra um esquema simplificado de proteção catódica

por corrente impressa.

Figura 4.8 – Esquema simplificado de proteção catódica por corrente impressa (TULA

& HELENE, 2001)

O sistema consiste numa malha que é colocada sobre as peças de concreto a serem

protegidas. A malha é coberta por um material cimentício e ligada a uma fonte retificadora

que emite correntes de 3 a 20 mA/m

. Ocorre a oxidação da malha, que funciona como ânodo.

Oxidar significa perder elétrons, conseqüentemente massa. No cátodo ocorre a reação a

seguir.

Cátodo: 2H

O + O

+ 4e

4 OH

O sistema tem como características favoráveis o fato dos ânodos terem grande vida

útil, não há para o método limitação de tensão e o processo pode ser aplicados em grandes

áreas. Os custos, porém, são elevados, tanto o de instalação quanto o de manutenção, existe a

necessidade de uma fonte externa de corrente e trata-se de um sistema relativamente

complexo.

4.2.3.2 Proteção catódica por ânodo de sacrifício (proteção galvânica)

Neste caso, ao contrário da proteção por corrente impressa, utiliza-se um metal menos

nobre que o aço (zinco, alumínio) e não se utiliza uma fonte externa. Conecta-se, então, os

metais na armadura, de forma que se dê apenas no metal de sacrifício.

Esta técnica tem uma importante utilização e reparos localizados, juntamente com

inibidores de corrosão. Após a exposição das armaduras, conecta-se a ela mini ânodos de

sacrifício, evitando-se tanto a corrosão das armaduras, que já vinha ocorrendo, como a

inversão nas polaridades da armadura. A Figura 4.9 mostra um esquema simplificado do

método.

Figura 4.9 – Esquema simplificado de proteção catódica por ânodo de sacrifício (TULA

& HELENE, 2001)

O sistema apresenta um baixo custo de instalação e manutenção, não necessita de

fonte externa de corrente e é relativamente simples. Apresenta, porém, limitadas capacidades

de corrente e polarização e área de atuação também limitada.

4.2.4 Extração eletroquímica de cloretos

Também conhecida como dessalinização. A técnica consiste na remoção dos íons

cloreto do interior do concreto por migração e pode durar de 04 a 10 semanas. Antes do

tratamento deve-se remover qualquer tipo de pintura ou revestimento do concreto, além de se

reparar previamente áreas da estrutura que estejam danificadas, fissuradas ou com ninhos de

concretagem.

O processo de extração eletroquímica se assemelha ao de proteção catódica. Durante o

processo ocorre a migração de cátions do eletrólito para a armadura, e de ânions para o

eletrólito metálico (fluxo eletro osmótico), além da produção de hidroxilas na superfície da

armadura decorrente da eletrólise da água.

Para se verificar a eficiência do processo, deve-se fazer medidas de potencial de

corrosão antes e depois do processo. São vários os fatores que influem no tempo de

tratamento, como tipo de contaminação (de fora para dentro ou de dentro para fora), tipo de

sal, concentração do sal, qualidade do concreto, cobrimento, espessura de carbonatação,

temperatura, fluxo de corrente aplicado, resistividade do concreto (melhor quando a

resistividade for mais baixa).

Monteiro (2002) confirmou que as técnicas eletroquímicas de verificação do fim da

corrosão são eficazes quanto maior o tempo de “descanso” da armadura, já que os potenciais

ficam negativos (<-350 mV, Cu-CuSO

) após a realização do tratamento mesmo que os teores

de cloreto estejam baixos.

A Figura 4.10 mostra um esquema da extração eletroquímica de cloretos.

Figura 4.10 – Princípio da extração eletroquímica de cloretos (MIETZ, 1998)

4.2.5 Realcalinização do concreto carbonatado

A técnica de realcalinização tem por objetivo devolver ao concreto seu pH elevado,

em torno de 13,5. Quando isso acontece, a tendência à corrosão das armaduras ou o processo

que já se encontra instalado são interrompidos.

Assim, a realcalinização tanto pode ser utilizada como processo preventivo como

corretivo.

De acordo com Araújo (2004), existem três processos principais para o

restabelecimento da alcalinidade do concreto. O primeiro é através de absorção e difusão de

solução alcalina pelos poros do concreto, por ação capilar e de forças hidráulicas. A segunda é

através de reação catódica na superfície das armaduras, através de campo elétrico formado por

corrente elétrica induzida, e a terceira é através do transporte de solução alcalina para o

interior do concreto através do fluxo elétro-osmótico.

Mietz (1998) coloca que a forma mais eficaz de se restaurar a película passivadora das

armaduras é pela realcalinização eletroquímica, sendo que a formação da película depende

dos íons alcalinos introduzidos no concreto pelo processo.

Não existe ainda na literatura comprovação de que a realcalinização por absorção-

difusão leve à formação da película passivadora das armaduras, o que não inviabiliza sua

utilização no caso da prevenção da corrosão.

O tipo de eletrólito utilizado tem muita importância no resultado da técnica de

realcalinização, sendo que o carbonato de sódio é a substância tida como a mais vantajosa por

pesquisadores como Mietz (1998), Eggers & Oliveira (1997) e Banfill (1997).

4.2.5.1 Realcalinização passiva

Consiste na aplicação de um material cimentício, rico em álcalis, sobre a superfície do

concreto carbonatado. Os íons alcalinos migram por difusão para o interior do concreto até

atingir a armadura. O processo é lento, podendo levar anos para atravessar a frente de

carbonatação.

A técnica está baseada na elevada mobilidade dos íons hidroxila e em sua capacidade

de se movimentar de regiões de maior pH para regiões de menor pH, garantindo a

realcalinização até 2 cm (ANDRADE et al, 1997). A Figura 4.11 mostra o princípio da

realcalinização passiva.

Figura 4.11 – Princípio da realcalinização passiva (MATTILA & PENTTI, 1996)

Matilla & Pentti (1996) acreditam que o concreto realcalinizado por esse processo chegará

a ser tão perfeito quanto o não carbonatado, embora para isso não exista comprovação.

4.2.5.2 Realcalinização eletroquímica

Para compreensão da técnica é necessário esclarecer o mecanismo eletro-osmótico que

acontece no interior dos poros do concreto. Nos poros capilares existe uma camada dupla de

água aderidas ás paredes, sendo a camada interna fortemente aderida e a camada mais externa

não tão aderida. Quando aplica-se o campo elétrico, a água da camada menos aderida move-se

para o pólo, extraindo desta forma a água livre dos poros.

Como a concentração iônica da água contida nos capilares é baixa e o coeficiente

eletro-osmótico é inversamente proporcional à concentração iônica, o transporte eletro

osmótico tende a elevar a alcalinidade do concreto carbonatado (GONÇALVES et al., 2003).

O mecanismo da realcalinização eletroquímica assemelha-se à proteção catódica e à

EEC, sendo que o ânodo se constitui de uma malha condutora, geralmente de titânio, imersa

em eletrólito, normalmente polpa de celulose saturada de solução alcalina.

O tempo de aplicação do processo é de uma a duas semanas, e a corrente aplicada é de

0,2 a 8 A/m

, através de uma fonte retificadora. A Figura 4.12 mostra o princípio da

realcalinização eletroquímica.

Os íons alcalinos são transportados para o interior do concreto por meio do fluxo

eletroquímico osmótico, elevando o pH do concreto. A corrente é suspensa quando se atinge a

profundidade de realcalinização desejada, geralmente uma semana após iniciado o tratamento

com verificação através de indicadores químicos.

Para a eficácia do processo é necessário remover toda pintura ou revestimento

existente, bem como reparar o concreto danificado, fissurado ou com ninhos de concretagem .

Isso é feito para que não se comprometa a passagem uniforme do fluxo de corrente

(ANDRADE et. al, 2003).

4.2.5.3 Realcalinização por absorção / difusão

Consiste na introdução de uma substância alcalina para o interior do concreto por

absorção / difusão da solução, com participação das forças capilares e hidráulicas atuantes nos

poros do concreto. Não depende da aplicação de fluxo elétrico.

Teixeira (2002) realizou um estudo sobre a técnica, que se mostrou bastante eficiente

para realcalinizar o concreto carbonatado. A Figura 4.13 mostra o gráfico de realcalinização

por absorção/difusão em função do tempo para um concreto de relação água/cimento 0,4.

Figura 4.13 – Realcalinização por absorção/difusão para relação água cimento 0,4

(TEIXEIRA, 2002)

É uma metodologia ainda com pouca aplicação prática mas que pesquisas recentes

indicam ser muito eficiente (ARAÚJO, 2004), sendo que hoje são realizados estudos para

viabilizar o método (utilização de géis alcalinos). A Figura 4.14 traz um esquema de

realcalinização por absorção/difusão.

Sá (2006) concluiu que a realcalinização por absorção/difusão não leva à repassivação

das armaduras.

Figura 4.14 – Esquema da realcalinização por absorção/difusão

4.2.6 Efeitos colaterais da realcalinização eletroquímica

A realcalinização eletroquímica pode apresentar alguns efeitos colaterais.

A realcalinização eletroquímica aumenta a potencialidade da reação álcali agregado, já

que se está introduzindo álcalis no concreto, o que pode gerar problemas no caso de

agregados reativos.

Como a reação ocorre na armadura (reação catódica) leva à formação de gás

hidrogênio que, devido ao seu pequeno raio atômico, penetra na estrutura da armadura,

alterando as suas propriedades mecânicas, fazendo-a ficar quebradiça.

A aplicação de grandes densidades de corrente pode levar a este enfraquecimento

devido ao desprendimento de gás hidrogênio gerando pressões na zona de transição entre o

concreto e a armadura. O gás tem dificuldade de escapar pela porosidade do concreto, se

concentrando ao redor da armadura.

Pode acontecer perda de aderência entre o revestimento e o substrato (concreto

realcalinizado): esta possível perda se dá sobretudo devida à formação de eflorescências na

superfície do concreto realcalinizado.

