A banalização da recuperação estrutural - engegraut.com.br · A aplicação de qualquer...

RECUPERAR • Março / Abril 20024

Infelizmente, entre nós, corrosão no con-creto armado é matéria abrasiva, ainda emgestação. Muito embora todos os detalhesdo mecanismo de iniciação e propagaçãodeste fenômeno, inclusive seu estado deruína, sejam bem conhecidos e até anteci-

A banalização darecuperação estrutural

pados, com bastante precisão, com baseapenas nas condições de exposição da aber-tura.A introdução de novas tecnologias, quebem explicam o comprometimento aindamaior do estado de corrosão, uma vez recu-

A aplicação de qualquer material nos trabalhos de recuperação estruturaldevido a corrosão conduz a estrutura a uma situação de incompatibilidade,com maior corrosão. Bom para as empresas que vendem produtos. Ruimpara as estruturas.

perando-se com sistemas convencionais àbase de pinturas nas armaduras ou com aaplicação de massinhas milagrosas ou mes-mo só com concreto, se faz em ritmo de umaFerrari em sexta marcha. Na mesma marcha,introduzem-se novas soluções que vão de

CORROSÃO

Joaquim Rodrigues

O processo de corrosão nas armaduras.

Na seqüência de fotos acima verifica-seperfeitamente o avanço do estado de

corrosão das armaduras no fundo deuma laje.

O mercadoainda aceitatintas para otratamentodacorrosãonoconcretoarmado.Semqualquerefeitopositivo,promovem e facilitama introdução de mais corrosão na estrutura.

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PRIMER EPÓXICORICO EM ZINCO

RECUPERAR • Março / Abril 2002 5

encontro às verdadeiras causas da corro-são. Tudo com perfeita compatibilidade ele-troquímica. Muito bem. No entanto, aindahá muita dúvida nas arquibancadas da in-dústria da recuperação estrutural. Muitagente sem entender o fenômeno, com ta-

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catodo corrente eletrônica anodoe–

óxidos ehidróxidos

ferrososcorrente iônicaconcreto

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água+

oxigênio

Repare que quem alimenta a pilha de corrosão é o catodo, àesquerda, através da introdução de oxigênio e umidade. Umavez “tratando-se” o anodo com pinturas ou massinhaspassará a ser, agora, um catodo que , recebendo oxigênio eumidade, promoverá a surgência de anodos nas regiõesvizinhas, onde eram catodos. A desastrosa inversão doprocesso de corrosão.

compreensão dos importantes tópicos lan-çados na edição 42, fundamental aos res-ponsáveis pelas verdadeiras empresas de re-cuperação estrutural.

Informações preliminares

Carbonatação e íons cloretos são os doisprincipais mecanismos modificadores daque-le estado passivo ou protegido em que se

manha velocidade de informações.Esta confusão relaciona-se à falta deevidências que comprovem a efetivi-dade dos “tratamentos”, mas que, in-felizmente, dependem da cesta bási-ca da eletroquímica da corrosão. Coma edição da RECUPERAR nº 42, rece-bemos muitos fax consultas e tone-ladas de e-mails que resumem um es-tado de inquietação lógico, próprio

de uma transfusão forçada, o que realmen-te não desejamos. Por esta razão, estare-mos apresentando nesta matéria e na dapágina 24, conceitos eletroquímicos perti-nentes à corrosão no concreto armado eque, efetivamente, darão a luz necessária à

encontram as armaduras do concreto. Mui-to embora a corrosão possa se desenvolverindependentemente destes dois malfeitores.O processo de corrosão, devido a carbona-tação, promove a formação de produtos decorrosão ao longo das armaduras, de manei-

Só existe uma maneira deinterromper a

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Fax consulta nº 03

A aplicação de tintas na superfície das armaduras, efetivamente, só piora oestado da corrosão na estrutura.

Neste pilar, o que é muito comum, “trata-se” a corrosão encamisando-o, navã ilusão de que “abafará” o processo.

Os mandamentos da “RECUPERAÇÃO”

1 - Remoção do concre-to danificado pela cor-rosão, expondo as ar-maduras corroídas.

2 - Remoção das carepasde corrosão.

4 - Argamassa de reparo. Aqui há umarica variedade de massas que notabili-zam-se por altíssimas resistências à com-pressão, invariavelmente duas a trêsvezes superior ao do concreto original.Em outras palavras, sua relação tensão-deformação (módulo de elasticidade) étotalmente diferente da base, dandocomo resultado uma transmissão de car-ga mais intensa e sujeitando-a a um des-colamento prematuro. Bem mais imper-

meável que o concreto da base, possui uma rede de vazios beminferior. O resultado é um comportamento dimensional (coefici-ente de dilatação térmica-relaxação-fluência) anômalo, não tãoimportante para espessuras correspondentes ao recobrimento,mas extremamente prejudicial para espessuras mais profundas,onde o volume de cargas é mais intenso. Na verdade, o que sedeseja é uma boa aderência, uma massa similar à original, umacura adequada (retração por secagem) e a efetiva neutralizaçãoda corrosão através de um processo eletroquímico. Tudo a maisinfluencia o comportamento dimensional da peça estrutural. Vejamais detalhes na RECUPERAR nº 25.

5 - Cura química.

6 - Pintura de proteção.

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3 - Pintura inibidora po-limérica ou anticorro-siva à base de zinco,cromato de zinco etc.O efetivo controle dacorrosão só é conse-guido com pastilhas,telas galvânicas ououtro processo eletro-químico.

fSurvey Practice


ra generalizada e uniforme. A presença dosíons cloretos, ao contrário, iniciam proces-sos localizados de corrosão nas armaduras,tipicamente na forma de pites. A presençadestes íons promove a aceleração do pro-cesso de rompimento da camada protetorade óxidos passivos, fazendo com que sur-jam campos minados de pilhas de corrosão,provocando uma desconjuntada surgênciade potenciais cada vez mais negativos. Estamudança de potenciais, tipicamente de pas-sivos para ativos, significa o início de umprocesso irreversível de corrosão.Uma radiografia da pilha de corrosão evi-dencia a presença de uma região típica cha-mada anódica, onde o ferro forma depósitosde óxidos e hidróxidos, e regiões vizinhaschamadas catódicas que, literalmente, ali-

mentam a região anterior com um caldinhogasoso de água e oxigênio, suficiente paramanter uma equilibrada queda de braço en-tre as duas regiões. O braço mais fraco, sur-preendentemente, o que fornece o caldinho.É o que dá as cartas para as condições defuncionamento da pilha, ou seja, a velocida-de com que ocorre a corrosão. Finalmente,corrosão no concreto armado significa sur-gência de voltagem e amperagem na estru-tura, perfeitamente detectáveis.

A corrosão em gráficos

A discussão para compreensão do proces-so de corrosão é melhor apresentada naforma de gráficos, em que compara-se opotencial (os volts ali presentes) e a conse-

GLOSSÁRIO

Ação galvânica - Termo usado quando temoscorrosão causada por metais diferentes em contato ecom umidade presente.Corrosão galvânica - Corrosão produzida poração eletrolítica entre metais diferentes (o aço daconstrução é recheado de materiais diferentes) empresença de um eletrólito. Corrosão associada com acorrente da pilha galvânica. Processo em que ummetal é consumido por outro, através da correnteelétrica induzida pela reação química entre os doismetais.Relaxação - Perda de tensão que ocorre noconcreto submetido à deformação constante. Muitocaracterístico no concreto protendido, com a perdade protensão.Fluência - Deformação permanente do concretosob carga suficientemente alta e contínua, com opassar do tempo. Resistência de fluência,Recuperação da fluência, Limite de fluência e Testede fluência são termos pertinentes ao fenômeno.Série galvânica - Lista de metais e ligas arranjadade acordo com seus potenciais, relativos em umdeterminado ambiente.Pilha galvânica - Pilha eletrostática capaz de pro-duzir energia por ação eletroquímica.

