e Concreto Materiais 33 - Divisão de Engenharia Civil do ITA · 3 EDI-33 Materiais e Processos...

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Frank Cabral de Freitas Amaral Frank Cabral de Freitas Amaral –– 11º Ten.º Ten.--Eng.ºEng.ºInstrutorInstrutor

EDIEDI--3333Materiais e Processos ConstrutivosMateriais e Processos Construtivos

Abril / 2006

Concreto

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ProgramaçãoProgramação

SEMANINHA29/abr a 6/mai

27/abr

24/abr8

20/abr

PROVA 1º BIMESTRE17/abr7

13/abr

10/abr6

3/abr5

30/mar

CONCRETO

27/mar4

23/marAGLOMERANTES

20/mar3

16/marAGREGADOS

13/mar2

TIPOS DE MATERIAIS E PROPRIEDADES09/mar

APRESENTAÇÃO DO CURSO06/mar1

TÓPICOSDATASEMANA

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ConcretoConcreto

• Concreto fresco• Aditivos• Concreto endurecido

• Estrutura• Resistência• Estabilidade dimensional

• Durabilidade• Dosagem

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Definições e Conceitos básicos

Durabilidade das Estrutura de Concreto

Fatores intervenientes

Aspectos construtivos

SumárioSumário

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ConceitosConceitos BásicosBásicos

CONCRETO

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EstruturaEstruturaInternaInterna

ProcessoProcesso de de produçãoprodução

MateriaisMateriais selecionadosselecionados

TipoTipo de de concretoconcreto

FacilidadeFacilidade de de penetraçãopenetração dos dos agentesagentes agressivosagressivos

Tempo de Tempo de vidavida útilútil dada estrutura/concretoestrutura/concreto

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raçã

TempoInicial Propagação

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Durabilidade: (ACI)Habilidade de resisitr às ações de intempéries, ataquequímico, abrasão, ou qualquer processo de degradação

Concreto Durável:Mantém a forma original, qualidade e funcionalidade quandocolocado em serviço.

Como especificar um concreto durável ?

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EstruturaEstrutura do do ConcretoConcreto

Rede de porosRedeRede de de porosporos

Desenho: Maryangela G. de Lima

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tivos Distribuição do porosDistribuição do poros

Tipo de ligação(Mecanismo de Transporte)

DifusãoDifusão

CapilaridadeCapilaridade

PermeabilidadePermeabilidade

(micro) (micro) EstruturaEstrutura do do ConcretoConcreto

MigraçMigraçãoão

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tivos Distribuição do porosDistribuição do poros

Tipo de ligação(Mecanismo de Transporte)

DifusãoDifusão

CapilaridadeCapilaridade

(micro) (micro) EstruturaEstrutura do do ConcretoConcreto

MigraçMigraçãoãoPermeabilidadePermeabilidade

Desenho e foto: Carlos X. Regattieri

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DifusãoDifusão

Desenho e foto: Carlos X. Regattieri

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SumárioSumário

DefiniçõesDefinições e e ConceitosConceitos básicosbásicos

Durabilidade das Estrutura de Concreto

Fatores Intervenientes

Aspectos Construtivos

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DurabilidadeDurabilidade dasdas EstruturasEstruturas de de ConcretoConcreto

DegradaçãoDegradação ddo concretoo concreto

DegradaçãoDegradação da armadurada armadura

Ação conjunta ou em separado

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Causas QuímicasCausas Químicas

Causas FísicasCausas Físicas

Desgaste superficialDesgaste superficial

FissuraçãoFissuração

variações volumétricasvariações volumétricas

variações de temperaturavariações de temperatura

carregamentocarregamento

LixiviaçãoLixiviação

ExpansãoExpansão

DegradaçãoDegradação do do concretoconcreto

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AtaqueAtaque químicoquímico

LixiviaçãoLixiviação

ExpansãoExpansão

Foto: Paulo Helene

Foto: Maryangela G. de Lima

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AtaqueAtaque químicoquímico

ExpansãoExpansão

CaOCaO e e MgOMgO cristalinoscristalinosÁlcaliÁlcali--agregadoagregadoSulfatosSulfatos

EtringitaGesso

SO4- -

SiO2 reativaOpala

Calcedônia

Álcalis > 0,6%

CaO > 1%MgO > 6,5%

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DurabilidadeDurabilidade dasdas EstruturasEstruturas de de ConcretoConcreto

DegradaçãoDegradação ddo concretoo concreto

DegradaçãoDegradação da armadurada armadura

CorrosãoCorrosão

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CCorrosãoorrosão das das armadurasarmaduras

Corrosão Eletroquímica

MetalMeio aquoso

Oxigênio

Região anódicaRegião catódica

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Barra de armadura

pH ≥ 12,5

Superfície do concreto

Camada de óxidomicroscópica

(camada passiva)

Concreto = proteçãoConcreto = proteção

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Desenho: M

aryangelaG

. de Lima

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CCorrosãoorrosão das das armadurasarmadurasFoto: André B. Eisinger

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Reações anódicas3Fe + 4H2O Fe3O4 + 8H+ +8e-

Fe Fe++ + 2e-

InterfaceInterfaceReações catódicas

2H2O + O2 + 4e- 4OH-

2H+ + 2e- H2EletrólitoEletrólito

ReaçõesReações SimplificadasSimplificadas

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DespassivaçãoDespassivação

Despassivação localizada

Corrosão localizada

Despassivação total

Corrosão generalizada

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•• Penetração de íons destruidores de camadaPenetração de íons destruidores de camada•• Cloretos (Cloretos (ClCl--))•• Sulfatos (SOSulfatos (SO44