Alterações nas propriedades físicas e químicas do concreto podem acontecer devidas à

introdução de nova substância no concreto.

A absorção capilar diminui devido à disposição de materiais nos poros do concreto.

4.2.7 Avaliação da eficiência da técnica de realcalinização

Para esta avaliação utilizam-se os parâmetros eletroquímicos (potencial de corrosão e

intensidade de corrente). O monitoramento contínuo mostra se o concreto voltou ou não à

condição de pouco risco de corrosão.

4.2.8. Durabilidade da realcalinização

Depende da durabilidade da passivação da armadura. Depende também do meio em

que a estrutura está inserida, se mais ou menos agressivo.

4.2.9. Custos de diversos métodos de reparo

Gonçalves (2003) fez uma estimativa aproximada de custos para diversos métodos de

reparo em euros. Os reparos localizados custam entre 50,00 a 500,00 euros por metro

quadrado de estrutura reparada. A realcalinização eletroquímica custa em torno de 100,00

euros por metro quadrado de estrutura realcalinizada. O custo da extração eletroquímica de

cloretos é de cerca de 150,00 euros por metro quadrado de estrutura trabalhada e a proteção

catódica de 100,00 a 300,00 euros por metro quadrado de estrutura reparada.

5 METODOLOGIA EXPERIMENTAL

No presente trabalho foi testado um produto, denominado Gel, saturado de solução

alcalina e quando colocado em contato com o concreto carbonatado serve de veículo para que

a solução penetre no concreto e elevando seu pH.

O gel foi caracterizado, teve suas propriedades analisadas e foi aplicado sobre alguns

corpos-de-prova e sobre uma estrutura carbonatada, sendo que os resultados de penetração da

solução nos concretos foram coletados, compilados e analisados.

5.1 VARIÁVEIS DEPENDENTES E INDEPENDENTES

5.1.1 Variáveis independentes

As variáveis independentes da pesquisa são o tipo de cimento, no caso o Cimento

Portland tipo CP II-Z, classe 32, por ser o cimento mais utilizado na região, o tipo de

agregado graúdo e miúdo, respectivamente, brita de origem micaxisto e do tipo 1 e a areia

média de leito de rio, a água potável, que foi fornecida pela companhia de distribuição de

água da região, e a relação água/cimento de 0,70. Foi escolhida esta relação água cimento

para seguir a relação água cimento utilizado por ARAÚJO (2004), facilitando a compreensão

dos resultados e porque a maioria das estruturas que necessitam intervenções de reabilitação

possuem elevadas relações água/cimento.

Outras características para os corpos-de-prova de concreto foram o teor de

argamassa, que ficou definido em torno de 57%, o abatimento de tronco de cone de 7 ± 1 cm

e, por último, a cura, que foi de 7 dias em câmara úmida para todos os corpos-de-prova

moldados no Laboratório de Materiais de Construção da Universidade Federal de Goiás

(LMC-UFG).

5.1.2 Variáveis dependentes

Nesta dissertação empregou-se, no que se refere ao desenvolvimento do gel, como

variáveis dependentes a perda de massa de solução do gel por evaporação em estufa, a massa

total de solução contida no gel a ser absorvida pelo concreto, a quantidade de solução aplicada

para “recarga” do gel durante o processo de realcalinização e a profundidade e velocidade de

realcalinização alcançada após a aplicação do gel.

No que se refere à realcalinização de concreto carbonatado, no caso dos corpos-

de-prova e da estrutura real, as variáveis dependentes foram a profundidade de carbonatação e

a profundidade e velocidade de penetração da frente de realcalinização

As variáveis mencionadas permitem a discussão técnica do produto testado como

forma de viabilizar a técnica de realcalinização por absorção/difusão para estruturas reais.

5.2 MATERIAIS E CORPOS-DE-PROVA

Foram moldados 16 corpos-de-prova prismáticos de 20x20x4cm, armados cada um

com uma barra de aço de 10 mm, com cobrimento de armadura de 1,50 cm, adequados à

utilização do equipamento GECOR 6 existente no LMC da UFG, o qual mede os parâmetros

eletroquímicos (Ecorr e icorr) das armaduras embebidas nos corpos-de-prova e a resistência

ôhmica. As dimensões dos corpos de prova foram escolhidas em função do aparelho GECOR

6 (diâmetro do anel 20 cm) e a espessura foi escolhida de forma a propiciar uma rápida

carbonatação e reabilitação do concreto.

O mesmo traço foi utilizado na moldagem de todos os corpos-de-prova, sendo este

traço, para efeito de comparação, o mesmo utilizado por Araújo (2004) para a moldagem de

seus corpos-de-prova. O traço em massa foi de 1:2,38:3,05:0,7. Os corpos-de-prova foram

monitorados por meio das medidas eletroquímicas de Ecorr (potencial de corrosão), icorr

(velocidade de corrosão) e Rohm (resistência ôhmica do concreto).

Foram moldados três corpos-de-prova cilíndricos para caracterização do concreto

quanto à resistência à compressão, tendo sido rompidos aos 7, 14 e 28 dias. As resistências

foram, respectivamente de 15,75 MPa, 18,22 MPa e 19,89 MPa.

A Tabela 5.1 apresenta a relação de todos os corpos-de-prova que foram moldados e

os procedimentos experimentais aplicados com cada um deles.

Tabela 5.1 – Procedimentos experimentais realizados com cada corpo-de-prova

PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

Resistência à

Compressão

Corpos-de-Prova

7d 14d

28d

Passivação Carbonatação

Realcalinização

Solução

Realcalinização

Gel

Adesividade

Natural

Reposição da

Solução no

Gel

Carbonatação

da Viga

Realcalinização

da Viga

CP A

CP B

CP'S Ø

15x30 cm

CP C

CP 1

x x x x

CP 2

x x

CP 3

x x

CP 4

CP 5

x x x x

CP 6

x x

CP 7

x x

CP 8

CP 9

x x x x

CP 10

CP 11

x x x x

CP 12

x x x x

CP 13

x x x x

CP 14

x x x x (rompido)

CP 15

CP'S 20X4X4 cm

CP 16

x x x x (rompido)

7 pontos

Viga

150 cm

Dos dezesseis corpos-de-prova moldados, oito foram carbonatados. Dentre esses

oito, quatro foram realcalinizados com solução aquosa e quatro foram realcalinizados com

gel alcalino e os resultados de profundidade de realcalinização foram medidos para cada

corpo-de-prova.

Os corpos-de-prova prismáticos foram moldados em formas plastificadas, conforme

mostra a Figura 5.1.

Figura 5.1 – Formas plastificadas

5.3 EQUIPAMENTOS EMPREGADOS NOS PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

5.3.1 Medidor de intensidade de corrente de corrosão, potencial de corrosão e

resistência ôhmica (GECOR 6)

GECOR 6, fabricado pela James Instruments, é um equipamento que mede

os parâmetros eletroquímicos ligados à corrosão da armadura no concreto, por meio da

técnica de resistência de polarização ou da polarização linear, além da resistência ôhmica

superficial do concreto. É uma técnica não destrutiva que trabalha aplicando uma pequena

corrente na armadura e medindo as mudanças da célula de potencial com o auxílio de um

anel de guarda que delimita a área de estudo (GEOCISA, 1993).

Este equipamento possibilita medir, na área definida pelo anel de guarda, a

intensidade de corrente de corrosão (icorr), em µA/cm

, o potencial de corrosão (Ecorr) em

relação ao eletrodo cobre/sulfato de cobre, em mV, e a resistência elétrica do eletrólito

(Rohm), em kohm.

A Figura 5.2 mostra uma foto do equipamento.

Figura 5.2 – Aparelho GECOR 6 para realização de medidas eletroquímicas e de

resistência ôhmica

5.3.1.1 Intensidade de corrente de corrosão (icorr)

Na superfície do metal em corrosão surgem duas regiões, uma anódica, onde

ocorre a oxidação, e outra catódica, de consumo dos elétrons, onde ocorre a redução de

alguma substância em meio aquoso, normalmente o oxigênio.

A icorr é obtida pela aplicação de uma pequena corrente na armadura, a fim de

quantificar a resistência à polarização (Rp) do metal.

A resistência de polarização é obtida da inclinação de uma rampa

potenciodinâmica (∆E/∆I) decorrente da imposição de uma polarização catódica inicial de

10 mV/minuto em torno do potencial de corrosão (ANDRADE et al., 1986). A Resistência

de polarização é obtida da pendente da curva formada pela variação da corrente (∆I) em

função da variação de potencial (∆E).

Rp =

∆E/ ∆I

A velocidade ou intensidade instantânea de corrosão (Icorr) é obtida a partir da

Resistência de Polarização e da aplicação da fórmula de STERN & GEARY (1957).

Icorr = B/Rp

B é a constante que varia em função das características do sistema metal/meio

e que dificilmente abandona o intervalo entre 13 e 52 mV.

Para o caso de armaduras embebidas no concreto ou em argamassa,

ANDRADE & GONZÁLEZ (1978) encontraram experimentalmente valores para “B”, que

levaram à obtenção de uma aceitável concordância entre as perdas de massa gravimétricas

e eletroquímicas. As discordâncias encontradas foram normalmente menores do que o

fator 2 sugerido por STERN & WEISET (1959).

Ao dividir a intensidade de corrosão, Icorr, pela área efetiva de estudo “A”,

obtem-se a densidade de corrosão icorr.

icorr = B/Rp.A

A densidade de corrosão, icorr, é obtida em µA/cm

, B é dado em mV, Rp é

dado em kΩ e A é dado em cm

A compensação da resistência ôhmica do concreto deve ser feita sob pena de

obter-se um valor de Resistência de Polarização superestimado e, em conseqüência,

valores de Icorr inferiores aos reais (ANDRADE et al., 1986).

