http://techne.pini.com.br/ SOUZA e RIPPER,1998. UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO DE CONSTRUÇÃO CIVIL 2 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL III MATERIAIS E TÉCNICAS PARA REPARO DE ESTRUTURAS PARTE 2 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS DURABILIDADE Vida útil NBR 15575 SUSTENTABILIDADE Profª.: MSc. : Heloisa Fuganti Campos 3 4 CONCRETO: MATERIAL + UTILIZADO EM CONSTRUÇÕES MATERIAL INSTÁVEL AO LONGO DO TEMPO DETERIORAÇÃO Alemanha - 2004: 90 bilhões de euros com manutenção e reparo de estruturas de concreto armado; Gastos com reparos e manutenção: 15% do total gasto pela indústria da construção civil; Itália: Parcela dos gastos com manutenção e reparo chega a 57%. REPAROS RECUPERAÇÃO REFORÇO CUSTOS DIRETO + SOCIAIS + INDIRETOS FONTE: GROCHOSKI e HELENE, 2008. 5 6 INTERVENÇÕES Desempenho insatisfatório: Recuperar, reforçar, limitar seu uso ou ainda, no caso mais extremo, demolir; Pontos principais de um projeto de recuperação: Avaliação das condições da estrutura existente a ser reparada, as soluções cabíveis e proteções adicionais. Ponto de vista: Técnico; Econômico; Socioambientais. Material Profª. Heloisa Fuganti Campos 1
7 8 ANTES DA RECUPERAÇÃO/REFORÇO DA ESTRUTURA Trabalho extensivo de investigação, buscando-se a memória da obra Projetos iniciais, plantas, memórias de cálculo, especificações de materiais e resistências, dentre outros documento; Se existentes, poderão ser conferidos durante vistoria local. Caso contrário, deverá ser providenciado levantamento detalhado da estrutura. Serviços de reabilitação: Implementação de uma série de procedimentos necessários à restituição dos requisitos de segurança estrutural e de durabilidade originalmente previstos para essas estruturas e/ou adequar estruturas a novos requisitos estruturais. 9 10 Necessidades: Vistoria completa nas estruturas registro de anomalias; Coleta de dados de campo e de ensaios em laboratório; Formulação de um diagnóstico e prognóstico. DIAGNÓSTICO: ORIGEM DO PROBLEMA PROGNÓSTICO: CONSEQUENTE EVOLUÇÃO Os processos de deterioração de estruturas podem ser divididos em dois grupos: Causas intrínsecas Origem nos materiais, nos elementos estruturais e por ações externas; Causas extrínsecas Origem no comportamento estrutural. Ex.: Deflexão excessiva de um elemento estrutural. 11 Atuações emergenciais: TIPOS DE ATUAÇÕES Risco de colapso total ou parcial da estrutura elevado; Medidas de proteção devem ser tomadas rapidamente de forma a evitar a ruína desta, ou ainda, acidentes de maiores proporções. 12 TIPOS DE ATUAÇÕES Atuações de prevenção e/ou proteção: Grau de deterioração baixo; Atuar de maneira preventiva, protegendo a estrutura com a o ingresso de contaminantes e, assim, reduzindo a velocidade de degradação da mesma. FONTE: GROCHOSKI e HELENE, 2008. FONTE: GROCHOSKI e HELENE, 2008. Material Profª. Heloisa Fuganti Campos 2
13 14 TIPOS DE ATUAÇÕES TIPOS DE ATUAÇÕES Reparos: Intervenção superficial; Solução de pequenos problemas ou defeitos. Reforços: Existe um erro de projeto, e/ou execução na estrutura que não atende as solicitações de carregamento para a qual fora executada, ou quando se pretende alterar o uso previsto em projeto; A capacidade portante é aumentada. FONTE: GROCHOSKI e HELENE, 2008. FONTE: GROCHOSKI e HELENE, 2008. CLASSIFICAÇÃO 15 TIPOS DE ATUAÇÕES Substituição da estrutura: Custo da intervenção na estrutura é tão elevado e/ou a sua importância econômico-social é baixa, que a melhor alternativa pode ser a substituição da mesma, ou de parte desta. FONTE: GROCHOSKI e HELENE, 2008. 