ESTUDO DA CORROSÃO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO NO AMBIENTE MARINHO

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1 ELAINE DE PINHO FONSECA NATHANY PIMENTEL FIORAVANTE PRISCILA TEBALDI RICARDO TARGINO NETO ESTUDO DA CORROSÃO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO NO AMBIENTE MARINHO SÃO PAULO 2012

2 2 ELAINE DE PINHO FONSECA NATHANY PIMENTEL FIORAVANTE PRISCILA TEBALDI RICARDO TARGINO NETO ESTUDO DA CORROSÃO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO NO AMBIENTE MARINHO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para a obtenção do título de Graduação do Curso de Engenharia Civil da Universidade Anhembi Morumbi Orientador: Profº Me. Calebe Paiva Gomes de Souza SÃO PAULO 2012

3 3 ELAINE DE PINHO FONSECA NATHANY PIMENTEL FIORAVANTE PRISCILA TEBALDI RICARDO TARGINO NETO ESTUDO DA CORROSÃO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO NO AMBIENTE MARINHO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para a obtenção do título de Graduação do Curso de Engenharia Civil da Universidade Anhembi Morumbi Trabalho em: de de Profº Me. Calebe Paiva Gomes de Souza Profº Me. Marcelo Cherem Comentários:

4 4 AGRADECIMENTOS Agradecemos primeiramente a Deus, por nos dar forças para prosseguirmos, principalmente nos momentos de maiores dificuldades. Ao Profº Me. Calebe Paiva, nosso orientador, nossos agradecimentos pela competência, paciência, conhecimento transmitido e inestimável colaboração para o aperfeiçoamento deste trabalho. Ao engenheiro civil Me. Tiago Carmona, Me. Thomas Carmona e Dr. Antônio Carmona, pelas valiosas colaborações no levantamento de dados bibliográficos e de campo. Ao Profº Dr. Paulo Helene, por nos receber em seu escritório e ajudar a direcionar o conteúdo desenvolvido. Aos nossos pais, que com apoio, amor, carinho, atenção, compreensão e incentivo, nos fizeram chegar até aqui. Aos nossos irmãos, irmãs e familiares, pelas palavras de carinho que sempre vieram nas horas certas. Aos amigos de faculdade, em especial Flávia Dias, Gustavo Reis e Júlio Cesar, que proporcionaram anos inesquecíveis, onde estiveram sempre presentes. A esse grupo de amigos e parceiros de TCC, pela força e paciência durante a realização deste trabalho.

5 5 DEDICATÓRIAS Dedico às mulheres da minha vida, mãe, irmãs e sobrinha, meus agradecimentos são para vocês, obrigada por todo carinho, amor, compreensão, incentivo, apoio e inspiração. Elaine Aos meus pais, que são meus fiéis incentivadores; a minha irmã que me apoiou desde o início deste caminho até hoje e que me serviu como fonte de inspiração; ao meu namorado que esteve presente em todos os momentos dessa jornada. Nathany A minha família pelo grande apoio e incentivo para a realização de mais essa conquista. Priscila Ao meu pai Moacyr, que durante os últimos cinco anos atuou com grande importância para minha formação, não permitindo que eu desmotivasse, tornando-se a grande inspiração para os objetivos da minha vida profissional. Ricardo

6 6 RESUMO Este trabalho descreve a revisão bibliográfica referente à corrosão em estruturas de concreto armado, tendo como foco a ação corrosiva nas estruturas presentes no ambiente marinho. Destaca-se a importância na prorrogação da durabilidade da estrutura, ainda na fase de projeto, onde as melhorias são menos onerosas ao cliente. Inicialmente, é analisada a eletroquímica envolvida no processo de corrosão, como também os mecanismos, origem e as causas deste fenômeno. No capítulo seguinte, são descritos os processos que envolvem a corrosão da estrutura, suas particularidades, suas principais causas, os fatores intervenientes que aceleram o processo e os meios de se evitar sua ocorrência. Para a avaliação, monitoramento e estudo da corrosão, são relatadas algumas técnicas eletroquímicas que fornecem o diagnóstico do estado em que se encontra a armadura no interior do concreto. São apresentados alguns métodos de proteção e recuperação da estrutura exposta à ação corrosiva e o seu tempo de vida útil. Para representação do estudo em campo, são observados os resultados fornecidos pela empresa Exata Engenharia, cuja inspeção foi realizada no ano de 2009, no TECONDI, localizado no Porto de Santos - Santos-SP. Palavras Chave: Concreto Armado. Corrosão. Ambiente Marinho.

7 7 ABSTRACT This article describes the critical review relative to the corrosion in reinforced concrete structures, focusing on the corrosive action in marine environment. The study highlights the importance of extending the structure durability once the project begins - it's knowing that at this stage the improvements are cheaper for the costumer. Initially, we analyzed the electrochemistry involved in corrosion process, as well the mechanisms, the origin and the causes of this phenomenon. In the next chapter, we describe the processes that involve a structure corrosion, as well its particularities, the main causes of it, the intervening factors that accelerate this process and what have to be done to avoid its occurrence. As evaluation, tracking analysis and study of corrosion, we reported some electrochemistry techniques that supply a diagnosis status of the reinforcement. We also come up with some safety and repair methods for the structure exposed to corrosive action and its lifetime. Representing the practical activities, we noticed the results provided by the Company Exata Engenharia, whose inspection where made in 2009, by TECONDI, located in Porto de Santos Santos SP. Key words: Reinforced Concrete. Corrosion. Marine Environment.

8 8 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Corrosão uniforme em chapa de aço carbono Figura 2 - Classificação da corrosão Figura 3 - Pilha eletroquímica de ação espontânea com parede porosa plana. Após o fechamento do circuito ocorre corrosão no zinco e deposição no cobre Figura 4 - Pilha eletroquímica de corrosão no concreto armado Figura 5 - Efeito da relação água cimento na permeabilidade da pasta de cimento. 34 Figura 6 - Relação entre a resistividade elétrica e a relação água/cimento de concreto com tamanho máximo de agregado igual a 40 mm, com cimento Portland comum, ensaiado a 28 dias Figura 7 - Pilar apresentando corrosão acentuada - Andrade, Figura 8 - Curvas representativas de velocidades de corrosão Figura 9 - Sistemas de proteção e reparo da corrosão das armaduras nas estruturas de concreto. Fonte: Gonçalves, 2003, p Figura 10 - Modelo de vida útil de Tuutti Figura 11 - Inspeção visual em estacas Figura 12 - Vista da viga (face terra) Figura 13 - Fissura horizontal junto à face inferior da viga Figura 14 - Vista da face inferior da pré-laje Figura 15 - Vista da face inferior da pré-laje Figura 16 - Detalhe da foto anterior Figura 17 - Corrosão de armaduras na face inferior da pré-laje Figura 18 - Corrosão de armaduras do trecho Figura 19 - Extração de corpos de prova para realização de ensaios Figura 20 - Medida de dureza superficial do concreto Figura 21 - Ajuste relacionando índice esclerométrico com resistência à compressão Figura 22 - Ensaio de profundidade de carbonatação em testemunho de concreto. 69 Figura 23 - Coleta de amostras de pó de concreto para determinação de teor de cloretos e sulfatos Figura 24 - Medida de Potencial elétrico de corrosão Figura 25 - Sensor de medida na face inferior da laje

9 9 Figura 26 - Unidade de processamento e leitura para medida da corrente elétrica de corrosão Figura 27 - Medidas de umidade relativa do ar e temperatura Figura 28 - Perda de seção da armadura

10 10 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Classes de agressividade ambiental Tabela 2 - Correspondência entre classe de agressividade ambiental e cobrimento nominal para Δc = 10mm Tabela 3 - Correspondência entre classe de agressividade e qualidade do concreto Tabela 4 - Critérios de avaliação da resistividade Tabela 5 - Propriedades elétricas típicas do concreto Tabela 6 - Proteção de Armaduras Tabela 7 - Resultados de ensaios com corpos de prova Tabela 8 - Resultado do ensaio de Reconstituição Tabela 9 - Ensaio de absorção de água por imersão Tabela 10 - Dureza superficial Tabela 11 - Ensaios de medidas de cobrimento nominal de armaduras Tabela 12 - Profundidade de carbonatação Tabela 13 - Teor de cloretos Tabela 14 - Teor de sulfatos Tabela 15 - Níveis de taxas de corrosão em laboratório Tabela 16 - Risco de corrosão de armaduras (CEB 1992) Tabela 17 - Umidade e temperatura Tabela 18 - Perda de seção das armaduras

11 11 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABNT ACI CEB NBR Associação Brasileira de Normas Técnicas American Concrete Institute Comité Euro International du Betón Norma Brasileira Regulamentadora

12 12 LISTA DE SÍMBOLOS V Fx ddp Ecorr Icorr Ω Ωm c t ph Co2 O2 θ Velocidade média na direção do escoamento Carregamento na direção x Diferença de potencial Potencial de corrosão Corrente de corrosão Ohms Ohms x metro Tolerância de execução para o cobrimento Variação de tempo Potencial Hidrogeniônico Dióxido de Carbono Oxigênio Teta

13 13 SUMÁRIO p. 1 INTRODUÇÃO Objetivos Justificativas Abrangência MÉTODO DE TRABALHO REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Corrosão em armaduras de concreto Definição Classificação Conceito de micro e macro pilha Efeitos de corrosão Fatores intervenientes Acelerantes Cobrimento Temperatura Tipo de cimento e adições Tipos de aço Fissuração Relação Água/Cimento Permeabilidade e Absorção Resistividade Elétrica Avaliação da corrosão de armaduras Inspeção de estruturas de concreto com ênfase no controle Identificação da corrosão e natureza do ataque Avaliação qualitativa e quantitativa Técnicas eletroquímicas para monitoramento, avaliação e estudo da corrosão em armaduras de concreto... 42