A força galvânica e o efeito das áreasA característica mais importante em uma pi-lha galvânica, propositadamente criada ounão, é a intensidade de sua ação. A quanti-dade de corrente ou, mais especificamente,a densidade de corrente (corrente divididapela área da armadura) é que determina estaintensidade.O efeito das áreas é fator de extrema impor-tância na corrosão galvânica, ou seja, a rela-ção entre as áreas catódica e anódica. À medi-da que a relação entre as áreas catódica/anó-dica aumenta, ou seja a área do catodo au-menta em relação à do anodo, a velocidadede corrosão da região anódica se intensificade forma acelerada. Haverá muita correnteem pouca área, intensificando a corrosão.Um exemplo prático para explicar esta im-portantíssima propriedade recai na errada eantiga estratégia de se pintar as armadurascom epóxi. Na vida real, dificilmente conse-

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Área do catodo/área do anodo1 2 3 4 5 6

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gue-se cobrir com epóxi uma região anódicacorroída, de modo a impedir que ali ocorraqualquer tipo de reação. Desta forma, ficamburacos ou furos na superfície da pintura que“reveste” a armadura, estabelecendo-se aípequenos anodos, suficientes para dar umsacode de corrosão na armadura com a forçada implosão das torres gêmeas, originandoprofundos pites.

Repare nesta seqüência defotos que um reforçoestrutural está em marcha.O motivo? Corrosão nazona de fretagem do pilar,devido a ausência deimpermeabilização na juntade dilatação. Tratou-se oefeito e esqueceu-se acausa. O serviço foirealizado sem o tratamentoda junta. Descaso daautoridade competente? Acorrosão irá alastrar-se paraas novas armaduras. Novosserviços a vista.

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qüente corrente elétrica circulante, tanto nobraço catódico quanto no anódico. Ou seja,à medida que a queda de braço se desen-volve, mede-se o potencial e a corrente decada braço, estabelendo-se uma curva (oureta) para cada uma delas. A partir do mo-mento em que começa a queda de braço, opotencial da região (reta) anódica tende aaumentar e o potencial da região (reta) ca-tódica tende a diminuir. Até que ambos atin-jam em valor comum, na interseção, compotencial (ECORR) e a densidade da corrente(ICORR) de corrosão comuns ou do par. Re-pare que para ambas as reações, a correnteaumenta. É comum dizer então que aquelaregião anódica está sofrendo uma polariza-ção anódica e a região catódica está so-frendo uma polarização catódica. A posi-ção dos pontos de interseção das retas éuma indicação da velocidade com que sedesenvolve a queda de braço entre os doisatores, ou seja, a corrosão como um todonaquela região da armadura. O gráfico aci-ma evidencia bem este desenvolvimento. Aposição de um par de curvas (ou retas) ano-do/catodo, no gráfico, anuncia a velocida-de da reação. Logo, poderemos ter com acontinuidade do processo de corrosão, di-ferentes velocidades. A obtenção de gráfi-

cos que relacionam os potenciais existentes (ou volts)com a velocidade da corrosão ou densidade da corren-te (corrente ÷ área da armadura) pode ser obtida facil-mente em laboratório. Resumindo: as curvas anódica ecatódica de polarização dos dois braços são a chavepara a compreensão da velocidade de corrosão nas ar-maduras do concreto. Existem diversas normas ASTMque podem ser consultadas para obter dicas das termi-nologias e procedimentos para obter as curvas de pola-rização. Algumas delas são a ASTM G102, G59, G3 e G15.Por exemplo, no gráfico ao lado, a sucessão de pontospretos (potencial-corrente) obtidos posicionam parauma evolução na velocidade da corrosão. Especifica-mente, neste exemplo, a reta que define o comporta-mento do braço anódico A2 apresenta uma velocidade

As pilhas de corrosãoAs pilhas eletroquímicas estão diretamente liga-das à corrosão do concreto armado/protendi-do. São formadas por um anodo (onde aconte-ce a corrosão), por um catodo (onde ocorrem asreações de redução que alimentam a corrosão),um eletrólito ou solução que contenha íons e quefluam do catodo para o anodo e, finalmente, aligação metálica, ou seja o próprio aço, por ondefluem os elétrons do anodo para o catodo. Apilha é caracterizada por uma queda de potenci-al (E) entre seus polos, dada por Epilha = Pcatodo -Panodo.O aço de construção, após o início da corrosão,naturalmente tende a tornar-se passivo, devidoa formação de uma película fina e aderente deóxido ou outra substância insolúvel na sua su-perfície. Este estado de passivação faz com queesta região ainda funcione como área catódica.No entanto, a presença de íons indesejáveis namassa do concreto, principalmente os cloretos,destroem esta passividade ou simplesmente im-pedem sua formação, não de uma forma gene-ralizada e sim em pontos localizados, formando-se, então, pequenos pontos mais ativos na su-perfície do aço (anodo) circundados por gran-des áreas ainda passivadas (catodos), provo-cando diferenças de potenciais que geram cor-rentes de corrosão. Este comportamento ativo-passivo é bem característico do aço da constru-ção, pela formação de pilhas ativas-passivas,como no gráfico ao lado, onde se observa uminício com o desenvolvimento acelerado da cor-rosão até um ponto onde ocorre a passivaçãodo processo (potencial de passivação). A partirdaí há uma diminuição até a total paralização doprocesso (trecho inclinado e vertical amarelo).Lá em cima, após o rompimento da camada pas-

sivante, inicia-se novamente a corrosão.Outros casos de corrosão nas armaduras, quenão dependem propriamente do aço ou da açãogalvânica e sim do ambiente chamado concreto,ocorrem com freqüência. Por exemplo, a solu-ção existente nos vazios do concreto freqüente-mente apresenta concentrações diferentes ou te-ores de oxigênio dissolvidos diferentes, provo-cando diferenças de potencial suficientes paradetonar processos de corrosão nas armaduras.O primeiro caso é definido como pilha de con-centração iônica e o segundo, pilhas de oxige-nação diferencial.

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Curva característica do aço de construção. Re-pare que a velocidade da corrosão, diretamenteproporcional a corrente que circula no aço, cres-ce, fica constante (ou seja é a passivação do aço)e depois volta a crescer novamente.

Evolução de um processo decorrosão. Até o ponto 2, a velocidadeera pequena. Do ponto 2 para o 3 ela

aumenta muito. Repare que,paralelamente, os potenciais ficam

mais negativos.

Fluxo deelétrons

Fluxo de íonsatravés da soluçãoexistente nosvazios da massa eque irão alimentara corrosão naregião inferiorda armadura.

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Uma típica forma de “recuperação” estruturalonde “trata-se” apenas a metade da superfície daarmadura corroída. O processo de corrosão écontínuo e inexorável. Está a caminho o totalcomprometimento das armaduras. A linhatracejada é o limite da “recuperação”.

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Nesta foto está claro o tratamentofeito há cerca de 6 anos atrás, com“pintura inibidora de corrosão embase polimérica”.

de corrosão superior a obtida com a retaA1. No entanto, muita atenção deverá serdada à posição da reta catódica C2, poistende para a esquerda, freiando o proces-so. Muito embora sua reta anódica evolua

fSurvey Practice


para a direita. Desta forma, poderemos teruma velocidade não tão grande quanto pa-rece, embora a velocidade da reação da cor-rosão (ponto preto 2 de interseção) eviden-cie aumento. Muita importância, portanto,deverá ser dada à reação catódica, pois éfator limitante ou acelerante no processode corrosão do concreto armado, devido,principalmente, à disponibilidade do oxigê-nio dissolvido. Por sua vez, C3, impõem umaaceleração na processo de corrosão. Asretas A, para o aço da construção, com acontinuidade do processo de corrosão, têmo comportamento ativo-passivo demons-trado no box da página anterior, isto é, co-meçam retas e fazem uma curvinha, demons-trando interesse em se passivar.

Com a recuperação tradicionalos problemas aumentam.

O que vemos na prática da recuperaçãoestrutural convencional de quarenta anos

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Diferença depotencialcriada.Repare que opotencialevolui paravalores maisnegativos.

REAÇÃO ANÓDICA IComportamento da superfície da armadura na antiga região anódica,antes da “recuperação”. Ou seja, a área à esquerda da armadura antesda “recuperação” (figura abaixo) submetida a uma “alimentação”relativamente pequena (ponto verde de interseção) .

REAÇÃO ANÓDICA IIComportamento da superfície da armadura sob o concretooriginal são, adjacente à “recuperação”, agora tornada anódicae com grande velocidade de corrosão (iCORR1). Ou seja, a áreada direita da armadura depois da “recuperação”. Repare quetemos um mesmo ambiente, porém com forte “alimentação”(reta catódica laranja e o ponto de interseção inferior verde).

