Corrosão das armaduras.pptx

A carbonatação do concreto é uma patologia desencadeada a partir de um composto químico comum nas grandes cidades.

1. Corrosão das armaduras: Carbonatação e Macropilhas Professor: Raphael Martins Mantuano . Curso : Engenharia Civil. Disciplina : Patologias da Construção Civil. Alunos : Gabriel de Souza Oliveira, Isaac Stefanello e Olavo Seixas.

2. O que é carbonatação do concreto? A carbonatação do concreto é uma patologia desencadeada a partir de um composto químico comum nas grandes cidades. O processo costuma ocorrer em túneis e viadutos, por exemplo, e decorre de fissuras que permitem a entrada de água no interior do concreto armado. Mais especificamente, a carbonatação do concreto pode ser definida como um processo físico-químico entre o gás carbônico (CO2) presente na atmosfera e os compostos da pasta de cimento.

3. A partir daí, tem-se como resultado principal a precipitação do carbonato de cálcio (CaCO3) em uma região do cobrimento, com a constituição de uma camada que passa a ter uma alcalinidade significativamente menor do que aquela não afetada por esse fenômeno. A carbonatação avança de fora para dentro no concreto, por meio de uma frente carbonatada. Quando atinge a profundidade das armaduras, provoca desestabilização da camada passiva protetora, propiciando, assim, o início da corrosão.

4. Como ocorre a carbonatação do concreto? Para que a carbonatação aconteça, três fatores precisam estar dentro do concreto. São eles: Umidade Gás carbônico Oxigênio.

5. Etapas do processo de carbonatação do concreto: H2O entra nos poros do concreto pelas fissuras; Forma-se uma fina camada de água; A água dissolve o Ca formando Ca(OH)2; CO2 entra no poro pelas fissuras; CO2 reage com H2O, formando H2CO3 (ácido carbônico); H2CO3 reage com o Ca(OH)2 formando CaCo3 (cristais); O consumo de Ca diminui o pH do concreto, deixando o aço exposto à corrosão.

6. Sobre a ocorrência: Na estrutura interna do concreto em que essa precipitação ocorre , o material se altera fisicamente . Já do ponto de vista químico , há uma redução da alcalinidade . Como o CO2 se difunde no concreto de fora para dentro , a carbonatação se dá nesse mesmo sentido , estando intimamente ligada ao concreto de cobrimento .

7. Este, por sua vez, apresenta fundamental importância no campo da conservação das estruturas, pois governa os mecanismos de transporte no tocante à entrada de agentes agressivos para o interior dos poros da pasta de cimento. Essa espessura de cobrimento possui características particulares que a diferem da massa de concreto confinada nas partes mais internas dos elementos estruturais, pois está em contato direto com as fôrmas na fase de moldagem. A carbonatação do concreto se caracteriza pela formação de uma frente homogênea de avanço, que promove a formação de zonas de pH distintos.

8. Desse modo, quando a frente de pH mais baixa atinge a região da superfície do aço, ocorre um ataque à película passivadora da armadura, deixando esse material suscetível à corrosão. Concreto armado (concreto + aço) age perfeitamente em sintonia. E o concreto com o pH elevado protege o aço. Ou seja, quando ocorre a carbonatação, o pH do concreto diminui, possibilitando a corrosão do aço.

9. Quais são as consequências dessa carbonatação? A carbonatação do concreto se manifesta inicialmente por depósitos brancos na superfície do concreto e fica mais evidente quando surgem fissuras na peça e desplacamento da camada de recobrimento. Por se tratar de um fenômeno que ocorre de forma generalizada, a carbonatação do concreto pode fazer com que as estruturas de uma construção sofram grandes problemas na estabilidade global. Em termos da extensão geral dos danos, há o desenvolvimento continuado dos processos corrosivos das armaduras.

10. Dessa forma, torna-se muito importante garantir a qualidade e desempenho do concreto de cobrimento, pois é nessa região que ocorre todo o processo de carbonatação. Além da diminuição do pH do concreto, o processo de carbonatação também pode gerar microfissuras provocadas pela formação dos novos produtos que ocasionam aumento de volume. Com isso, é gerada uma modificação da estrutura dos poros e alteração das condições de penetração dos gases envolvidos no processo. Dessa forma, torna-se necessário associar os estudos de carbonatação e porosidade, uma vez que a penetração de agentes agressivos, como o CO2, é basicamente controlada pela estrutura de poros do material e pela umidade relativa dos poros.

11. O que pode aumentar a ocorrência e como evitar a carbonatação ? A ocorrência da carbonatação do concreto se dá através das fissuras na estrutura desse material. Isso ocorre devido à facilidade , a partir desse cenário , da entrada de CO2 . Da mesma maneira , em locais com mais umidade , em torno de 50% a 60%, o processo pode ocorrer com ainda mais rapidez .