Rp medida = Rohm + Rp real

A Tabela 5.2 mostra os critérios para avaliação dos resultados de velocidade de

corrosão.

Tabela 5.2 – Critérios para avaliar os resultados de velocidade de corrosão (CYTED,

1997)

5.3.1.2 Potencial de corrosão (Ecorr)

Trata-se de uma técnica de fácil aplicação, que dispensa o emprego de

aparelhos caros e sofisticados. Porém, apresenta a desvantagem de apenas fornecer uma

idéia relativa e aproximada do processo de corrosão instalado sobre a armadura, ou seja do

seu registro não se obtém nenhum dado quantitativo da cinética da corrosão

(FIGUEIREDO, 1999).

A medida do potencial de corrosão da armadura consiste no registro da

diferença de voltagem entre a armadura e um eletrodo de referência, sobre a superfície do

concreto. (FIGUEIREDO, 1999).

A Tabela 5.3 mostra os critérios para avaliação dos resultados de Ecorr.

Tabela 5.3 – Critérios para avaliar a corrosão através de medidas de

potencial de corrosão (ASTM C 876:1991)

5.3.1.3 Resistência ohmica (Rohm)

A resistência ôhmica é influenciada pela umidade contida nos poros do

concreto e serve como parâmetro de controle da velocidade de corrosão do aço no

concreto. A Equação 5.1 mostra a relação entre a resistência ôhmica e a resistividade do

concreto.

Rohm = (ρ.L) ⁄ A Equação 5.1

Onde,

Rohm é a resistência elétrica (ohm);

ρ é a resistividade elétrica (ohm.cm);

L é o comprimento do componente (cm); e

A é a área da seção transversal do componente (cm

5.3.2 Medidor de resistividade (WENNER)

Resistividade é um parâmetro, característico do concreto, importante na

avaliação da corrosão das armaduras das estruturas de concreto. Concretos com alta

resistividade oferecerão resistência ao fluxo de íons, mesmo em casos de despassivação

das armaduras, controlando a cinética da corrosão.

O Método dos Quatro Eletrodos, ou Método de WENNER, estabelece valores

que indicam o risco de corrosão da armadura devido à resistência que o eletrólito, no caso

o cobrimento do concreto, impõe à movimentação iônica necessária para o fechamento da

pilha de corrosão.

Para medida da resistividade usa-se um equipamento que utiliza o Método de

WENNER . A Figura 5.3 mostra uma foto do aparelho, modelo RM MKII da CNS Farnell.

Figura 5.3 - Medidor de resistividade superficial do concreto (Método de WENNER)

A Figura 5.4 mostra o esquema da medida de resistividade através do método dos

quatro eletrodos. A resistividade é obtida pelo emprego da equação 5.2.

ρ = 2 x π x l x V Equação 5.2

I Onde,

ρ é a resistividade elétrica (ohm.cm);

l é a distância entre os eletrodos (cm);

V é a voltagem medida entre os eletrodos centrais (volts); e

I é a corrente (Ampere).

Figura 5.4 – Esquema da medida da resistividade através do método dos quatro

eletrodos (BUNGEY & MILLARD, 1996)

5.3.3 Câmara de carbonatação

Para o procedimento da carbonatação acelerada dos corpos-de-prova, foi utilizada a

câmara de carbonatação existente no LMC-UFG.

A concentração do gás carbônico no interior da câmara é de 100%, a umidade no

interior da câmara é de 60 ± 10% e a temperatura de 25 ± 5º C.

A câmara de carbonatação é de acrílico, com tampa e com um orifício em cada uma

das extremidades. Faz-se a renovação do gás carbônico no interior da câmara, através dos

orifícios, controlando-se a saída do gás com auxílio de uma solução alcalina, contendo

ELET R OD O S

PO NTEIRAS D E A Ç O

L L L

fenolftaleína, colocada em um recipiente incolor. Inicialmente a solução apresenta

coloração vermelho carmim.

Coloca-se a mangueira de saída de gás no interior do recipiente e injeta-se o gás

carbônico na outra extremidade. A carbonatação da solução alcalina é comprovada com a

mudança de cor da solução com fenolftaleína e é o indicativo de que a câmara de

carbonatação está saturada de CO

. O ácido sulfúrico serve para corrigir a umidade da

câmara que tende a subir no decorrer do processo. A Figura 5.5 traz uma foto e um

esquema e uma foto da câmara de carbonatação empregada.

Figura 5.5 – Esquema (a) e foto (b) da câmara de carbonatação utilizada para a

carbonatação dos corpos-de-prova

5.4 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

5.4.1 Passivação das armaduras

Num primeiro momento da pesquisa aferiu-se a passivação das armaduras, ou seja,

a formação da película passivadora na armadura imersa no concreto. Sabe-se que a solução

contida nos poros do concreto contém íons OH

, Ca

, Na

, K

e SO

. Sua alta

alcalinidade deve-se aos íons OH

, Ca

, Na

, K

. A alcalinidade gerada apresenta um pH

entre 12,7 e 13,8 (LONGUET et al., 1973), sendo responsável pela formação da película

de passivação da armadura.

Sato (1978 apud Helene, 1993), afirma que a película passivadora é constituída por

um filme transparente, fino, aderente e estável, e que é composto por duas camadas de

óxidos, uma interna, onde predomina o Fe

e outra externa de γ-Fe

Foi feita a monitoração dos critérios eletroquímicos das armaduras de oito dos

corpos-de-prova prismáticos. As medidas de intensidade de corrente de corrosão (icorr),

potencial de corrosão (Ecorr) e resistência ôhmica foram feitas com o equipamento

GECOR 6 e a resistividade foi obtida com o equipamento RM MKII da CNS Farnnel, até

concluir-se que a película passivadora das armaduras fora formada. A Figura 5.6 mostra

um dos momentos de realização de uma medida feita com o GECOR 6.

Os resultados obtidos encontram-se no Item 6.1 do Capítulo 6.

Figura 5.6 - Medidas Eletroquímicas

5.4.2 Carbonatação dos corpos-de-prova

Após a comprovação da passivação das armaduras (Item 6.1) os oito corpos-de-

prova prismáticos mencionados no Item 5.2, que tiveram a passivação de suas armaduras

comprovadas, por meio de parâmetros eletroquímicos, e os outros oito corpos-de-prova

que não foram eletroquimicamente monitorados foram submetidos à carbonatação

acelerada na câmara de carbonatação.

Para tal, os corpos-de-prova foram colocados no interior da câmara de

carbonatação mostrada no Item 5.3.3, que teve seu volume preenchido com gás carbônico.

De acordo com a pesquisa de Araújo (2004), que utilizou corpos-de-prova

moldados com concreto de mesmo traço, porém com uma espessura maior (6,00 cm) , após

120 dias na câmara pode-se considerar a total carbonatação dos mesmos. Utilizou-se esse

parâmetro como referência para o prazo de carbonatação dos corpos-de-prova. Além desse

parâmetro para controle do processo de carbonatação, também comprovou-se a

carbonatação pela aspersão da fenolftaleína.

A Figura 5.7 mostra um dos momentos da realização do ensaio.

Figura 5.7 - Corpo-de-prova totalmente carbonatado

Após comprovada a carbonatação, os 16 corpos-de-prova foram colocados na

câmara úmida, para favorecer a corrosão das armaduras e lá permaneceram por 180 dias a

fim de dar prosseguimento ao processo de corrosão das armaduras.

5.4.3 Realcalinização dos corpos-de-prova com a utilização da solução alcalina

Quatro dos corpos-de-prova prismáticos, anteriormente descritos, foram

submetidos ao processo de realcalinização com a utilização de solução alcalina.

Antes de ser realcalinizados, os corpos-de-prova foram retirados da câmara úmida e

levados de volta para a sala climatizada e deixados em repouso por alguns dias para efeito

de estabilização de massa e equilíbrio da umidade interna dos corpos-de-prova com a

umidade do meio ambiente. O Item 6.3 mostra a evolução da massa dos corpos-de-prova à

medida que eles iam perdendo umidade.

A realcalinização foi feita através da imersão dos corpos-de-prova em solução rica

em álcalis, de forma a permitir a absorção e a difusão destes elemento através do concreto.

A solução alcalina utilizada possui a composição mostrada na Tabela 5.4.

Tabela 5.4 – Composição química da solução alcalina (ARAÚJO, 2004)

Solução Alcalina Na

NaOH KOH pH

1g / 100 ml 1,5 g / ml 5 g / ml 13

A definição da solução empregada foi baseada nas dissertações de TEIXEIRA

(2002) e ARAÙJO (2004), sendo a solução que apresentava uma tendência mais acentuada

à repassivação das armaduras nos corpos de prova testados pela autora.

ARAÚJO (2004) trabalhou com três soluções, mostradas na Tabela 5.5. São todas

soluções altamente alcalinas, de pH 12 ou 13, de grande mobilidade iônica e que, nas

concentrações sugeridas, não apresentaram cristalizações de sais nos poros do concreto.

Tabela 5.5 – Concentrações de algumas soluções utilizadas na realcalinização de

corpos-de-prova de concreto (ARAÚJO, 2004)

A concentração adotada baseou-se na solubilidade dos compostos, mostrada na

Tabela 5.6.

Tabela 5.6 – Solubilidade dos compostos em gramas/ml (WEAST et al. 1964)

Para averiguação da realcalinização do concreto carbonatado um dos quatro

corpos-de-prova teve seus cantos fraturados, sendo aspergida uma solução alcoólica de

timolftaleína na seção fraturada e medida a profundidade de penetração da solução. A

timolftaleína foi utilizada para averiguar a realcalinização porque seu ponto de viragem é

mais alto (pH de 9,3 a 10,5) o que configura com certeza a realcalinização do concreto.

Com os resultados obtidos durante o processo de realcalinização foi traçada uma curva de

penetração da solução nos poros do concreto, diariamente, denominada frente de avanço

de realcalinização. A Figura 5.8 mostra os corpos-de-prova imersos em solução alcalina.

