UFSM Dissertação de Mestrado

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1 1 UFSM Dissertação de Mestrado EFEITOS DA ADIÇÃO DE CAL HIDRATADA EM CONCRETOS COM ALTOS TEORES DE ADIÇÃO MINERAL NA PENETRAÇÃO DE CLORETOS E NA SOLUÇÃO AQUOSA DOS POROS DO CONCRETO Márcia Dal Ri PPGEC Santa Maria, RS, Brasil 2002

2 2 EFEITOS DA ADIÇÃO DE CAL HIDRATADA EM CONCRETOS COM ALTOS TEORES DE ADIÇÃO MINERAL NA PENETRAÇÃO DE CLORETOS E NA SOLUÇÃO AQUOSA DOS POROS DO CONCRETO por Márcia Dal Ri Dissertação apresentada ao Curso de Mestrado do Programa de Pós- Graduação em Engenharia Civil, Área de Concentração em Materiais de Construção, da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS), como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre Em Engenharia Civil. PPGEC Santa Maria, RS Brasil 2002

3 3 Universidade Federal De Santa Maria Centro de Tecnologia Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil A Comissão Examinadora, abaixo assinada, aprova a Dissertação de Mestrado EFEITOS DA ADIÇÃO DE CAL HIDRATADA EM CONCRETOS COM ALTOS TEORES DE ADIÇÃO MINERAL NA PENETRAÇÃO DE CLORETOS E NA SOLUÇÃO AQUOSA DOS POROS DO CONCRETO elaborado por Márcia Dal Ri como requisito parcial para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil COMISSÃO EXAMINADORA: Prof. Dr. Antônio Luiz G. Gastaldini (orientador)- UFSM/RS Prof. Dr. Geraldo Cechella Isaia UFSM/RS Profa. Dra. Denise Dal Molin URGS/RS Santa Maria, 15 de agosto de 2002.

4 Agradeço, inicialmente a Deus, pois sem ele nada seria possível, agradeço também a todas as pessoas que de alguma forma, contribuíram para que este trabalho fosse concluído. E principalmente a minha família que em todos os momentos me deu apoio e compreensão. 4

5 5 RESUMO Dissertação de Mestrado Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil Universidade Federal de Santa Maria, RS, Brasil EFEITOS DA ADIÇÃO DE CAL HIDRATADA EM CONCRETOS COM ALTOS TEORES DE ADIÇÃO MINERAL NA PENETRAÇÃO DE CLORETOS E NA SOLUÇÃO AQUOSA DOS POROS DO CONCRETO Autora: Márcia Dal Ri Orientador: Prof. Dr. Antônio Luiz G. Gastaldini Santa Maria, 30 de junho de 2002 A principal forma de degradação das estruturas é a corrosão da armadura, seja devido à ação de íons cloreto ou à carbonatação. A substituição do cimento por grandes quantidades de adições minerais resulta em diminuição dos teores de hidróxido de cálcio na solução dos poros e num aumento da velocidade de carbonatação. Este trabalho teve por objetivo verificar o efeito da adição de cal hidratada, com o intuito de repor àquela consumida pelas reações pozolânicas, em misturas binárias e ternárias compostas com altos teores de adições minerais, cinza volante, cinza de casca de arroz e escória de alto forno, na penetração de cloretos e composição da solução aquosa dos poros do concreto Foram investigadas 11 misturas aglomerantes, sendo uma de referência, e as demais contendo cinza volante, cinza de casca de arroz e escória de alto forno. Os níveis de resistência foram definidos em função das relações água/aglomerante 0,35, 0,45 e 0,55, e tempo de cura, 28 e 91 dias. Posteriormente, foram construídas as curvas de Abrams que possibilitaram uma análise em dois níveis de resistência, 40 MPa e 55 MPa. Os ensaios realizados foram resistência à compressão axial, penetração de cloretos segundo a ASTM C 1202 e composição da solução aquosa dos poros. Da análise dos resultados obtidos, constatou-se redução na penetração total de cloretos para todas as misturas com adição, variando de acordo com o tipo e teor de substituição da adição, comparadas àquela de referência, tanto para igualdade de relação a/ag quanto para os mesmos níveis de resistência, 40 MPa e 55 MPa. Verificou-se redução na condutividade específica das misturas aglomerantes investigadas, em relação àquela de referência. Para todas as misturas investigadas, a adição de cal hidratada resultou num aumento nos valores de resistência à compressão, permeabilidade a cloreto e condutividade da solução aquosa dos poros.

6 6 SUMÁRIO RESUMO... viii ABSTRACT...ix LISTA DE TABELAS... x LISTA DE FIGURAS... xii LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS... xiv INTRODUÇÃO... 1 CAPÍTULO I CORROSÃO DAS ARMADURAS POR CLORETOS, MECANISMO DE PENETRAÇÃO Introdução Corrosão das armaduras por cloretos Mecanismo de penetração de íons cloretos CAPITULO II EFEITOS DAS ADIÇÕES MINERAIS NA DURABILIDADE DO CONCRETO FRENTE A CLORETOS Efeitos das adições minerais na estrutura da pasta Efeitos das adições minerais na composição da solução aquosa dos poros Efeito das adições minerais na relação Cl - /OH - e na retenção de cloretos... 29

7 7 CAPITULO III INVESTIGAÇÃO EXPERIMENTAL Introdução Metodologia da pesquisa Ensaios de caracterização dos materiais Cimento Pozolana Cal Hidratada Agregados Superplastificante Dosagem dos concretos Cura e preparação dos corpos de prova Sequência de ensaios Resistência à compressão Penetração de cloreto Relação iônica Cl - /OH Solução aquosa dos poros CAPITULO IV ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS Introdução Análise dos resultados de resistência à compressão Análise dos resultados de penetração de cloreto Análise da penetração média de cloretos Análise da penetração total de cloretos para resistência de 40 MPa, aos 91 dias Análise da penetração total de cloretos para resistência de 55 MPa, aos 91 dias Relação Cl - /OH Análise dos resultados da solução aquosa dos poros Integração dos resultados... 84

8 Resistência à compressão versus penetração de cloreto Penetração de cloreto versus cloretos retidos Penetração de cloretos versus solução aquosa dos poros...87 CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFIAS... 93