ÚNICA REAÇÃO CATÓDICADevido à similaridade entre a massa de recuperaçãoutilizada e o concreto original, induzindo uma mesmadifusão de oxigênio para as duas regiões.

O aumento da velocidade da corrosão com a “recuperação” executada.

A lógica deste lugar comum é que quandose “trata” daquela maneira uma região cor-roída, na verdade se remove da estrutura umaárea anódica em estado terminal. Ora, estaregião anódica tinha pulsação, tinha “vida”,porque recebia “alimentos” das regiões ad-jacentes catódicas. Enquanto esta transfu-são incentivada ocorria, as áreas adjacentesestavam protegidas porque simplesmenteeram catodos. Para facilitar ainda mais a com-preensão de toda esta desordem eletroquí-mica pode-se imaginar que o sistema imu-nológico do concreto armado tivesse sidocontaminado pelo vírus dos íons cloretos,que aceleram qualquer processo de corro-são. A “recuperação” removeu a região anó-dica contaminada com cloretos e, em seu lu-gar, aplicou uma massa nova, linda e maravi-lhosa, repleta de oxigênio e água. Um perfei-to catodo, ideal fornecedor de “quentinhas”para as áreas adjacentes, anteriormente ca-tódicas e que agora tornar-se-ão anódicasporque estão bem ou mal contaminadas.Certamente apresentando um pH inferior àmassa da “recuperação” e com “alimenta-ção” garantida. Ou seja, um ponto cheio dehidroxilas, matéria prima para a formação dosprodutos de corrosão.A mecânica desta gravidez corrosiva semvontade e sem desejo tingiu dois predado-res até então transparentes à nossa percep-ção:• Uma força eletromotriz originada pela que-

da de potencial entre armadura pertinenteà massa da “recuperação” e à do concretooriginal, e o ...

• Aumento substancial da relação entre asáreas catodo/anodo nas armaduras.

No gráfico potencial-corrente abaixo, veri-ficou-se a presença de uma diferença de po-

catodo corrente eletrônica anodoe–

corrente iônica

área recuperada

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concreto original

mesmo fluxo deágua e oxigênio

pH inferior,presença de íons cloretos

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Pilha de corrosão proveniente de uma“recuperação”. De forma não intencional, criou-se uma diferença de potencial entre o concretooriginal e a região “recuperada”, suficiente paraacelerar a corrosão de diminutas pilhas decorrosão anteriormente existentes no lado“bom”. Glórias para a corrosão!

para cá, é a quantificação dos problemas decorrosão apenas com base nas regiões sin-tomáticas visíveis, como trincas e desplaca-mentos. Isso é falho porque sempre há pi-lhas de corrosão incipientes ao longo do res-to das armaduras que logo provocarão no-vos desplacamentos. O uso da semi-pilha eda medição da resistividade torna-se obri-gatório, senão vital, ao responsável técnicopela recuperação, pois funciona como umaradiografia da situação da estrutura frente àcorrosão.A outra metade da laranja podre é a formacomo executamos nossas recuperações. Im-põe-se-lhes apenas um tratamento físico,seja aplicando uma barreira com epóxi ou,simplesmente, uma argamassa polimérica. Ig-nora-se o aspecto químico ou eletroquímico

de fundamental importância. O tratamentoque sempre se propõe a fazer, com aquelasinistra garantia de cinco anos, implica nocorte do concreto em torno da armadura cor-roída, expondo-a até a “região onde não hámais sinais de corrosão em sua superfície”.Após a limpeza da armadura, aplicam-se ar-gamassas pré-fabricadas “específicas con-tra a corrosão”, pintando primeiro a superfí-cie das armaduras com epóxi “rico em zin-co”. Invariavelmente este castelo de areiana beira do mar começa a se desfazer numprazo de dois a cinco anos. O corpo a corpocom o ambiente é que dirá exatamente otempo de validade do serviço, pelo fato dasarmaduras pertinentes e em torno da “recu-peração” começarem a corroer. Esta situa-ção é perfeitamente detectável a curto pra-zo, apenas com uma semi-pilha, que acusarápotenciais bem negativos nesta região. Estefenômeno, vulgo “anel anódico”, é bastanteconhecido, mas pouco compreendido pelostécnicos que fazem recuperação estrutural.

Nota-se perfeitamente o “tratamento”imposto às armaduras com “pintura

inibidora da corrosão em base polimérica,dois componentes”.

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usar argamassa ou concreto de recuperaçãosimilar ao concreto original da peça estrutu-ral, ou seja, com a mesma resistividade.A mudança da curva anódica AI, que refle-tia a situação da antiga região da armaduracorroída e agora “tratada”, para a curva AII,foi motivada pela incompatibilidade eletro-química criada pelo corpo a corpo entre osdois ambientes agora existentes. A região“recuperada” apresenta alto pH em relaçãoao concreto original, seguramente inferior.A similaridade entre as massas de recupe-ração e o concreto original impõem ambi-entes idênticos de transporte iônico. No en-tanto, esta nova masa, inicialmente rica emágua e oxigênio, promove uma aceleraçãona corrosão. O resultado é o ponto de in-terseção mais adiante, induzindo grande ve-locidade de corrosão.Por outro lado, se utilizar um material de“recuperação” totalmente diferente do con-creto original, que reduza o fluxo de oxigê-nio à superfície das armaduras, tem-se umareação catódica mais lenta que a anterior

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REAÇÃO ANÓDICA IComportamento da superfície daarmadura na antiga regiãoanódica, antes da “recuperação”

REAÇÃO CATÓDICA IReferente ao antigo concretoenvolvente, na zonarecuperada e que foi cortada.

REAÇÃO CATÓDICA IIMais lenta, devido ao baixo fluxo de oxigêniona armadura promovido pela argamassapolimérica utilizada na “recuperação”.Em relação ao gráfico anterior há umadiminuição na velocidade da corrosão. Noentanto, a corrosão avança.

Repare que neste gráfico,devido a utilização de uma

massa polimérica totalmentediferente do concreto

original, estabeleceu-se umnovo ambiente totalmente

estranho, impondo uma“alimentação” diferente (reta

catódica marrom).

tencial entre a superfície da armadura en-volvida pela “recuperação” e a superfícieda armadura adjacente com concreto origi-nal, que apresentava pilhas de corrosão. Aantiga região anódica da armadura (curvaamarela) virou casaca e tornou-se catódicapela “recuperação” e a região tranqüila vi-zinha da mesma armadura, anteriormente ca-tódica, envolvida ainda pelo concreto ori-ginal em “perfeito estado”, tornou-se umbelo anodo.A presença de apenas uma curva (reta) ca-tódica é justificado pela “estratégia” de se

feita com material mais poroso ou, em ou-tras palavras, “alimentação” escassa parao desenvolvimento da reação anódica. É oque se vê neste outro gráfico. É importantenotar, uma vez mais, que o potencial de cor-rosão ECORR e a velocidade da corrosão iCORRda armadura “recuperada” ou da armaduraainda intacta (envolta no concreto original)é, por definição, a interseção das curvasanódica e catódica representadas no gráfi-co. Como cada situação oferece uma curvaanódica e catódica, ou seja, a armadura soba “recuperação” tem um par de curvas anó-dica/catódica assim como a armadura sobo concreto original tem o seu par, ao utili-zarmos uma estratégia de “recuperação” emque modifica-se o acesso de oxigênio à ar-madura, isto em relação ao concreto origi-nal, obrigatoriamente teremos não três cur-vas como no gráfico anterior e sim quatro(gráfico ao lado).Finalizando, muita atenção deverá ser dadaao tratamento nas armaduras em processode corrosão. A aceitação da corrosão comoum estado eletroquímico, naturalmente,obriga o levantamento dos potenciais ecorrentes existentes e a imposição de umasolução também eletroquímica.

Uma típica“recuperação”

estrutural nofundo de uma

marquise. Perigoa vista.

REAÇÃO ANÓDICA IIComportamento da superfície da armaduraainda sob o concreto original são, adjacenteà “recuperação”, agora tornada anódica ecom grande velocidade de corrosão (iCORR1

).

Fax consulta nº 04

Para ter maisinformações sobreCorrosão.