Figura 5.8 - Corpos-de-prova na solução alcalina

Os resultados obtidos estão no Item 6.3.

5.4.4 Realcalinização dos corpos-de-prova com gel alcalino

5.4.4.1 Desenvolvimento e composição do gel

O gel utilizado é composto por uma massa à base de polímeros e vermiculita, o que

lhe confere características semelhantes à argamassa de cimento e areia, no que tange à

aplicabilidade, sendo um material aderente e plástico.

Utilizou-se o gel como um veículo de contato entre a solução alcalina e a superfície

porosa do concreto, de forma que, diariamente, renovava-se a concentração da solução

alcalina no gel. O Item 6.4.3 mostra como foi determinada a quantidade de reposição de

solução alcalina no gel.

A solução utilizada para saturar o gel é a mesma solução empregada na

realcalinização por imersão em solução alcalina (Item 5.4.3).

Antes da aplicação do gel nos concretos carbonatados foi realizada uma série de

avaliações iniciais para determinar alguns parâmetros de utilização do produto.

5.4.4.2 Avaliação da consistência (Flow-Table) e quantidade de solução no gel com

consistência ideal

A avaliação a seguir apresentada teve por objetivos determinar a consistência ideal

de aplicação do gel e o percentual de solução presente no gel com a consistência ideal de

aplicação. Inicialmente separou-se uma amostra de 1000 g do gel que se encontrava

embalado com a consistência inicial do balde. O teste foi um teste de desenvolvimento. O

gel se encontrava embalado numa consistência aleatória.

Paulatinamente foi se acrescentando solução ao gel, até que ele adquirisse uma

consistência com as características ideais para aplicação. Verificou-se que o gel com a

consistência ideal, ao ser aplicado sobre uma espátula metálica em uma camada de 1,00

cm, permanecia aderido à parede da ferramenta. Essa característica é importante uma vez

que o gel deve ficar aderido ao concreto durante o processo de realcalinização. A Figura

5.9 mostra o gel aderido sobre uma espátula metálica.

Figura 5.9 - Consistência ideal de aplicação do gel

A consistência acima foi considerada ideal para utilização na prática, já que,

aderindo à superfície metálica, muito mais lisa do que uma superfície de concreto, o gel

certamente aderiria a qualquer peça de concreto armado.

Com o gel nesta condição foi realizado o ensaio da “flow-table” com o volume de

gel correspondente a uma massa de 1000 g, resultando uma área circular de 23 cm de

diâmetro, conforme ilustra a Figura 5.10.

Figura 5.10 - Teste de flow-table do gel

A seguir uma amostra de 100 g de gel na consistência acima mostrada, considerada

ideal de utilização, foi separada para realização do ensaio de determinação da quantidade

de solução presente no gel com tal consistência.

As 100 g de gel preparados foram colocados na estufa, à temperatura de 50

C, e

pesados de hora em hora, até estabilização da massa. Dessa forma foi determinada a

porcentagem de solução presente em uma amostra na consistência ideal de utilização.

Os resultados da avaliação descritas encontram-se no Item 6.4.1.

5.4.4.3 Adesividade natural do gel

Para este ensaio foi preparada uma amostra de gel com a consistência ideal que

cobrisse a superfície de um corpo-de-prova prismático de concreto de dimensões 20x20x4

cm. O corpo-de-prova se encontrava completamente carbonatado e com suas faces lisas.

Foram utilizados dois corpos-de-prova carbonatados, sendo que um ficou

submetido às condições de laboratório e o outro ficou sujeito às intempéries.

O gel foi retirado do balde, corrigido para que atingisse a consistência ideal e

imediatamente aplicado, estando o corpo-de-prova na posição vertical, com o auxílio de

uma espátula metálica, até atingir uma espessura de aproximadamente 1 cm.

23cm

Foram aferidas as condições de adesão do gel aos corpos-de-prova com 24, 48 e 72

horas. A Figura 5.11 mostra o gel aderido aos corpos-de-prova após 24 horas de aplicação

na sala climatizada. A Figura 5.12 mostra o gel exposto às intempéries após 24 horas de

aplicação.

Figura 5.11 - Gel aplicado nos corpos-de-prova após 24 horas na sala climatizada

Figura 5.12 - Gel aplicado no corpo-de-prova após 24 horas exposto à intempérie

5.4.4.4 Determinação da quantidade de reposição da solução no gel

Foram preparados dois corpos-de-prova, prismáticos, com a superfície carbonatada,

e com dimensões de 20x20x4 cm. Um dos corpos-de-prova foi envolvido com o gel na

consistência ideal de aplicação e deixado no ambiente do laboratório (corpo-de-prova cp6

– Tabela 5.1). O outro corpo-de-prova (corpo-de-prova cp7 – Tabela 5.1) foi envolvido

com o gel e em seguida envolvido em um filme plástico para evitar a evaporação da

solução alcalina contida no gel.

Inicialmente o gel foi retirado da embalagem e preparado para ficar com a

consistência ideal para a aplicação . Foi separada uma amostra de gel suficiente para cobrir

cada uma das faces de cada corpo-de-prova com uma camada de 1,00 cm, consumindo,

aproximadamente, 500 gramas de produto. A Figura 5.13 mostra a preparação do gel para

aplicação.

Figura 5.13 - Preparação do gel para aplicação

A seguir os dois corpos-de-prova foram cobertos com o gel, com auxílio de colher

de pedreiro de aço e guias de madeira, de modo que uma das faces de cada corpo-de-prova

ficou coberta por uma camada de 1,00 cm do produto. Desta forma, obteve-se a quantidade

necessária de gel necessária para cobrir com uma camada de 1,00 cm a superfície dos

corpos-de-prova. Estes resultados são importantes para a obtenção do rendimento do

produto, facilitando a obtenção de quantitativos de material a ser aplicado por unidade de

área.

A seguir, essa quantidade de gel foi removida e pesada, aferindo-se, assim, a massa

necessária de gel a ser aplicada. O gel foi reaplicado e os corpos foram deixados em

repouso por uma hora, sendo novamente removido com colher de pedreiro metálica,

pesado e reaplicado.

Este procedimento foi realizado de hora em hora durante 12 horas, e depois o gel

foi deixado em descanso por mais 12 horas, sendo removido e pesado ao final de 24 horas.

Os corpos-de-prova absorveram uma parte da solução contida no gel e outra parte foi

perdida por evaporação. A diferença de massa entre o gel aplicado inicialmente e

removido ao final do experimento é a quantidade perdida de solução. Desta forma, aferiu-

se a quantidade de solução absorvida pelos corpos-de-prova e perdida por evaporação nas

primeiras 24 horas de aplicação do produto, uma vez que um dos corpos-de-prova, por

estar envolvido com um filme plástico, não permitia a evaporação da solução mas somente

a absorção pelo concreto.

Os resultados desta avaliação encontram-se no Item 6.4.3.

5.4.4.5 Realcalinização com o gel

O gel foi aplicado em corpos-de-prova prismáticos carbonatados de 20x20x4 cm.

Inicialmente, os corpos-de-prova se encontravam na câmara úmida, de onde foram

retirados para a realização dos ensaios.

Esperou-se alguns dias até a estabilização da massa, com a qual foi iniciado o

processo de realcalinização dos mesmos.

Os corpos-de-prova, num total de quatro unidades, receberam uma camada de gel

alcalino de 1,00 cm, devidamente preparado na consistência ideal, nas suas duas faces de

maior área e na sua face superior, conforme mostra a Figura 5.14.

Figura 5.14 - Corpos-de-prova cobertos de gel

A aplicação foi feita com colher de pedreiro, da mesma forma que se aplica

argamassa, com movimento de compactação da massa de encontro à parede do corpo-de-

prova, combinado com movimento giratório da colher metálica de pedreiro. Foram

utilizadas guias de madeira como taliscas para garantir a espessura de 1,00 cm.

100

Após a aplicação, com uma espessura de camada de 1,00 cm, o gel foi removido,

pesado e preparado, com acréscimo de solução, conforme já mostrado no Item 5.4.4.2,

para atingir sua consistência ideal. Não se conhecia a massa de gel que geraria uma

espessura de 1,00 cm, por isso o gel foi removido, pesado e reaplicado.

Os corpos-de-prova foram mantidos de pé e de 24 em 24 horas o gel recebeu

aspersão de metade de sua massa inicial na forma de solução alcalina, uma vez que

constatou-se que ele perde aproximadamente esta quantidade de solução em 24 horas para

o corpo-de-prova e para o ambiente, em quantidades proporcionais à massa de solução

alcalina aplicada em cada face dos corpos-de-prova.

Diariamente, um dos corpos-de-prova teve seus cantos quebrados para o

monitoramento da penetração da solução alcalina, por meio de medição de profundidade

de realcalinização com auxílio de solução alcoólica de timolftaleína.

Os resultados do avanço da frente de realcalinização encontram-se no Item 6.4.4.

5.5 APLICAÇÃO DO GEL EM ESTRUTURA REAL

Uma estrutura real foi escolhida para aplicação do gel alcalino. Essa estrutura

consiste em um pórtico localizado no próprio terreno da UFG, composto por vigas e

pilares de concreto. A Figura 5.15 mostra o pórtico onde o gel foi aplicado.

Figura 5.15 - Pórtico de concreto onde foi aplicado o gel alcalino

101

Uma das vigas do pórtico, de seção 30x20 cm, foi escolhida para os ensaios. A

viga foi caracterizada, apresentando uma resistência a 28 dias de 15 MPa (PRADO, 2006).

Essa viga foi inicialmente fraturada em sete lugares para constatação da carbonatação do

concreto. A profundidade de carbonatação foi medida com auxílio de solução alcoólica de

fenolftaleína, que tem um ponto de viragem mais baixo que a timolftaleína (pH 8,3 a 10,0)

e foi feita uma média aritmética da profundidade da frente de carbonatação. Os resultados

encontram-se no Item 6.5.