9 9 LISTA DE TABELAS TABELA 1.1 Teor limite de cloretos (Andrade, 1992 citado por Forte, 1995)...8 TABELA 3.1 Características físico/químicas do cimento...38 TABELA 3.2 Características físicas das pozolanas...38 TABELA 3.3 Dados granulométricos do cimento e pozolanas...39 TABELA 3.4 Composição química do cimento e pozolanas...39 TABELA 3.5 Denominação, teor de pozolana e cal para as diferentes misturas investigadas...41 TABELA 3.6 Características físicas dos agregados miúdo e graúdo...44 TABELA 3.7 Quantidade de material utilizado por m 3 de concreto...46 TABELA 3.8 Idades de ensaio e tamanho dos corpos de prova...48 TABELA 3.9 Condutividade equivalente de íons aquosos numa concentração infinita em 25 0 C...53 TABELA 4.1 Resistência à compressão e índice médio de resistência aos 28 e 91 dias...56 TABELA 4.2 Constantes de Abrams para os resultados de resistência à compressão aos 28 e 91 dias...59

10 10 TABELA 4.3 Relação água/aglomerante e consumo de cimento para igualdade de resistência de 40 MPa, aos 91 dias...61 TABELA 4.4 Relação água/aglomerante e consumo de cimento para igualdade de resistência de 55 MPa, aos 91 dias...61 TABELA 4.5 Penetração total e índice médio de penetração de cloretos...64 TABELA 4.6 Penetração de cloretos em concretos baseado nos resultados obtidos no teste da ASTM C TABELA 4.7 Constantes de Abrams para os resultados de penetração de cloretos aos 28 e 91 dias...67 TABELA 4.8 Penetração de cloretos total para igualdade de resistência de 40 MPa, aos 91 dias...72 TABELA 4.9 Penetração de cloretos total para igualdade de resistência de 55 MPa, aos 91 dias...75 TABELA 4.10 Alcalinidade, teor de cloreto retido e relação iônica Cl - /OH -, aos 91 dias...75 TABELA 4.11 Análise da solução aquosa dos poros, para relação a/ag 0,55, aos 91 dias TABELA 4.12 Na 2 O eq, condutividade e condutividade relativa para relação a/ag 0,55, aos 91 dias... 82

11 11 LISTA DE FIGURAS FIGURA 1.1 Corrosão do aço induzida por cloretos. (HANSSON, 1995, citado por HANSSON et al, 1998)...11 FIGURA 1.2 Taxa de corrosão do aço em função do tempo de vida útil da estrutura. (ANDRADE, 1992 citado por FORTES, 1995)...12 FIGURA 3.1 Difração de raio X da cinza de casca de arroz...42 FIGURA 4.1 Resistência à compressão versus relação água/aglomerante, aos 28 dias...58 FIGURA 4.2 Resistência à compressão versus relação água/aglomerante, aos 91 dias...59 FIGURA 4.3 Consumo de cimento para resistência à compressão de 40 MPa, aos 91 dias...62 FIGURA 4.4 Consumo de cimento para resistência à compressão de 55 MPa, aos 91 dias...62 FIGURA 4.5 Penetração de cloretos versus relação a/ag, aos 28 dias, para as diferentes misturas...65 FIGURA 4.6 Penetração de cloretos versus relação a/ag, aos 91 dias, para as diferentes misturas...65 FIGURA 4.7 Índice médio de penetração de cloretos, aos 28 e 91 dias...70

12 12 FIGURA 4.8 Penetração total de cloretos para igualdade de resistência de 40 MPa...73 FIGURA 4.9 Penetração total de cloretos para igualdade de resistência de 55 MPa...74 FIGURA 4.10 Teores de cloreto totais retidos no concreto...77 FIGURA 4.11 ph das misturas investigadas...81 FIGURA 4.12 Condutividade específica, em ohm -1, para relação a/ag 0,55, aos 91 dias...82 FIGURA 4.13 Condutividade específica, em %, para relação a/ag 0,55, aos 91 dias...83 FIGURA 4.14 Correlação entre penetração de cloretos e resistência à compressão em igualdade de relação a/ag, aos 91 dias...84 FIGURA 4.15 Penetração de cloretos em igualdade de resistência à compressão, aos 91 dias...85 FIGURA 4.16 Correlação entre penetração de cloretos, em Coulombs, e o teor de cloretos totais retidos, para as misturas sem adição de cal hidratada...86 FIGURA 4.17 Correlação entre condutividade específica e penetração de íons cloretos, aos 91 dias, sem adição de cal hidratada...87 FIGURA 4.18 Correlação entre condutividade específica e penetração de íons cloretos, aos 91 dias, com adição de cal hidratada...88

13 13 LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS a/ag - Relação água/aglomerante (cimento + pozolana), em massa a/c - Relação água/cimento, em massa ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas ARI Cimento Portland de alta resistência inicial BaCl 2 Sulfato de bário BaSO 4 Cloreto de bário C 3 A Aluminato tricálcico C 3 S Silicato tricálcico C/S Relação cálcio/sílica Ca 2+ - Íons cálcio CA Cinza de casca de arroz CaO Óxido de cálcio CaSO 4 Sulfato de cálcio CCA Cinza de casca de arroz CH Hidróxido de cálcio Cl Íons cloreto Cl - - Íons cloreto Cl - /OH - - Relação iônica entre cloretos e hidroxilas CO 2 Anidrido carbônico ou dióxido de carbono CP Cimento portland C-S-H Silicatos de cálcio hidratados Cu Penetração unitária de cloretos

14 14 CV Cinza volante D10 Diâmetro (µm) abaixo do qual encontram-se 10% das partículas D50 Diâmetro (µm) abaixo do qual encontram-se 50% das partículas D90 Diâmetro (µm) abaixo do qual encontram-se 90% das partículas fc Resistência à compressão, em MPa Fe 2+ Íons ferro H Moléculas de água (H 2 O) HCl Ácido clorídrico IC Índice de penetração média de cloretos ICu Índice de penetração unitária de cloreos K + - Íons potássio Na + - Íons sódio NaCl Cloreto de sódio Na 2 O Óxido de sódio Na 2 O eq Equivalente alcalino em sódio NaOH Hidróxido de sódio O 2 Oxigênio OH - - Íons hidroxila ou hidroxila ph Potencial de hidrogênio ou hidrogeniônico REF Concreto de referência, sem adição mineral SiO 2 Dióxido de silício SO Óxido de enxofre UR Umidade relativa do ar φ - Diâmetro

15 15 CAPÍTULO I COROSÃO DAS ARMADURAS POR CLORETOS, MECANISMO DE PENETRAÇÃO 1.1 INTRODUÇÃO O concreto é um material caracterizado por apresentar bom comportamento quando submetido a esforços de compressão. Entretanto, é baixa sua resistência à tração, sendo, por isso, associado ao aço, constituindo o concreto armado. O concreto e o aço são materiais de construção compatíveis, não apresentando problemas quanto à dilatação térmica e são largamente utilizados na construção civil. As armaduras de aço, estando em contato com o ar atmosférico e a umidade, voltam ao seu estado original, sofrendo corrosão metálica, que é a transformação de materiais metálicos, pela ação química ou eletroquímica do meio-ambiente. (AMPADU et al, 1999). O concreto protege a armadura sob dois aspectos: o físico e o químico. Quanto à primeira proteção é devida à barreira física proporcionada pelo cobrimento sobre a armadura, cuja eficiência depende da qualidade e espessura do cobrimento de concreto; a proteção química resulta do elevado ph existente na solução aquosa dos poros do concreto, permitindo, assim, a formação de uma fina película protetora, conhecida como camada de passivação.