14 Potencial elétrico de corrosão Intensidade Elétrica de Corrosão Resistência elétrica Métodos de proteção e recuperação Vida útil de uma estrutura deteriorada por corrosão de armadura ESTUDO DE CASO Dados da obra Danos e constatações de campo Ensaios e medidas para diagnóstico Resistência à compressão do concreto Reconstituição de traço do concreto Absorção de água por imersão Dureza superficial do concreto Cobrimento das armaduras Profundidade de carbonatação Teor de cloretos Teor de sulfatos Potencial elétrico de corrosão Intensidade elétrica de corrosão Umidade relativa do ar, temperatura ambiente e da água Perda de seção do aço Característica da água Conclusões Terapia proposta REFERÊNCIAS ANEXO I... 89

15 15 1 INTRODUÇÃO O concreto armado é um dos materiais mais utilizados na construção civil, sendo o concreto em si uma mistura de agregados miúdos, graúdos, aglomerantes, água e aditivos. Na dosagem do concreto, o principal fator a ser considerado é a relação água/cimento, que regerá características como: massa específica, porosidade e permeabilidade, que são indicadores de qualidade do concreto. Na patologia, conforme Helene (1992), existem diferentes manifestações que podem afetar as estruturas, como fissuras, tanto ativas quanto passivas, as flechas excessivas, as eflorescências, as manchas no concreto aparente, a corrosão de armaduras e os ninhos de concretagem 1. Com o passar do tempo, as estruturas de concreto podem sofrer deteriorações, devido a falhas de projetos, execução, utilização da estrutura, assim como a falta de inspeção e manutenção que favorece a ocorrência de patologias, provocando assim redução da vida útil. Segundo Cascudo (1997), a corrosão pode ser definida como a interação destrutiva ou a interação que implique na inutilização para uso de um material com o ambiente, seja por reação eletroquímica ou química. Dentre as diversas manifestações patológicas, a corrosão de armaduras é um dos principais fatores que afetam a durabilidade e estabilidade da estrutura, ocasionando crescente perda de seção de barras e aumento de volume, através da expansão de produtos que resultam na fissuração do concreto. É um fenômeno que apenas ocorre quando as condições de proteção proporcionadas pelo cobrimento de concreto são insuficientes (HELENE, 1986). 1 Ninhos de concretagem: são constituídos em regiões onde há grande concentração do agregado graúdo, sem coesão entre os mesmos. Provocam a redução da seção resistente, eliminam a aderência da armadura com o concreto, expondo a armadura à corrosão (DNER, 1994).

16 16 O processo corrosivo pode ser dividido em períodos de iniciação e propagação. De acordo com Cascudo (1997), a iniciação corresponde ao período de tempo que vai desde a execução da estrutura até a ação do agente agressivo em atravessar o concreto de cobrimento, alcançar a armadura e despassivá-la 2 ; a propagação, por sua vez, consiste no desenvolvimento da corrosão até que se alcance um grau inaceitável do processo. Para evitar o avanço da corrosão, podem ser empregadas técnicas de prevenção e recuperação da estrutura. Para todo reforço ou recuperação, existe um processo de trabalho bastante complexo, sendo fundamental ter acesso a todos os projetos relacionados ao empreendimento, a realização de inspeções visuais, ensaios destrutivos e não destrutivos, a determinação das causas patológicas e assim, avaliar e resultar em uma terapia mais eficaz para a resolução do problema. Ao analisar a estrutura de concreto armado imersa em ambiente marinho, no qual são encontrados agentes físicos, químicos e biológicos, que atuam negativamente e simultaneamente sobre a estrutura, este trabalho de pesquisa abordará os principais ensaios eletroquímicos, ensaios não destrutivos, que permitem observar o estado em que se encontra a armadura da estrutura, verificando a durabilidade, o desempenho e os métodos de prevenção e recuperação. 2 Despassivação: é a eliminação da camada protetora da armadura. Pode ocorrer por diminuição da alcalinidade do concreto e por presença de quantidade de cloretos no interior do concreto (Cascudo, 1997).

17 Objetivos Realizar pesquisas e estudos de anomalias que ocorrem em estruturas de concreto armado com enfoque no estudo da corrosão em ambiente marinho, devido à grande agressividade do meio. Objetivos Gerais Análise dos mecanismos de corrosão em estruturas de concreto armado. Objetivos Específicos Estudo de caso referente às anomalias verificadas na laje do Píer TECONDI. Verificar, através de ensaios eletroquímicos, já realizados por uma empresa especializada, a ação da corrosão, suas principais causas, os fatores que aceleram o processo e os métodos de prevenção, recuperação e reforço.

18 Justificativas Conforme a NBR 6118/2007, o projeto, a construção e o modo de utilização da estrutura de concreto devem ser respeitados, de maneira a garantir as condições de manutenção preventivas, conservando sua segurança, aparência e estabilidade durante um período determinado, sem requerer medidas de reparo e manutenção não planejadas. Dentre os meios onde as estruturas de concreto estão inseridas, o ambiente marinho é o que mais tem sido estudado devido à presença de agentes agressivos e alta velocidade de ataque. Segundo Mehta & Monteiro (1994), no ambiente marinho, o principal agente responsável por processos químicos e físicos de degradação é a água salgada. Isso ocorre devido à presença de todos os elementos naturais conhecidos da tabela periódica na água do mar, cada elemento em uma determinada proporção. A corrosão em armaduras representa 20% de danos na estrutura de concreto armado (HELENE, 2001). Através do ensaio eletroquímico, pode-se avaliar e monitorar a estrutura, possibilitando a identificação da corrosão antes do aparecimento dos sintomas aparentes e também o diagnóstico de uma solução viável para combater a corrosão e recuperar a estrutura, sem que a mesma não sofra danos irreparáveis.

19 Abrangência Os temas abordados na presente obra se referem ao fenômeno de corrosão que ocorre nas estruturas de concreto armado em ambientes marinhos. Serão identificados os principais aspectos relacionados ao processo de corrosão e avaliação da mesma nas armaduras, assim como: as características do concreto, fatores intervenientes acelerantes, ensaios eletroquímicos e vida útil. Em relação aos métodos de proteção e recuperação das estruturas, o tema será abordado de forma sintetizada, devido à complexidade do assunto.

20 20 2 MÉTODO DE TRABALHO O desenvolvimento do trabalho é obtido através de pesquisas em livros, teses, manuais técnicos, normas e em escritório de Engenharia e Consultoria na área de patologia das construções, para a investigação do uso dessa metodologia de ensaio. A organização e a reunião de todo o material relativo ao tema do trabalho foi de extrema importância para formar uma pesquisa mais detalhada, todos os temas citados têm foco em conceitos de profissionais influentes nessa área. A parte prática do tema foi realizada através de um estudo de caso executado em laje do Píer TECONDI, onde foram coletadas as informações pertinentes ao tema.

21 21 3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 3.1 Corrosão em armaduras de concreto Definição Dentre os vários autores pesquisados, há uma semelhança entre as definições do processo da corrosão. De acordo com Helene (1986), pode-se definir a corrosão como a interação destrutiva de um material com o ambiente, seja por reação eletroquímica ou química. Para Cascudo (1997), a corrosão pode ser definida como a interação destrutiva ou a interação que implique inutilização para uso, de um material com o ambiente, seja por reação eletroquímica ou química. As afirmações anteriores são semelhantes à de Panossian, (1990 apud CASCUDO, 1997), que define corrosão metálica como sendo "a transformação de um metal em íon metálico pela sua interação química ou eletroquímica com o meio em que se encontra". Ramanathan (1978 apud CASCUDO, 1997) afirma que no caso de um metal, ele é convertido a um estado não metálico; quando isto ocorre, o metal perde suas qualidades essenciais como resistência mecânica, ductilidade 3 e elasticidade Classificação A corrosão pode ser classificada segundo à natureza do processo e a sua morfologia. 3 Ductilidade: medida da capacidade do elemento estrutural se deformar antes que a ruptura ocorra. 4 Elasticidade: propriedade que os corpos materiais possuem de se deformarem ao serem submetidos às ações externas e retornarem a sua forma original quando essas ações são removidas.

22 22 Segundo a natureza do processo, classificamos a corrosão em química e eletroquímica. A primeira é chamada corrosão seca ou oxidação e ocorre por uma reação gás-metal, com formação de uma película de óxido. É um processo lento que não provoca deterioração substancial das superfícies metálicas, exceto quando se trata de gases extremamente agressivos. Já a corrosão eletroquímica ou aquosa é a que efetivamente traz problemas as obras civis. Trata-se de um ataque de natureza eletroquímica, onde ocorre em meio aquoso, com o resultado da formação de uma pilha ou célula de corrosão (CASCUDO, 1997). Figura 1 - Corrosão uniforme em chapa de aço carbono Fonte: GENTIL, 2003, p. 42 Para Helene (1986), este fenômeno ocorre preponderantemente durante a fabricação das barras. Ocorre a formação sobre a superfície de uma película compacta, uniforme e pouco permeável, podendo até servir de proteção relativa contra a corrosão de natureza eletroquímica. Entretanto, como Helene (1986) afirma, é um tipo de proteção frágil.

23 23 Segundo à morfologia, a corrosão das armaduras pode ser classificada em: Corrosão generalizada: A corrosão se processa com velocidade semelhante sobre toda a superfície do material metálico, ocorrendo perda uniforme da espessura. Corrosão por pite: É uma forma de corrosão localizada, podendo causar o rompimento pontual da barra. Ocorre sobre materiais passivos quando o filme de passividade se rompe localmente. Cascudo (1997), afirma que a corrosão por pite será muito mais intensa e perigosa quanto maior for a relação área catódica 5 /área anódica 6. Corrosão sob tensão: Indica um conjunto de fenômenos pouco agressivos e de uma solicitação de tração que levar à ativação de uma fissura que se propaga no material metálico. Geralmente, ocorre em estruturas protendidas, mas pode ocorrer também em estruturas de concreto armado, já que com pelo menos 10% do limite de resistência do aço já é possível sua ocorrência. No entanto, são em ambientes ricos em cloretos e com níveis de tensão muito elevados que sua velocidade de ocorrência é maior e sua incidência passa a ser preocupante (CASCUDO, 1997). Segundo Callister (2002), as trincas se formam e se propagam em uma direção perpendicular à tensão aplicada e o material se comporta como se fosse frágil 7. 5 Área catódica: superfície protegida onde não há desgaste (reações redução). 6 Área anódica: superfície onde se verifica o desgaste, ou seja, a corrosão (reações de oxidação). 7 Frágil: que se deteriora facilmente.