12. Além das consequências na superfície do concreto e a despassivação do aço, também pode acontecer a perda da seção de armadura e da aderência desta com o concreto.

13. Fatores que podem aumentar a incidência da carbonatação do concreto : Condições ambientais . Temperatura . Umidade relativa do ambiente . Poluição do ar.

14. Traço do concreto – relação água / cimento : altas relações entre água / cimento resultam em concretos porosos e, portanto , aumentam as chances de difusão de CO2 entre os poros . Ou seja , quanto maior essa relação , maior será a porosidade . Como consequência , gera -se uma intensidade de propagação da carbonatação . Traço do concreto – relação cimento / agregado : fixando -se a consistência , a profundidade de carbonatação é menor para relação cimento / agregado maior . Como consequência , há maior necessidade de água para a mesma trabalhabilidade . Fatores que podem aumentar a incidência da carbonatação do concreto :

15. Lançamento e adensamento : se o concreto tiver baixa permeabilidade ( compacto ), dificultará a entrada de agentes agressivos . Outro ponto de atenção é a correta posição da armadura , que precisa respeitar o cobrimento especificado no projeto . Cura : processo fundamental para reduzir o efeito da carbonatação , já que ela afeta majoritariamente as condições de hidratação dos milímetros superficiais da estrutura . Fatores que podem aumentar a incidência da carbonatação do concreto :

16. Pilhas eletroquímicas Processo espontâneo na eletroquímica. Necessita para ocorrer de: um ânodo, um cátodo, um eletrólito e presença de um condutor elétrico. A ausência já impedirá o início da corrosão ou interrompê-la se já tiver iniciado o processo.

17. Macropilha Micropilha – ânodos e cátodos microscopicamente afastados entre si, região de maior heterogeneidade do concreto. Macropilha – ânodos e cátodos bem mais afastados entre si (macroscopicamente), região de grande heterogeneidade do concreto, ou seja, ambientes diferenciados do mesmo concreto, pode ser por: aeração diferencial, concentração salina, diferença na qualidade do concreto (porosidade, permeabilidade, etc.). Só é possível em ambientes com alta condutividade elétrica, geralmente meio aquoso. A região do ânodo (corroída – sofre oxidação) distinguem-se nitidamente, alternando regiões catódicas (perfeitas).

18. Formação da pilha de corrosão no concreto armado 1 – A película passivante da armadura é destruída pela ação da umidade, oxigênio e agentes agressivos (cloretos). 2 – Surge uma corrente elétrica que sai das áreas anódicas para o concreto (eletrólito) 3- A concentração por ser diferente ao longo da armadura causa uma DDP (diferença de potencial) entre ânodo e cátodo, originando uma pilha de corrosão. 4 – Ânodo – fluxo de elétrons para o cátodo através da ferragem da armadura. Também há transformação de Fe em Fe2+ que é transportado através do eletrólito até o cátodo. 5 – Cátodo – graças ao ganho de elétrons, desenvolve-se uma combinação de hidrogênio da água (poros do concreto) gerando íons OH- (hidroxila) que se encontram com os íons Fe2+, formando Fe(OH)2 também conhecido como Hidróxido ferroso, uma das formas da ferrugem.

19. Considerações Não há corrosão em concretos secos, apenas em meios aquosos ou de alta umidade (60% ou mais). As pilhas que ocorrem com mais frequência no concreto armado são: Pilha da aeração diferencial, pilha de concentração salina diferencial, pilha de tensão diferencial, pilha de temperatura diferencial e pilha imposta.

20. Efeitos e sintomatologia : Os produtos da corrosão ocupam , no interior do concreto , volumes de 3 a 10 vezes o volume original do aço , podendo causar tensões internas maiores que 15 Mpa , podendo atingir valores de até 40MPa.

21. Classifica -se estas fissuras como ativas progressivas , pelo fato de elas vão aumentando sua abertura com o decorrer da corrosão . Desplacamento do Concreto Manchas causadas pela corrosão

22. Sugere -se que ,com a finalidade de aumentar a durabilidade da estrutura , se evite cantos e bordas que possam haver concentração de substâncias deletérias . Pilares redondos são mais duráveis que os de seção retangular . Entretanto , nem sempre ocorre a fissuração do concreto com a corrosão da armadura . Em casos onde o concreto seja poroso , haja muita umidade , os óxidos que são gerados a uma velocidade constante são solubilizados e migram para a superfície , causando manchas de coloração marrom-avermelhado . Neste caso a durabilidade da estrutura é afetada pela perda de seção de aço e pelo comprometimento da aderência aço / concreto . Nem sempre as manchas irão coincidir com a posição das armaduras .

23. Fatores que podem aumentar a incidência da macropilha : Cobrimento ; Relação A/C; Tipos de aço ; Influência do meio ambiente ; Fissuração ; Resistividade Elétrica ; Temperatura ; Permeabilidade e Absorção ; Tipo de cimento e adições .

24. Obrigado!