Em seguida a viga foi coberta ao longo de metade de sua extensão (150 cm), em

duas de suas faces, a face superior e uma das laterais por uma camada de 1,00 cm de gel

alcalino, perfazendo uma área de aplicação de 0,90 m

. A espessura de 1,00 cm foi

alcançada com o auxílio de vergalhões de aço de 10 mm usados como taliscas. A Figura

5.16 mostra a aplicação do gel na estrutura.

Figura 5.16 – Aplicação do gel em estrutura real

A aplicação foi feita com colher de pedreiro, da mesma forma que se aplica

argamassa, com movimento de compactação da massa de encontro à parede do corpo-de-

prova, combinado com movimento giratório da colher metálica.

102

Após o cobrimento total da região estudada, o gel foi retirado, pesado, conforme o

anteriormente descrito, com acréscimo de solução para se alcançar a consistência ideal do

produto, sendo novamente aplicado.

De 24 em 24 horas, o gel aderido recebeu aspersão de uma massa de solução

alcalina igual à metade da massa inicial do gel e foi feita uma leitura da profundidade de

realcalinização, quebrando-se as quinas da viga, com cuidado para não haver

contaminação, e medindo-se a profundidade da realcalinização com auxílio de uma

solução alcoólica de timolftaleína. A Figura 5.17 mostra a viga coberta pelo gel alcalino.

Figura 5.17 – Gel aplicado em estrutura real

Os resultados do avanço da frente de realcalinização na estrutura encontram-se no

Item 6.5.

103

6 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS

6.1 PASSIVAÇÃO DAS ARMADURAS

A formação da película passivadora não se dá imediatamente após a concretagem.

É necessário algum tempo para a formação do filme de óxidos ao redor da armadura. No

caso do concreto aqui estudado foram necessários 45 dias para constatação da formação da

película passivadora.

Essa constatação foi conseguida através do monitoramento das medidas

eletroquímicas de potencial de corrosão (Ecorr > -200 mV) e dos valores baixos de

intensidade de corrente de corrosão (icorr < 0,1 µA/cm

Constatada a formação da película passivadora foi dado início ao processo de

carbonatação acelerada. A Figuras 6.1 e 6.2 mostram, respectivamente, o comportamento

dos parâmetros eletroquímicos do concreto (Ecorr e icorr).

-500,0

-450,0

-400,0

-350,0

-300,0

-250,0

-200,0

-150,0

-100,0

-50,0

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

Tempo (dias)

Ecorr (mV)

cp16

cp13

cp9

cp1

cp5

cp11

cp12

cp14

Figura 6.1 – Comportamento do potencial de corrosão versus tempo durante o

período de passivação e carbonatação

Passivação Câmara Úmida

Prob. de corrosão <5%

Prob. de corrosão 50%

Prob. de corrosão >95%

7 29 45 55 73 95 115 121

Carbonatação

104

0,001

0,010

0,100

1,000

10,000

7 29 45 55 73 89 103 121

Tempo (dias)

icorr(µA/cm2)

cp16

cp13

cp9

cp1

cp5

cp11

cp12

cp14

Velocidade de corrosão muito elevada (> 1,0µA/cm

)

Velocidade de corrosão elevada ( 0,5 - 1,0µA/cm2)

Velocidade de corrosão moderada ( 0,1-0,5µA/cm2)

Passivação

Câmara Úmida

Carbonatação

Figura 6.2 – Comportamento da velocidade de corrosão versus tempo durante o

período de passivação e carbonatação

6.2 CARBONATAÇÃO DOS CORPOS-DE-PROVA E DESPASSIVAÇÃO DA

ARMADURA

Com 71 dias de moldagem e 24 dias na câmara de carbonatação, de acordo com o

Item 5.4.2, foi escolhido um dos corpos-de-prova que teve um de seus cantos fraturado e

neste canto foi aspergida solução alcoólica de fenolftaleína. Assim, se constatou-se a

diminuição do pH do concreto a nível das armaduras, caracterizando a carbonatação da

peça.

Os corpos-de-prova foram então colocados na câmara úmida para prosseguimento

do processo de corrosão.

6.3 REALCALINIZAÇÃO DO CONCRETO UTILIZANDO SOLUÇÃO ALCALINA

Dos oito corpos-de-prova carbonatados retirados da câmara úmida, quatro foram

submetidos à realcalinização utilizando solução alcalina. Após serem retirados da câmara

úmida, os corpos-de-prova foram colocados em uma sala climatizada (temperatura 25º C ±

5º C e umidade 50% ± 10%).

Velocidade de corrosão desprezível (<0,1µA⁄cm

)

Carbonatação

Sala Climatizada

105

Para comprovar a secagem dos corpos-de-prova e o equilíbrio com a umidade da

sala climatizada, os corpos-de-prova foram diariamente pesados até obter-se a

estabilização de massa, de acordo com a Tabela 6.1.

Tabela 6.1 - Tabela de pesos dos corpos-de-prova dia a dia na sala climatizada

CP DIA

1 3 6 8 11 14 16 18 22 26

01 445 441 438 435 433 432 432 432 432 432

05 425 424 420 417 415 414 414 414 414 414

09 419 418 416 414 412 412 412 412 412 412

11 427 424 420 417 414 413 413 413 413 413

12 431 428 423 420 415 413 410 410 410 410

13 417 413 411 407 406 406 406 406 406 406

14 419 418 415 412 408 405 404 404 404 404

16 410 408 405 401 399 395 394 394 394 394

Após a obtenção de pelo menos quatro medidas seguidas iguais, considerou-se que

a massa dos corpos-de-prova estava estabilizada.

Após a estabilização de massa, quatro dos corpos-de-prova foram colocados em

uma solução alcalina composta por hidróxido de potássio, carbonato de cálcio e hidróxido

de cálcio. Os corpos-de-prova foram sendo fraturados para medição, com timolftaleína, da

penetração da solução alcalina. A Tabela 6.2 e a Figura 6.3 mostram o avanço da frente de

realcalinização obtida no ensaio.

Tabela 6.2 - Penetração da frente de realcalinização por dia

PENETRAÇÃO DA SOLUÇÃO

ALCALINA (CM)

DIA 1

0,40

DIA 2

0,70

DIA 3

1,00

DIA 4

1,20

DIA 5

1,50

106

0,2

0,4

0,6

0,8

1,2

1,4

1,6

1 2 3 4 5

dias

Penetração por Dia

Figura 6.3 - Penetração da frente de realcalinização

O gel mostrou uma penetração de 1,50 cm em 5 dias, ou seja 0,30 cm por dia.

Utilizando-se a Equação 6.1, que é utilizada para representar o avanço da frente de

carbonatação, tem-se o seguinte resultado:

realcalinização

= k √t (Equação 6.1)

onde:

realcalinização

é a profundidade de realcalinização em mm

t é o tempo em anos

k = 128,20

Um cobrimento de 25 mm, o mínimo previsto pela Norma Brasileira NBR 6118-

2003 (ABNT, 2003), resultaria, utilizando a constante k = 128,20, um tempo de

realcalinização de 13,90 dias.

107

6.4 REALCALINIZAÇÃO DOS CORPOS-DE-PROVA COM GEL ALCALINO

6.4.1 Determinação da consistência ideal e da quantidade de solução no gel com

consistência ideal

Para que a massa de 1000 g de gel adquirisse a consistência ideal de aplicação, foi

necessário adicionar 335 g de solução alcalina composta por 1g/100ml de Na

, 1,5

g/100ml de NaOH e 5 g/100 ml de KOH. Dessa forma o gel resultante ficou com a

consistência requerida, apresentando flow-table de 23 cm e ficando aderida na parede da

colher metálica (Figuras 5.11 e 5.12) Esses resultados apresentam relevante importância no

controle de qualidade do gel alcalino.

A seguir, do gel resultante foi retirada uma amostra de 100 g que foi colocada na

estufa a 50

C e teve sua massa medida, até a estabilização da mesma, durante 12 horas, o

que gerou uma massa seca constante de 20,8 g.

Acrescentando-se novamente a solução e misturando-se até atingir 100 g de gel

obteve-se um produto com a mesma consistência do produto inicial, mostrando a

capacidade de recarga do gel alcalino.

A Tabela 6.3 e a Figura 6.4 mostram os resultados obtidos.

Tabela 6.3 – Variação do peso da amostra de 100 g de gel na estufa a 50

C durante

período de 12 horas

Hora Peso da Amostra (g)

0 100

1 88,4

2 81,3

3 75,05

4 69,9

5 61,2

6 53,9

7 45,5

8 37,2

9 28,7

10 20,8

11 20,8

12 20,8

108

100

88,4

81,3

75,05

69,9

61,2

53,9

45,5

37,2

28,7

20,78

20,8

20,76

100

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

horas

gramas

Variação de Peso

Figura 6.4 - Gráfico de Variação de Peso da Amostra x Tempo

A estabilização de massa se deu após 12 horas de secagem. A amostra seca pesou

20,8 g. O gráfico de perda de solução está expresso na Figura 6.4.

Conseguiu-se com este experimento um parâmetro muito importante de utilização

do gel, já que espera-se um produto que possa ser reaproveitado. Sabendo-se a quantidade

total de solução existente no gel é possível quantificar a quantidade de solução a ser

reaplicada.

6.4.2 Ensaio de adesividade do gel

O gel alcalino foi aplicado em dois corpos-de-prova, da forma como foi retirado da

embalagem, em camadas de 1,00 cm. Um destes corpos-de-prova foi deixado no ambiente

controlado do laboratório (temperatura 25º C ± 5º C, umidade 50% ± 10%) e o outro foi

deixado em ambiente externo, sujeito às intempéries.

Nos dois casos o gel apresentou uma boa adesividade, sem escoar ou se despregar

do corpo-de-prova quando aplicado com a espessura de 1,00 cm.

Com 24 e 48 horas de observação, estando o gel mais seco, a adesividade se

mostrou ainda mais alta.