24 24 Figura 2 - Classificação da corrosão Fonte: CASCUDO, 1997, p Conceito de micro e macro pilha O perfeito entendimento do conceito de micro e macropilhas, é necessário para o auxílio na identificação das fontes causadoras dos problemas, fundamentais para a correta avaliação e diagnóstico. As macropilhas são pilhas nas quais as áreas anódicas e catódicas encontram-se afastadas umas das outras. Já nas micropilhas, as distâncias são microscópicas. Suzuki et al (apud CASCUDO, 1997) atribui as macropilhas à natureza heterogênea do concreto ou ambientes diferenciados de partes do mesmo concreto. Pode-se citar: aeração diferencial, concentração salina diferencial, diferença da qualidade do concreto (porosidade, permeabilidade, etc.). Na macropilha, as regiões anódicas (corroídas) distinguem-se, nitidamente, alternando regiões catódicas (perfeitas). Só é possível em ambientes com elevada condutividade elétrica.

25 25 A micropilha é caracterizada pela corrosão generalizada. Pode ocorrer pela presença de cloretos ou pela queda do ph, entretanto, sua ocorrência é verificada em regiões de menor heterogeneidade do concreto. Figura 3 - Pilha eletroquímica de ação espontânea com parede porosa plana. Após o fechamento do circuito ocorre corrosão no zinco e deposição no cobre. Fonte: Feltre3, (citado por FORTES, 1995, p. 45) Para CASCUDO (2005), a manifestação de micropilhas na corrosão são predominantes nas estruturas de concreto. Em áreas com desuniformidades significativas, com variação na espessura do cobrimento ou de ataques diferenciados do ambiente, instala-se uma situação mista. Nas áreas onde ocorre a penetração de agentes agressivos e despassivação da armadura, formam-se zonas de micropilhas. Porém, pelo fato de existirem zonas próximas a estas áreas e que não sofreram o ataque, passam a atuar como cátodo do processo eletroquímico, motivando os elétrons a saírem da área de micropilha e permitindo a ocorrência da redução de oxigênio, gerando um fenômeno típico de macropilha. Deste modo, a região de micropilha, sem sua descaracterização completa como micropilha, passa a funcionar preferencialmente como ânodo da macropilha, Porém, apenas pelas condições específicas do concreto, poderá ser definido o mecanismo mais predominante em relação ao outro.

26 26 Conforme CASCUDO (2005), o produto de corrosão pode ser formado em regiões próximas ao catodo, ocorre porque o OH-, um íon maior do que o Fe2+, apresenta mobilidade iônica menor do que o íon de ferro. Figura 4 - Pilha eletroquímica de corrosão no concreto armado. Fonte: RODRIGUES, 2000, p Efeitos de corrosão Para Cascudo (1997), os produtos de corrosão são uma gama variada de óxidos e hidróxidos de ferro que passam a ocupar, no interior do concreto, volumes de 3 a 10 vezes superiores ao volume original do aço da armadura, podendo causar tensões internas maiores que 15MPa. À medida que a corrosão ocorre, estes produtos expansivos vão se acumulando ao redor das armaduras, criando verdadeiras crostas no seu entorno. Esses produtos derivados da corrosão das armaduras são mais volumosos que o aço original, ocasionando a aparição de tensões radiais que deformam o concreto circundante, submetendo-o a tensões de tração que acabam produzindo uma fissuração do cobrimento que ocorre longitudinalmente paralela às armaduras

27 27 corroídas. De acordo com Andrade (1992), se o processo não for detido, pode destacar todo o cobrimento, deixando a armadura descoberta. De acordo com CASCUDO (2005), em peças submetidas à flexocompressão, como os pilares, o destacamento do concreto pode significar importante perda de seção do elemento estrutural. A transferência de carga para as armaduras, em geral já dessolidarizadas do concreto pela corrosão, resulta na deformação ou flambagem das barras longitudinais das peças estruturais. Quando o cobrimento se fissura longitudinalmente ao longo da armadura, pode comprometer seriamente a comprovação dos estados limites de ancoragem e superposição por traspasse. Durante as primeiras fases do processo corrosivo, a estrutura pode atravessar por períodos que diminuam os deslizamentos relativos aço/concreto, com a consequente perda de ductilidade. Conforme Andrade (1992), nem sempre são produzidas fissuras quando as armaduras se corroem. Se o concreto está muito úmido, os produtos da corrosão são gerados a uma velocidade constante e podem emigrar através da rede de poros e aparecer na superfície em forma de manchas, que inclusive às vezes não coincidem com a posição das armaduras. Se existir circulação de água, proveniente de chuva, por exemplo, aparecem onde emerge a umidade. Desta maneira, pode-se afirmar que a corrosão das armaduras deteriora as estruturas de concreto sob duas óticas de ação simultânea: uma delas diz respeito à perda de seção das barras e seus efeitos e a outra, se refere ao comportamento mecânico de fissuração do concreto e suas consequências. Ambos os processos ocorrendo sem que haja uma intervenção na estrutura, fatalmente implicarão desfecho indesejável que é o colapso dessa estrutura (CASCUDO, 1997).

28 Fatores intervenientes Acelerantes Cobrimento Uma das maiores vantagens do concreto armado é que ele pode, por natureza e desde que bem executado, proteger a armadura da corrosão. Essa proteção baseiase no impedimento da formação de células eletroquímicas, através de proteção física e proteção química (HELENE, 1986). O concreto de cobrimento sobre a armadura constitui a sua chamada proteção física. Ele, além de agir como uma barreira física contra agentes agressivos, oxigênio e umidade, garantem o meio alcalino para que a armadura tenha sua proteção química. O cobrimento constitui-se em um elemento de grande importância, uma vez que especificações de projeto inadequadas (frente à agressividade ambiental), assim como desuniformidades de sua espessura ao longo de peças estruturais (erros executivos), podem facilitar o início ou acelerar processos de corrosão já existentes (CASCUDO, 1997). A tabela 1 apresenta a tabela 6.1 da norma técnica NBR 6118/2007 (Projeto de estruturas de concreto Procedimento) que classifica a agressividade ambiental, conforme o ambiente que a estrutura se encontra e o respectivo grau de agressividade. Os valores relativos ao cobrimento das armaduras, de acordo com a classificação do ambiente, são apresentados na tabela 2.

29 29 Classe de agressividade ambiental I Agressividade Fraca Classificação geral do tipo de ambiente para efeito de projeto Rural Submersa Risco de deterioração da estrutura Insignificante II Moderada Urbana (1), (2) Pequeno III Forte Marinha (1) Industrial (1), (2) Grande IV Muito forte Industrial (1), (3) Respingos de maré Elevado (1) Pode-se admitir um microclima com uma classe de agressividade mais branda (um nível acima) para ambientes internos secos (salas, dormitórios, banheiros, cozinhas e áreas de serviço de apartamentos residenciais e conjuntos comerciais ou ambientes com concreto revestido com argamassa e pintura). (2) Pode-se admitir uma classe de agressividade mais branda (um nível acima) em: obras em regiões de clima seco, com umidade relativa do ar menor ou igual a 65%, partes da estrutura protegidas de chuva em ambientes predominantemente secos, ou regiões onde chove raramente. (3) Ambientes quimicamente agressivos, tanques industriais, galvanoplastia, branqueamento em indústrias de celulose e papel, armazéns de fertilizantes, indústrias químicas. Tabela 1 - Classes de agressividade ambiental Fonte: ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas

30 30 Tipo de estrutura Complemento ou elemento Classe de agressividade ambiental I II III IV 3 Cobrimento nominal mm Concreto armado Laje Viga/Pilar Concreto protendido 1 Todos ) Cobrimento nominal da armadura passiva que envolve a bainha ou os fios, cabos e cordoalhas, sempre superior ao especificado para o elemento de concreto armado, devido aos riscos de corrosão fragilizante sob tensão. 2) Para a face superior de lajes e vigas que serão revestidas com argamassa de contrapiso, com revestimentos finais secos tipo carpete e madeira, com argamassa de revestimento e acabamento tais como pisos de elevado desempenho, pisos cerâmicos, pisos asfálticos e outros tantos, as exigências desta tabela podem ser substituídas por respeitando um cobrimento nominal 15mm. 3) Nas faces inferiores de lajes e vigas de reservatórios, estações de tratamento de águas e esgoto, condutos de esgoto, canaletas de efluentes e outras obras em ambientes química e intensamente agressivos, a armadura deve ter cobrimento nominal de 45mm. Tabela 2 - Correspondência entre classe de agressividade ambiental e cobrimento nominal para Δc = 10mm Fonte: ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas Temperatura A temperatura tem um papel duplo nos processos de deterioração. Por um lado, seu incremento promove um aumento da velocidade de corrosão e da mobilidade dos íons. Por outro, sua diminuição pode dar lugar a condensações, as quais podem produzir incrementos locais onde exista teor de umidade (ANDRADE, 1992). Segundo NEVILLE (1997), o teor de cloretos livres na água dos poros é aumentado com a elevação da temperatura. Isto explica a ocorrência de deterioração nos concretos existentes em regiões litorâneas quentes.

