CORROSÃO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO Prof. Ruy Alexandre Generoso
É um dos materiais mais importantes de engenharia usado em construções. É usado nos mais variados tipos de construções tais como: barragens, edifícios, pontes, muros de arrimo, pisos de tipos variados, pavimentos de estradas, etc.
Vantagens Flexibilidade na escolha das formas, economia, durabilidade, resistência ao fogo, possibilidade de ser fabricado no próprio canteiro de obras e aparência estética.
Desvantagens Baixa resistência à ductilidade. tração e baixa
Composição As composições são variadas, mas contém (em volume) entre 7 e 15% de cimento portland, 14 a 21% de água, 0,5 a 8% de ar, 24 a 30% de agregados finos e 31 a 51% de agregados grossos. A pasta de cimento atua como uma cola que liga entre si as partículas do agregado O cimento portland endurece devido a reações com a água, denominadas reações de hidratação. Estas reações são complexas e não estão totalmente esclarecidas.
Concreto Armado A resistência à tração do concreto é dez a quinze vezes menor que à compressão. O concreto é principalmente usado em compressão, nos projetos de engenharia. Se uma peça em concreto será submetida a forças de tração (vigas), o concreto é moldado contendo no seu interior barras de aço como reforço. Desta forma, os esforços de tração são transferidos para o aço por aderência entre o aço e o concreto.
O concreto reforçado por aço, na forma de barras, redes ou outras armaduras criteriosamente colocadas, recebe a designação de concreto armado.
Uma variável do concreto armado é o concreto protendido que pode ser pré ou pós tensionado
Na hidratação são produzidos álcalis, principalmente o hidróxido de cálcio Ca(OH) 2 que se dissolve na água e preenche os poros e capilares do concreto conferindo-lhe um caráter alcalino. Isto proporciona uma passivação do aço que consiste numa capa ou película protetora composta de óxidos compactos e contínuos, que mantém a armadura protegida, mesmo em concretos com elevada umidade.
O cimento recobre as armaduras, o concreto deve ter alta compactação, sem falhas e com teor de argamassa adequado e homogêneo, para garantir, por impermeabilização, a proteção do aço ao ataque de agentes agressivos externos.
A exposição das estruturas de concreto armado às condições ambientes, chuva ácida, poluentes como o Dióxido de Enxofre (SO 2 ), e CO 2 e especialmente a ambientes contaminados com cloretos, pode provocar a corrosão de armaduras.
O CO 2 ao penetrar no concreto e reage com o hidróxido de cálcio Ca(OH) 2, provocando a diluição do passivante da armadura, com possibilidade de corrosão na presença de umidade. A carbonatação é outra reação que provoca a diluição do passivante, permitindo o início do processo de corrosão, quando em presença de água (eletrólito), oxigênio e diferença de potencial da armadura.
A corrosão das armaduras destrói o aço imerso no concreto, causa expansão volumétrica, gerando tensões significativas. A manifestação da corrosão das armaduras ocorre sob a forma de fissuras, destacamento do cobrimento, manchas, redução da seção da armadura e perda de aderência.
A aplicação do concreto e a adequada cura são fundamentais para a sua vida útil. As falhas mais comuns que podem ocorrer na aplicação do concreto são: elevado fator água/cimento que traz elevada porosidade do concreto e fissuras de retração.
Segregação do concreto com formação de espaços vazios ou ninhos de concretagem, lançamento e vibração incorretos, formas inadequadas, etc.
Deterioração do Concreto Além do ataque nas armaduras, o concreto pode sofrer diversos tipos de deterioração.
Deterioração do Concreto A ação química pode ocorrer na pasta de cimento e no agregado. Causas: gases atmosféricos (CO 2, SO 2 etc.) e umidade; Compostos: óleos, gorduras, combustíveis, entre outros.
Deterioração do Concreto Sulfatos podem estar presentes na água e reagem com os compostos da pasta de cimento hidratada. Tais reações causam expansão do volume da fase sólida. É comum em ambientes industriais e onde há sulfurados ( SO 2, SO 3, SO 4 2 ).
Lixiviação Consiste na dissolução e arraste do hidróxido de cálcio da massa de cimento endurecido. Vem do ataque de águas puras ou com poucas impurezas, e ainda de águas de chuva ou infiltração de umidade, águas pantanosas, subterrâneas, profundas ou ácidas. Causam a corrosão, quando podem circular e renovar-se. Quanto mais poroso o concreto, maior a intensidade da corrosão.
Outras ações químicas são as reações de álcalis com agregados que podem ocorrer com: Sílica Silicato Carbonato
Sílica Ocorre quando a solução alcalina da pasta de cimento ou de uma fonte externa reage com alguns minerais do grupo do quartzo (opala, tridimita, calcedônia e cristobalita) encontrados no agregado.
Silicato Se dá com determinados tipos de silicatos presentes em rochas sedimentares, rochas metamórficas e ígneas (basalto). É uma reação lenta e complexa.
Carbonato Se dá com agregados carbonáceos, como o calcário dolomítico argiloso. Forma um produto na forma gel nos poros e na e superfície do agregado.
Carbonato Destrói a aderência pasta/agregado. A reação consome água aumentando o volume acarretando a desagregação do concreto.
Agentes Biológicos Os agentes biológicos de deterioração no concreto são basicamente fungos e bactérias como os bacilos que são encontrados em esgotos.
Vegetais de Grande Porte Raízes podem desagregar o concreto. A deterioração do concreto pode ser causada por esforços excessivos que causam fissuras, havendo entrada de agentes agressivos, ocasionando a despassivação das armaduras.