22--))

Principais causas de despassivaçãoPrincipais causas de despassivação

•• Acidificação do eletrólito:Acidificação do eletrólito:•• Processo de Processo de carbonataçãocarbonatação (CO(CO22))•• Lixiviação Lixiviação •• Penetração de substâncias ácidasPenetração de substâncias ácidas

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Despassivação das armadurasDespassivação das armadurasCARBONATAÇÃOCARBONATAÇÃO

Mecanismo de transporteMecanismo de transporte•• Difusão iônicaDifusão iônica

Principais causas de despassivação Principais causas de despassivação -- CARBONATAÇÃOCARBONATAÇÃO

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OHCaCOOHCaCO OH2322

2)( +⎯⎯→⎯+

OHCOKNaOHKNaCO OH232222

2)(, +⎯⎯→⎯+

Mecanismo de açãoMecanismo de ação

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AvançoAvançodada

Frente de Frente de CarbonataçãoCarbonatação

Frentede

Carbonatação

Armadura

Agregado

Frente de carbonatação

Placas decorrosão

Armadura

Agregado

Desenhos: Maryangela G. de Lima

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tivos Avanço da Frente de Avanço da Frente de CarbonataçãoCarbonatação

Foto: André B. Eisinger

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•• Penetração de íons destruidores de camadaPenetração de íons destruidores de camada•• Cloretos (Cloretos (ClCl--))•• Sulfatos (SOSulfatos (SO44

22--))

•• Acidificação do eletrólito:Acidificação do eletrólito:Acidificação do eletrólito:••• Processo de Processo de Processo de carbonataçãocarbonataçãocarbonatação(CO(CO(CO222)))••• Lixiviação Lixiviação Lixiviação ••• Penetração de substâncias Penetração de substâncias Penetração de substâncias ácidasácidasácidas

Principais causas de despassivaçãoPrincipais causas de despassivação

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tivos Despassivação das armadurasDespassivação das armaduras

CLORETOSCLORETOS

Mecanismos de transporteMecanismos de transporte•• ABSORÇÃO CAPILARABSORÇÃO CAPILAR•• DIFUSÃO IÔNICADIFUSÃO IÔNICA•• PERMEABILIDADEPERMEABILIDADE•• MIGRAÇÃO DE ÍONSMIGRAÇÃO DE ÍONS

Cl - Cl - Cl -Cl (Concentração)-

Principais causas de despassivação Principais causas de despassivação -- CLORETOSCLORETOS

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•• Aceleradores de pega (CaClAceleradores de pega (CaCl22))••Impurezas nos agregadosImpurezas nos agregados•• Atmosfera marinhaAtmosfera marinha•• Água do mar (Água do mar (Estruturas “Estruturas “offoff--shoreshore” e “” e “inin--shoreshore))•• Sais de degelo Sais de degelo •• Processos industriais (papel e celulose)Processos industriais (papel e celulose)

COMO CHEGAM AO CONCRETO?COMO CHEGAM AO CONCRETO?

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Despassivação das armadurasDespassivação das armadurasCLORETOSCLORETOS

CLORETOS = CATALIZADORESCLORETOS = CATALIZADORES

xOHFeOOHFek

1⎯→⎯−++ +

[ ] −⎯→⎯−+⎯→⎯−++ +++ ClOHFeOOHFeClClFe xcomplex

xOHFeOOHFek

1⎯→⎯−++ +

−⎯→⎯−+⎯→⎯−++ +++ ClOHFeOOHFeClClFe xcomplex

Fotos: Maryangela G. de Lima

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SumárioSumário

DurabilidadeDurabilidade dasdas EstruturaEstrutura de de ConcretoConcreto

Fatores Intervenientes

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Características e propriedadesdo concreto

Características do meio

Fatores intervenientesFatores intervenientes

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Relação a/c

Permeabilidade e absorção

Resistividade elétrica do concreto

Tipo de cimento, adições e aditivos

Tipo de aço

Fatores intervenientesFatores intervenientes -- Características e Propriedades do ConcretoCaracterísticas e Propriedades do Concreto

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Relação a/c

Tipo de aço

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Relação a/c

Tipo de aço

Pozolânico

Idade (dias)R

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Relação a/c

Tipo de aço

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Características e propriedadesdo concreto

Características do meio

Fatores intervenientesFatores intervenientes

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Temperatura

Umidade relativa

Micro-região (micro-clima)

Fatores intervenientesFatores intervenientes -- Características do meioCaracterísticas do meio

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Origem: Fabiano Morelli

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AMBIENTE CONTAMINADO POR CLORETOS

AMBIENTE NÃO CONTAMINADO

Desenhos: Maryangela G. de Lima

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Temperatura

Umidade relativa

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Temperatura

Umidade relativa

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SumárioSumário

DurabilidadeDurabilidade dasdas EstruturaEstrutura de de ConcretoConcreto

FatoresFatores IntervenientesIntervenientes

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cobrimento

armazenamento das barras

utilização de barras corroídas

espaçadores e fixadores de formas

estanqueidade de formas / densidade de armadura / dosagem adequada

proteção temporária de esperas (arranques)

aspectos de execução/manutenção

escolha dos materiais

Aspectos construtivosAspectos construtivos

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cobrimento

armazenamento das barras

utilização de barras corroídas

espaçadores e fixadores de formas

estanqueidade de formas / densidade de armadura / dosagem adequada

proteção temporária de esperas (arranques)

aspectos de execução/manutenção

escolha dos materiais

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