31 31 É importante lembrar que o endurecimento do concreto em temperaturas elevadas resulta em poros mais grosseiros. Segundo, NEVILLE (1997) a diferença de temperatura entre a superfície do concreto e seu interior influencia na difusão Tipo de cimento e adições Em geral, concretos com adições de escória de alto-forno ou com adições de materiais pozolânicos, tais como: cinza volante ou sílica ativa, apresentam estruturas de pasta mais compactas e portanto, os desempenhos desses concretos quanto à penetração de líquidos, gases e íons, são consideravelmente melhores se comparados aos concretos de cimento Portland comum. (CASCUDO, 1997). Com isto, há grandes benefícios quanto à ação deletéria dos concretos, mas também uma piora no comportamento dos concretos em relação à carbonatação, Porém, os benefícios propiciados pelas adições nos cimentos, são mais significativos que os eventuais prejuízos Tipos de aço A velocidade de corrosão nas estruturas de concreto varia em função do tipo de aço utilizado, mesmo que as condições para cada aço sejam as mesmas relativas ao concreto e o ambiente. Aços mais processados durante a fabricação, notadamente aqueles que sofrem tratamentos a frio tais como encruamento ou trefilação, ou ainda aços com maiores teores de carbono por exemplo, são reconhecidamente mais susceptíveis a desenvolver corrosão em comparação com outros tipos de aço de menos dureza e de mais baixa resistência mecânica. (CASCUDO, 1997)

32 Fissuração Fissuração é uma manifestação patológica que pode ou não estar relacionada à corrosão. Ocorre nas estruturas de concreto e chama a atenção, alertando que algo anormal está acontecendo. Segundo o item da NBR-6118 (ABNT, 2007), referente a estados de fissuração inaceitáveis, as estruturas devem ser dimensionadas para não gerarem aberturas de fissuras na superfície do concreto, superiores a: 0,2mm para peças não protegidas, em meio agressivo; 0,3mm para peças não protegidas, em meio não agressivo; 0,4mm para peças protegidas; De acordo com HELENE (1986), o concreto é um material de baixa resistência à tração e ocorrerá este problema patológico sempre que as tensões de tração forem maiores que a sua resistência. Conforme Bertolini (2010), o concreto pode fissurar-se já nas primeiras horas ou nos primeiros dias depois de seu lançamento na obra. Estes fenômenos são devidos a erros de projeto ou de construção. Segundo Helene (1986), Rilem (1976), Caironi (1977) e outros autores, a presença de fissuras contribui para a queda da proteção oferecida à armadura pelo cobrimento de concreto. Para alguns profissionais da área, as fissuras do concreto de cobrimento intensificam a corrosão. Já para Cascudo (1997), existe uma linha de pensamento na qual as fissuras não interferem significativamente na intensidade de corrosão a ponto de comprometerem a vida útil da estrutura, mas apenas agem no sentido de anteciparem o início do problema.

33 Relação Água/Cimento A relação água/cimento é um dos parâmetros mais importantes em todo o contexto da corrosão, pelo fato de que ela determina a qualidade do concreto, ou seja, define as características de compacidade ou porosidade da pasta de cimento endurecida (CASCUDO, 1997). Com a redução da relação água/cimento, existe uma diminuição dos índices de permeabilidade e porosidade do concreto, fatores ligados ao processo de corrosão, reduzindo a deterioração do concreto por agentes agressivos e tornando evidente a necessidade de um concreto pouco poroso em uma estrutura presente em um ambiente agressivo. Para Cascudo (1997), uma baixa relação água/cimento retardará a difusão de cloretos, dióxido de carbono e oxigênio, além de dificultar a entrada de umidade e agentes agressivos para o interior do concreto. De acordo com a classe de agressividade ambiental, são apresentados na tabela 3 os requisitos mínimos para relação água/cimento. Tabela 3 - Correspondência entre classe de agressividade e qualidade do concreto Fonte: ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas 6118/2007 Com um elevado fator água/cimento e uma hidratação baixa, a pasta de cimento possuirá uma porosidade maior. A figura 3.5 representa esta relação.

34 34 Figura 5 - Efeito da relação água cimento na permeabilidade da pasta de cimento Fonte: Lima, 1990 (citado por FORTES, 1995, p. 140) Permeabilidade e Absorção A permeabilidade resulta da porosidade do concreto, do agregado, do processo de cura e da qualidade de adensamento. A permeabilidade à água e absorção d água de um concreto são características que refletem a sua qualidade, pois todas aquelas considerações já comentadas sobre a interferência na corrosão. Um concreto será de mais baixa qualidade quando ele apresentar maiores índices de permeabilidade e absorção, embora haja o caso de se ter um aumento da absorção capilar, pela diminuição do diâmetro dos capilares, quando se reduz excessivamente a relação água/cimento Resistividade Elétrica A resistividade elétrica está relacionada aos estágios da vida útil de uma estrutura de concreto, onde se inicia a propagação da corrosão das armaduras. A resistividade elétrica do concreto depende da permeabilidade e grau de ionização do concreto.

35 35 Segundo Cascudo (1997), inúmeros autores têm verificado em trabalhos experimentais, a existência de uma proporção entre a condutividade elétrica do concreto e a taxa de corrosão. As velocidades de corrosão máximas ocorrem em concretos com altos teores de umidade (os quais apresentam baixa resistividade), porém sem saturação dos poros (para não dificultar o acesso do oxigênio) (CASCUDO,1997). O concreto úmido se comporta basicamente como um eletrólito com resistividade da ordem de 104 Ωm. Por outro lado, o concreto seco em estufa tem uma resistividade de cerca de 109 Ωm, o que significa que é um bom isolante. (NEVILLE, 1997, p. 352). Conforme a tabela abaixo mostrada por GENTIL (2003), a resistividade apresenta alguns critérios de avaliação: Indicação de Resistividade do probabilidade de concreto corrosão > ohm.cm Desprezível a Baixa ohm.cm a ohm.cm Alta < ohm.cm Muito Alta Tabela 4 - Critérios de avaliação da resistividade Fonte: CEB-192 (citado por GENTIL, 2003, p.209) Porém, para esses números existem algumas discórdias. Alguns autores citados por Cascudo (1997), afirmam que a resistividade está entre a ohm.cm e a corrosão não ocorrerá ou poderá ser retardada. Segundo Figueiredo (1994 apud FORTES, 1995), afirma que concretos com resistividades maiores que ohm.cm dificilmente ocorrerá corrosão e entre e ohm.cm, é provável haver corrosão e menos que ohm.cm, é certa que existirá corrosão.

36 36 Os sais influenciam diretamente na resistividade do concreto. Conforme NEVILLE (1997) afirma que são necessários 0,6% de cloretos para reduzir a resistividade de uma argamassa, podendo reduzir cerca de até 15 vezes. Existem alguns fatores intervenientes nas medidas de resistividade elétrica, conforme o teor, tipo do cimento e relação água/cimento. Quanto menor o teor de cimento do concreto, há um aumento de resistividade (NEVILLE, 1994). O aumento da relação água/cimento ocasiona uma queda rápida da resistividade, conforme mostrado abaixo (Figura 3). Um dos fatores mais importantes é o tipo de cimento, já que sua composição química controla a presença de íons na vaporização da água. A tabela 5 demonstra que a resistividade do concreto, feito com cimento aluminoso, é de 10 a 15 vezes maior que o cimento Portland comum, com as mesmas proporções. Figura 6 - Relação entre a resistividade elétrica e a relação água/cimento de concreto com tamanho máximo de agregado igual a 40 mm, com cimento Portland comum, ensaiado a 28 dias. Fonte: NEVILLE, 1994, p. 353

37 37 Tabela 5 - Propriedades elétricas típicas do concreto Fonte: NEVILLE, 1994, p. 356 A corrente elétrica no concreto acontece por um processo eletroquímico, que quanto maior a atividade iônica, menor será a resistividade. Os fatores que diminuem a resistividade do concreto são o aumento na relação entre água/cimento, umidade e a presença de íons (HELENE, 1986). 3.3 Avaliação da corrosão de armaduras A avaliação da corrosão de armadura de estrutura de concreto exige conhecimento específico e ensaios laboratoriais, onde se estuda aspectos de durabilidade, resistência e estabilidade da estrutura (CASCUDO, 1997). A análise feita na durabilidade da estrutura envolve a parte de investigação das condições em que a armadura se encontra (se estão passivadas ou não), as condições de carbonatação do concreto, a presença de agentes agressivos (cloretos e sulfatos) no concreto e presença de agregados reativos.

38 38 Nos estudos de resistência e estabilidade da estrutura, utiliza-se aparelhos de ultrassom e esclerometria, extração de testemunho de concreto, além de verificação da carga na estrutura (CASCUDO, 1997). Para iniciar a análise, são realizados pequenos ensaios visuais, onde se retira preliminarmente parâmetros para um estudo mais detalhado, avaliando a extensão da deterioração da estrutura através de presenças de manchas de produtos de corrosão, presença de fissuras acompanhadas de seus quadros sintomatológicos, entre outros. Os métodos de avaliação gravimétrica são executados em laboratórios e visam, basicamente, quantificar o processo corrosivo pela perda de massa dos metais, adquirindo assim, a taxa de corrosão gravimétrica, dada por área exposta e tempo de exposição. Esse método é confiável, porém para sua execução é necessária a destruição da estrutura para obtenção da medida (CASCUDO, 1997). Os ensaios eletroquímicos, por sua vez, já são muito mais rápidos, sensíveis e não destrutíveis. Eles podem ser utilizados in situ e podem fornecer informações sobre o estado superficial do aço e taxas de corrosão Inspeção de estruturas de concreto com ênfase no controle Muitas inspeções são realizadas tecnicamente para identificar, avaliar e monitorar a corrosão na estrutura de concreto. Essas técnicas são importantes para verificar em qual fase encontra-se o processo corrosivo, ou seja, ainda na fase inicial ou em um processo já mais avançado. A parte de custos também é significante na hora de diagnosticar uma solução para recuperação da estrutura Identificação da corrosão e natureza do ataque A corrosão em armaduras pode ser detectada por métodos visuais, empregando-se a técnica de potencial de corrosão.

39 39 Análise visual Os sintomas constituídos nesses casos, de acordo com Cascudo (1977), são de fissuras no concreto paralelas às armaduras, fragmentação e destacamento do cobrimento, lascamento do concreto em estágios avançados, exposição das armaduras corroídas, em forma de crostas de ferrugem, comprometimento da aderência aço-concreto, flambagem de armaduras longitudinais de pilares e manchas ferruginosas na superfície do concreto. Figura 7 - Pilar apresentando corrosão acentuada - Andrade, Por meio de análise visual, é possível identificar a natureza e morfologia do ataque quando: A armadura apresentar aspecto de corrosão, o ataque geralmente é de cloretos; A armadura apresentar uma corrosão mais generalizada, geralmente é através de carbonatação.