16 16 A destruição da camada passivadora pode ser devido à ação do dióxido de carbono (CO 2 ) ou íons cloreto (Cl - ), sendo que a presença simultânea de oxigênio e umidade, resulta no processo de corrosão da armadura. 1.2 CORROSÃO DA ARMADURA POR CLORETOS A vida útil de projeto entende-se pelo período de tempo no qual se mantém as características das estruturas de concreto, sem exigir medidas extras de manutenção e reparo, isto é, após esse período que começa a efetiva deterioração da estrutura. A vida útil pode ser modificada pela ação de agentes agressivos, principalmente os íons cloretos, que provém tanto do meio externo, como podem estar presentes no seio do concreto, oriundos da água de amassamento, agregados ou de aditivos a base de cloretos. Outro agente agressivo é o CO 2, responsável pela carbonatação do concreto, que causa uma diminuição da alcalinidade do concreto. Conforme WEE et al (2000), a resistência à compressão e relação a/ag são convencionalmente empregadas para descrever a qualidade do concreto. Atualmente são feitas identificações e avaliações independentes das propriedades que devem ser consideradas em estruturas expostas a ambientes marinhos. Permeabilidade a cloretos do concreto é uma propriedade intrínseca que precisa para ser avaliado, especialmente em construções de estruturas que podem estar expostas a meio-ambiente marinho. A corrosão, que é induzida

17 17 por cloretos, em concreto armado, é a maior causa de deterioração prematura e degradação de estruturas de concreto. Segundo AL-MOUDI & MASLEHUDDIN (1993), o concreto protege a armadura fisicamente graças a impermeabilidade da estrutura, com o retardo de ingresso de agentes agressivos para o interior da estrutura. A proteção química é proveniente do elevado ph na solução aquosa dos poros, que forma um tênue filme de proteção, conhecido como camada de passivação. Sua integridade e qualidade de proteção depende da alcalinidade (ph). Bem hidratado o cimento Portland contém de 15 a 30 % de hidróxido de cálcio e outros álcalis, usualmente encontrados na solução dos poros, cujo ph está entre 13 e 13,5. Os poros do concreto de pequenas dimensões são ocupados pela fase aquosa do concreto, contendo componentes iônicos, como OH -, Na +, Ca 2+,K + e SO 2-4. De acordo com NEVILLE (1997), a camada de passivação na superfície do aço se forma logo após o início da hidratação do cimento, consiste de γ- Fe 2 O 3, firmemente aderente ao aço. Enquanto esta película de óxido estiver presente, o aço permanece intacto. AL MOUDI E MASLEHUDDIN (1993) afirmam que a corrosão das armaduras é devido, principalmente aos íons cloretos, e que as condições agressivas do meio-ambiente, caracterizadas por elevadas temperaturas, variação de umidade e presença de íons agressivos como sais de cloreto e sulfato, são entendidos como principais fatores contribuintes na deterioração da estrutura de concreto. Entretanto, a relação entre corrosão e concentração de cloretos no aço ainda não possui aceitação universal, AL MOUDI E MASLEHUDDIN (1993), JENSEN et al (1999).

18 18 A tabela 1.1 apresenta o teor limite de cloretos proposto pelas diversas normas. Segundo FORTES (1995), um valor médio aceito para o teor de cloreto é de 0,4% em relação à massa de cimento ou 0,05% a 0,1% em relação à massa do concreto. De acordo com a Norma Brasileira, NBR-6118, o máximo teor de cloretos é de 500mg/l, em relação à água de amassamento do concreto. Na América do Norte, segundo NEVILLE (1997), o teor de íons cloreto no concreto armado é fixado em 0,15% da massa de cimento. TABELA 1.1- Teor limite de cloretos (ANDRADE, 1992 citado por FORTES, 1995). Norma EH 88 0,40 pr EN 206 0,40 Teor Limite de Cl para concreto armado (% em relação a Massa de Cimento) BS 8110/85 0,20 0,40* ACI 318/83 0,15 0,30 1,00** * O limite varia em função do tipo de cimento ** O limite varia em função da agressividade ambiental HANSSON et al (1998) cita que os cloretos contidos na solução dos poros não podem ser usados sozinhos para medir a taxa de corrosão. Assim, enquanto um teor de Cl - mínimo contido pode ser necessário para iniciar o

19 19 processo corrosivo, a taxa subsequente de corrosão é controlada por outros fatores, como resistividade, porosidade, ph, e disponibilidade de oxigênio. Parte dos cloretos combinam-se com o aluminato tricálcico (C 3 A) e formam principalmente o cloroaluminato de cálcio, conhecido por sal de Friedel (C 3 A.CaCl 2.10H 2 O). Este sal se incorpora à fase sólida do cimento hidratado. Outra parte é fisicamente retida por adsorção à superfície dos poros de gel. Finalmente uma terceira parte fica dissolvida na fase aquosa dos poros, formando os cloretos livres, que penetram através do concreto, até alcançar a armadura, podendo desencadear o processo corrosivo (FORTES, 1995). A concentração de íons cloreto depende da concentração de outros íons presentes. Para um dado teor de íons cloreto, quanto maior a concentração de hidroxila (OH - ), maior a quantidade de cloretos livres. Por esse motivo, considera-se que a relação Cl - /OH - influencia na evolução da corrosão, (NEVILLE,1997). Para THOMAS (1996), o risco de corrosão do aço aumenta com o aumento da relação Cl - /OH - presente na solução dos poros, sendo a relação crítica proposta de 0,61. O mecanismo de corrosão do aço, no concreto, só se desenvolve em presença de água, ou ambiente com umidade relativa elevada (U.R. > 60%). A corrosão só ocorre quando atendidas as seguintes condições básicas: existência de um eletrólito, deve existir uma diferença de potencial de eletrodo e presença de oxigênio.assim, não há corrosão em concreto seco, nem tampouco em concreto totalmente saturado, devido não haver suficiente acesso de oxigênio. Para FORTES (1995), a corrosão é um processo desenvolvido de modo espontâneo como o de qualquer pilha eletroquímica onde existam um ânodo,