16 1. Polimento; 2. Reparos superficiais Argamassa/Concreto/Graute; 3. Tratamento de fissuras; 4. Reforços de Estruturas de Concreto; 5. Proteções superficiais de Estruturas de Concreto; 6. Reparo em estruturas de concreto com corrosão de armaduras: Tradicionais/Localizados; Nova geração: Proteção catódica, extração de cloretos e realcalinização. POLIMENTO POLIMENTO 17 18 Técnica muito utilizada nos casos que a superfície de concreto se apresenta inaceitavelmente áspera! Causas: Deficiências executivas Dosagens inadequadas, uso de formas brutas ou áspera, vibração inadequada, etc. Desgaste da superfície pelas intempéries. Polimento: Reconstituir a superfície de concreto à sua textura original, lisa e sem partículas soltas Manualmente: Ação energética de pedras de polir apropriadas; Mecanicamente: Lixadeiras portáteis, ou em grandes estruturas máquinas de polir. Material Profª. Heloisa Fuganti Campos 3
www.equipedeobra.com.br PROF. PIANCASTELLI PROF. PIANCASTELLI 19 POLIMENTO 20 Polimento exige pleno conhecimento de utilização de equipamentos apropriados e mão de obra especializada. Para aplicação de materiais com a função de recompor a seção original do concreto Preparação da superfície: Remover camada superficial do concreto deteriorado; Garantir aderência entre o material novo e o antigo. 21 22 1. Suporte provisório Analisar necessidade 2. Detectar área a ser reparada Teste de percussão/exame visual 23 24 Contorno das aberturas bem definido; Faces REPAROS laterais com ângulos SUPERFICIAS que favoreçam a aderência, facilitem a aplicação e garantam a espessura mínima do material de reparo. 3. Definir área a ser removida 3. Definir área a ser removida Material Profª. Heloisa Fuganti Campos 4
www.reitec.com.br 25 26 4. Corte ou remoção do concreto: Remoção do concreto; Martelo demolidor elétrico ou pneumático; Além de remover o concreto degradado, garantir a futura imersão das barras em meio alcalino; Corte além das armaduras, em profundidade de pelo menos 2 cm ou o diâmetro das barras; Corte em + ou 90º. CORTE DO CONCRETO MOSTRANDO A REMOÇÃO FONTE: SOUZA E RIPPER, 1998. PROFUNDIDADE DE 27 28 QUAL ESTÁ CERTO? www.equipedeobra.com.br ASPECTO FINAL DA CAVIDADE DE INTERVENÇÃO FONTE: SOUZA E RIPPER, 1998. 29 30 5. Limpeza: Retirar material deteriorado; Jatos de areia, ar comprimido ou água; APICOAMENTO DA REGIÃO A SER RECUPERADA Material Profª. Heloisa Fuganti Campos 5
http://www.revistaau.com.br/ www.reitec.com.br http://www.rossetiimper.com.br/ 31 6. SATURAÇÃO - ADERÊNCIA Processo preparatório que visa garantir aderência dos materiais que serão aplicados; Tempo de saturação: Depende do material, em média 12h; Aplicação de água ou molhagem de elementos intermediários; Argamassas poliméricas industrializadas, recomenda-se ponte de aderência de base acrílica. 32 7. PREENCHIMENTO DO MATERIAL DE REPARO 8. CURA DO MATERIAL DE REPARO 33 34 35 Reparos superficiais: Profundidade inferior a 2 cm; Semiprofundos: entre 2 e 5 cm; Profundos: Superior a 5 cm. Os semiprofundos e profundos normalmente atingem a armadura; Na composição dos materiais, pode-se adicionar aditivos inibidores de corrosão que colaboram para evitar novos processos corrosivos. 36 ARGAMASSA Destinam-se a superfícies com qualquer tamanho em área, mas apenas para pequenas profundidades máximo 5 cm; Normalmente empregado no caso do concreto deteriorado ser a camada de cobrimento das armaduras; Importante que a impermeabilidade seja garantida; Tipos: Cimento e areia, argamassas com polímeros, argamassas epoxídicas e projetada. Material Profª. Heloisa Fuganti Campos 6