40 40 Altos níveis acentuados de corrosão, também levam à deformação e flechas significantes nas estruturas, ocasionando fissuras típicas de sobrecarga e até mesmo fissuração em alvenaria de vedação, através de transferência de esforços pelas deformações. Análise da carbonatação do concreto Segundo Cascudo (1977), a carbonatação é medida através do emprego de indicadores como a fenolftaleína ou a timolftaleína, borrifados em perfis de concreto de cobrimento. Os indicadores são substâncias químicas que, em contato com a solução alcalina (solução rica em hidróxido de cálcio) do concreto, adquirem colorações a partir de um ph da solução. A coloração da fenolftaleína é avermelhada com ph a partir de 9,5 e a timolftaleína a partir de 10,5. Com valores de phs abaixo desses, o concreto tende a não sofrer alteração de cor. Tem-se então, a linha divisória entre o concreto colorido e o incolor, uma clara evidência no avanço da carbonatação para o interior do concreto. Em termos práticos, após o borrifamento do indicador e com o concreto ainda apresentando sua coloração normal, entende-se que o mesmo está carbonatado (CASCUDO, 1997). Avaliação do teor de cloretos O teor de cloretos presentes no concreto é determinado através do método potenciométrico ou gravimétrico. Esses métodos são executados da seguinte maneira: para os potenciométricos são utilizados eletrodos para determinar o ponto de equivalência e para os gravimétricos são adicionados íons de prata à solução e é determinado através da massa do cloreto de prata precipitado (CASCUDO, 1997).

41 41 A melhor maneira de se obter uma amostra para análise de cloretos é a extração do pó de concreto através de uma furadeira, onde permite, o estudo de camadas mais profundas na estrutura sem ter que cortar o concreto. Os teores de cloretos livres são expressos em porcentagem relativa à massa de cimento Avaliação qualitativa e quantitativa A avaliação da corrosão em armaduras, propriamente dita, deve ser realizada através de técnicas eletroquímicas, sendo em vista, o fenômeno corrosivo um evento da natureza eletroquímica (CASCUDO, 1997). As técnicas utilizadas são potenciais de corrosão, resistência de polarização e resistividade do concreto.

42 Técnicas eletroquímicas para monitoramento, avaliação e estudo da corrosão em armaduras de concreto Potencial elétrico de corrosão Uma vez estabelecida uma diferença de potencial entre duas regiões eletricamente conectadas, como é o caso de áreas anódicas e catódicas da armadura envolvida por concreto, o fluxo de corrente que surge na célula de corrosão origina um processo chamado polarização. Este processo provoca uma alteração dos potenciais das semi-células, que convergem dos valores de equilíbrio para um denominado potencial de corrosão (Ecorr). Tratando-se de corrosão eletroquímica de metais, existem 3 tipos básicos de processos de polarização: Ativação: refere-se a reações que são controladas por uma etapa lenta (transferência de elétrons, formação de moléculas, evolução do hidrogênio). Concentração: a reação é controlada pela corrente limite de difusão das espécies ativas próximas ao eletrodo. Resistência ôhmica: ocorre devido à resistência elétrica e formação de películas ou a de posição de precipitados sobre a superfície do eletrodo, dificultando a passagem de corrente. Em decorrência dos fenômenos de polarização, a célula de corrosão tende a atingir um estado eletroquímico estacionário, no qual a velocidade das reações anódicas se iguala à velocidade das reações catódicas. O potencial característico deste estado corresponde ao chamado potencial de corrosão (Ecorr). Observa-se ainda que a este potencial esteja associada uma densidade de corrente, denominada corrente de corrosão (Icorr).

43 Intensidade Elétrica de Corrosão A velocidade de corrosão é proporcional à intensidade elétrica da corrosão, como explica a relação de Faraday, onde a velocidade é representada pela perda de massa do material metálico em função do tempo por unidade de área. Essa proporcionalidade depende do potencial da célula de corrosão (onde o valor diminui devido à polarização) e também da resistividade dos circuitos metálicos e eletrolítico. A velocidade de corrosão pode ser classificada em velocidade média e instantânea, segundo GENTIL (2003). As duas velocidades são importantes nos estudo da corrosão. A velocidade média estima o tempo de vida útil da estrutura pela a quantificação da perda de massa em que o material sofreu ou pela determinação de íons metálicos. O conjunto de medições da velocidade média, para GENTIL (2003), demonstram os seguintes aspectos (Figura 5): Figura 8 - Curvas representativas de velocidades de corrosão Fonte: GENTIL, 2003, p. 106 Curva A Velocidade de corrosão eletroquímica onde, a superfície metálica não varia e a concentração do agente corrosivo é constante. Curva B Idêntica à curva A, porém existe um período de indução relacionado ao tempo gasto para atravessar a película protetora. Curva C Velocidade inversamente proporcional à quantidade do produto de corrosão produzido.

44 44 Curva D Velocidade com crescimento bem mais rápido. Caracteriza os produtos de corrosão solúveis. Às vezes a corrosão tem valor constante, ou seja, a velocidade média será igual à velocidade instantânea nas curvas A e B. A velocidade de corrosão instantânea permite verificar a eficiência de um inibidor de corrosão. Para medir a velocidade instantânea deve-se utilizar método capaz de medir a corrente de corrosão, cujo valor pode relacionar a perda de massa pela lei de Faraday. Devido aos grandes avanços da Eletroquímica e da Eletrônica, o método mais confiável é o na perda de material. Existem diversos fatores que podem influenciar a velocidade de corrosão, segundo GENTIL (2003) esses fatores são o efeito do oxigênio dissolvido, efeito do ph, efeito da temperatura e efeito dos sais dissolvidos Resistência elétrica Para o monitoramento da corrosão, é utilizada uma técnica de resistência elétrica, sendo aplicada em estudo de avaliação da corrosão em armadura de concreto. Há alguns anos atrás, essa técnica não era muito utilizada por ter uma limitação de informações relativa ao processo corrosivo, associado os inconvenientes da utilização de sondas previstas na execução da estrutura. Algumas vantagens no monitoramento da corrosão são apresentadas na aplicação dessa técnica, porém existem algumas desvantagens. Segundo CASCUDO (1997), existem algumas vantagens e desvantagens na aplicação dessa técnica, como mostra abaixo:

45 45 Vantagens: A técnica indica se tem um problema de corrosão e quando pode ocorrer O valor da taxa de corrosão é quase instantâneo, onde as informações podem ser coletadas em um período de tempo; Útil em verificar o desempenho de prevenção da corrosão, em uma análise de proteção catódica; Verifica o desempenho de concretos ou argamassas, para proteção da armadura contra a corrosão; Método não destrutível, com aplicação in situ ; A técnica pode ser monitorada até por mão-de-obra não especializada, pois apresenta uma facilidade de interpretação. Desvantagens: A técnica apenas apresenta como indicativo do que está ocorrendo na armadura; A sonda não apresenta o mesmo estado superficial em que a armadura se encontra, essas diferencias superficiais podem acarretar em diferentes comportamentos entre a armadura e a sonda, no que diz a respeito a corrosão; Se a sonda for feita depois da execução da estrutura, certamente a informação não será tão precisa, já que a sonda será feita em um ambiente diferente das que a armadura se encontra; Sua aplicação serve apenas para corrosão generalizada, ou seja, sua aplicação não é válida para corrosão localizada. 3.5 Métodos de proteção e recuperação São apresentados neste trabalho alguns ensaios eletroquímicos utilizados para se obter um diagnóstico sobre a condição em que se encontra a armadura no interior do concreto, que pode ou não apresentar problemas corrosivos.

46 46 Quando é diagnosticada a presença dos problemas patológicos, como a corrosão, devem-se verificar fatores como as possíveis causas, providências necessárias e os métodos a serem adotados. Pelo ponto de vista econômico, formas eficientes de proteção das estruturas de concreto armado são interessantes, devido aos altos investimentos que podem ser realizados para recuperação das estruturas. Na proteção das armaduras de concreto pode ser necessário o emprego de recursos especiais de proteção quando, por exemplo: Não há como se obter o cobrimento mínimo adequado; Não há como se impedir o uso ou acesso de agentes agressivos; Não há como se impedir a existência de correntes de fuga (linhas férreas em geral), que podem causar diferenças significativas de potencial; Não há como se impedir a proximidade de metais mais eletropositivos, tais como tubulações de cobre junto à armadura; Há vantagens econômicas (HELENE, 1986). Diversos são os recursos para proteção das armaduras, com objetivos de reduzir a absorção de água, evitar que gases agressivos e sais penetrem no concreto ou danos causados por elementos químicos. Uma forma de proteção física das armaduras é a Galvanização. Segundo Helene (1986) a armadura é galvanizada por imersão a quente, isto é, pela imersão do aço em um banho de zinco em estado de fusão. Para Helene (1986), o zinco exerce a sua proteção atuando como uma barreira entre o aço e o ambiente, e atuando como ânodo de sacrifício. Outra maneira de aplicar esta proteção física é através do revestimento da armadura com resina epóxi. Segundo Bertolini (2010), Embora não sejam completamente impermeáveis a água, oxigênio e cloretos, os revestimentos epóxi podem garantir

47 47 uma boa proteção contra a corrosão das armaduras em concreto contendo cloretos.. O sucesso de qualquer revestimento irá depender também do cuidado e qualidade da preparação e limpeza das superfícies a serem revestidas, retirando-se todos os elementos que possam prejudicar a aderência, tais como pó, poeira, graxas, óleos, nata porosa etc. (HELENE, 1986). Para proteger as armaduras, utilizam-se também os inibidores de corrosão. De acordo com Helene (1986), os inibidores químicos são substâncias que atuam sobre a superfície metálica, dificultando a reação anódica ou a reação catódica, ou as duas reações, ocasionando a ruptura do circuito eletroquímico formado pela célula de corrosão. Para Bertolini (2010), os inibidores químicos são normalmente empregados em metais presentes em ambientes agressivos, prevenindo a corrosão generalizada do aço. Além de aplicação da proteção física da armadura e os inibidores de corrosão, destacam-se a utilização de técnicas eletroquímicas e armaduras especiais. Paralelamente aos métodos de reparo tradicionais, foram desenvolvidos métodos eletroquímicos capazes de restabelecer a passividade das armaduras no concreto carbonatado ou contaminado por cloretos, sem requerer a remoção do concreto não fissurado. Estes procedimentos baseiam-se na aplicação de uma corrente nas armaduras e são três: a proteção catódica, a realcalinização eletroquímica e a remoção eletroquímica dos cloretos. (BERTOLINI, 2010). Bertolini (2010) diz que se aplica a proteção catódica em estruturas que estão em processo corrosivo, essencialmente por cloretos. O aço é polarizado catodicamente, para que a velocidade de corrosão diminua, levando o aço a condições de passividade perfeita.