20 20 um cátodo, um eletrólito e a presença de um condutor elétrico. A ausência de um desses elementos impedirá o início da corrosão ou cessará o processo, caso já esteja em andamento. Segundo NEVILLE (1997), a corrosão pode ser descrita como segue. Quando existe uma diferença de potencial elétrico entre dois pontos do aço no concreto, forma-se uma célula eletroquímica: com uma região anódica e uma região catódica ligadas pelo eletrólito na forma de água dos poros da pasta endurecida. Os íons Fe ++, com carga elétrica positiva no ânodo passam para a solução, enquanto os elétrons livres,e -, com carga elétrica negativa, passam pelo aço para o cátodo, onde são absorvidos pelos constituintes do eletrólito e combinam com a água e oxigênio formando os íons de hidroxila, OH -. Estes íons se deslocam pelo eletrólito e combinam com os íons ferrosos formando hidróxido ferroso, que por outra oxidação se transformam em hidróxido férrico (ferrugem). As reações são as seguintes: Reações anódicas: Fe Fe e - Fe (OH) - Fe(OH) 2 (hidróxido ferroso) 4Fe(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 4 Fe (OH) 3 (hidróxido férrico) Reações catódicas: 4 e - + O H 2 O 4(OH - ) A Figura 1.1 representa esquematicamente a corrosão do aço induzida por cloretos

21 21 Processo catódico redução do oxigênio 2e - + H 2 O + ½ O 2 2 (OH) - Difusão de O 2 através do concreto Processo anódico de dissolução do Água dos poros- eletrólito FIGURA Corrosão do aço induzida por cloretos (HANSSON,1995, citado por HANSSON et al,1998 ) O modelo de vida útil de estruturas de concreto armado proposto por TUUTTI (1982), consiste em duas fases, conforme mostra a Figura 1.2. A primeira fase corresponde ao tempo que os cloretos levam para penetrar no concreto em quantidade suficiente para despassivar a armadura. Este período depende da taxa de difusão dos íons cloreto, da diminuição dos cloretos ligados e a taxa de ingresso de íons cloreto. A segunda fase é o período de corrosão ativa e corresponde ao período de tempo em que os produtos da corrosão causam expansão e lascamento no concreto. A duração desse período é determinada pela taxa de corrosão e da capacidade do concreto em resistir as

22 22 forças internas causadas pelos produtos da corrosão. A taxa de corrosão depende da taxa de ingresso de oxigênio, da resistividade elétrica do concreto, das condições do meio ambiente. Grau de Corrosão Grau máximo aceitável de corrosão O 2,Temp., UR CO 2, Cl - Tempo Iniciação vida útil tempo antes de reparar Propagação FIGURA 1.2- Taxa de corrosão do aço em função do tempo de vida útil da estrutura (ANDRADE, 1992, citado por FORTES, 1995) Para GENTIL (1987), a oxidação do aço ou ferrugem é acompanhada de um aumento de volume, que inicialmente gera microfissuras ou aumenta o número de microfissuras preexistentes presentes no recobrimento de concreto devido à cura inadequada. Estas microfissuras iniciais tornam a penetração de agente agressivo mais fácil, de tal forma a favorecer a corrosão do aço e finalmente leva ao lascamento do recobrimento de concreto.

23 23 AL-AMOUUDI & MASLEHUDDIN (1993) citam que os íons cloreto ativam a superfície do aço, formando o ânodo, sendo o cátodo a superfície passivada. As reações são as seguintes: Fe Cl - FeCl 2 FeCl H 2 O Fe(OH) HCl HANSSON et al (1998) afirmam que a composição da solução aquosa dos poros em contato com a armadura é o principal responsável pela corrosão. Juntamente com a estrutura da pasta, estando relacionadas aos seguintes fatores: a) o Cl - contido e o ph da solução aquosa dos poros, controlam a agressividade química do ambiente do aço; b) a porosidade e distribuição do tamanho dos poros da pasta de cimento determinam a disponibilidade do meio corrosivo e c) a resistividade da pasta de cimento que determina a magnitude da corrosão fluindo de áreas anódicas, onde a corrosão está acontecendo, para as que permanecem passivas, áreas catódicas. DELAGRAVE (1996) relatou que o nível de ph da solução aquosa dos poros é o mais importante fator no controle da durabilidade das pastas de cimento sujeitas a ataques químicos. Este pode alterar a microestrutura e modificar a composição química das pastas. A porosidade total e a profundidade de descalcificação aumentam com a diminuição do nível de ph. 1.3 MECANISMO DE PENETRAÇÃO DE ÍONS CLORETO

24 24 Os íons cloreto podem estar presentes no concreto tendo sido incorporados a mistura através de agregados contaminados, por água do mar ou água salobra, ou por aditivos a base de cloretos. Contudo o problema do ataque por cloretos geralmente surge quando os íons se originam do meio. Isso pode ser causado por sais descongelantes, pela água do mar em contato com o concreto, ou depositado sobre sua superfície na forma de gotículas, NEVILLE(1997). SANSON et al (2000) afirmam que o concreto é um material poroso, tendo um esqueleto rígido (sólido) e a fase liquida (aquosa). A fase liquida possui uma elevada carga iônica contida na solução aquosa dos poros, devido à presença de íons. No estágio inicial da hidratação, pode-se considerar que a fase liquida esteja no estado metaestável do equilíbrio termodinâmico com a fase sólida. Durante a vida útil da estrutura de concreto, a composição química da fase aquosa dos poros pode ser modificada, devido à penetração de íons externos e/ ou a ativação de íons já presentes na solução dos poros. Segundo TANG (1999), em geral, os íons cloreto estão presentes no concreto sob duas formas: cloretos livres e cloretos ligados. Os cloretos totais contidos no concreto são a soma dos cloretos livres e cloretos ligados, sendo que os cloretos livres contidos na solução possuem mobilidade e podem contribuir na concentração e na condutividade. Para PAPADAKIS (2000), existe uma boa correlação entre o teor C 3 A contido e a capacidade ligante de cloretos. Ele determina que a capacidade de ligar cloretos é fator determinante na resistência ao ingresso de cloretos. Os íons cloretos podem ser transportados no concreto através dos seguintes mecanismos: absorção capilar, difusão, permeabilidade ou migração