http://www.aecweb.com.br/ http://techne.pini.com.br/ Universidade Federal do Paraná 37 38 ARGAMASSA ARGAMASSA DE CIMENTO E AREIA Preencher cavidade originada pela deterioração ou desgastes superficiais; Cimento, água e areia 1:3 com relação a/c 0,45; Espessura mínima de argamassa: 2,5 cm; Cura úmida, um a três dias; Películas de cura química. 39 40 ARGAMASSA COM POLÍMERO Adição de resina sintética polimérica à argamassa de cimento e areia; Reduz a água de mistura necessária, mantém a plasticidade, reduz a permeabilidade e apresenta ótimo poder de aderência; Industrializada ou preparada no local; Recomenda-se ponte de aderência composta por solução adesivo e de água com pincel ou trincha sobre a superfície antes da aplicação da argamassa; Cura úmida, um a três dias e pode utilizar também películas de cura química. ARGAMASSA DE CIMENTO E AREIA ARGAMASSA COM POLÍMERO 41 42 ARGAMASSA EPOXÍDICAS Elevadas resistências mecânicas e químicas; Excepcional aderência ao aço e concreto; Recomendadas para casos em que a necessidade de liberação da estrutura poucas horas após serviço; Para aplicação: Substrato seco e isento de poeira. ARGAMASSA PROJETADA Alto custo de mobilização do equipamento método recomendado apenas para grandes áreas, superficiais ou semiprofundas; Substrato preparado com jato de areia ou de areia e água de forma a ficar limpo e áspero; Superfície deve ser umedecida com jato de água e deve ser seguida com jato de ar, pois a superfície deve ficar apenas umedecida e não encharcada. Material Profª. Heloisa Fuganti Campos 7
http://techne.pini.com.br/ Universidade Federal do Paraná ARGAMASSA PARA REPARO - VÍDEO 43 44 ARGAMASSA PROJETADA 45 46 REPAROS COM CONCRETO Consistem na substituição do concreto defeituoso ou deteriorado por outro de boa qualidade que tenha maior afinidade possível com o concreto base; Técnica usual em casos de preenchimento de vazios ou ninhos de agregados nos elementos estruturais de estruturas recém-construídas, ou ainda, em estruturas deterioradas. REPAROS COM CONCRETO Estruturas recém-construídas: Reparos devem ser feitos imediatamente após a retirada da fôrma para diminuir a possibilidade de existirem grandes diferenças entre as propriedades dos dois concretos; Concreto de reposição: Resistência Concreto existente; Apresentar trabalhabilidade conveniente; Cura adequada. 47 REPAROS COM CONCRETO 48 REPAROS COM GRAUTE Graute de base mineral ou de base epóxi: Grande fluidez; Alta resistência; Não apresentar retração; Reparos profundos e semiprofundos; A superfície que vai receber o graute deve ser preparada a úmido; Cura úmida. Material Profª. Heloisa Fuganti Campos 8
http://techne.pini.com.br/ http://techne.pini.com.br/ 49 ANÁLISE DO REPARO COM GRAUTE - VÍDEO 50 TRATAMENTO DE FISSURAS Sistemas: Base epóxi; Poliuretano; Microcimento; Acrílicas. 51 TRATAMENTO DE FISSURAS 52 TRATAMENTO DE FISSURAS RESINAS EPOXÍDICAS RESINAS EPOXÍDICAS Mais utilizadas; Produtos não retráteis; Baixa viscosidade; Alta capacidade resistente e aderente; Bom comportamento em presença de agentes agressivos; Endurecimento rápido. Fornecidos em dois componentes líquidos: Resina; Endurecedor. São misturados por volta de 2 a 3 minutos. 53 TRATAMENTO DE FISSURAS 54 TRATAMENTO DE FISSURAS RESINAS POLIURETÂNICAS Características: Flexibilidade Fissuras ativas e passivas; Baixa viscosidade; Excelente aderência ao substrato de concreto, mesmo com fluxo de água; Durabilidade Superam 100 anos em estruturas de concreto! Resina de poliuretano Resina epóxi Material Profª. Heloisa Fuganti Campos 9