48 48 Existem dois tipos de execução desta técnica eletroquímica: a proteção catódica galvânica e a proteção catódica por corrente impressa. Segundo Gentil (2003), no caso da proteção catódica galvânica o fluxo de corrente fornecido origina-se da diferença de potencial entre o metal que será protegido e o ânodo escolhido, sendo o zinco o mais escolhido no caso do concreto. Na proteção catódica por corrente impressa, a corrente é gerada por uma fonte externa de corrente contínua. Bertolini (2010) explica que a proteção catódica é aplicada por toda vida útil que resta a estrutura, sendo um sistema anódico permanente. Diferentemente desta técnica, a realcalinização eletroquímica utiliza um sistema anódico temporário, constituído de um ânodo imerso em polpa de papel que contém uma solução de carbonato de sódio. A realcalinização eletroquímica é uma técnica temporária que consiste na aplicação de uma elevada corrente catódica às armaduras, por um período limitado, de modo a modificar a composição do concreto. Aproveitando a produção de alcalinidade pelo cátodo e a entrada alcalina, a partir da superfície do eletrólito em que está imerso o ânodo, restaura-se a alcalinidade do concreto e, assim, a sua capacidade protetora das armaduras, que voltam a passividade. (BERTOLINI, 2010). Da mesma forma que a realcalinização eletroquímica, para Bertolini (2010) a remoção eletroquímica dos cloretos é um sistema temporário que tem o objetivo de recuperar as características que protegem o concreto, eliminando os cloretos de seu interior. Nesta técnica, aplica-se uma corrente de 1-2 A/m² entre a armadura e um ânodo posicionado de forma temporária na superfície do concreto. Devido a esta corrente, os íons de cloreto saem da armadura e migram para o ânodo, podendo este processo durar até alguns meses, e ao final deste período, os cloretos são removidos junto com o sistema anódico.

49 49 Como dito anteriormente, vale-se destacar também a utilização de armaduras especiais. Nesta forma de proteção da armadura, vale-se destacar o uso dos aços inoxidáveis. Os aços inoxidáveis são aços caracterizados por um conteúdo elevado de cromo ( 13%), que permite atingir a passividade em muitos ambientes. A proteção da corrosão é garantida justamente pela formação, sobre a superfície, de um filme de óxidos de cromo (BERTOLINI, 2010). Quando existe a necessidade de execução de um serviço de recuperação da armadura presente na estrutura, é necessário analisar precisamente as causas e os efeitos produzidos. Antes de qualquer recuperação, devem ser identificadas e sanadas as causas. Caso isso não seja observado, corre-se o risco de acarretar corrosão em outros locais, por haver criado mais descontinuidade na estrutura, além das que originalmente existiam. (HELENE, 1986). A recuperação deste tipo de fenômeno patológico corrosão de armaduras é delicada e requer mão-de-obra especializada (HELENE, 1986). Helene (1986) explica que o processo de recuperação consiste basicamente da realização de uma limpeza precisa, o estudo da eventual perda de seção transversal das armaduras, podendo ser necessária a utilização de novos estribos e armaduras longitudinais e a reconstrução do cobrimento das armaduras, sendo que este tem a função de restabelecer a área da seção de concreto original, concedendo um meio que conserva a película passivadora do aço, impedindo o contato com a armadura de agentes agressivos como o oxigênio e a umidade através da penetração. Na recuperação da estrutura, além do combate ao efeito da corrosão, é fundamental a atenção aos aspectos de segurança. Se a análise estrutural leva à conclusão de que a estrutura não é segura, então é necessário adotar ações adequadas para torná-la segura antes mesmo de iniciar os trabalhos, levando em conta

50 50 também os riscos adicionais que poderiam ser ocasionados pelo próprio trabalho de intervenção corretiva. (BERTOLINI, 2010). De acordo com Bertolini (2010), devem-se observar com atenção os riscos relacionados à segurança das pessoas, devido a colapsos localizados ou à queda de fragmentos de cobrimento. Para GONÇALVES (2003), os sistemas de proteção de armaduras pode ser dividido em técnicas eletroquímicas, revestimentos, armaduras especiais e inibidores de corrosão, conforme figura a seguir: Figura 9 - Sistemas de proteção e reparo da corrosão das armaduras nas estruturas de concreto. Fonte: Gonçalves, 2003, p.341. ANDRADE (1992) divide os métodos complementares de proteção em dois grupos: os que atuam sobre o aço e os que atuam sobre o concreto.

51 51 PROTEÇÃO DE ARMADURAS CARACTERÍSTICAS MÉTODOS QUE ATUAM SOBRE AÇO MÉTODOS QUE ATUAM SOBRE O CONCRETO Tipo de método Campo de aplicação Vantagens Proteção catódica Qualquer Único método eficaz em corrosão já iniciada Pessoal qualificado Cobrimentos metálicos (galvanização) Ataques por água do mar, carbonatação Facilidade de operação, custo relativo, sem manutenção Deterioração locais por manipulação e transporte Pinturas epóxis Qualquer Sem manutenção, Eficaz contra corrosão por pite Aditivos inibidores de corrosão Ataque por cloretos adicionados durante o amassamento, carbonatação Sem manutenção, Fácil aplicação, Custo relativo Uso de quantidade ótima Pinturas epóxis,cera, etc. Qualquer Protegem ao mesmo tempo o concreto Custo relativo Inconvenientes Controle contínuo Ineficiente na proteção contra corrosão por pite causada por cloretos Custo elevado Colocação na obra Baixa aderência entre o produto e a barra de aço Regiões com diferentes suscetibilidade corrosão Necessidade de manutenção Retenção de água nos poros, favorece a corrosão. Tabela 6 - Proteção de Armaduras Fonte: ANDRADE, 1992, p Vida útil de uma estrutura deteriorada por corrosão de armadura Atualmente, as exigências de projeto estão voltadas aos critérios de durabilidade e vida útil. Vida útil é comumente definida como o período de tempo no qual a estrutura ou o componente estrutural pode cumprir sua função sem custos importantes de manutenção, ou seja, deverá estar sob manutenção preventiva, mas não deverá sofrer manutenção corretiva durante esse período; em outras palavras, não poderá ser objeto de intervenções não previstas (CEB, 1990; BS, 1992; ACI, 2000, apud Helene). Uma estrutura deve cumprir com os requisitos mínimos de segurança, funcionalidade e aspecto estético que lhe sejam exigidos em função das ações e influências ambientais que se estimem e venham a atuar sobre a mesma durante sua vida útil (ANDRADE,1992).

52 52 Segundo Bertolini (2010), a definição para vida útil de uma estrutura é o período durante o qual a estrutura é capaz de garantir não apenas sua estabilidade, mas todas as funções para as quais foi projetada. Pode-se classificar a vida útil em diversos períodos de tempo: O período de iniciação: Ocorre até a despassivação da armadura, podendo associar a vida útil de projeto. Vida útil de serviço ou utilização: Associamos ao momento em que aparecem manchas na superfície do concreto ou ocorrem fissuras no concreto de cobrimento. Vida útil última ou total: Entende-se ao período de tempo que vai até a ruptura ou colapso da estrutura. O modelo proposto por Tuutti, defendido por diversos autores, divide o processo de corrosão entre período de iniciação e propagação. O período de iniciação ocorre da execução da estrutura até o agente agressivo alcançar a armadura e despassivá-la; a propagação consiste no desenvolvimento da corrosão até um limite inaceitável. Figura 10 - Modelo de vida útil de Tuutti Fonte: Andrade (1992, p. 23) A questão da vida útil deve ser considerada também como resultante de ações coordenadas e realizadas em todas as etapas do processo construtivo, tais como a

53 53 concepção, projeto, fabricação de materiais e componentes, a execução além do uso e operação da estrutura. As condições ambientais são tão importantes quanto às propriedades mecânicas ao estudar a vida útil das estruturas. Os fatores que influenciam na degradação do concreto são: umidade, temperatura, poluição, agressividade da água, vento, entre outros. É importante estudar as ações simultâneas destes agentes com a finalidade de aumento da durabilidade. Segundo Lima (2005), a atmosfera marinha é a mais estudada devido à presença de grande quantidade de agentes agressivos e alta velocidade de ataque. A velocidade de corrosão em atmosfera marinha pode ser da ordem de 30 a 40 vezes superior a que ocorre em atmosfera rural (HELENE, 1986).

54 54 4 ESTUDO DE CASO 4.1 Dados da obra O TECONDI Terminal para Contêineres da Margem Direita S./A., realiza operações portuárias e também o manuseio e a armazenagem de cargas de importação e exportação, com terminal próprio no Porto de Santos. Fica próximo ao centro de negócios da cidade de Santos, da Alfândega, das agências marítimas e com acesso fácil ao complexo rodoviário Anchieta-Imigrantes. Sua ligação direta às linhas ferroviárias permite o escoamento mais rápido e seguro das cargas operadas. A estrutura tem aproximadamente m² de área em planta. O início de sua execução foi na década de 80. Os trechos 1 e 2 (Anexo I) foram executados nos anos 1987 e 1989, respectivamente. Não se sabe ao certo o ano de construção do trecho 3, mas seguramente foi executado após o trecho 2, com aproximadamente 25 anos de utilização. Os trechos 1 e 2 tinham largura original de 15 m e o trecho 3 de 22,65 m. A pestana do lado terra foi demolida nos três trechos. Nessa face se fará ligação com a ampliação da estrutura. A estrutura em concreto armado é composta de estacas verticais e inclinadas e vigas apoiadas nas estacas. A laje é constituída de placas pré-moldadas (pré-laje) de aproximadamente 1,00m de largura e 25cm de espessura, que se apoiam nas vigas. Sobre as placas pré-moldadas foi executada laje moldada no local com 45 cm de espessura. Segundo informações, o trecho 3 não teve utilização até o momento. Há algum tempo a estrutura vinha apresentando problemas de durabilidade, tais como desplacamentos de concreto, fissuras e corrosão de armaduras, danos que se localizam principalmente na face inferior da laje do trecho 3.