25 25 de íons por ação de um campo elétrico. A cada um dos mecanismos e ações corresponde uma dimensão e distribuição ideal dos poros nos quais a penetração é maior. Os principais mecanismos de transporte de ions cloreto são a difusão e a migração. A difusão é o movimento de substâncias de zona de elevado gradiente de concentração para a zona de baixa concentração, enquanto migração é o carregamento de substâncias sobre a ação de um campo elétrico, TANG (1999). De acordo com DELAGRAVE (1996), os íons cloreto normalmente penetram no concreto por capilaridade ou difusão. Eles migram para o aço, destruindo a camada passivadora e podendo desencadear o processo corrosivo, podendo interagir com alguns hidratos da pasta de cimento. A lixiviação do cálcio tende a aumentar a porosidade, aumentando a difusão dos íons cloreto. O processo de difusão não depende somente da diferença de concentração entre a solução dos poros e a solução externa, mas também da microestrutura da pasta. O ingresso de íons cloreto diminui quando a porosidade é reduzida ou a tortuosidade do sistema de poros é aumentada. Assim, a composição e estrutura da pasta ou argamassa apresentam forte influência no ingresso de cloretos, JENSEN et al (1999). LI & ROY (2000) confirmam que a porosidade, diâmetro médio dos poros, e distribuição do tamanho dos poros nos materiais cimentícios são muito importantes para as características da microestrutura; influenciando uma série de propriedades dos materiais, como resistência à compressão, durabilidade e resistividade à difusão de íons. Essas propriedades são

26 26 essencialmente afetados pela finura, relação a/ag, composição química e reatividade das adições minerais. Para WEE et al (2000), o mecanismo de transporte dos íons cloretos é melhor entendido como um processo de migração iônica (eletrolítico). Durante a condução eletrolítica, a condutividade do fluido dos poros é o maior responsável pelo processo condutivo, sendo governado pela concentração dos vários íons dissolvidos nele. Os principais íons que participam do processo condutivo são Na +,K +,Ca 2+ e OH -. Deste modo, além dos íons cloretos presentes no meio, os íons presentes na solução dos poros participam do processo iônico de migração. A condutividade do Na + (50,11Ω -1 m 2 mol -1 ) e K + (73,52Ω -1 m 2 mol -1 ), na fase aquosa, são menores se comparados à condutividade dos íons cloreto (76,34 Ω -1 m 2 mol -1 ). O papel dos íons Ca + (59,50 Ω -1 m 2 mol -1 ) durante o processo de migração acredita-se ser desprezível devido a sua baixa concentração na solução dos poros. Os íons OH - (198,30 Ω -1 m 2 mol -1 ) possuem alta condutividade se comparado aos outros íons. Para Prince & Gagné (2001), a variação na concentração de OH - altera a condutividade e o ph na solução, sendo que o aumento na concentração de OH - aumenta a intensidade de corrente. HANSSON et al (1998) confirmam que o aumento na concentração iônica da solução dos poros aumenta a condutividade, diminuindo assim a resistividade elétrica do concreto. Segundo AMPADU et al (1999), a resistividade do concreto aumenta com o tempo de cura e com a diminuição da relação a/ag. DELAGRAVE (1996) afirma que a relação a/ag não causa efeito no processo de deterioração por ataque químico, mas influencia na cinética deste

27 27 processo. A redução da relação a/ag diminui a porosidade e causa um refinamento dos poros. Segundo NYAME (1985) apud KEARSLEY & WAINWRIGHT (2001), a adição de agregados a pasta, possuem duas influências sobre a permeabilidade: o volume de obstrução pode reduzir a permeabilidade, pois o agregado possui menor permeabilidade que a pasta; mas os efeitos da interface pasta agregado, por exemplo microfissuras, podem aumentar a permeabilidade. DELAGRAVE (1996) confirma que a presença de agregados tende a modificar a microestrutura da pasta de cimento na interface. A elevada porosidade e o aumento de portlandita contido na zona de transição, facilita o ingresso de agentes agressivos externos e aumenta a lixiviação do cálcio. Para NEVILLE (1995) apud KEARSLEY & WAINWRIGHT (2001), a permeabilidade do concreto dá indícios da facilidade com que os fluidos, gases e vapores penetram e se movem através deste e, por esta razão, é um bom indicativo da qualidade do mesmo. Segundo KEARSLEY & WAINWRIGHT (2001), se a porosidade é alta e os poros estão interconectados a permeabilidade também será alta, mas se os poros forem descontínuos a permeabilidade do concreto será baixa, apesar da porosidade ser alta. HANSON et al (1998) relatam que os fatores que podem afetar a corrosão induzida por cloretos são: a) a taxa de ingresso de cloretos do meioambiente; b) a concentração de cloretos que o aço pode tolerar, antes que ocorra a despassivação da armadura; c) resistividade elétrica do concreto e d) a composição química do eletrólito (solução aquosa dos poros).

28 28 CAPITULO II EFEITOS DAS ADIÇÕES MINERAIS NA DURABILIDADE DO CONCRETO FRENTE A CLORETOS. 2.1 Introdução A durabilidade do concreto é definida, de acordo com o Comitê 201 do ACI (American Concrete Institute), como a sua capacidade de resistir à ação de intempéries, ataques químicos, abrasão ou qualquer outro processo de deterioração. Pode ser definida também como a capacidade que a estrutura possui de manter suas características estruturais e funcionais originais, pelo tempo de vida útil esperado, nas condições de exposição para qual foi projetada. Uma forma de agregar ganhos econômicos e ecológicos é introduzir na composição do concreto uma ou mais adições minerais. As principais adições minerais utilizadas são a cinza volante, resíduo da queima do carvão, visto que entre 30% a 50% da massa de carvão produzido volta a cava sob forma de cinza; escória de alto forno, subproduto da fabricação do ferro gusa, representando 50% do produto final; e cinza de casca de arroz, representando 20% da produção de arroz. Estes resíduos possuem atividade hidráulica (escória) e/ou pozolânica (cinza volante e cinza de casca de arroz) por serem de origem silico-aluminosa e mineralógicamente amorfos, reagindo com a água e cal, podendo assim ser incorporados ao cimento.