55 TRATAMENTO DE FISSURAS 56 RESINAS ACRÍLICAS Características: Flexibilidade Podem ser aplicadas para formar uma membrana impermeabilizantes por detrás da estrutura; Hidroestruturada Podem ser aplicadas mesmo contra fluxo de água; Excelente aderência ao substrato de concreto, mesmo com fluxo de água; Durabilidade Superam 100 anos em estruturas de concreto! Antes da realização do reforço Avaliar qual o tipo de deficiência que a estrutura apresenta; Ex: Deficiências de armaduras, esmagamento, falta de inércia da seção do elemento estrutural, etc.; Avaliar espaço disponível para a sua implantação e qual a interferência na arquitetura. 57 58 Mais comum: Polímeros Reforçado com Fibras em função das pequenas espessuras das camadas, apesar de apresentarem maiores custos; ENCAMISAMENTO Inserção de uma nova camada que pode ser constituída por concreto, microconcreto ou graute; Reforço em elementos com deficiência de inércia ou corrosão com perda de seção das armaduras; Principais técnicas: Encamisamento, Protensão externa, Reforço com chapas e perfis metálicos e com Polímeros Reforçado com Fibras. Inseridas novas armaduras Passivas ou protendidas; Necessário conhecimento completo da estrutura Acréscimos às seções originam sobrecarga, podendo gerar problemas em outros elementos estruturais. 59 60 ENCAMISAMENTO PROTENSÃO EXTERNA Técnica do protendido Casos em que se chegou a uma situação estrutural grave de elementos horizontais tais como viga; ENCAMISAMENTO PARA REFORÇO DAS ESTACAS DA PONTE SOBRE O RIO PARAÍBA DO SUL FONTE: TIMERMANN, 2004. Técnica permite, pelo emprego de elementos auxiliares, resolver problemas que não teriam solução com o uso de outro sistema de reforço. Material Profª. Heloisa Fuganti Campos 10
http://www.alzata.com.br/ 61 PROTENSÃO EXTERNA PROTENSÃO?? Introduzir em uma estrutura um estado prévio de tensões, capaz de melhorar sua resistência ou seu comportamento sob diversas condições de carga. 62 PROTENSÃO EXTERNA Técnica de reforço ativo, que modifica o estado de tensão da estrutura Introduzida uma força exterior capaz de compensar a existência de acréscimo de tensões; Superposição de esforços do elemento estrutural e dos cabos tracionados; Gerar forças que irão assegurar o equilíbrio e a resistência da estrutura; Aplicação adequada para casos de estruturas que apresentam danos que se devem a projetos, execução ou causas acidentais, que tenham diminuído a capacidade de carga. 63 64 PROTENSÃO EXTERNA PROTENSÃO EXTERNA REFORÇO DE VIGA COM PROTENSÃO EXTERNA EM PONTO SOBRE O RIO SAMAMBAIA FONTE: TIMERMANN, 2008. 65 66 REFORÇO COM CHAPAS E PERFIS METÁLICOS REFORÇO COM CHAPAS E PERFIS METÁLICOS Colagem de chapas de aço ao concreto através de resina epóxi; Resinas epóxi Boa aderência sobre o concreto e o aço; Reforço em um elemento estrutural submetido a ações superiores àquela para o qual for projetado Mudança da distribuição das cargas que atuam no mesmo ou devido a deficiência no projeto e/ou execução. Técnica de unir a chapa de aço ao concreto Trabalhe nas tensões previstas; Continue trabalhando nessas condições ao longo do tempo; Eficácia das uniões Tão elevada que raras vezes se produzem falhas por falta de aderência. Material Profª. Heloisa Fuganti Campos 11
