Carbonatação do concreto (despassiva a armadura porque reduz o ph do concreto)

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1 CAUSAS DA CORROSÃO, FATORES DESENCADEADORES E FATORES ACELERANTES Profa. Eliana Barreto Monteiro CAUSAS DA CORROSÃO, FATORES DESENCADEADORES E FATORES ACELERANTES CAUSAS DA CORROSÃO A perda da passivação pode ocorrer por: Carbonatação do concreto (despassiva a armadura porque reduz o ph do concreto) Presença de íons cloreto (despassiva a armadura porque rompe pontualmente a película passiva) CAUSAS DA CORROSÃO, FATORES DESENCADEADORES E FATORES ACELERANTES FATORES QUE PROVOCAM A CORROSÃO GENERALIZADA (FOSROC, 2002) (FOSROC, 2002) 1

2 FATORES QUE PROVOCAM A CORROSÃO GENERALIZADA Redução da alcalinidade do concreto que pode ser devido a uma lixiviação por circulação de águas puras ou ligeiramente ácidas FATORES QUE PROVOCAM A CORROSÃO GENERALIZADA O CO 2 existente na atmosfera, na presença de umidade, reage com a pasta de cimento hidratada (o agente é o ácido Carbônico, pois o CO 2 gasoso não é reativo) reduzindo o ph do concreto de aproximadamente 12,6 a 13,5 para Valores em torno de 9. (NEVILLE, 1997) Ca(OH) Ca(0H) 2 + CO 2 CaC0 3 + H 2 O 2

3 CARBONATAÇÃO DO CONCRETO CO2 DIFUSÃO DO CO2 NO AR ATRAVÉS DOS POROS DO CONCRETO PROCESSO DE CARBONATAÇÃO DO CONCRETO MODELO: CO2 POROS (SIMPLIFICADO) Ca(OH) 2 + CO 2 CaC0 3 + H 2 O DIFUSÃO DIMINUIÇÃO DO ph DE 12,5 A 8 REAÇÃO QUÍMICA CEB (1984) CORROSÃO POR CARBONATAÇÃO FATORES QUE INFLUENCIAM A CARBONATAÇÃO Relação água/cimento PROFUNDIDADE DE CARBONATAÇÃO (cm) ,5 0,6 0,7 0,8 RELAÇÃO ÁGUA/CIMENTO VENUAT (1993) 3

4 FATORES QUE INFLUENCIAM A CARBONATAÇÃO Tipo de Cimento O tipo de cimento influencia a velocidade de carbonatação, já que a reserva alcalina é função da composição química do cimento e das adições. VELOCIDADE DE CARBONATAÇÃO CIMENTOS COM ADIÇÕES > CIMENTOS SEM ADIÇÕES CPIII CPIV CPII-F FATORES QUE INFLUENCIAM A CARBONATAÇÃO Condições de Cura A prática de uma boa cura melhora as propriedades do concreto. As condições de cura juntamente com as condições de exposição devem ser consideradas. Para reduzir o ingresso do CO 2, o concreto deve ser curado com água por um certo período de tempo. FATORES QUE INFLUENCIAM A CARBONATAÇÃO Umidade 1,0 GRAU DE CARBONATAÇÃO (%) 0,8 0,6 0,4 0, UMIDADE RELATIVA DO AR VERBECK (1958) 4

5 FATORES QUE INFLUENCIAM A CARBONATAÇÃO Quantidade de CO 2 AMBIENTES INTERNOS > AMBIENTES EXTERNOS Ambientes Naturais Ambientes Industriais 0,03% 0,1% CAUSAS DA CORROSÃO, FATORES DESENCADEADORES E FATORES ACELERANTES FATORES QUE PROVOCAM A CORROSÃO LOCALIZADA Corrosão Localizada Agentes Desencadeantes Íons Despassivantes Cloretos e sulfatos Pilhas de ph e de Aeração Diferencial Pilhas Galvânicas Fontes de Alimentação Matérias primas Aditivos Penetração do Exterior Fissuras Segregação Estrutura em dois meios Contato de dois metais ANDRADE (1992) CORROSÃO POR CLORETOS Como os cloretos podem contaminar o concreto? Água Contaminação Interna Areia Aditivos Aceleradores de pega (CaCl2) Atmosfera Marinha Contaminação Externa Tratamentos de Limpeza (ácido muriático) Atmosferas Industriais 5