29 29 Segundo NEVILLE (1997), a pozolana é definida como um material silicoso ou sílico-aluminoso, que em si mesmo possui pouca ou nenhuma propriedade cimentante, mas numa forma finamente moída e na presença de umidade, reage quimicamente com hidróxido de cálcio, a temperatura ambiente, para formar compostos cimentantes. A utilização de pozolanas traz benefícios para diversas propriedades do concreto. Por se tratar de um material extremamente fino, sua adição proporciona um efeito físico através do tamponamento dos poros, diminuindo o volume de vazios, e um efeito químico, pela produção de C-S-H, através das reações pozolânicas. Contribui assim para uma menor porosidade, o que permite ganhos de resistência mecânica e proporciona um concreto com baixa permeabilidade, garantindo uma proteção à estrutura frente a agentes agressivos, que promovem a deterioração do concreto, ALVES (2000). Para MASLEHUDDIN et al (1990), existe uma crescente tendência, no mundo inteiro, pelo uso de adições minerais, principalmente, cinza volante, escória de alto forno e cinza de casca de arroz. Esses materiais foram inicialmente usados com o objetivo de preservação do meio-ambiente e diminuição do consumo de energia, mas tiveram evidência quando usados, pois promoveram durabilidade ao concreto. ROY (1986) apud MASLEHUDDIN et al (1990) relatam que a baixa capacidade de difusão de íons cloreto em concretos com a adição de pozolanas pode ser devido à baixa concentração de íons hidroxila na solução dos poros. A difusão de íons cloreto no concreto é fortemente influenciada pelo tipo de cimento e, tipo e proporção de pozolanas utilizadas. MASLEHUDDIN et al (1990) observaram, em misturas com 20% de cinza volante e 60% de escória

30 30 de alto forno, menor penetração de cloretos e creditaram esse fato à diminuição da penetração devido ao refinamento dos poros. MANGAT & MOLLOY (1991), ao substituírem o cimento por 15%, 20% e 25% de cinza volante e 20%, 40% e 60% de escória de alto forno, verificaram que o uso dessas adições minerais no concreto influenciam na taxa de corrosão, modificando a concentração de Cl - e a alcalinidade, ou seja, a concentração de OH - na solução dos poros. A taxa de corrosão foi significativamente reduzida para o teor de substituição de 60% de escória de alto forno. Observaram também que a resistividade do concreto aumenta com o aumento no teor de substituição das adições minerais. WEE et al (2000) realizaram ensaios com várias proporções e finuras de escória de alto forno e concluíram que a carga passante em concretos com esta adição diminui exponencialmente devido ao aumento da resistividade elétrica da mistura. A carga passante é controlada pela microestrutura e condutividade do fluido dos poros (especialmente íons OH - ). Para adições de até 70% de escória de alto forno a resistividade elétrica aumenta, ou seja, diminui a permeabilidade a cloretos. Essa diminuição pode ser atribuída à densificação da microestrutura e diminuição da condutividade do fluido dos poros. Investigando misturas com teor de substituição de 20% e 40% de cinza volante, AMPADU et al (1999) verificaram significativa redução no coeficiente de difusão de íons cloreto, principalmente com elevadas idades. Obtiveram melhor resultado para um teor de substituição de 40%. BABU & RAO (1995) citam que a cinza volante demonstra pouca eficiência para pequenas idades, pois age somente como agregado fino (efeito filer), entretanto, para maiores idades aumentam sua eficiência devido às reações pozolânicas. Para eles a eficiência da cinza volante depende de suas

31 31 características, físicas como forma, tamanho e distribuição das partículas, e químicas como composição química e mineralógica. ZHANG & MALHOTRA (1995) determinaram a penetração de cloretos aos 28 e 91 dias, em concretos compostos com 10% de cinza de casca de arroz, com relação a/ag 0,40. Aos 28 dias, observaram que o concreto de referência apresentou carga passante de 2175 C, enquanto que a mistura contendo cinza de casca de arroz apresentou 875 C. Aos 91 dias o concreto com cinza de casca de arroz apresentou carga passante de 360 C, inferior ao concreto de referência, 1975 C. Concluíram, portanto, que a cinza de casca de arroz apresenta excelente resistência à penetração de íons cloreto, com carga passante em Coulomb menor que 1000, tanto aos 28 como aos 91 dias. 2.2 Efeitos das adições minerais na estrutura da pasta A estrutura dos poros, ou seja, a porosidade total, forma e distribuição de tamanho dos poros, são uma importante característica microestrutural, uma vez que influencia nas propriedades mecânicas, durabilidade e resistividade iônica. A diminuição da taxa de corrosão, em concretos com adição de pozolanas, é atribuída à diminuição da permeabilidade, que retarda o ingresso de agentes agressivos. A adição de pozolanas resulta na transformação de grandes poros em poros menores, causando um refinamento dos poros. Esse refinamento ocorre devido às reações pozolânicas, ou seja, a reação do

32 32 hidróxido de cálcio (Ca(OH) 2 ) e a sílica amorfa, resultando em silicato de cálcio hidratado suplementar (C-S-H), de menor relação Ca/Si. Essa fase C-S- H apresenta menor densidade que a primária, formada na hidratação do cimento, WEE et al (2000). As reações estão representadas a seguir: C 3 S + H C-S-H (primário) + CH Pozolana + CH + H C-S-H De acordo com METHA (1986) apud MASLEHUDDIN et al (1990), a ação das partículas de pozolanas aumenta a densidade da zona de transição por diversos mecanismos. Primeiro, a inclusão de finas partículas na mistura do concreto reduzem a porosidade. Segundo, as finas partículas servem de núcleos para a cristalização do hidróxido de cálcio, que ao invés de formar grandes cristais, formam numerosos pequenos cristais com orientação randômica. Terceiro, a reação química lenta que envolve a transformação de hidróxido de cálcio em silicato de cálcio hidratado. LI & ROY (1986),afirmam que a estrutura dos poros do concreto é essencialmente afetado pela finura, relação água/aglomerante, composição química e reatividade da pozolana. Com o aumento de substituição de cinza volante, a permeabilidade a cloretos é diminuída. WEE et al (2000) observaram que o volume de poros capilares diminuíram, devido à redução dos teores de Ca (OH) 2 decorrente das reações pozolânicas. Como resultado a microestrutura do concerto se torna mais densa, tortuosa e descontínua se comparada a mistura somente com cimento. O efeito filer das partículas ultra-finas preenche os vazios da pasta e também a zona de transição pasta agregado, tornando a microestrutura mais densa.