67 68 REFORÇO COM CHAPAS E PERFIS METÁLICOS REFORÇO COM POLÍMEROS REFORÇADOS COM FIBRAS Aplicação principal Elementos que necessitam de acréscimos aos esforços de tração; Vantagens: Leve e rápida execução; REFORÇO EM CHAPAS DE AÇO EM ARCO DE PONTE SOBRE O RIO JUQUERI FONTE: TIMERMANN, 2003. Mais utilizadas: Fibras de carbono. 69 70 REFORÇO COM POLÍMEROS REFORÇADOS COM FIBRAS REFORÇO COM POLÍMEROS REFORÇADOS COM FIBRAS Módulo de Resistência Alongamento Absorção Densidade MATERIAL elasticidade à tração por ruptura de umidade (g/cm³) (Gpa) (MPa) (%) (%) Fibras de carbono de alta resistência 1,78 270 3400 1,4 0,1 As fibras mais utilizadas são de carbono Tecidos ou lâminas; Fibras de carbono de alto módulo 1,83 530 2250 0,5 0,1 Fibras de carbono de módulo ultra-alto - 640 1900 0,3 - Fibras aramíducas de alta resistência 1,39 81 3470 4,5 3,2 Fibras aramíducas de alto módulo 1,45 125 2800 2 2,5 Fibras de vidro 2,58 73 2000 3,5 0,5 Tecidos: Aplicadas em camadas aderidas com resinas geralmente de base epoxídica, até atingir a espessura de fibras necessárias para o reforço; EXEMPLOS DE PROPRIEDADES MECÂNICAS DE FIBRAS PARA REFORÇO FONTE: Adaptado de BERTOLINI, 2010. Lâminas: Produtos industrias Alinhadas e revestidas por resina em uma única aplicação. 71 72 REFORÇO COM POLÍMEROS REFORÇADOS COM FIBRAS REFORÇO COM POLÍMEROS REFORÇADOS COM FIBRAS Ponto crítico: Aderência dos compósitos à superfície; Superfície de aplicação: Concreto íntegro, sem manifestações patológicas e limpo, sem materiais pulverulentos; Proteção: Necessário proteger esses elementos a ações do meio ambiente, como os raios ultravioletas, agentes químicos ou incêndios; Estudo do sistema de proteção pinturas ou revestimentos em argamassa. REFORÇO COM POLÍMERO EM SUPERESTRUTURA DE VIADUTO FONTE: TIMERMANN, 2003. Material Profª. Heloisa Fuganti Campos 12
http://techne.pini.com.br/ http://www.rossetiimper.com.br/ 73 74 REFORÇO COM POLÍMEROS REFORÇADOS COM FIBRAS MANTAS DE FIBRA DE CARBONO 75 76 Alternativa para diminuir a velocidade de degradação de uma estrutura já existente ou permitir a uma nova estrutura atingir uma determinada vida útil; Pode ser realizada pela aplicação de tintas, vernizes e silicones hidrofugantes ou revestimentos que aumentem a durabilidade; Especificação do sistema Procedida de questionamentos quanto à durabilidade do sistema de proteção a ser adotado, necessidade de manutenção, desempenho esperado e estimativas dos custos. CLASSIFICAÇÃO Formadores de película; Bloqueadores de poros; Hidrofugantes de superfície. FONTE: KAZMIERCZAK, 2011. 77 78 FORMADORES DE PELÍCULAS Formam, após a cura, uma película contínua de baixa permeabilidade; Impedem ou diminuem o contato de elementos agressivos com a superfície do concreto; Tintas e vernizes; Proteção contra carbonatação, penetração de cloretos, ataques ácidos, entre outros. FONTE: KAZMIERCZAK, 2011. Material Profª. Heloisa Fuganti Campos 13