6 CORROSÃO POR CLORETOS Como os cloretos podem estar no concreto? Quimicamente combinados A agressividade dos íons cloreto está associada ao teor de íons cloreto livres Precipitados ou dissolvidos CORROSÃO POR CLORETOS 0,4 % m.c. Fonte: CEB, Norma Brasileira - Teor máximo de cloretos em água de amassamento (NBR 12655, 2006) 0,15 da Massa de Cimento - Concreto exposto a contaminação por íons cloreto 0,15 0,40 da Massa de Cimento - Concreto Situado em Local Seco e Protegido da Umidade 0,40 CORROSÃO POR CLORETOS Quadro dos limites máximos de teor de cloretos aceitos em alguns países Fonte : MOTA /

7 CORROSÃO POR CLORETOS Pites Relação água/cimento Compactação e Cura < DIFUSÃO > CAPACIDADE DE FIXAÇÃO DE CLORETOS 7

8 Composição Química do Cimento 250 INICIAÇÃO DA CORROSÃO (DIAS) CONTEÚDO DE C 3 A DO CIMENTO (%) RASHEEDUZZADAR et al. (1990) Carbonatação Em concretos parcialmente carbonatados, o ingresso de cloretos pode ser acelerado até 100% (Dhir et al., 1993). CONCRETOS CARBONATADOS < Iniciação da corrosão Umidade Relativa Há uma faixa ideal de umidade relativa que favorece o ingresso de cloretos no concreto, e que proporciona um Alto risco de corrosão, situada em torno de 85% (CEB, 1992) 8

9 Temperatura Elevadas temperaturas aumentam substancialmente a corrosão como conseqüência do aumento da velocidade de penetração dos cloretos, porque os íons cloreto têm mais mobilidade iônica à temperaturas mais elevadas (Andrade, 2001) Elevadas temperaturas diminuem a corrosão devido a minimização do Coeficiente de difusão dos íons cloreto, em função da aceleração das reações de hidratação que ocorrem no concreto e/ou devido a melhorias proporcionadas nas condições de microestruturais do concreto (Hussain et al., 1995) Fissuras O 2 CO 2 Cl - H2O Permitem o acesso FATORES ACELERANTES DA CORROSÃO Teor de Umidade, Resistividade e Disponibilidade de Oxigênio BAIXA UR ALTA UR SATURADO (A) (B) (C) O conteúdo de umidade no interior do concreto exerce importante papel sobre a corrosão, quer seja por causa da água necessária para que ocorra a reação catódica de redução do oxigênio, ou por causa da influência na resistividade do concreto e na permeabilidade ao oxigênio. ANDRADE (1992) 9

10 FATORES ACELERANTES DA CORROSÃO (BERNHOEFT, 2008) Proporção de Cloretos FATORES ACELERANTES DA CORROSÃO Aumento Cl - < Resistividade (maior condutividade) > Corrosão (velocidade de corrosão) Quando ocorre a carbonatação de estruturas contaminadas por cloretos. Neste caso, pode ocorrer também o aumento de cloretos livres devido a instabilidade dos cloroaluminatos com a redução do ph Temperatura FATORES ACELERANTES DA CORROSÃO Aumento Temperatura > mobilidade das moléculas, favorecendo seu transporte através da microestrutura do concreto. DiminuiçãoTemperatura > condensações no concreto ocasionando um aumento da umidade do material 10

11 FATORES ACELERANTES DA CORROSÃO Formação da Macrocélula de Corrosão As macrocélulas de corrosão são as pilhas de corrosão formadas entre duas áreas distantes de, no máximo, alguns decímetros e de caráter distinto, onde uma é corroída e atua como ânodo e a outra mantém-se passiva e atua como cátodo. Quando essa situação ocorre, o efeito da ação das micropilhas se soma a ação da macropilha, aumentando a velocidade de corrosão. Área Anódica Área Catódica Área Anódica A disposição geométrica do ânodo e do cátodo, além da relação entre as áreas anôdicas e catódicas Também tem influência na velocidade de corrosão devido às macrocélulas VIDA ÚTIL GRAU DE DEGRADAÇÃO Nível Máximo Aceitável CO 2, Cl - INICIAÇÃO PROPAGAÇÃO TEMPO VIDA ÚTIL CORREÇÃO Representação Esquemática do Modelo de Vida Útil (Tuutti, 1982) 11

12 VIDA ÚTIL Período de Iniciação è o período que os agentes agressivos que provocam a corrosão das armaduras penetram e avançam até a armadura, e quando alcançam um teor crítico, provocam o rompimento de sua película protetora. Período de Propagação è o período que acontece a intensificação do processo de corrosão 12