109

6.4.3 Determinação da quantidade de reposição de solução no gel e rendimento do gel

A Tabela 6.4 e a Figura 6.5 mostram a perda de massa de solução pelo gel para

cada corpo-de-prova.

Tabela 6.4 - Perda de massa de solução contida no gel versus tempo

Horário(h)

Peso do gel no CP6 sem

envolvimento de plástico (gramas)

Peso do gel CP7 com envolvimento de

plástico (gramas)

233,9

221,2

193,3

190,1

190

177

181,5

168,6

167,7

158,7

160,2

154,2

156,8

152,5

148,7

146,2

142,9

137,4

139,3

132,2

135,8

128,4

131,4

110,2

106,0

100

150

200

250

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

horas

gramas

Com Evaporação

Sem Evaporação

Figura 6.5 – Perda de solução por absorção e evaporação

110

Os resultados mostram que o gel perde cerca da metade de sua massa total nas

primeiras 24 horas de aplicação, preponderantemente por absorção do concreto. Isto

mostra o rendimento do gel e a possibilidade de sua utilização comercial, já que,

conhecendo-se a massa total aplicada sobre qualquer estrutura pode-se dimensionar a

recarga do gel durante o prazo requerido para a realcalinização da estrutura.

A baixa perda por evaporação mostra que o gel apresenta um elevado desempenho,

visto que a maior parte da solução contida no produto é absorvida pelo concreto, sendo

consumida no processo de realcalinização.

6.4.4 Realcalinização dos corpos-de-prova utilizando gel alcalino

Após a carbonatação dos corpos-de-prova eles foram colocados na câmara úmida

para prosseguimento do processo de corrosão. Após um período (já descrito no Item 5.4.2)

os corpos-de-prova foram retirados da câmara úmida e levados para sala climatizada 76

dias para efeito de estabilização de massa e equilíbrio da umidade interna dos corpos-de-

prova com a umidade do meio ambiente.

Após a estabilização de massa, quatro dos corpos-de-prova foram cobertos com gel

alcalino em 04 de suas faces, excetuando a face de apoio e a face que expõe a barra de aço.

Antes de ser aplicado, o gel alcalino teve sua consistência corrigida, sendo que foi

utilizada a seguinte massa do produto:

Massa retirada do balde: 817,20 g

Massa de solução acrescentada para correção de conscistência: 287,80 g

Massa total do gel aplicado: 1105,00 g

A Tabela 6.5 mostra a massa de solução diariamente aspergida inicialmente em

cada corpo-de-prova.

Tabela 6.5 - Massa de gel aplicada em cada corpo-de-prova e massa de solução

aspergida diariamente

Massa de Gel Aplicada (em Gramas)

Massa de Solução Diariamente

Aspergida (em Gramas)

CP 12

275,00 137,50

CP 13

282,00 141,00

CP 14

278,00 138,00

CP 16

270,00 135,00

Os corpos-de-prova foram sendo diariamente aspergidos com solução alcalina de

forma a manter sempre a mesma concentração no gel, recompondo as perdas.

111

Os corpos-de-prova foram sendo fraturados para leitura de profundidade de

realcalinização, feita com uma solução alcoólica de timolftaleína. A medida que os

corpos-de-prova perdiam massa pelo processo de fraturamento, a quantidade de gel

aplicada era proporcionalmente diminuída, porém sempre cobrindo cada face com uma

espessura de 1,00 cm de gel. Os resultados são expressos na Tabela 6.6 e na Figura 6.6.

Tabela 6.6 - Penetração da frente de realcalinização por dia

DIAS PENETRAÇÃO(CM)

DIA 1

0,20

DIA 2

0,50

DIA 3

0,70

DIA 4

0,90

DIA 5

1,00

DIA 6

1,30

DIA 7

1,50

0,2

0,4

0,6

0,8

1,2

1,4

1,6

1 2 3 4 5 6 7

dias

Penetração por dia

Figura 6.6 - Penetração da frente de realcalinização por dia

112

O gel mostrou uma penetração de 1,50 cm em 7 dias, ou seja 0,21 cm por dia.

Utilizando-se a Equação 6.1, que é utilizada para representar o avanço da frente de

carbonatação, tem-se o seguinte resultado:

realcalinização

= k √t (Equação 6.1)

onde:

realcalinização

é a profundidade de realcalinização em mm

t é o tempo em anos

k = 106,08

Simulando a penetração da frente de realcalinização, com o auxílio da Equação 6.1,

para uma peça de concreto com cobrimento de 25 mm e utilizando a constante k = 106,08,

calculada em função dos resultados experimentais, encontrar-se-ia um tempo de

realcalinização de 20,30 dias, o que pode ser considerado, em comparação com os outros

métodos de realcalinização, um tempo pequeno.

A realcalinização por meio do gel levou um tempo 46% maior do que a

realcalinização com solução alcalina nos corpos-de-prova

6.5 REALCALINIZAÇÃO DE ESTRUTURA REAL

A viga escolhida foi inicialmente caracterizada quanto à profundidade de

carbonatação. A Tabela 6.7 mostra a profundidade média de carbonatação em sete

pontos da viga e a profundidade média.

Tabela 6.7 - Profundidade média de carbonatação

Fratura Profundidade de Carbonatação (cm)

01 0,90

02 0,90

03 0,85

04 1,20

05 1,10

06 1,00

07 1,00

Média 0,9925

113

O gel foi aplicado ao longo de metade do comprimento da viga e era diariamente

recarregado por meio de aspersão de solução alcalina. A Figura 6.7 e a Tabela 6.8 mostram

o avanço da frente de realcalinização na viga. Os dados a seguir mostram a quantidade de

gel e de solução utilizadas no processo de realcalinização da viga.

Massa retirada do balde: 7660,00 g

Massa de solução acrescentada para correção de consistência: 2697,68 g

Massa total do gel aplicado: 10357,68 g

Massa de Gel aspergida diariamente em gramas: 5178,84 g

Utilizou-se uma massa total de 10357,68 g de gel para aplicação em uma área de

0,90 m

(item 5.8), sendo o rendimento do gel de 11508,50 g por m

, e da solução 5754,26

g por m

, por dia.

Pode-se, com esses dados, determinar o rendimento do gel num caso de aplicação

em estrutura real. O gel é recarregável, de forma que pode ser várias vezes reutilizado. O

que vai, portanto, determinar a quantidade de gel a se utilizar é a área que se quer

realicalinizar ao mesmo tempo.

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1 2 3 4 5 6 7

dias

Penetração por dia

Figura 6.7 - Penetração da frente de realcalinização por dia

Tabela 6.8- Penetração da frente de realcalinização por dia

PENETRAÇÃO(CM)

DIA 1

0,15

114

DIA 2

0,35

DIA 3

0,50

DIA 4

0,60

DIA 5

0,75

DIA 6

0,80

DIA 7

0,90

DIA 8

1,00

Os resultados mostram que o gel realcalinizou 1,00 cm em 8 dias, ou seja, 0,125

cm por dia. Portanto, a velocidade de realcalinização foi menor do que nos corpos-de-

prova, o que se explica pelo fato de que a viga está exposta às intempéries, já que sua

resistência é bem próxima da resistência apresentada pelos corpos-de-prova. O sol e o

vento provavelmente aumentaram a perda de solução no gel por evaporação. Utilizando-se

a Equação 6.1, que é utilizada para representar o avanço da frente de carbonatação, tem-se

o seguinte resultado:

realcalinização

= k √t (Equação 6.1)

onde:

realcalinização

é a profundidade de realcalinização em mm

t é o tempo em anos

k = 67,56

Utilizando a constante k = 67,56, chega-se à conclusão que seriam necessários 50

dias para realcalinizar uma profundidade de 25 mm, para uma peça com estas

características de resistência e exposição, o que pode ser considerado um tempo viável na

prática, maior que o da realcalinização eletroquímica e menor que o da realcalinização

passiva em comparação aos outros métodos e vale como parâmetro de avaliação do

rendimento do gel já que com ele pode se calcular o quanto de solução será necessário

para se realcalinizar o concreto.

115

7 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Os resultados mostram que a realcalinização por absorção / difusão com a

utilização de gel é um processo que pode ser utilizado na prática para a realização de

reparos em estruturas reais com concreto carbonatado.

O gel funciona muito bem como veículo para levar a solução alcalina ao interior do

concreto e promove sua absorção e difusão em prazos razoáveis para a utilização prática.

Além disso, o produto tem boa adesividade, podendo ser utilizado ao ar livre, sujeito ao

intemperismo.

A realcalinização por meio do gel levou um tempo 46% maior do que a

realcalinização com solução alcalina nos corpos-de-prova, certamente devido ao fato de

que a solução diretamente em contato com o concreto tem uma maior penetração nos poros

do que através do gel.

No caso de realcalinizar estruturas reais, constatou-se que o gel levaria um tempo

ainda maior para agir do que sobre os corpos-de-prova. O concreto da estrutura testada,

apresentou uma resistência muito próxima da do concreto dos corpos-de-prova sendo estas

resistências em torno de 19 MPa para os corpos-de-prova e 17 MPa para a estrutura. A

estrutura real estudada se encontrava diretamente sob o sol e exposta a vento e umidade.

Os corpos-de-prova se encontravam no ambiente do laboratório, abrigados das

intempéries. Caso a estrutura apresentasse a mesma condição de exposição da dos corpos-

de-prova, provalvelmente a velocidade de penetração do gel seria maior, já que a perda por

evaporação da solução seria reduzida.

Para o concreto de 19 MPa dos corpos-de-prova o gel levaria em torno de 20 dias

(Item 6.4.4) para realcalinizar uma profundidade de 25 mm, que é o mínimo cobrimento

das armaduras previsto pela NBR 6118-2003 (ABNT, 2003). Levando-se em conta que o

tempo requerido para a realcalinização eletroquímica é em torno de duas semanas, conclui-

se que a técnica é de aplicação prática não apenas possível, como altamente viável, em

função do custo da realcalinização eletroquímica.