www.techne.pini.com.br 79 80 FORMADORES DE PELÍCULAS Base homogênea e lisa; Não absorvem fissurações posteriores; BR: + utilizados: Látex PVA, látex acrílico, poliuretano e epóxi. FORMADORES DE PELÍCULAS Tinta látex vinílica (PVA) Base de água; Fácil aplicação, secagem rápida, baixo odor e facilidade de repintura; Não suportam ação constante da água ou umidade; Pequena resistência à abrasão, ataque químico, ataque de agentes biológicos; Baixa elasticidade da película seca; Ambientes protegidos de intempéries. 81 82 FORMADORES DE PELÍCULAS Tinta látex acrílica Facilidade de aplicação, secagem rápida, baixo odor e facilidade de repintura; Boa elasticidade, retenção de brilho e resistência a ação de solventes; Resistem a alcalinidade; Média resistência à abrasão; Elevada durabilidade; Adequada para superfícies expostas à intempéries. FORMADORES DE PELÍCULAS Tinta e verniz poliuretânico Alta resistência às intempéries; Alta resistência à abrasão; Boa resistência à alcalinidade; Boa aderência ao concreto; Elástico; Tipo de tinta com menor permeabilidade; Difícil repintura. 83 84 FORMADORES DE PELÍCULAS Epóxi Adesão ao concreto e resistência mecânica; Impermeabilidade; Resistem a solventes e a produtos químicos; Resistência ao ataque de agentes biológicos; Suportam bem a alcalinidade; Desvantagem: Tendência a deteriorarem quando expostas a radiação ultravioleta e difícil repintura. BLOQUADORES DE POROS Cristalizantes de superfície Compostos químicos que, ao entrarem em contato com a água de infiltração, cristalizamse para constituir uma barreira impermeável resistente a pressões negativas; Mais utilizados: Silicato; Cura importante. FONTE: KAZMIERCZAK, 2011. Material Profª. Heloisa Fuganti Campos 14
85 86 HIDROFUGANTES HIDROFUGANTES Penetram nos poros capilares da superfície de concreto e alteram o ângulo de contato entre as paredes desses poros e a água; Tornam o concreto hidrorrepelente; Permitem a passagem de vapor de água e gases; Não alteram o aspecto superficial do concreto; Produtos mais utilizados: Silicones silanos e siloxanos. Silicones hidrofugantes: Resistentes aos raios ultravioletas; Suportam elevadas temperaturas; Não alteram a cor do substrato; Vantagem em relação aos formadores de película: Podem ser aplicados sobre concretos com elevada rugosidade superficial. FONTE: KAZMIERCZAK, 2011. 87 88 Silicones hidrofugantes: HIDROFUGANTES Mantém o substrato em condições de baixa umidade SISTEMAS MISTOS Os sistemas mistos procuram unir propriedades de duas ou mais resinas, de modo a proporcionar maior proteção ao concreto; Reduzem velocidade de carbonatação e corrosão após a despassivação das armaduras! Não permitem passagem de água liquida Eficientes na prevenção ao ingresso de cloretos! Ex.: Epóxi-poliuretano Poliuretano tem a função de proteger o epóxi da degradação pela radiação ultravioleta. 89 90 SELEÇÃO DO SISTEMA DE PROTEÇÃO Conhecimento das exigências do usuário; Conhecimento das condições de exposição Sistema deve possuir formulação que lhe confira proteção contra o intemperismo; Não proporcionar condições adequadas para ação de micro-organismos; FONTE: BROWNE, 1987, apud KAZMIERCZAK, 2011. Manter aparência superficial dentro do previsto no projeto. Material Profª. Heloisa Fuganti Campos 15