REFERÊNCIAS• Joaquim Rodrigues é engenheiro civil, membro de

diversos institutos nos EUA, em assuntos de patolo-gia da construção. É editor e diretor da RECUPE-RAR, além de consultor técnico de diversas empresas.

• ACI Committee 222. Corrosion of Metals in Concre-te, ACI 222R-96. Manual of Concrete Practice Part I,American Concrete Institute.

• ASTM G 3. Standard Practice for Conventions Ap-plicable to Electrochemical Measurements in Corro-sion Testing. American Society of Testing and Mate-rials.

• Cook, H. K. and W.J. McCoy. Influence of Chloridein Reinforced Concerte. Chloride Corrosion of Steelin Concrete, ASTM STP 629, D.E. Tonini and S.W.Dean, Jr., Eds., American Society for Testing Materi-als.

• Gu, P., J.J. Beaudoin, P.J. Tumidajski, and N.P.Mailvaganam. Electrochemical Incompatibility ofPatches in Reinforced Concrete.

• Hime, W. and B. Erlin. Some Chemical and Physi-cal Aspects of Phenomena Associated with Chloride-Induced Corrosion. Corrosion, Concrete, and Chlori-des, Steel Corrosion in Concrete: Causes and Res-traints, ACI SP-102, F.W. Gidson, Ed., AmericanConcrete Institute.

“Recuperação” com pintura inibidora decorrosão.

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Carlos Carvalho Rocha

O concreto, de um modo geral, perde volu-me devido a intensa retração que ocorre nosprimeiros 3 meses, algo em torno de 75%. Aadição de água ao cimento portland promo-ve a surgência da pasta que, rapidamente,transforma-se em gel. A adição subsequen-

te de areia e pedra faz entrar em cena o con-creto, cujo ambiente é caracterizado pelapasta que, já de início, promove uma pri-meira mudança de volume.Quimicamente falando, podemos dizer queeste ato inicial é característico das primei-ras horas após a dosagem do concreto emque a reação do sulfato de cálcio com oaluminato de cálcio, para formar o sulfoalu-minato de cálcio (etringita), resulta numaumento do volume da massa. Devido a esteconhecido processo de expansão, torna-senecessário dimensionar juntas de isolamen-to nos locais onde possa haver restriçõesou limitações a este movimento, principal-

mente junto a pilares esbeltos, paredes eaté mesmo sapatas. Uma vez o concreto en-durecido, estas juntas de isolamento trans-formam-se em juntas de controle para aco-modar outros tipos de mudanças de volu-me.

A retração plástica

Durante a transformação da fase plásticado concreto para a fase endurecida, ocorreprimeiro o aumento de volume (veja gráficoacima) seguido de uma diminuição, à medi-da que o concreto perde sua água, seja pelaprópria absorção dos seus componentes

O concreto muda de volume.O concreto muda de volume.O concreto muda de volume.O concreto muda de volume.O concreto muda de volume.Sua monumental rede de vazios funciona como o pantanal. Entenda estefuncionamento antes que ocorram problemas.

ANÁLISE


GLOSSÁRIO

Retração - Diminuição de volume causada pormudanças químicas e/ou na secagem do concreto,em função direta do tempo pós concretagem.Fluência (creep) - Imagine uma peça estruturalsubmetida a carregamento constante. É o aumentocontínuo de sua deformação, em relação ao tempo.Deformação lenta sob tensão. A fluência primária équando a velocidade da deformação é decrescente.A fluência secundária é com velocidade constante.A terciária é com velocidade acelerada.


Graças a alta precisão de sensoresde fibra ótica, torna-se possívelmonitorar o comportamento doconcreto armado durante sua fasede endurecimento e cura final. Oconhecimento das grandes eprematuras deformações a que ficaexposto, permite identificar oinerente nível de tensõesexistentes, particularmente duranteo seu primeiro dia de vida. Estastensões, na maioria dos casos, sãoresponsáveis pela surgência defissuras e trincas que sedesenvolverão durante a vida daestrutura. A instalação de sensoresde fibra ótica permite omonitoramento da importante fasede expansão térmica, da fase deresfriamento e das fases deretração.

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Temperatura ambientedesta ordem impõe

condições térmicas bemsuperiores nas estruturas.

Instalação de fibra ótica em uma peça de concretoarmado para análise. Os resultados estão ao lado.


A secagem das quatro laterais das vigas foifeita de maneira igual, apresentando umaretração linear bem uniforme. E para o caso

vapor que vem do solo. À medida que oconcreto seca, sua superfície superior sen-te bem mais rápido este efeito. Lógico que

de um grande piso de concreto, como secomportará ? Vamos considerar um pisoindustrial de concreto armado executadosobre uma lona preta de polietileno bemresistente, de modo a servir de barreira ao

perdendo volume bem rapidamente também.Ou seja, sua superfície superior retrai mui-to enquanto a inferior pouco, ou quasenada. As extremidades da laje retraem bemrápido e o centro muito pouco. As conse-

Concreto com alto teor de umidade (alta umidade relativa UR) cresce em volume.

GLOSSÁRIO

Mudança de volume - Aumento ou diminuiçãono volume (comprimento, largura e espessura).Deformação - Mudança na dimensão ou formade uma peça, devido à tração, retração por seca-gem e mudanças de temperatura.Restrição - Limitação ao livre movimento de umapeça de concreto. Restrição pode ser interna ouexterna, podendo atuar em uma ou mais direções.Junta de construção - Muito comum, é umajunta localizada em determinada região da estrutu-ra como conseqüência da interrupção da concreta-gem.Junta de dilatação - Junta bem definida ou pré-determinada que atua regulando a localização e ograu de fissuramento ou trincas, além da separaçãoresultante das mudanças dimensionais de diferen-tes peças de uma estrutura.

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seja pela evaporação da água. Esta segun-da ação é bastante comum nas concreta-gens onde há baixa umidade relativa, ventoe sol intenso. Acontecendo ainda a surgên-cia de trincas por retração plástica, da or-dem de 1 a 2 milímetros, uma hora após oinício da concretagem. De um modo geral,dever-se-á utilizar METACRILATO paramonolitizar estas trincas e fissuras. O tra-balho de prevenção pode ser feito jatean-do-se uma névoa com um pequeno hidroja-to, apontando-se a pistola sempre para oalto, de modo a impedir a secagem prema-tura.

A retração por secagem

Uma vez obtida sua pega inicial, o concretojá é considerado em estado endurecido.Desta forma, baixa o taxímetro da retraçãopor secagem. Um estudo recente sobre re-tração por secagem feito pela U.S. Bureauof Reclamation em pequenas vigas de con-creto de 10 cm x 10 cm x 100 cm de compri-mento, utilizando-se diferentes tipos de ci-mento, evidenciou o que pouca gente sabesobre retração por secagem:

• + 35% ocorre no 1° mês• + 45% nos 10 meses seguintes e...• + 20% ao longo de um total de 26 meses.

Situação inicial. Situação descontrolada. Situação controlada.

TRINCAS EM PISOS DE CONCRETO? SINISTRO, MUITO SINISTRO!

Fax consulta nº 08

Aplique hoje mesmo METACRILATO econsidere o crime resolvido.



O que as trincas e fissuras fazem em um piso de concreto, sejaindustrial ou comercial, é um verdadeiro crime. Combata estes efeitoscom a melhor e mais eficiente arma: METACRILATO. É só verter ,espalhar e pronto. Acaba-se o sinistro. METACRILATO restitui, em30 minutos, a monoliticidade do concreto, pois adentra sozinho emfissuras de até 0,01mm. Aplicável também em vigas, pilares e lajes,sem equipamento de injeç o.

O que as trincas e fissuras fazem em um piso de concreto, sejaindustrial ou comercial, é um verdadeiro crime. Combata estes efeitoscom a melhor e mais eficiente arma: METACRILATO. É só verter ,espalhar e pronto. Acaba-se o sinistro. METACRILATO restitui, em30 minutos, a monoliticidade do concreto, pois adentra sozinho emfissuras de até 0,01mm. Aplicável também em vigas, pilares e lajes,sem equipamento de injeç o.


qüências ? Bem, os sintomas visíveis apa-recem na forma de empenamentos a partirdo perímetro e das bordas do piso. Os sin-tomas que nimguém vê são bolsões quesurgem entre o piso e o solo. Como a resis-tência à tração e flexão do concreto é pe-quena nestas placas, à medida que empi-lhadeiras ou outras cargas carregam o piso,começam a surgir trincas e fraturas. A so-lução para estes bolsões é a injeção decalda de cimento, tomando-se o cuidado

para executar furos suficientes, de modo apermitir a saída da calda, evitando o le-vantamento das placas. Considerando-seo processo demorado de secagem apre-sentado anteriormente sugere-se aquiloque todo mundo sabe e quase não faz: es-perar 28 dias para aplicar revestimentoepóxica no piso. Ainda assim com granderisco, já que o piso epóxico rígido vai ficarexposto a um processo de retração corres-pondente ao dobro do que sofreu naque- les primeiros 28 dias. Dificilmente resistirá

sem sofrer fissuras.