33 33 JENSEN et al (1999) verificaram que a adição de pozolana gera uma redução na porosidade, e aumento na tortuosidade do sistema de poros, reduzindo a conectividade dos poros capilares, diminuindo com isso o coeficiente de difusão. Para KAWAMURA & TORRI (1989) apud AMPADU et al (1999), a adição de cinza volante no concreto torna a microestrutura mais densa, e consequentemente, promove uma maior proteção física às barras de aço do concreto. AMPADU et al (1999) obtiveram uma correlação entre a resistividade elétrica e o volume total de poros. Contudo o coeficiente de correlação diminui com o aumento da adição de cinza volante, sendo a resistividade elétrica inversamente proporcional ao volume total de poros. ROY (1989) verificou que elevadas substituições de cimento por escória de alto forno, além de influenciar nas propriedades do concreto fresco, promovem alterações importantes para a microestrutura da pasta, como a diminuição do tamanho e distribuição dos poros, diminuindo assim a permeabilidade e aumentando a durabilidade. Para PLANT & BILODEAU (1989), a incorporação de adições (cinza volante e escória) diminui a porosidade do sistema, resultando em redução da permeabilidade a íons cloreto. Concretos com adição de cinza volante (25%) e escória de alto forno(50%) são menos permeáveis a cloretos, se comparados com o concreto de referência, (28 dias). PANDEY & SHARMA (2000) observaram que aos 91 dias de idade, os concretos contendo escória de alto forno e cinza volante apresentaram menor volume total de poros. Esse refinamento deve-se às reações pozolânicas e acarretam um aumento da resistência à compressão.

34 34 De acordo com BACKER (1983) apud MASLEHUDDIN et al (1990), os concretos compostos com escória de alto forno apresentam menor penetração de cloretos do que os compostos com cinza volante. Isto porque a escória possui propriedades pozolânicas e hidráulicas, enquanto a cinza volante possui somente propriedades pozolânicas. HEIKAL et al (2000) verificaram que a adição de cal hidratada diminui a porosidade total, com a formação de uma estrutura mais densa, e acelera a taxa de hidratação do cimento. O efeito da adição de cal é de ordem física e química. Física, pois a finura do material funciona como filer, e química porque as reações com a fase aluminato produzem carboaluminato. As pozolanas reagem com a cal adicionada, formando C-S-H adicional, aumentando a resistência à compressão Efeitos das adições minerais na composição da solução aquosa dos poros Para HUSSAIN et al (1996), em concretos normais livres de carbonatação e contaminação por cloretos, o aço permanece passivado devido à elevada alcalinidade da solução aquosa dos poros. Contudo, a passivação do aço é rompida quando há uma quantidade suficiente de cloretos na solução dos poros. A passivação depende também da concentração de OH - na solução dos poros.

35 35 WEE et al (2000) verificaram que a permeabilidade a cloretos do concreto depende basicamente de suas características microestruturais e da condutividade da solução aquosa dos poros. A concentração de OH - na solução dos poros depende do cimento contido na mistura e da alcalinidade, que depende do tipo e proporção da mistura utilizada no concreto. A influência do ph da solução aquosa dos poros na carga passante é governada pelo regime de cura e pelos íons OH - liberados das reações pozolânicas. PRINCE et al (1999), investigando os mecanismos que envolvem a penetração de cloretos no concreto, verificaram que a composição da solução aquosa dos poros tem grande influência. Os íons OH - contidos modificam notavelmente a intensidade da corrente, pois a mobilidade destes íons é aproximadamente duas vezes maior do que dos íons Cl -. Dois concretos com mesma relação a/ag podem ter diferentes medidas de intensidade de corrente, se suas composições forem diferentes. Para Prince & gagnéb (2001), a variação na concentração de OH - altera a condutividade e o ph da solução aquosa dos poros. O aumento na concentração de OH - gera um aumento na intensidade de corrente medida, e aceleram o processo de migração dos íons. Eles verificaram que não são somente os íons Na +, Cl - e OH - que participam do mecanismo de difusão, outros íons, principalmente Ca ++ e SO + 4, também participam do transporte de carga através do concreto. MEDHAT et al (2000) concluíram que ao se substituir parte do cimento por cinza volante, a concentração de álcalis (Na + e K + ) e íons hidroxila (OH - ) na solução dos poros diminui significativamente. A magnitude desta redução depende de inúmeros fatores, incluindo a natureza da cinza volante, nível de substituição e idade.

36 36 HEIKAL et al (2000), ao adicionarem cal hidratada ao concreto com cimento pozolânico, verificaram que o aumento na adição de cal hidratada gera um aumento no teor de cal livre (Ca 2+ ), ocasionando um aumento na condutividade. CERVO (2001), ao realizar ensaios em concretos com a adição de 25% e 50% de cinza volante e cinza de casca de arroz, 8% de sílica ativa, concluiu que essas adições reduzem a quantidade de Ca 2+, Na +,K +, SO + 4 e OH - na solução dos poros se comparados à mistura de referência, porém sem diminuir o ph para valores menores que 12,8. Para cinza volante o aumento no teor de substituição de 25% para 50%, resultou numa diminuição dos valores de Na 2+, K + e OH -. Nos concretos contendo cinza de casca de arroz, o aumento no teor de substituição apresentou um notável decréscimo na concentração de Na 2+ e K +. Observou, também, que todas as misturas com adições minerais apresentaram menores valores de condutividade se relacionado à mistura de referência. Atribuiu este fato à diminuição no teor de álcalis na solução dos poros e às modificações na estrutura de poros das misturas aglomerantes, que tornam a estrutura mais densa, diminuindo assim a condutividade. Com o aumento no teor de substituição a condutividade também foi diminuída, devido ao maior consumo de CH, formando C-S-H adicional de menor relação C/S que fixam os álcalis, resultando numa menor quantidade desses íons livres na solução aquosa dos poros do concreto.