55 Danos e constatações de campo As inspeções foram realizadas no período de 09 a 20 de fevereiro de 2009, pela empresa Exata Engenharia, São Paulo-SP. Para possibilitar a realização dos ensaios, foram montadas 4 plataformas, devido a dificuldade de acesso, conforme planta anexa. Foram observadas diversas regiões com desplacamentos de concreto e armaduras expostas na face inferior das placas pré-moldadas (pré-lajes), provocados por corrosão de armaduras (Figura 4.5). O trecho que apresenta maior incidência e intensidade de danos nas placas é o trecho 3. Nas vigas, o dano mais importante são as fissuras horizontais, onde se caracteriza a corrosão das armaduras longitudinais, localizadas junto à face inferior. Nos dias de inspeção, observou-se que mesmo nos dias de maré mais alta, a água não atingiu a face inferior da laje, remanescendo uma distância de aproximadamente 30 cm. O nível d água na maré mínima ficou a aproximadamente 1,8 m da face inferior da laje.

56 56 Figura 11 - Inspeção visual em estacas. Fonte: Exata Engenharia (2009, p. 9) Figura 12 - Vista da viga (face terra). Fonte: Exata Engenharia (2009, p. 8)

57 57 Figura 13 - Fissura horizontal junto à face inferior da viga. Fonte: Exata Engenharia (2009, p. 8) Figura 14 - Vista da face inferior da pré-laje. Fonte: Exata Engenharia (2009, p. 6)

58 58 Figura 15 - Vista da face inferior da pré-laje. Fonte: Exata Engenharia (2009, p. 6) Figura 16 - Detalhe da foto anterior. Fonte: Exata Engenharia (2009, p. 6)

59 59 Figura 17 - Corrosão de armaduras na face inferior da pré-laje. Fonte: Exata Engenharia (2009, p. 7) Figura 18 - Corrosão de armaduras do trecho 3. Fonte: Exata Engenharia (2009, p. 7) 4.3 Ensaios e medidas para diagnóstico Para análises físicas e químicas em laboratório, foram extraídas amostras e testemunhos de concreto, além de ensaios realizados no local, visando avaliação da estrutura e do ambiente.

60 Resistência à compressão do concreto A qualidade do concreto pode ser verificada através do ensaio de resistência à compressão. Para verificação da resistência do concreto utilizado na estrutura, foram extraídos 12 corpos de prova, conforme tabela a seguir: RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO LOCALIZAÇÃO CONCRETO AMOSTRA RESISTÊNCIA (MPa) E1 30,2 Plataforma 1 Pré-laje E2 - E3 30,9 E4 35,1 Plataforma 2 Pré-laje E5 38,1 E6 37,5 E7 38,4 Plataforma 1 Laje E8 40,6 E9 44,5 E13 56,3 E10 52,1 Plataforma 2 Laje E11 51,1 E12 45,7 Pré-laje 27,5 fck est Laje 36,1 Tabela 7 - Resultados de ensaios com corpos de prova. Fonte: Exata Engenharia, 2009, p. 12 Pode-se observar que a resistência obtida é superior à resistência de 22 MPa especificada em projeto executivo.

61 61 Figura 19 - Extração de corpos de prova para realização de ensaios. Fonte: Exata Engenharia, 2009, p. 11 A revisão da norma brasileira para projeto de estruturas de concreto NBR 6118/2007, especifica que para um ambiente de agressividade muito forte (classe IV), a resistência característica do concreto deveria ser de no mínimo 40 MPa. Considerando o aumento de resistência do concreto no decorrer do tempo, pode-se dizer que o concreto utilizado é incompatível com o ambiente a que está exposta a estrutura Reconstituição de traço do concreto Com as retiradas de amostras do concreto da pré-laje e da laje, foi possível estimar os valores dos teores de aglomerantes empregados, triturando-as e analisando a perda ao fogo e a quantidade de óxidos.

62 62 RECONSTITUIÇÃO DE TRAÇO TEOR DE AMOSTRA CONCRETO AGLOMERANTE TRAÇO UNITÁRIO R1 Pré-laje 20 1:4 R2 Laje 25,97 1:2,85 Tabela 8 - Resultado do ensaio de Reconstituição. Fonte: Exata Engenharia, 2009, p. 13 Observando os resultados, nota-se a desigualdade do nível de cloretos existentes entre as amostras. Admitindo que a pré-laje e a laje possuam concretos de consistências próximas, o maior consumo de cimento apresentado pela laje aponta o emprego de uma relação água/cimento inferior, o que representa maior resistência Absorção de água por imersão Este ensaio determina o índice de vazios após saturação e fervura. A tabela abaixo serve como referência para determinar a absorção de água no concreto, conforme o Manual de Inspección, Evaluación y Diagnóstico de Corrosión en Estructuras de Hormigón Armado CYTED/DURAR. 10 % Concreto de boa qualidade e compacidade 10 a 15 % Concreto de qualidade moderada 15 % Concreto de durabilidade inadequada O ensaio realizado no Píer TECONDI pela empresa Exata Engenharia, apresentou os seguintes valores obtidos:

63 63 ABSORÇÃO DE ÁGUA POR IMERSÃO LOCALIZAÇÃO CONCRETO ELEMENTO AMOSTRA PÍER MÉDIAS ORIGINAL Plataforma 1 Plataforma 2 Plataforma 1 ÍNDICE DE VAZIOS APÓS SATURAÇÃO E FERVURA E1 13,4 E2 14,7 E3 14,6 E4 14,2 E5 15,8 E6 15,8 E7 9,3 E8 10,8 Pré-laje 14,8 Laje 10,1 Tabela 9 - Ensaio de absorção de água por imersão. Fonte: Exata Engenharia, 2009, p. 13 Através desses resultados, comprova-se que a qualidade do concreto na pré-laje do Píer é inferior a da laje, ou seja, a pré-laje está com a durabilidade inadequada Dureza superficial do concreto O ensaio é avaliado de acordo com a norma NBR 7584/2005 (Concreto endurecido - Avaliação da dureza superficial pelo esclerômetro de reflexão). Trata-se de um método não destrutivo que emprega o esclerômetro de Schimidt, um equipamento baseado na reflexão de uma massa impulsionada por uma mola.

64 64 Figura 20 - Medida de dureza superficial do concreto Fonte: Exata Engenharia, 2009, p. 14 Os índices obtidos podem ser correlacionados com a resistência do concreto, porém, com baixa confiabilidade. Dureza Superficial DS1 Elemento Placa A16 Ângulo 90 Eixo A B C Média 67 10% 74-10% 60 Índice 67 Dureza Superficial DS1 Elemento Placa B77 Ângulo 90 Eixo A B C Média 64 10% 70-10% 57 Índice 64

65 65 Dureza Superficial DS1 Elemento Placa C165 Ângulo 90 Eixo A B C Média 63 10% 70-10% 57 Índice 63 Dureza Superficial DS1 Elemento Placa B149 Ângulo 90 Eixo A B C Média 58 10% 64-10% 53 Índice 58 Dureza Superficial DS5 Elemento Placa C11 Ângulo 90 Eixo A B C Média 52 10% 57-10% 47 Índice 52 Tabela 10 - Dureza superficial Fonte: Exata Engenharia, 2009, p. 15 Comparando-se os valores de índice esclerométrico e os resultados de resistência, é possível traçar o gráfico que relaciona o índice esclerométrico e a resistência à compressão.

66 66 Figura 21 - Ajuste relacionando índice esclerométrico com resistência à compressão. Fonte: Exata Engenharia, 2009, p. 16 Através da reta ajustada, pode-se estimar a resistência à compressão nos pontos onde foi realizada a medida do índice esclerométrico. DS Resistência média estimada (MPa) DS ,6 DS ,2 DS ,1 Média 34,6 A análise indica que o concreto da pré-laje é bastante homogêneo ao longo dos trechos 1, 2 e 3. A resistência média obtida com base nos resultados da dureza superficial está de acordo com o obtido para os testemunhos rompidos Cobrimento das armaduras Foram realizadas as análises dos cobrimentos nas placas pré-moldadas A16, C165, B77 e C11 da laje.

67 67 COBRIMENTO DE ARMADURAS (cm) LOCALIZAÇÃO: PÍER - PRÉ-LAJE Co 1 MATERIAL ELEMENTO CONCRETO ORIGINAL PLACA C11 A B C D E 1 2,4 3,7 2,4 2,6 2,5 2 2,5 2,4 4 3,1 2,4 3 2,7 2,5 2,3 2,4 3,5 4 2,4 3,6 2,2 2,4 2,4 5 2,5 3,4 2,40 2,1 2,2 MÉDIA: 2,7 DESVIO P. 0,53 C.V. (%) 20 COBRIMENTO DE ARMADURAS (cm) LOCALIZAÇÃO: PÍER - PRÉ-LAJE Co 2 MATERIAL ELEMENTO CONCRETO ORIGINAL PLACA A16 A B C D E 1 4,3 4 4,1 4,3 4,2 2 3,6 4,1 4,1 4, ,2 4,1 3,6 4 4,2 3,6 4,4 3,5 4,2 5 3,4 3,6 4,30 4,2 2,1 MÉDIA: 4 DESVIO P. 0,29 C.V. (%) 7 COBRIMENTO DE ARMADURAS (cm) LOCALIZAÇÃO: PÍER - PRÉ-LAJE Co 3 MATERIAL ELEMENTO CONCRETO ORIGINAL PLACA B77 A B C D E 1 4,8 4,6 4,9 4,8 4,7 2 4,9 4,9 5,1 5 4,8 3 4,7 5,1 5,1 4, ,9 4,8 4,6 4,4 5 4,8 4, ,7 MÉDIA: 4,9 DESVIO P. 0,17 C.V. (%) 4

68 68 COBRIMENTO DE ARMADURAS (cm) LOCALIZAÇÃO: PÍER - PRÉ-LAJE Co 4 MATERIAL ELEMENTO CONCRETO ORIGINAL PLACA C165 A B C D E 1 4,2 4,6 4 4,1 4,5 2 4,6 4,5 4,4 4,7 4,2 3 4,1 4,2 4,1 4, ,7 3,6 3,9 4 4,1 5 3,1 3,2 3,7 3,9 4,1 MÉDIA: 4,1 DESVIO P. 0,4 C.V. (%) 10 MÉDIA TOTAL (cm) 3,9 DESVIO P. MÉDIO 0,15 C.V. (%) 4 Tabela 11 - Ensaios de medidas de cobrimento nominal de armaduras. Fonte: Exata Engenharia, 2009, p. 17 Com os resultados obtidos, é notável a diferença medida do cobrimento da placa C11 para as demais, já que esta placa localiza-se no trecho com a maior ocorrência de danos. No item deste trabalho, relatou-se a importância e os valores do concreto de cobrimento estabelecidos pela norma NBR 6118/2007, de acordo com a classe de agressividade do ambiente. O ambiente em estudo é caracterizado pela classe IV da norma, NBR 6118/2007 devido à alta agressividade. Porém, o concreto utilizado para a obra possui durabilidade inferior ao concreto de 40 MPa necessário, conforme norma atual citada acima. Para esta classe, o cobrimento mínimo estabelecido é de 45 mm, sendo este valor superior aos cobrimentos encontrados.