O movimento térmico

Como qualquer outro material, o concretotambém está sujeito às leis da termodinâmi-ca e tem valores bem característicos. Seucoeficiente linear de dilatação térmica é tes-temunha, assim como varia de acordo comos agregados utilizados na sua preparação.Na tabela a seguir apresentamos os agre-gados utilizados no concreto submetidos aum aumento ou diminuição de temperaturade 40°C. Causará, por exemplo, ao concretocom quartzo, uma mudança de comprimen-to de 0,066% em uma dada dimensão de umpiso ou até mesmo em uma parede feita comeste agregado.

O concreto, como qualquer outro material muda de volume quando submetido a mudanças de temperatura.Aumentando a temperatura ambiente, aumenta o volume do concreto. Inversamente, se diminui a temperatura,há uma redução no volume do concreto. Vamos tomar como exemplo um concreto com coeficiente dedilatação térmica de 9x10-6mm/mm/ºC. Uma mudança de 40ºC em um comprimento de 30m provocará umaumento de 22mm.○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○



Fax consulta nº 09

Concreto feito com cmento K. Ausência de juntasde controle neste piso de refinaria.


Temperatura é coisa séria e tem importanterelação com o comportamento do concre-to. Um aumento ou diminuição na tempe-ratura ambiente provocará um aumento oudiminuição no volume da massa do con-creto. Isto sem considerar o tamanho e aforma da estrutura. Claro que estruturasbem expostas à ação do sol e formadaspor peças arrojadas apresentarão um mo-vimento térmico mais acentuado. As resi-nas epóxicas, assim como todos os reves-timentos poliméricos utilizados para reves-tir ou reforçar o concreto, também estãosujeitas a leis da termodinâmica e possu-em coeficientes de dilatação térmica espe-cíficos. Assim, a diferença relativa entre ocoeficiente de dilatação térmica do con-creto e da resina que irá revesti-lo ou re-

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Cura úmida Secagem ao ar

Concreto com retraçãocompensada (K)

Concreto decimentoportland

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7 dias

IDADE

de reações físico-químicas emseu ambiente interno e no queo cerca. O resultado final é umaretração perniciosa que torna-rá sempre a um volume finalmenor que o inicial. Para obrasimportantes em que o volumelançado é significativo, assimcomo todo período de retra-ção deve ser evitado, usar-se-á o cimento tipo K, que temcomo característica promover,após a cura, o retorno gradualdo volume da massa à situa-ção dimensional original.

O concreto feito com cimento tipo K é nor-matizado pela ASTM C845 EI. O gráfico aolado evidencia, comparativamente, o seucomportamento.

Fax consulta nº 10

Para ter maisinformações sobreCimentos.

REFERÊNCIAS• Carlos Carvalho Rocha é engenheiro civil,

especialista em serviços de recuperação.• Feldman, Sereda and Ramanchandran “A stu-

dy of length changes of compacts of portlandcement on exposure to H

2O”.

• Beandoin, J.J. and Feldman R.F. “Stresses andstrains in the hardened cement postewater sys-tem”.

• Litvan, G.G., “Volume instability of poroussolids: Part 2, dissolution of porous silica glassin sodium hydroxide”.

• Feldman, R.F. “Mechanism of creep of hydra-ted portland cement paste”.

• Soroka, I., and Setter, N., “The effect of filleror strength of cement mortars”.

forçá-lo pode ser motivo de preocupaçãose a película do revestimento ou o com-pósito (resina-fibra-resina) de reforço ti-ver um comportamento exagerado. Ou seja,apresentar mudanças freqüentes e rápidascom a temperatura.

A expansão

A expansão é o inverso da retração. Pode-mos afirmar que a retração por secagem,que ocorre no concreto, é função da suaperda d’água ou umidade que ocorre naestrutura. Um detalhe que não foi apre-sentado e que merece atenção é o fato deque nem toda a retração por secagem éreversível. O processo de secagem inicial,que provoca a saída da água mais intensa,existente nos grandes e médios capilaresdurante a fase de mutação do estado plás-tico para o endurecido, é considerado irre-versível e representa uma perda de massade 4% para o período inicial das primeiras12 horas. Já na sua fase adulta, o concretofica submetido a ciclos de umedecimentoe secagem considerados totalmente rever-síveis e representam uma perda de massaque varia de 1 a 2%.

O cimento tipo K

Como vimos, todo o concreto está sujeito amudanças de volume como conseqüência

Coeficiente de dilatação térmicado concreto em

função do agregado empregado

Tipo de agregado Comprimento em % para 40°C

Quartzo 0,066

Arenito 0,065

Granito 0,053

Basalto 0,048

Calcário 0,038

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Concreto com retração compensada nestaestação de tratamento de esgotos devido aresistência aos sulfatos e ausência de trincas efissuras por retração.

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Michelle Batista

A contaminação do solo é um problemanacional que aumenta e não tem solução.Já contamina pessoas mais chegadas aoslocais sinistros. Não há solução imediata.Não há plano de trabalho específico e nãohá vontade política. A quem devemos ape-lar? Analisando o problema de forma his-tórica, vamos encontrar os primeiros si-nais de contaminação na Roma antiga, há

cerca de 2.000 anos atrás, exatamente nostrabalhos de mineração do chumbo e, maisrecentemente, como herança da revoluçãoindustrial. A fonte de contaminação de solovaria desde o simples depósito do lixo ur-bano, o conhecido lixão, ou lixãobrás jáque é sucesso nacional, até os derrama-mentos que ocorrem em todas as ativida-des industriais, particularmante na área pe-troquímica. Além, claro, do plantio indus-trializado repetitivo. Os contaminantes tema forma sólida, líquida e gasosa. Adentramno solo, reagem quimicamente com seuscomponentes, atingem a água freática e atéo concreto armado enterrado das funda-ções.

O problema

Solo contaminado é aquele que contémsubstâncias perigosas que, provavelmen-te, afetarão qualquer tipo de trabalho quese faça sobre ele, principalmente o da cons-trução civil. Solos assim configurados, obri-gatoriamente, necessitam de investigaçãoe análise, de modo a quantificar-se a suapericulosidade e dimensionar-se sua recu-peração. Não se tem noção, a nível nacio-nal ou regional, da área de solos contami-nados e do seu grau de afetamento. O fatoé que, mesmo nós que vivemos nas cida-des mais importantes do país, já convive-mos com este tipo de problema perto de

Contaminação do soloContaminação do soloContaminação do soloContaminação do soloContaminação do soloIndústrias, esgotos sem coleta e tratamento, vazamentos, lixões, valões...Solo envenenado bem perto de nossas casas.

CONTAMINAÇÃO

REVISTA DO INSTITUTO DE PATOLOGIAS DA CONSTRUÇÃO

A

MB I E N T A

L

MEIO AMBIENTE

GLOSSÁRIO

Aquífero - Formação permeável que permite apassagem da água suficiente a fluxos d’água do solo.Água artesiana - Água do solo, sob pressãosuficiente, que sobe facilmente acima do nível emque é encontrada, quando interceptada por poço.

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nossas casas. Vide canais, rios e lagoas quenos cercam. Estima-se que 40% dos terre-nos que iniciam algum tipo de negócio têmou já tiveram alguma utilização, daí seremchamados de “terrenos de segunda mão”.Seguramente, algum deles apresentam con-taminação.Terrenos contaminados precisam ser iden-tificados de uma maneira a caracterizar... suanatureza, extensão da contaminação e, cla-ro, até onde vai a ameça à saúde e ao ambi-ente.Cada um de nós, certamente, tem algumahistória sobre solo contaminado onde nadafoi feito, ou seja, não se sabe exatamente oque há ali, a extensão do problema, eviden-ciando o descaso e o amadorismo de nos-sos órgão públicos, mesmo sabendo que jácompromete a população adjacente àquelaárea.