O gel mostrou alta capacidade de reaproveitamento, sendo que a solução era

continuamente recarregada sem que o gel perdesse suas capacidades de aderência e de

absorção da solução.

116

No Brasil, porém, só se atenta para a necessidade de reparar as estruturas quando a

corrosão das armaduras já se encontra em estágio avançado, tendo a frente de carbonatação

já alcançado as armaduras e o processo se estabelecido.

Não existe ainda, na literatura, comprovação de que a realcalinização do concreto

leve à repassivação das armaduras, portanto não se pode garantir que o aumento do pH do

concreto, promovido pela realcalinização, controle a corrosão ou passive as armaduras.

Estudos desenvolvidos por Sá (2006), mostram que após carbonatação, realcalinização por

absorção/difusão em corpos-de-prova, utilizando soluções alcalinas, e 8 meses de

monitoramento através de parâmetros eletroquímicos, o concreto ainda não mostrou

resultados que indiquem repassivação das armaduras.

Pode-se, no entanto, garantir que a realcalinização reverte a queda do pH do

concreto, que leva à despassivação das armaduras. Assim, como estratégia preventiva, em

casos de carbonatação sem que as armaduras tenham sido despassivadas, o processo de

realcalinização por absorção/difusão com utilização de gel, mostra-se de grande valia.

7.1 SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS

Como sugestões para pesquisas futuras pode-se colocar a melhoria das soluções de

realcalinização, pesquisando com mais profundidade as concentrações de cada uma das

soluções, visando principalmente aumentar a velocidade do processo.

Fez-se também necessário o acompanhamento mais prolongado do processo para

determinar se há a passivação das armaduras com a utilização do gel, já que não existe

nenhuma pesquisa nesse sentido.

Seria também ideal um trabalho com uma estrutura de edifício em escala natural para

acompanhamento dos resultados e determinação de quantitativos e custos do processo com

o objetivo de aferir sua viabilidade econômica, inclusive com outras condições de

exposição da estrutura, utilizando testes com jateamento do gel, como se faz com

argamassa, para aprimorar sua aplicação.

Outra sugestão é repetir a metodologia de ensaio para relação água/cimento de 0,60.

117

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. Commitee 201.2R. Guide To Durable Concrete.

ACI Manual of Concrete Pratice, Detroit, 2001. 41p.

______Service Life Prediction – Statre of Art Report: reported by ACI comitee 365.

2000.

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard test method for

half-cell potential of uncoated reinforcing steel in concrete – C 876. In: Annual

Book of ASTM Standards. Philadelphia, 1991.

ANDRADE, C.; ALONSO, C.; SARRÍA, J.; RÍO, O. Técnicas de reparación de

estructuras dañadas por corrosión de armaduras. In: CONPAT 97 – IV Congresso

Ibero-americano de Patologias das Construções e VI Congresso de Controle de

Qualidade. Porto Alegre, 1997. Anais, vol. 1, p. 47-54.

ANDRADE, J.J.O. CONCRETO, ensino, pesquisa e realizações. 2005. 1ª Ed. 1579p.

Editor Geraldo C. Isaia.

ANDRADE, T. Tópicos sobre durabilidade do concreto. In: CONCRETO, ensino,

pesquisa e realizações. VOL I. IBRACON 2005. Cap 25, p.853-891.

ANDRADE, T; COSTA E SILVA, A.J. Patologia das estruturas. In: CONCRETO,

ensino, pesquisa e realizações. VOL II. IBRACON 2005. Cap 32, p.953-983.

ARAÚJO, F.W.C. Contribuição à viabilização da técnica de realcalinização do

concreto carbonatado através de absorção / difusão de solução alcalinas. 2004.

147p. Dissertação (Mestrado). Curso de Mestrado em engenharia civil, Universidade

Federal de Goiás, Goiânia.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5738. Moldagem e

cura de corpos de concreto, cilíndricos ou prismáticos. Procedimento. Rio de

Janeiro, 1984.

______. NBR 5739. Ensaios de compressão de corpos-de-prova cilídricos de concreto.

Método de Ensaio. Rio de Janeiro, 1980.

______. NBR 6118. Projeto de estruturas de concreto. Procedimento. Rio de Janeiro,

2003.

AZEVEDO, C. S. Contribuição das adições minerais para a resistência à corrosão de

armadura do concreto. 2001. 185p. Dissertação (Mestrado) – Curso de Mestrado

em Engenharia Civil, Universidade Federal de Goiás, Goiânia.

BALAYSSAC, J.P.; DÉTRICHÉ, CH.H.; GRANDET, J. Effects of curing upon

carbonation of concrete. Construction and Building Materials, v.9, n.2, p.91-95,

1995.

BANFILL, P. F. G. Features of the mechanism of re-alkalisation and desalinization

treatments for reinforced concrete. In: International Conference on Corrosion

and Corrosion Protection of Steel in Concrete. University of Sheffield, 1994.

Anais, p. 1489-1498.

118

______. Re-alkalisation of reinforced concrete: present problems and future possibilities.

Concrete Repair, Rehabilitation and Protection. Ed. E & FN Spon. p. 473-482,

1996.

______. Re-alkalisation of carbonated concrete: effect on concrete properties.

Construction and Building Materials, Elsevier, nº 11, p. 255 – 258, 1997.

BAKKER, R.F.M. Initiation Period. In: Peter Schiessl, ed. Corrosion of steel in concrete;

RILEM Report of technical comitee 60-CSC. London, Chapman & Hall, 1988,

p.679-685.

BASSET et al. Análise inorgânica quantitativa VOGEL. 4ª edição. Rio de Janeiro: Ed.

Guanabara, 1981. p.178-93.

BRITISH STANDART INSTITUTION. Durability of Building e Elements, Products

and Components. BS 7543. Londres, 1992.

BUNGEY, J. H.; MILLARD, S. G. Testing of concrete in structures. 3th edition. Ed.

Chaoman & Hall, 1996. 286p.

CÁNOVAS, M. Patologia e terapia do concreto armado. Coord. Téc. L. A. Falcão

Bauer. Trad. M. Celeste Marcondes, Carlos W. F. dos Santos e Beatriz Cannabrava.

São Paulo: Ed. PINI, 1988. 522p.

CARMONA, T.G. Modelos de previsão da despassivação das armaduras em

estruturas de concreto sujeitas à carbonatação. 2005. 93p. Dissertação (Mestrado)

– Escola Politécnica Universidade de São Paulo, São Paulo, 2005.

CASTRO, A. Influência das adições minerais na durabilidade do concreto sujeito à

carbonatação. 2003. 215p. Dissertação (Mestrado) – Curso de Mestrado em

Engenharia Civil, Universidade Federal de Goiás, Goiânia.

CASTRO, P. Corrosión en estructuras de concreto armado: teoría, inspección,

diagnóstico, vida útil y reparaciones. 1ª edición. México: Ed. Instituto Mexicano Del

Cemento u Del Concreto, A.C, 1998. 125p.

CASTRO, P.; PAZINI, P.; ANDRADE, C.; ALONSO, C. Macro-cell activity in slightly

chloride-contaminated concrete induced by reinforcement primers. Corrosion,

NACE, vol. 59, n°. 06, june, p. 535-546, 2003.

COMITE EURO-INTERNACIONAL du BETON. Durability of concrete structures.

State of the art report. Bulletin D´Information n°. 152, 1984.

________. CEB-FIP Model Code 1990. Design Code. Lausanne, CEB, May 1990. 437 p.

CRAIG, J. D. Evaluation and repair of concrete structures. EM 1110-2-2002.

Department of the army, U.S. Army Corps of engineers. Washington, DC, 1995.

CYTED – IBERO-AMERICAN PROGRAM SCIENCE AND TECHNOLOGY FOR

DEVELOPMENT. Manual for inspecting, evaluating and diagnosing corrosion

in reinforced concrete structures. 1st edition. Ed. DURAR – Thematic Network

XV.B Durability Rebars, 2000. 204p.

______. Manual de rehabilitación de estructuras de hormigón: reparación, refuerzo y

protección. 1ª edición. Ed. REHABILITAR – Red Temática XV.F, 2003. 741p.

DAL MOLIN, D.C.C. Fissuras em estruturas de concreto armado: análise das

manifestações típicas e levantamento dos casos ocorridos no estado do Rio

Grande do Sul. 1988. 235p. Dissertação (mestrado) – Universidade Federal do Rio

Grande do Sul, porto Alegre, 1988.

119

EGGERS, M.; OLIVEIRA, P. S. F. Novas técnicas eletroquímicas de recuperação de

estruturas de concreto: realcalinização e dessalinização (extração de cloretos).

In: IV Congresso Iberoamericano de Patologia das Construções. Porto Alegre, 1997.

Anais, p. 215-222.

FERREIRA, R.B. Influência das adições minerais nas características do concreto de

cobrimento e seu efeito na corrosão de armadura induzida por cloretos. 2003.

223p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Escola de Engenharia Civil da

Universidade Federal de Goiás, , Goiânia, 2003.

FIGUEIREDO, E. J. P. Avaliação do desempenho de revestimentos para proteção da

armadura contra a corrosão através de técnicas eletroquímicas: contribuição ao

estudo de reparo de estruturas de concreto armado. 1994. 423p. Tese (Doutorado) –

CPGECC, Escola Politécnica de São Paulo – USP, São Paulo.

______. As técnicas eletroquímicas e o estudo da durabilidade do concreto armado. In:

Seminário Internacional dos Avanços na Tecnologia do Concreto. Goiânia, 1999.

Anais, p. 44-57

______Efeitos da carbonatação e de cloretos no concreto. In: CONCRETO, ensino,

pesquisa e realizações. VOL II. IBRACON 2005. Cap 27, p.829-855.