69 Profundidade de carbonatação Conforme descrito no item 4.3.2, a análise da carbonatação do concreto é aferida em função da idade e profundidade de carbonatação. O valor médio encontrado pode ser calculado pelo coeficiente de carbonatação do concreto (k). Existem faixas empíricas que qualificam o concreto de acordo com esses valores. k 3 - Concretos duráveis 3 < k < 6 - Concretos normais k 6 - Concretos deficientes Figura 22 - Ensaio de profundidade de carbonatação em testemunho de concreto. Fonte: Exata Engenharia, 2009, p. 18

70 70 PROFUNDIDADE DE CARBONATAÇÃO CONCRETO ELEMENTO PONTO PROF. CARBONATADA (cm) Ca1 < 0,1 Pré-laje Plataforma 1 Ca2 < 0,1 Ca3 < 0,1 Pré-laje Plataforma 2 Ca4 < 0,1 Ca5 < 0,1 Pré-laje Plataforma 3 Ca6 < 0,1 Ca7 < 0,1 Ca8 < 0,1 Ca9 < 0,1 Pré-laje Plataforma 4 Ca10 < 0,1 Tabela 12 - Profundidade de carbonatação. Fonte: Exata Engenharia, 2009, p. 19 A carbonatação em concretos, com elevada umidade, ocorrem com velocidades baixas. Com base nos resultados obtidos, pode-se indicar que a carbonatação não é um mecanismo importante para corrosão das armaduras observadas Teor de cloretos Os resultados do teor de cloretos dão uma ideia do grau de contaminação e da provável evolução futura dos danos (ANDRADE, 1992). Para proteger a armadura no interior do concreto, a norma NBR 12655/2006 apresenta o teor máximo de íons cloretos que podem estar presentes no concreto, variando os teores de acordo com as condições de serviço da estrutura.

71 71 Figura 23 - Coleta de amostras de pó de concreto para determinação de teor de cloretos e sulfatos. Fonte: Exata Engenharia, 2009, p. 20 CONDIÇÕES DE SERVIÇO DA ESTRUTURA TEOR MÁXIMO DE CL (% EM RELAÇÃO À MASSA DE CIMENTO) Concreto protendido 0,05 Concreto armado exposto a cloretos nas condições de serviço da estrutura 0,15 Concreto armado em condições de exposição não severas (seco ou protegido da umidade nas condições de serviço da estrutura) 0,4 Outros tipos de construção em concreto armado 0,3 A seguir, apresentam-se os resultados obtidos pela avaliação do nível de cloretos nas quatro plataformas. Os valores médios obtidos indicam no concreto, eminente contaminação. TEOR DE CLORETOS LOCALIZAÇÃO CONCRETO AMOSTRA PROFUNDIDADE TEOR A 0,0 a 1,5 0,83 Plataforma 1 Pré-laje CL1 B 1,5 a 3,0 2,18 C 3,0 a 4,5 0,44 CL2 A 0,0 a 1,5 1,28

72 72 TEOR DE CLORETOS LOCALIZAÇÃO CONCRETO AMOSTRA PROFUNDIDADE TEOR B 0,0 a 1,5 0,23 CL3 C 1,5 a 3,0 0,1 C 3,0 a 4,5 0,08 A 0,0 a 1,5 0,16 CL4 B 1,5 a 3,0 0,06 C 3,0 a 4,5 0,2 A 0,0 a 1,5 0,64 Plataforma 2 Pré-laje CL5 B 1,5 a 3,0 0,78 C 3,0 a 4,5 0,34 A 0,0 a 1,5 0,16 CL6 B 1,5 a 3,0 0,32 Plataforma 3 Pré-laje C 3,0 a 4,5 0,45 A 0,0 a 1,5 0,5 CL7 B 1,5 a 3,0 0,67 C 3,0 a 4,5 0,72 A 0,0 a 1,5 0,24 Plataforma 4 Pré-laje CL8 B 1,5 a 3,0 0,54 C 3,0 a 4,5 0,52 A 0,0 a 1,5 0,63 Plataforma 1 B 1,5 a 3,0 0,78 C 3,0 a 4,5 0,24 A 0,0 a 1,5 0,64 Plataforma 2 B 1,5 a 3,0 0,78 Médias Plataforma 3 Plataforma 4 Geral C 3,0 a 4,5 0,34 A 0,0 a 1,5 0,33 B 1,5 a 3,0 0,5 C 3,0 a 4,5 0,59 A 0,0 a 1,5 0,24 B 1,5 a 3,0 0,54 C 3,0 a 4,5 0,52 A 0,0 a 1,5 0,51 B 1,5 a 3,0 0,66 C 3,0 a 4,5 0,39 Tabela 13 - Teor de cloretos Fonte: Exata Engenharia, 2009, p. 21 A diferença de concentração de cloretos em função da profundidade das amostras evidencia a contaminação da estrutura por influência de respingos de maré e névoa salina e não por incorporação dos cloretos à massa de concreto.

73 Teor de sulfatos A presença de sulfatos contribui para a redução do ph, podendo ocasionar a despassivação da armadura, devido à formação de produtos de caráter ácido. Segundo GENTIL (1996), para estruturas sujeitas à ação de sulfatos, é recomendado o uso de cimento com teor de aluminato tricálcico inferior a 8%, preferencialmente o Tipo V, por apresentar taxa de C3A de aproximadamente 4%, sendo também, recomendável fazer uso de cimento aluminoso ou de cimento com adição de escória de alto-forno ou de pozolana. Foi adotado como referência o decreto n. 407/71 da República Portuguesa que fixa o limite de 3,5% em relação à massa de cimento para concreto simples, armado e protendido. TEOR DE SULFATOS LOCALIZAÇÃO CONCRETO AMOSTRA PROFUNDIDADE TEOR A 0,0 a 1,5 2,70 Plataforma 1 Pré-laje S1 B 1,5 a 3,0 3,12 C 3,0 a 4,5 3,39 S2 A 0,0 a 1,5 2,87 Plataforma 2 Pré-laje S5 A 0,0 a 1,5 3,14 B 1,5 a 3,0 3,25 Plataforma 3 Pré-laje S6 A 0,0 a 1,5 0,98 B 1,5 a 3,0 4,34 Plataforma 4 Pré-laje S8 A 0,0 a 1,5 6,21 B 1,5 a 3,0 3,95 Média A 0,0 a 1,5 3,18 Geral B 1,5 a 3,0 3,67 C 3,0 a 4,5 3,39 Tabela 14 - Teor de sulfatos Fonte: Exata Engenharia, 2009, p. 22

74 74 Conforme se pode verificar, os valores médios encontrados estão próximos ao limite adotado como aceitável (3,5%), de onde se depreende que não existe uma contaminação significativa por sulfatos. As observações de campo colaboram com esta conclusão, já que não foram observadas em campo, manifestações típicas de ataque por sulfato Potencial elétrico de corrosão A técnica de potenciais de corrosão para uso em concreto foi normatizada pela ASTM em Através do ensaio, é possível obter a diferença de potencial elétrico entre as armaduras da peça e o eletrodo de referência. O equipamento para medida é composto por: Milivoltímetro de alta impedância; Eletrodo de referência; Esponja umedecida com solução de água e detergente; e Conexões elétricas. Figura 24 - Medida de Potencial elétrico de corrosão. Fonte: Exata Engenharia, 2009, p. 24

75 75 A superfície do concreto deve ser uniformemente umedecida para as medidas, conseguida por meio da aspersão de água em ciclos. O pólo negativo do milivoltímetro é conectado ao eletrodo de referência e o pólo positivo a um ponto da armadura, previamente exposta. O eletrodo de referência é móvel e pode ser colocado em diversos pontos da superfície do concreto, enquanto o milivoltímetro registra os diferentes potenciais. Critério de Avaliação segundo a norma ASTM C : 200 mv (probabilidade de corrosão menor que 10%) Entre 200 e 350 mv (probabilidade de corrosão incerta) 350 mv (probabilidade de corrosão maior que 90% Elemento: Placa A16 Ponto: Po1 Elemento: Placa C11 Ponto: Po2 A (mv) B (mv) C (mv) A (mv) B (mv) C (mv)

76 76 Elemento: Placa B77 Ponto: Po3 Elemento: Placa B149 Ponto: Po4 A (mv) B (mv) C (mv) A (mv) B (mv) C (mv) Os resultados obtidos se encontram na faixa de probabilidade de corrosão incerta e maior que 90%. Analisando-se os gráficos, pode-se concluir que a pré-laje encontra-se com potencial de corrosão bastante elevada. Mesmo nas regiões com danos inexistentes, os resultados apresentaram indícios do processo de corrosão, o que poderá ser melhor caracterizado pelas medidas de intensidade elétrica de corrosão. Os resultados são coerentes com as observações de campo, pois mostram que grande parte das áreas apresenta corrosão de armaduras.