As fontes de contaminação

Onde há gente, há contaminação. Natural-mente em concentração extremamente bai-xa e sem maiores comprometimentos. Noentanto, onde há indústrias a coisa muda etorna-se extremamente perigosa, porquecertamente há vazamentos de contaminan-tes e garantida a presença de subprodutostóxicos em contato físico (e químico) com osolo.

Vazamento de metais pesadosna Baía de Sepetiba, RJ

Não é visão lunar. É agrande lagoa de lamaquímica, que já afetouo solo, o lençolfreático e a própriaBaía de Sepetiba,grande produtora decamarões.

das de lama mistura-da a metais pesadoscomo chumbo, cádmioe zinco.Em 1996, os rejeitosindustriais da Compa-nhia Ingá transborda-

ram, lançando nos manguezais e na Baíade Sepetiba 50 milhões de litros de água

e lama misturados a metais pe-sados. A empresa foi condena-da, através de ação no MP, aconstruir um depósito industrial

e a remover todos os rejeitos só-lidos que circundam o pátio indus-trial. Até hoje, no entanto, se-gundo a Apedema, nada foi fei-to.

Dirigentes da entidade ambientalista entre-garam, em novembro, ao Ibama, em Brasília,um dossiê alertando para o transbordamen-to contínuo de metais pesados na Baía deSepetiba nos períodos de chuva. Os ambien-talistas temem o rompimento do frágil dique,o que poderia ter graves conseqüências parao ecossistema e as populações da Baía deSepetiba.

O Ministério Público (MP) estadual e oIbama solicitaram à Procurado-ria Geral da República a indispo-nibilidade dos bens da família Bar-reto, dona da Companhia Mer-cantil Ingá, na Ilha da Madeira,em Itaguaí, RJ. Desativada desde1997, a mineradora virou um de-pósito de dejetos industriais cer-cado por uma grande lagoa arti-ficial que se formou a partir de diques cons-truídos para conter o lixo químico. A pedidoda Assembléia Permanente de Entidades deDefesa do Meio Ambiente (Apedema), o MPfez vistoria conjunta com o Ibama e a Feemanos diques da Ingá para checar as instala-ções que já deixaram vazar metais pesadosna Baía de Sepetiba. A mineradora guardano seu pátio cerca de dois milhões de tonela-

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A simples demolição de uma casa ou umprédio pode apresentar risco, em se tra-tando de local onde havia alguma utiliza-ção industrial, oficial ou clandestina. En-tão, o próprio material de demolição, queviajará sabe Deus para onde, criará outraincerteza. Os conhecidos lixões que nos-sas autoridades permitem que sejam cria-dos em torno de áreas urbanas é uma fan-tástica fonte de contaminação porque alihá lixo doméstico e industrial. Triste é sa-ber que muitos destes depósitos estão emcontato direto com o solo, envenenando aágua freática que muitas pessoas utilizam,através de pequenos poços.

dose, da química da substância e da formacomo foi introduzida no organismo, ou seja,por ingestão, absorção ou inalação. Os sin-tomas poderão aparecer de imediato, pro-vocando náuseas, vômitos, inconsciênciae até a morte. Pior do que os sintomas ime-diatos, que certamente permitem a rápidaidentificação da causa, são o apareamentode doenças crônicas associadas à exposi-ção constante ou parcial daquelas substân-cias tóxicas. A contaminação não afeta ape-nas nossa saúde e a dos animais que noscercam, mas também as estruturas, particu-larmente o concreto armado com relação àsua durabilidade, a começar pelas sapatase estacas de fundação que estão (veja RE-CUPERAR n° 32) em contato com solo con-taminado. Até o plástico sofre estas conse-qüências.

Quem polui

A relação abaixo mostra os indústrias quepoluem o solo. A relação causal entre a an-tiga atividade do local e a contaminação dosolo permite ao patologista identificar, comalguma precisão, o(s) tipo(s) de contami-nantes. A concentração destes poluentessó poderá ser obtida com a análise química.São poluidoras:• Indústrias que produzem gases. São cam-

peãs em poluição do solo, particularmen-te aquelas que promovem a queima do Car-vão. Cinzas ricas em metais pesados, alémdos resíduos do alcatrão, dos ácidos e fe-nóis são cancerígenos.

• Industrias que fazem mineração de metaisnão ferrosos, como o cobre, chumbo e ozinco. As águas industriais provenientesdestes locais são carregadas de metaispesados como o arsênico, cadmio etc,poluindo a água freática, rios e lagoas.Meios de corrosão produzem uma águaácida e rica em sulfatos, extremamenteagressiva às peças estruturais de concre-to armado aterradas.

• O famoso ferro-vermelho, que existe emtodo lugar. É campeão de poluição do solo.Claro que depende do que está ali jogado.Mas quase invariavelmente podem intro-duzir no solo cianetos, sulfatos, ácidos,álcalis e várias substâncias orgânicas,além de óleos.

• As tinturarias que lavam e passam nos-sas roupas não ficam atrás. Utilizam co-

Metais pesados poluem os rios do RJ

Os principais rios do estado estão em situa-ção crítica, segundo relatório da Companhiade Pesquisas de Recursos Minerais das Mi-nas e Energia. O estudo mostra altos índicesde contaminação por metais pesados nos rios.Entre eles o Paraíba do Sul e seus afluentes,usados para captação de água para abaste-cimento. No primeiro mapeamento feito em20 anos foi analisada a água de cem rios doestado. Em 72 foram constatados altos índi-ces de chumbo, cádmio, alumínio, arsênio,cobre e zinco.

Problemas em outros pontosdo estado

• No Rio Portela, que deságua na Lagoa deJacarepaguá, foram encontradas 155ppmde zinco na água e nos sedimentos, quan-do o padrão é de 70ppm.

• A Lagoa de Saquarema recebe águade rios onde foi detectada contami-

nação tanto na água como no sedi-mento por alumínio, arsênio, cobree zinco.

• Na Lagoa de Araruama, o estudoda CPRM encontrou em amostrasde água dos rios que lá desaguamalumínio, selênio e chumbo.

• Há contaminação por alumínio e zin-co nos rios Capivari e São João, quedesaguam na Lagoa de Juturnaíba,cujas águas abastecem cidades daRegião dos Lagos.

Os riscos dos metais pesados

• Alumínio (Al) - Altas concentraçõescausam mal de Alzheimer, laringitecrônica e paralisia das pernas.

• Arsênio (AS) - Em altas concentra-ções na água e no solo, causam câncer depele. Em solos, provocam toxicidade emvegetais e no gado.

• Cádmio (Cd) - Acumula-se no organismohumano pela ingestão de peixes contami-nados ou da própria água. Causa calcifica-ção e disfunção renal, deformação nosossos, hipertensão e câncer.

• Chumbo (Pb) - Muito tóxico. Acumula-senos ossos. Causa danos irreversíveis aocérebro, tumores renais e outros carcino-mas.

• Cobre (Cu) - É essencial ao ser humano.Mas, em excesso, causa danos ao fígado eao cérebro.

• Selênio (Se) - Também essencial. Em ex-cesso provoca câncer e deformações nasunhas e nos cabelos.

• Zinco (Zn) - Essencial. Mas, em altos teo-res causa problemas circulatórios e de con-centração mental.

GLOSSÁRIO

Alcatrão de hulha ou coal tar - Líquido escuro,viscoso, formado na destilação da hulha. É umamistura complexa de substâncias ácidas (fenóis),básicas (anilina, piridina etc) e neutras (benzeno,nafta etc). É a fonte das substâncias aromáticas.Hulha - Carvão de pedra ou carvão fóssil. O maisimportante dos combustíveis sólidos. Devido acombustão, a hulha serve para a iluminação,aquecimento e geração de energia. Com a destilaçãoproduz-se gases, o alcatrão e o coque.

A natureza dos contaminantes

Quando nos expomos a um contaminante,alguns efeitos aparecerão dependendo da


rantes e produtos químicos para tingir elavar, normalmente associados a reaçõescom bicromatos, chumbo, ácido nítrico,cloretos, acetatos, sulfetos de bário e ní-quel. Alguns destes, reconhecidamente,cancerígenos.