91 92 SELEÇÃO DO SISTEMA DE PROTEÇÃO Sempre que possível os sistemas devem ser de fácil aplicação e manutenção; BOM SISTEMA DE PROTEÇÃO Possuir custo adequado ao tipo de uso! IMPEDIR PENETRAÇÃO DE ÁGUA Água Veículo para a penetração de agentes agressivos! REPARO EM ESTRUTURAS COM CORROSÃO DAS ARMADURAS 93 94 TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS PARA REPARO E PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS Reparo tradicional Proteção catódica; Extração de cloretos; Realcalinização. PROMOVEM REPASSIVAÇÃO DAS ARMADURAS!! REPARO EM ESTRUTURAS COM CORROSÃO DAS ARMADURAS 95 96 TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS PROTEÇÃO CATÓDICA Potencial de corrosão - milivolts Reparo tradicional Remover concreto deteriorado; Limpeza; Aplicação de produtos. Proteção catódica Potenciais de corrosão; Tratamento permanente; Par galvânico e corrente impressa. Extração de cloretos Remover os cloretos; Tratamento temporário ( 5 a 10 semanas). Realcalinização Aumentar o ph do concreto; Tratamento temporário ( até duas semanas). Conceitos de eletroquímica; Redução dos potenciais das armaduras para valores na região de imunidade no diagrama de Pourbaix Representação gráfica das possíveis fases de equilíbrio estáveis de uma sistema eletroquímico. FONTE: GROCHOSKI e HELENE, 2008. Material Profª. Heloisa Fuganti Campos 16
http://www.cathodicprotection101.com/ http://inspecaoequipto.blogspot.com.br/ 97 PROTEÇÃO CATÓDICA Imposição de uma corrente contínua que pode ser fornecida por: Fonte externa de alimentação: Proteção por corrente impressa Metal de potencial mais negativo: Proteção por ânodo de sacrifício - contato elétrico entre o metal a proteger e um outro metal de potencial de corrosão inferior A área anódica existente na célula eletroquímica, em vez de perder elétrons passa a recebê-los. FONTE: GROCHOSKI e HELENE, 2008. 98 PROTEÇÃO CATÓDICA CORRENTE IMPRESSA Aplicação de uma corrente contínua entre um ânodo na superfície do concreto e a armadura; Ânodo de sacrifício: Normalmente colocado sobre a estrutura de concreto armado a ser protegida e revestido com uma argamassa de fixação; Utilizados metais nobres como titânio Baixas taxas de corrosão: Não se dissolvem e portanto não é necessária sua substituição periódica! 99 PROTEÇÃO CATÓDICA CORRENTE IMPRESSA 100 Exemplo de um ânodo de sacrifício na forma de malha, aplicado em uma estrutura real FONTE: GONÇALVEZ et al, 2003, apud GROCHOSKI e HELENE, 2008. 101 PROTEÇÃO CATÓDICA PAR GALVÂNICO 102 Quando dois metais de natureza distinta entram em contato dentro de um eletrólito, o metal mais anódico se corrói; Utiliza-se um metal de sacrifício anódico, de forma a se contrapor a célula de corrosão naturalmente existente na estrutura, conferindo às armaduras de aço, proteção; Ânodo de sacrifício, metais como o zinco, que possuem caráter fortemente anódico. Material Profª. Heloisa Fuganti Campos 17
ZEHBOUR PANOSSIAN, 2010 Universidade Federal do Paraná 103 104 EXTRAÇÃO ELETROQUÍMICA DE CLORETOS Íons cloretos são removidos com a influência de uma corrente eletroquímica temporária Repassiva as armaduras! Ânodo de sacrifício para proteção de armaduras: Reduz o aparecimento de ânodos próximos aos reparos localizados; Mitiga a corrosão das regiões próximas ao reparo localizado; Posterga o aparecimentos de regiões anódicas em estruturas novas. Método: Aplicação de um campo elétrico entre as armaduras presentes no interior do concreto e um eletrodo externo constituído por uma malha metálica ou equivalente, imersa em um reservatório de eletrólito. 