Aula 06 – Patologia das estruturas

Prof.ª MSc. Deyse Macêdo

ATAQUE POR CLORETOS

Levantamento da incidência de corrosão – estruturas de concreto

armado

Levantamento da incidência de corrosão – principais causas

Limite de cloretos aceitáveis

Processo corrosivo - conceitos

Corrosão: interação destrutiva de um material com o ambiente, entendida como o inverso do processo metalúrgico – transformação de um metal em íon metálico.

Corrosão química: o metal reage com o meio de forma homogênea, em toda a sua superfície, não havendo geração de correntes elétricas;

Corrosão eletroquímica: em geral localizada, resultado da formação de uma pilha ou célula de corrosão.

Mecanismo da célula de corrosão

JUST,2008

Reações químicas envolvidas

Ânodo: Fe → Fe2+ + 2e-

Cátodo: H2O + 0,5 O2 + 2e- → 2OH-

Eletrólito: Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2

Perfil típico de concentração dos cloretos

ao longo do cobrimento, em um concreto

contaminado por impregnação externa de

soluções ricas em cloretos.

Fonte: CASCUDO, 1997, p. 45

Esquema de variação do teor de cloretos

em função da qualidade do concreto e

umidade do ambiente (CEB-FIB, Bulletin

183, 1992)

Fonte: FIGUEREDO, 2005, p. 844

Formas em que os cloretos se apresentam:

parte dos cloretos fica ligada ao aluminato tricálcico (C3A) e forma principalmente, o cloroaluminato de cálcio, conhecido por sal de Friedel (C3A.CaCl2.10H20), incorporando-se às fases sólidas do cimento hidratado;

outra porção é adsorvida na superfície dos poros;

uma terceira parte é dissolvida na fase aquosa dos poros, formando os cloretos livres que são perigosos.

Tipos de corrosão

Generalizada;

Localizada:

por pite

fissurante

Passivação

Resistência à corrosão proporcionada por uma película de óxido estável e aderente formado na superfície do metal (HELENE, 1995) – pH = 12 a 13.

Fonte: Just, 2008

Modelo de vida útil - tuutti

Possíveis causas

Presença de quantidade suficiente de íons cloreto: penetram e destroem o filme protetor de óxido, podendo advir do meio externo (ambiente salino) ou interno (agregado contaminado);

Redução da alcalinidade do concreto: devido às reações de carbonatação ou penetração de substâncias ácidas.

Ataques por íons cloreto

Despassivação por meio de penetração no filme protetor mesmo com pH alcalino;

Formação de pites de corrosão;

Mecanismos de transporte:

Absorção capilar

Difusão iônica

Permeabilidade

Migração iônica

Reações por carbonatação

Período de propagação Eletrólito: fase líquida contida nos poros, por onde ocorre

o movimento iônico para formação da pilha de corrosão;

Diferença de potencial (ddp): é responsável pelo movimento de íons do ânodo para o cátodo, com origem em solicitações mecânicas, diferença na composição química e na compacidade do concreto, concentração salina diferencial etc;

Oxigênio: essencial para a formação da ferrugem (óxido de ferro), devendo estar no estado dissolvido para ser consumido na reação catódica.

Exemplo – patologia nas estruturas de concreto devido ao processo

corrosivo

Causas da corrosão e danos ocasionados

A porosidade do concreto, a existência de trincas e a deficiência no cobrimento fazem com que a armação seja atingida por elementos agressivos, acarretando, desta maneira, a sua oxidação;

A parte oxidada aumenta o seu volume em cerca de aproximadamente 8 vezes e a força da expansão expele o concreto do cobrimento, expondo totalmente a armadura à ação agressiva do meio. A continuidade desse fenômeno acarreta a total destruição da armação.

Exemplos típicos de corrosão das armaduras

Face do pilar comprometida Efeito de canto

Representação esquemática das patologias típicas observadas em

vigas de concreto armado afetadas por corrosão.

Fonte: HUSNI , 2003, p.46

TIPOS DE RECUPERAÇÃO

Recuperação: Proteção Física da Armadura, podendoser de caráter físico ou orgânico.

Galvanização;

Resinas Epóxi;

Inibidores;

Proteção Catódica Galvânica;

Proteção Catódica por Corrente;

Re-alcalinização;

Extração de Cloretos;

Estudo de caso –fonte: medeiros, Téchne

Caso 01Observou-se fissuração e destacamento de

concreto dos pilares de borda de condomínio residencial, que comprometia a segurança dos usuários e pedestres. Essa manifestação patológica ocorreu na etapa de uso do edifício.

a) Levante as possíveis causas e soluções para o problema em questão.