• A indústria farmacêutica produz uma ex-tensa gama de resíduos em forma de eflu-entes líquidos, descarregados em rios elagoas, comprometendo o solo e a águafreática.

• As indústrias químicas e as refinarias depetróleo são numero um em poluição am-biental, fonte óbvia de contaminação dosolo. Derramamento de óleo, solventes ecombustíveis é uma constante, seja pelasuperfície, por rompimento de tubulaçõesou tanques. O caminho normal é o solo.

• Nos aterros industriais ou lixões produz-se gases e o popular chorume como resul-tado da decomposição biológica dos resí-duos ali depositados. Entre os gases pro-duzidos encontram-se o gás carbônico, opopular sulfeto de hidrogênio e o metanolque matam qualquer vegetação. São tóxi-cos a nós e às estruturas de concreto ar-mado. A chaminé tem alta demanda de oxi-gênio biológico, de oxigênio químico eteores de amônia que, invariavelmente,causam danos à água freática.

• As estações de tratamento de esgotosproduzem sedimentos extremamente ri-cos em contaminantes metálicos, diver-sos dependendo do tipo de esgoto trata-do. Os contaminantes mais comuns são:o chumbo, o cádmio, o níquel, o zinco.Em menores concentrações estão arsê-nico, mercúrio , manganês etc.

Os efeitos tóxicos no nosso organismo de-pendem do tempo de exposição. Algumas

substâncias perigosas exibem sinais clarosde advertência como cheiro, cor e forma.Os principais contaminantes são bem reco-nhecidos e taxados em quatro grupos:

• MetálicosMetais como cádmio, chumbo, mercúrio,arsênico e selênio são verdadeiras toxi-nas. Atacam o sistema nervoso central,causando lenta paralisia de nossas fun-ções, quase imperceptível no início. Umavez nos rins, fígado e cérebro, irão afetar,de forma homeopática, os tecidos destesórgãos.

• Não metálicosRecaem sobre os sulfetos e cianetos, pelosprodutos das indústrias de transformaçãoquímica. Solos contaminados com sulfetossão impiedosos com as estruturas de con-creto armado e protendido enterradas, des-truindo-as lenta e progressivamente. Ossulfetos e cianetos liberam gases comosulfeto de hidrogênio e cianeto de hidro-gênio, altamente tóxicos aos pulmões, jáque são mais facilmente absorvidos doque o oxigênio, congestionando os pul-mões e levando à morte. O poder tóxicodo amianto é também indiscutível.

• OrgânicosSubstâncias como benzeno, alcatrão docarvão, tolueno, solventes halogenadose a própria gasolina, além dos thiners. Umavez em contato com a pele ou inaladas apre-sentam toxidade suficiente para causarmorte e/ou, a médio/longo prazo, diver-sos tipos de câncer.

• BacteriológicosEstes organismos, formados por agentespatogênicos como fungos, mofo, vírus,parasitas e algas, advêm dos esgotos do-

REFERÊNCIAS• Michelle batista é química.• Haris M.R., Herbert S.M. and Smith M.A. The

remedial treatment of contaminated land.• Steeds J. E., Shepherd E. and Barry D.L. A

guide to safe working practices for contami-nated sites.

• Denner J. Industrial Waste Management.

Fax consulta nº 13

Para ter maisinformações sobreMeio Ambiente.

Nafta polui o porto deParanaguá, no Paraná

ceos que vivem no local, o que é um desastrepara a população pesqueira local. Os sinto-mas imediatos de intoxicação são dores decabeça, náuseas e fadiga mental. Os sinto-mas a médio e longo prazo são nervosismo efalta de apetite com acentuada perda depeso. É freqüente encontrar-se pessoas mor-tas quando trabalham sozinhas, em ambien-tes quase que fechados, com betume ou sol-ventes do tipo nafta, benzeno, xileno ou to-lueno.

O navio Norma da Petrobrás, carregado com22 milhões de litros de nafta, bateu numarocha no porto de Paranaguá e teve um tan-que rompido, provocando o vazamento deuma quantidade aproximada de 5 milhões delitros, em outubro último. O nafta do petró-leo é predominantemente uma mistura de hi-drocarbonetos parafínicos, podento conterhidrocarbonetos aromáticos, incluindo-se aío benzeno e seus derivados, assim como asciclo parafinas aromáticas. Altamente tóxi-ca, certamente contaminou peixes e crustá-

GLOSSÁRIO

Benzeno - Produto derivado do alcatrão (de hulha).É solvente aromático e substância intermediária paraa obtenção de produtos fenólicos, estirenos epóxi enylon. Sua alta toxicidade se assemelha ao xileno,estireno e tolueno, tornando-os perigosos e cada vezmais usados. Funcionam como narcóticos quandoaltamente absorvidos pela organismo. É comum,mas vítimas fatais, tecidos e órgãos internosapresentarem odor destes produtos, particularmentetraquéia, laringe e pulmão. Uma obsorçãocomprometedora do benzeno provoca sintomaspassageiros de dor de cabeça, dificuldade derespiração, vertigem e algum distúrbio digestivo. Assequelas manifestam-se através vertigens, catarro,nervosismo e problemas cardíacos.Hidrocarboneto halogenado - Comporta-secomo solvente, com grande aplicação na indústria.O tetracloreto de carbono, assim como otricloroetileno, percloroetileno e dicloroetano são fortessolventes, desengraxantes e constituintes de tintas,vernizes e removedores de tinta. Provoca um efeitoinicial semelhante a um narcótico. Afeta,sobremaneira o sistema nervoso central, a mucosainterna e o sangue, podendo levar à inconsciência eà morte. Na autópsia de pessoas submetidas a estessolventes, evidencia-se intensa hemorragia nosistema gastro-intestinal e nos espaços da pleura,diafragma e miocárdio.

Próxima Ediç o

Trabalhar emterreno

contaminado?

mésticos, hospitalares, laboratórios deanálises clinicas e covas de cemitérios.


CORROSÃO

Figura 1

Visão ampliada das interfaces de oxidação eredução que provocam a destruição da

armadura no concreto armado. No anodo,átomos de ferro ao perderem seus elétrons

ganham carga positiva. Esta transação chama-se corrosão. Como íons metálicos na

interface, os Fe2+ esperam os íons hidroxilasOH– para formar produtos de corrosão do tipoFe(OH)2. Os elétrons “abandonados” imediata-mente fluem através da armadura para regiões

catódicas onde, em contato com a solução,“oferecem” suas cargas elétricas ao oxigênio,

à água e ao hidrogênio ali presentes que, coma reação, e posterior consumo destes

elétrons, promoverão reações de redução nooxigênio e no hidrogênio, formando gás

hidrogênio(H2) e íons hidroxilas (OH–). Caso aágua nos vazios do concreto contenha outros

íons, poder-se-á formar além do hidróxidoferroso Fe(OH)2, no anodo, outras substâncias

como FeO, Fe2O3, Fe3O4 etc. Para manter aneutralidade da carga, os íons hidroxila OH–

migram do catodo para o anodo através dasolução interfacial, para reagir com os íons

Fe++. O que vemos, então, é um fluxo deelétrons através da armadura e um fluxo de

íons pela solução interfacial.

Joaquim Rodrigues

Os segredos da corrosão (I)Conheça, de maneira fácil e rápida, a teoria eletroquímica paraentender o processo de corrosão no concreto armado eprotendido.

Sucessivas “recuperações” com encamisamentosaumentaram a seção deste tubulão e, principal-mente, o volume da corrosão.

Na RECUPERAR 42 apresentamos impor-tantes explicações que mostravam os male-fícios que as técnicas tradicionais de trata-mento da corrosão provocam no concretoarmado. Infelizmente, o estudo apresenta-do, embasado em teoria eletroquímica rela-tivamente difícil gerou muitas dúvidas emnossos leitores. Com o objetivo de eliminá-las, estaremos apresentando nas próximasedições, sob o título “Os segredos da cor-

rosão”, informações sobre este importan-tíssimo assunto.Antes de mais nada, é preciso deixar claroque o tipo de corrosão que ocorre no con-creto armado é de natureza galvânica, já queo aço da construção é feito com ferro e ou-tros diferentes metais. A norma ASTM de-fine corrosão do aço como “corrosão gal-vânica acelerada, em função do ambienteagressivo e de contatos elétricos com me-

A corrosão,quando éignoradaou pior,

quando émal tratada,

cada vezmais

comprome-te a

estrutura.