105 106 EXTRAÇÃO ELETROQUÍMICA DE CLORETOS EXTRAÇÃO ELETROQUÍMICA DE CLORETOS Os íons cloreto tendem a migrar pela ação do campo elétrico formado, da armadura (cátodo), até a malha externa (ânodo); Depois de algumas semanas, o eletrólito colocado junto ao ânodo é removido juntamente com o ânodo e os íons cloreto que migraram para essa região; O método é um processo simples, em que os íons cloreto são transportados para fora do concreto, por migração. Paulo Sérgio Ferreira de Oliveira, Fosroc Brasil. Com a aplicação da corrente, os íons de carga negativa, como íons cloreto, são atraídos para o ânodo externo. Ocorre também a migração de cátions (Na+) para as armaduras e produção de íons hidroxila (OH-). FONTE: NCT (1996). 107 108 REALCALINIZAÇÃO Reposição dos álcalis no interior do concreto, junto às armaduras; Aplicação de um campo elétrico entre a armadura da estrutura e um ânodo externo, na presença de uma solução alcalina (eletrólito), com o objetivo de restabelecer a alcalinidade do concreto perdida com o processo de carbonatação; Uma vez reposto o nível de álcalis na solução do poro junto às armaduras, o ph da região é elevado para níveis onde a armadura poderia se repassivar. REALCALINIZAÇÃO Restabelecer a alcalinidade do concreto sem romper estruturalmente o concreto velho e sem a aplicação permanente de corrente elétrica; Tratamento temporário e não destrutivo; Passagem de uma corrente através do concreto e da armadura por meio da aplicação de um sistema composto de um ânodo externo, fixado sobre a superfície do concreto, embebido em um eletrólito alcalino e conectando ao polo positivo de uma fonte retificadora. Material Profª. Heloisa Fuganti Campos 18
109 110 ESCOLHA DO MATERIAL/SISTEMA DE REPARO DE ESTRUTURAS REALCALINIZAÇÃO Os álcalis da solução alcalina, aplicada na superfície da estrutura a ser tratada, entram no concreto devido à aplicação de corrente elétrica Ambiente alcalino! Características do sistema Características do Concreto Condições de exposição FONTE: ARAÚJO, 2009. 111 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 112 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto - Procedimento, Rio de Janeiro, 2014. MEDEIROS, M. H. F. et. al. Durabilidade e Vida Útil das Estruturas de Concreto. In: ISAIA, G. C. Concreto: Ciência e Tecnologia. 1ª. ed. São Paulo: Ibracon, 2011. Cap. 22. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15575: Edificações Habitacionais Desempenho, Rio de Janeiro, 2013. MEHTA, P. K.; MONTEIRO, PAULO J. M. Concreto Estrutura, Propriedades e Materiais. 3ª. ed. São Paulo: Ibracon, 2008. GROCHOSKI, M.; HELENE, P. Sistemas de reparo para estruturas de concreto com corrosão de armaduras. Boletim Técnico, USP, São Paulo, 2008. NEVILLE A. M. Propriedades do Concreto. Tradução de GIAMMUSSO, S. E. 2ª.ed. São Paulo: Pini, 1997. HELENE, P.; TERZIAN, P. Manual de dosagem e controle do concreto. São Paulo, Pini, 1993. PIANCASTELLI, E. M. Patologia e terapia das estruturas intervenções de reparo. Notas de aula, Universidade Federal de Minas Gerais. KAZMIERVZAK, C. S. Proteção Superficial em Estruturas de Concreto. In: ISAIA, G. C. Concreto: Ciência e Tecnologia. 1ª. ed. São Paulo: Ibracon, 2011. Cap. 34. SOUZA, V. C. M. e RIPPER, T. Patologia, Recuperação e Reforço de Estruturas de Concreto 1ª.ed. São Paulo: Pini, 1998. 113 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO DE CONSTRUÇÃO CIVIL TIMERMANN, J. Reabilitação e Reforços de Estruturas de Concreto. In: ISAIA, G. C. Concreto: Ciência e Tecnologia. 1ª. ed. São Paulo: Ibracon, 2011. Cap. 33. TUUTTI, K. Corrosion of Steel in Concreto, Swedish Cement and Concrete. Research Institute. Stockholm, Sweden. 1982. 469p. Heloisa Fuganti Campos heloisacampos@ufpr.br helo_camposs@hotmail.com Material Profª. Heloisa Fuganti Campos 19