FIGUEIREDO, E. J. P.; ANDRADE, C.; HELENE, P. R. L. Fatores determinantes da

iniciação e propagação da corrosão da armadura de concreto. São Paulo,

Departamento de Engenharia de Construção Civil – PCC, Escola Politécnica da

Universidade de São Paulo – EPUSP, 1993. (Boletim técnico da Escola Politécnica

da USP. Departamento de Engenharia de Construção Civil, BT/PCC121).

FIGUEIREDO, E. J. P.; HELENE, P. R. L. Assim caminha a corrosão. Téchne, nº. 10,

maio/junho, 1994.

________ Relatório de vistoria, inspeção detalhada, diagnóstico e prognóstico do

estado de conservação da fachada do edifício sede da matriz da Caixa Econômica

Federal – CEF. Goiânia, 1997. 40 f.

FIGUEIREDO, E. P.; LEÃO, S.; ESTEFANI, C.; CASTRO, P. Utilization of inhibitors to

prevent and to control the corrosion of the steel reinforcement. In: Creating with

Concrete. Dundee, 1999. Anais. p. 125-134.

FIGUEIREDO, E.J.P.; O’REILLY, V. Orientación para el diagnóstico. Capítulo 2. In:

Manual de Rahabilitación de Estructuras de Hormigón: reaparación, refuerzo y

protección. CYTED – XV-F. 2003, Capítulo 2, p. 111-157.

GEOCISA. Manual de utilización del equipo GECOR 6. Madrid, 1993.

GEHO-CEB. Durabilidad de estructuras de hormigón. Guia de diseño. CEB, boletim n.

12, Madrid, 1993.

GONÇALVES, A.; ANDRADE, C.; CASTELLOTE, M. Procedimientos de reparación de

armaduras. In: Manual de rehabilitación de estructuras de hormigón: reparación,

refuerzo y protección. CYTED – XV-F. 2003, Cap. 7, p. 338-376.

HELENE, P. R. L. Corrosão em armaduras de concreto armado. 1ª edição. São Paulo:

Ed. PINI, 1986. 46p.

______. Ensaios para controle de adesivos epóxi destinados às estruturas de concreto.

Tecnologia das Edificações, n°. 05, agosto, p. 29-36, 1988.

120

______. Contribuição ao estudo da corrosão em armaduras de concreto armado.

1993, 231p. Tese (Livre-Docência) – Departamento de Engenharia de Construção

Civil, Escola Politécnica de São Paulo – USP, São Paulo.

______. Vida útil das estruturas. Téchne, nº. 17, julho/agosto, p. 28-31, 1995.

______. Manual para reparación, refuerzo y protección de las estructuras de

concreto. Tradução Leonel Tula e Nelson Brito. 1ª edición. México: Ed. IMCYC,

1997. 148p.

HELENE, P. R. L.; MONTEIRO, P. J. M. Can local repairs be durable solutions for steel

corrosion in concrete structures? In: International Conference on Corrosion and

Corrosion Protection of Steel in Concrete. University of Sheffield, 1994. Anais, p.

1525-1537.

HELENE, P.; FIGUEIREDO, E. P. Introducción. In: Manual de rehabilitación de

estructuras de hormigón: reparación, refuerzo y protección. CYTED – XV-F. 2003,

Introducción, p. 21-36.

KAZMIERCZAK, C. S., Contribuição para análise de eficiência de películas aplicadas

sobre estruturas de concreto armado com o objetivo de proteção contra a

carbonatação. 1995. 168p. Tese (Doutorado) – CPGECC, Escola Politécnica de São

Paulo – USP, São Paulo.

KULAKOWKI, M.P. Contribuição ao estudo da carbonatação em concretos e

argamassas compostos com adição de sílica ativa.2002. 199p. Tese (Doutorado) –

PPGEM, Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

LICHTENSTEIN, N. B. Patologia das construções: procedimentos para formulação do

diagnóstico de falhas e definição de conduta adequada à recuperação de edificações.

1985. 191p. Dissertação (Mestrado) – CPGECC, Escola Politécnica de São Paulo –

USP, São Paulo.

LIMA, M. G. Inibidores de corrosão: avaliação da eficiência frente à corrosão de

armaduras provocada por cloretos. 1996. 174p. Tese (Doutorado) – CPGECC, Escola

Politécnica de São Paulo – USP, São Paulo.

________Ação do meio ambiente sobre as estruturas de concreto. In: CONCRETO,

ensino, pesquisa e realizações. VOL I. IBRACON 2005. Cap 24, p.713-751.

MATTILA, J. S.; PENTTI, M. J. The performance of different realkalisation methods.

Concrete Repair, Rehabilitation and Protection. Ed. E & FN Spon, p. 483-491,

1996.

MEHTA, P.K; MONTEIRO, P.J.M. Concreto: estrutura, propriedades e materiais. 1ª

edição. São Paulo: PINI, 1994. 573p.

MIETZ, J. Electrochemical rehabilitation methods for reinforced concrete structures.

European Federation of Corrosion Publications, n°. 24. 1st edition. England: Ed.

IOM communications Ltd, 1998. 57p.

MONTEIRO, E. C. B. Avaliação do método de extração eletroquímica de cloretos

para reabilitação de estruturas de concreto com problemas de corrosão das

armaduras. 2002. 211p. Tese (Doutorado) – CPGECC, Escola Politécnica de São

Paulo – USP, São Paulo.

NEPOMUCENO, A. A. Comportamiento de morteros de reparación frente a la

carbonatación y la penetración de cloruros en estructuras de hormigón armado

121

dañadas por corrosión de armaduras: estudio mediante la resistencia de

polarización. 1992. 371p. Tese (Doctorado) – Instituto de Ciência de la Construcción

“Eduardo Torroja” – CSIC, Universidad Politécnica de Madrid, Madrid.

__________Mecanismos de transporte de fluidos no concreto. In: CONCRETO, ensino,

pesquisa e realizações. VOL I. IBRACON 2005. Cap 26, p.793-827.

NEVILLE, A.M. Propriedades do concreto. Trad. Salvador Giammusso. 2ªedição. São

Paulo: Ed. PINI, 1997. 828p.

NINCE, A.A. Levantamento de dados sobre a deterioração de estruturas na região Centro

Oeste. 176 p. Dissertação (Mestrado). Departamento de engenharia civil da

Universidade Nacional de Brasília, 1996.

PAGE, C. L.; TREADAWAY, K. W. J. Aspects of the electrochemistry of steel in

concrete. Nature, vol. 297, may, p. 109-115, 1982.

PANOSSIAN, Z. Corrosão e proteção contra corrosão em equipamentos e estruturas

metálicas. 1ª edição, vol. 01. São Paulo: Instituto de Pesquisa Tecnológicas,

Publicação IPT. 1993.

PAULETTI, C. Análise comparativa para ensaios acelerados de carbonatação. 2004. 176p.

Dissertação (Mestrado) – PPGEC – Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

PAZINI, E.; CASTRO, P.; HELENE. Sistemas de reparación para estructuras dañadas por

corrosión. In: Corrosión en estructuras de concreto armado: teoría, inspección,

diagnóstico, vida útil y reparaciones. México, Instituto Mexicano Del Cemento u Del

Concreto, A.C. 1998, Cap. 9, p. 93-116.

PEREIRA, C. H. A. F. Avaliação da influência da adição de fibras sintéticas na

durabilidade do concreto de cimento Portland. 2002. 162p. Dissertação

(Mestrado) – Curso de Mestrado em Engenharia Civil, Universidade Federal de

Goiás, Goiânia.

PRISZKULNIK, S. Inspeção e diagnóstico de estruturas de concreto afetadas pelas reações

cimento-agregado. In: CONCRETO, ensino, pesquisa e realizações. VOL II.

IBRACON 2005. Cap 34, p.1017-1070.

SÁ, R.R. Influência da realcalinização por meio de absorção/difusção de solução

alcalinas na resistência a compressão do concreto, na aderência de tintas e

vernizes e na repassivação das armaduras. 2006. 198p. Dissertação (Mestrado).

Curso de Mestrado em engenharia civil, Universidade Federal de Goiás, Goiânia.

SILVA, M.R.; PINHEIRO, S.M.M. Biodeterioração do concreto, In: CONCRETO,

ensino, pesquisa e realizações. VOL II. IBRACON 2005. Cap 28, p.857-878.

SILVA, V. C. Realcalinização e dessalinização do betão deteriorado: tratamento em vez de

cirurgia. Associação Técnica da Indústria do Cimento – ATI, nº. 19, novembro, p.

23-27, 1996.

STERN, M., GEARY, A.L.; Eletrochemical polarization. A theorical analysis of the

shap of polarization curves. J. Polarization Society. Vol 104, 1957, número 1, p.

56-63.

STERN, M.; WEISERT, D. Experimental observations of the relation between

polarization resistance and corrosion rate. Proc. Am. Sc. Test Mat. V. 59, 1959, p.

1280-1290.

122

TEIXEIRA, F. A. Realcalinização do concreto carbonatado empregando solução rica

em álcalis. 2002. 150p. Dissertação (Mestrado) – Curso de Mestrado em Engenharia

Civil, Universidade Federal de Goiás, Goiânia.

TULA, L.; HELENE, P. A proteção catódica galvânica de estruturas de concreto armado:

estratégia de futuro. In: 43º Congresso Brasileiro do concreto, Foz do Iguaçu, 2001.

CD-ROM.

TUUTTI, K. Corrosion of steel in concrete. Stockholm: Swedish Cement Concrete

Research Institute. 1982.

VAGHETTI, M.A.O.; ISAIA, G.C. Concreto de auto desempenho com misturas

pozolânicas: um estudo sobre a influência da carbonatação. In: 5º Congresso

Brasileiro de Cimento. Anais. 1999.

WEAST, R. C.; SELBY, S. M.; HODGMAN, C. D. Handbook of Chemistry and

Physics. 46th edition. Cleveland: The Chemical Rubber CO, 1964.

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