Sintomatologia

Fissuração e destacamento

Passo a passoO início do reparo acontece com o corte da

área afetada e a escarificação do concreto, processo que remove o material solto, de baixa resistência, resultante da corrosão das armaduras.

Depois da limpeza dos resíduos resultantes da escarificação e do lixamento das armaduras, realiza-se a saturação do substrato com água potável e pulverizador, de forma a manter a superfície na condição "saturado com superfície seca", ideal para o recebimento e adesão da argamassa de reparo

A partir daí aplica-se uma argamassa cimentícia tixotrópica, modificada com polímeros e, preferencialmente, reforçada com fibras, que recebe depois o acabamento com desempenadeira de madeira.

Atenção - Uma manta de cura molhada com água é aplicada sobre a argamassa, para manter a umidade ao longo de sete dias, evitando a evaporação da água de amassamento e a conseqüente fissuração.

Prevenção - Corrosão nas Armaduras deConcreto Armado

Na estratégia de projeto deve-se considerar medidas que preservem e protejam a estrutura contra a deterioração prematura.

Escolha apropriada da forma estrutural dos elementos;

Determinação da composição do concreto;

Definição da qualidade do concreto e da espessura de cobrimento;

Detalhamento adequado das armaduras;

Limitação da abertura nominal das fissuras;

Medidas especiais para ambientes agressivos;

Procedimentos de inspeção e manutenção durante o uso da

estrutura;

Consideração de aspectos relativos a execução.

Metodologia de recuperação

Informações básicas

Locação, tamanho, tipo e idade da estrutura.Qualquer detalhe de projeto ou construção que não seja usual.

Condições de exposição ao meio ambiente, tais como variações de temperatura e de umidade relativa, chuvas e sua drenagem,impermeabilização, ambiente marinho ou industrial.

Sobre as armaduras, se protendidas, se protegidas, cobrimento, detalhamento.

Histórico de recuperações e reforços, manutenção,presença de sistemas de proteção anticorrosiva.

Pontos averiguados antes da recuperação

Informações sobre condições da estrutura e do meio ambiente;

Levantamento eletroquímico e físico dos dados da

estrutura e do meio ambiente;

Análise destes dados, estabelecendo modelos de

deterioração;

Identificar opções viáveis de recuperação da estrutura;

Projetar e detalhar tais soluções;

Especificar materiais e procedimentos para

recuperação.

Principais exames a serem realizados

Inspeção visual detalhada dos locais manchados, fissurados e desplacados com registro fotográfico;

Percussão na estrutura;

Análise e quantificação de íons cloreto e sulfato;

Resistência à compressão estimada do elemento estrutural;

Estimativa da frente de carbonatação;

Verificação da continuidade elétrica e sua reposição;

Umidade do concreto e correspondente resistividade;

Mapeamento do potencial eletroquímico das armaduras;

Medição da velocidade de corrosão;

Medição da perda de seção transversal das armaduras corroídas.

Medidor de potenciais

Proteção catódica preventiva

Corrosão em fundações – como evitar???

Proteção CatódicaxProteção porBarreira

Neste pilar de edificação, há contaminação generalizada por íons cloretos, motivada pelas sucessivas lavagens com ácido muriático. A solução foi pela utilização de proteção catódica com corrente galvânica.

Como aplicar anodos de sacrifício

AS ESTAÇÕES PERMANENTES PARA TESTESAPÓS A PROTEÇÃO CATÓDICA

Caso 02

Prédio situado entre duas ruas de grande movimento de veículos, região metropolitana de Porto Alegre, área considerada tipicamente urbana distante aproximadamente 100m do rio Guaíba.

Com base nos registros fotográficos, em anexo e histórico descrito. Indique o que poderia ser considerado como medida corretiva da manifestação apresentada e as possíveis medidas preventivas?

Corrosão generalizada dos pilares

Corrosão dos pilares

Fissuras verticais, formadas ao longo da barra de canto da

armadura do pilar,devido ao processo expansivo do

metal.

Desplacamento do cobrimento

Pilares com estribos parcialmente rompidos e armaduras longitudinais

soltas

Corrosão generalizada