37 Efeitos das adições minerais na relação Cl - /OH - e na retenção de cloretos Para HUSSAIN et al (1996) a relação Cl - /OH - depende da alcalinidade da solução dos poros, sendo que essa relação diminui com o aumento da alcalinidade da solução dos poros. MANGAT & MOLLOY (1991) concluíram que a concentração de cloretos (Cl - /OH - ) na solução dos poros é o mais seguro indicativo de corrosão, especialmente quando compara concretos com diferentes tipos e quantidades de adições minerais. AMPADU et al (1999) concluiram que ao adicionar cinza volante ao concreto, uma parte dos cloretos irá se ligar a sua fase aluminato, formando sais de Friedel, e a concentração de cloretos livres na solução aquosa dos poros será diminuída, diminuindo a difusividade. Se comparado ao concreto de referência o aumento na adição de cinza volante aumenta a quantidade de sais de Friedel e diminui o Ca(OH) 2 contido, pois este é consumido pelas reações pozolânicas, gerando a diminuição do ph da solução aquosa dos poros, e consequentemente diminuição da relação Cl - / OH -. DHIR et al (1997) concluíram que a cinza volante possui elevada capacidade de reter cloretos, imobilizando os íons, promovendo uma elevada resistência ao ingresso destes. Isso pode ser atribuído à elevada proporção de alumina, e possível natureza amorfa dessa alumina, induzindo um aumento de formação de sais de Friedel. Ensaios realizados com teores de cinza volante de

38 38 0, 17, 33, 50 e 67 % mostraram que a capacidade de reter cloretos aumenta 4 vezes em relação ao concreto de referência, com o aumento de até 50% de substituição. Acima desse nível a capacidade de reter cloretos diminui, devido à instabilidade dos sais de Friedel ao baixo ph da solução dos poros. Para THOMAS (1996), os sais de Friedel permanecem estáveis em soluções básicas (ph>12), mas se tornam instáveis para menores valores de ph, geralmente ocasionados pela carbonatação. HUSSAIN et al (1996) concluíram que o tempo para o início da corrosão do aço, em concretos expostos a ambientes agressivos, depende do C 3 A contido na pasta. O tempo para o início da corrosão aumenta com o aumento do C 3 A contido, pois há uma maior retenção de cloretos e conseqüentemente menos cloretos livres. Para WEE et al (2000), os sais de Friedel, produtos da reação dos íons cloreto com a fase aluminato do cimento e adições, tendem a se depositar nos grandes poros (>60 ηm), causando uma diminuição no tamanho dos poros, tornando-os descontínuos e tortuosos, consequentemente restringindo a penetração de cloretos através do concreto. Observaram também diminuição do ph da solução dos poros em concretos com elevados teores de escória de alto forno. A capacidade de reter cloretos é influenciada, entre outros fatores, pelos álcalis contidos que possuem efeito inibidor. Esse fator é obscurecido pela forte elevação na concentração de íons OH - na solução dos poros, causando a diminuição da relação Cl - /OH -, reduzindo o risco da corrosão. A capacidade de retenção de cloretos diminui com o aumento dos sulfatos contidos, pois ocorre uma competição entre os sulfatos e os cloretos para reagirem com o C 3 A, CSIZMANDIA (2001).

39 39 PAPADAKIS (2000) determinou a penetração de cloretos no concreto utilizando10%, 20% e 30% de cinza volante, com relação a/ag 0,50. Observou que todas as misturas utilizando substituição parcial de cimento por adições minerais apresentaram menor carga passante, e que a carga passante através das amostras foi inversamente proporcional ao teor de adição mineral. Observou, também, que as adições minerais aumentam a capacidade de retenção de cloretos, podendo ser atribuído à elevada quantidade de C-S-H contido, especialmente com baixa relação C/S, que pode ligar os íons Na + e Cl -. Para ele a capacidade de reter cloretos é fator determinante da resistência ao ingresso de cloretos. THOMAS (1996) verificou que o uso de cinza volante aumenta a retenção de cloretos, reduzindo os cloretos livres na solução aquosa dos poros. Seu uso também reduz a alcalinidade do concreto e aumenta a relação Cl - /OH - na solução dos poros se comparados ao concreto de referência. SANSON et al (2000) verificaram que a presença de íons cloreto na solução aquosa dos poros destrói as condições de equilíbrio termodinâmico, existente entre a solução dos poros e a pasta. Com o objetivo de restaurar esse equilíbrio, ocorrem reações de precipitação/dissolução. Um exemplo é a reação de dissolução do hidróxido de cálcio Ca(OH) 2, é iniciada quando a hidratação da pasta de cimento na solução dos poros, inicialmente com ph 13,5, entra em contado com a solução externa de baixo ph. Os íons hidroxila na solução dos poros tendem a ser lixiviados do sistema de baixo potencial eletroquímico. Para reestabelecer o equilíbrio, o hidróxido de cálcio se dissolve, gerando íons Ca 2+ e OH - na solução. Outro exemplo que pode ocorrer é a precipitação dos sais de Friedel. Numerosas estruturas de concreto estão expostas de certa forma a esta degradação química.

40 40 DELAGRAVE et al (1996) estudaram a degradação de pastas de cimento sujeitas a soluções do tipo agressiva com ph de 4,5 e 8,5. A principal causa de degradação das pastas utilizadas no estudo foi a lixiviação do cálcio. Ao longo do tempo surgiu uma parcial descalcificação em pastas de cimento endurecidas. Isso pode ser explicado pelo fato das pastas de cimento serem instáveis a níveis de ph menores que aproximadamente 13. As pastas sofreram maior deterioração quando imersas em nível de ph 4,5 do que em ph de 8,5. BUIL et al (1990) apud DELAGRAVE (1996) verificaram que a grandeza na qual as pastas de cimento podem ser descalcificadas não depende somente da solubilidade dos hidratos, mas também, da difusividade do cálcio. A reação química entre a solução dos poros e os hidratos é extremamente rápida com a difusividade do cálcio.

41 41 CAPÍTULO III INVESTIGAÇÃO EXPERIMENTAL 3.1 Introdução Cada vez mais se busca uma forma de diminuir o risco de corrosão nas armaduras do concreto armado pelo menor custo, ficando a cargo dos pesquisadores descobrir diferentes formas de atingir este objetivo. A investigação experimental proposta neste trabalho teve como foco ampliar o conhecimento de engenheiros e pesquisadores quanto à durabilidade das armaduras inseridas no concreto com elevados teores de adições minerais e adição de cal hidratada de origem externa, esta última com o objetivo de repor o hidróxido de cálcio, consumido pelas reações pozolânicas. Assim investiga-se a influência da adição de cal hidratada, em concretos com elevados teores de adições minerais, como, cinza volante, cinza de casca de arroz e escória de alto forno, sobre a penetração de íons cloreto e a composição da solução aquosa dos poros. Realizaram-se os ensaios de penetração de cloretos, segundo o método da ASTM C 1202 e o ensaio de solução aquosa dos poros através do método proposto por LONGUET et al (1973). Verificou-se, também, a quantidade de cloreto retido e o ph dos concretos submetidos ao ensaio de penetração de cloretos. Em paralelo a estes ensaios, foi realizado o ensaio de resistência à compressão de acordo com os métodos de ensaio NBR 5738 e 5739 para as diferentes misturas, possibilitando assim uma análise conjunta dos resultados.

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