GLOSSÁRIO

Íon - Porção eletrificada da matéria que tem dimensões atômicas ou moleculares. Átomo carregado.Átomo ou grupo de átomos que perderam ou ganharam um ou mais elétrons, adquirindo, desta maneira,carga elétrica.Íon hidroxila (OH) - Íon negativo, fundamental para o equilíbrio da água, juntamente com o íon H+ dareação H2O OH– + H+.Ionização - Fenômeno que conduz à formação de íons, verificado em sólidos, líquidos e gases. A ionizaçãoem estado líquido geralmente é feito com a dissociação eletrolítica. A simples radiação de luz produz íons noscorpos. A incidência de radiação em um eletron introduz energia suficiente para removê-lo do campo elétricono qual está submetido. O átomo, sem este elétron, bem como o outro que o recebe, fica ionizado. Um íonsimples é essencialmente uma partícula esférica, dotada de uma carga positiva ou negativa. A intensidadede interação com seus vizinhos é governada pela intensidade do campo elétrico atuante.


zada pela natureza dos íons, suas concen-trações e pelo campo elétrico imposto.

Os “Portos” anodo e catodo

É importante ficar atento à surgência dosíons em cada um dos dois “portos” ou in-terfaces, porque ali ocorrem reações muitoimportantes. No “porto” anodo, partículas(átomos) de ferro desprendem-se para asolução, abandonando seus dois elétronse tornando-se íons com carga positiva

tais mais nobres”. Um princípio da termodi-nâmica afirma que um material sempre pro-cura seu menor estado de energia. O ferro étermodinamicamente instável e seu menorestado de energia é um óxido, característi-co do seu estado de corrosão.

Os dois tipos de condutores

Todos nós conhecemos os condutoresmetálicos (fios) capazes de conduzirem cor-rente elétrica sem sofrer qualquer alteraçãoou transformação química, isto é, os áto-mos do metal conservam sua estrutura ori-ginal. De um modo geral, engenheiros e téc-nicos civis não foram bem apresentados aoscondutores eletrolíticos que, efetivamente,sofrem modificação em sua composiçãoquímica à medida que passa ou conduz cor-rente elétrica. Se mergulharmos um aramede aço, por exemplo, em um condutor ele-trolítico, como água salgada ou água comlimão, veremos que a superfície do arametransformar-se-á numa região bem crítica etempestuosa chamada eletrodo ou interfa-ce, pelo fato de apresentar, nesta superfí-cie, micro regiões que comportar-se-ão tantocomo “porto receptor” de elétrons (anodo)como “porto doador” destas mesmas car-gas (catodo). Esta situação é vista na figu-ra 1. Além deste transporte de elétrons en-tre “portos”, que ocorre no condutor metá-

lico (armadura), há um outro tipo que, si-multaneamente ocorre através do condu-tor eletrolítico (concreto), envolvendo ou-tros tipos de cargas elétricas denominadasíons, que direcionam-se para aqueles mes-mos portos, de modo a fazerem sua partenaquela transação, iniciada no condutor me-tálico. Pra se ter uma idéia, um íon é umapartícula que adquiriu carga elétrica, posi-tiva ou negativa, uma vez dissolvido em umasolução que, com isso, torna-se um condu-tor eletrolítico, eletrólito ou solução, sim-plesmente. Uma solução conduz eletricida-de ou produz corrente iônica porque seusíons positivos e negativos movimentam-se.Essa mobilidade é provocada pela força ele-tromotriz ou diferença entre os potenciaisda pilha existente (metais diferentes), emfunção de uma corrente elétrica entre osdois metais existentes na superfície da ligaaço, ou seja, é devido à facilidade com queo metal mais reativo, no caso o ferro, doaseus elétrons para um metal menos reativoque entra na composição da liga. A combi-nação de micropilhas na superfície do açoaumenta esta força eletromotriz, forçandomais corrente elétrica de corrosão.A interação entre estes dois tipos de trans-porte é obrigatória e fundamental, isto é,elétrons no condutor metálico (corrente ele-trônica) e íons no condutor eletrolítico (cor-rente iônica). A corrente iônica é caracteri-

O fio da meada

Figura 2

Pilarcom

seçãocircular,de uma

pequenaponte

perten-cente a

umaindús-tria. A

proximi-dade do

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na oconcreto

comíons

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acele-rante

para acorro-

são.

mente”. A ocorrência da polarização deve-seaos gases absorvidos em cada barrinha. À me-dida que a concentração dos gases aumenta nasuperfície das barrinhas, cresce a força eletro-motriz (potencial) da “nova” pilha, ao ponto

em que fica igual a da pilha co-mercial, causando a inter-

rupção da corrente “in-jetada” ou “impressa”. Oefeito da polarizaçãotraduz-se no aumentoda força eletromotriz(potencial ou voltagem)necessária à manutençãode uma determinadacorrente em uma regiãointerfacial. Poder-se-á,desta forma, polarizarinterfaces formadas porregiões de armaduras de

peças estruturais levando-as para potenciais queassegurem seu estado de imunidade à corro-são, aplicando uma força eletromotriz, simples-mente pela injeção de corrente através de ano-dos de sacrifício ou de anodos de corrente im-pressa. Interessante observar que, assim comonuma pilha, o anodo é o polo onde ocorre(sempre) a oxidação. A barrinha da esquerda,ligada ao anodo da pilha de 1,5V, estará rece-bendo os elétrons do processo de oxidação queestá ocorrendo naquela origem. Conseqüente-mente, esta barrinha será um catodo, onde aspartículas da solução serão reduzidas.

Se enchermos uma tijela de vidro com uma so-lução de ácido sulfúrico e introduzirmos, em cadaextremidade, duas barrinhas de platina, que éum metal inerte e estável, ligadas, cada uma, aospolos de uma pequena pilha, de 1,5 volts (ouseja, uma diferença de potencialde 1,5V), dessas que seusam no controle remotoda televisão, veremos, pormeio de um galvanômetro(aparelho que mede cor-rente elétrica de pequenaintensidade) inserido nocircuito, que flui correnteatravés do fio e daí a ins-tantes, cessa.Se desconectarmos a pilhadas duas barrinhas e inse-rirmos um fio, ligando-as, veremos que oponteiro do galvanômetro gira na direçãooposta. O que ocorreu? As duas barrinhas, alémde interromperem o fluxo de corrente enviadapela pilha, acumularam força eletromotriz sufi-ciente (ou seja, uma diferença de potencial)que atuou na direção oposta a da pilha. Deta-lhe, esta força eletromotriz tinha exatamente 1,5volts quando da retirada da pilha. Este fenô-meno é chamado de polarização e as superfíci-es ou interfaces das duas barrinhas são ditaspolarizadas. Quando removemos a pilha destaexperiência, portanto, observamos o nascimen-to de uma outra “pilha” que produziu correntena direção contrária a introduzida “artificial-

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(Fe++), reação esta chamada de oxidação.Simultaneamente, os dois elétrons abando-nados por aquela partícula de ferro “via-jam”, através da armadura, para qualquerregião interfacial (catodo) onde possam serconsumidos por outros elementos, presen-tes na solução interfacial, ávidos por rece-ber estes elétrons, como por exemplo o oxi-gênio e o hidrogênio (figura 1), ocorrendoaí reações de redução. As reações de redu-ção, no catodo, têm um importantíssimopapel no desenvolvimento da corrosão noconcreto armado porque são decisivamen-te influenciadas pelos “alimentos” que che-gam à interface aço-concreto (como o oxi-gênio, dióxido de carbono, íons cloretos etc)e que servem de combustível à corrosão noanodo, estabelecendo a natureza dos pro-dutos da corrosão, como os hidróxidos fer-rosos.A diferença de potencial que acontece en-tre as reações anódica e catódica é a forçapropulsora que faz o aço desintegrar-se.Portanto, qualquer superfície metálica oude aço que tenha problemas de corrosão,na verdade, é uma combinação de anodose catodos eletricamente ligados através dopróprio corpo do aço e submetido a umasolução interfacial.

Potencial?

Cada metal pode ser visto como um gera-dor de energia, ou seja, tem uma energiaparticular acumulada e que está ali disponí-vel. Esta energia é medida como potencialeletroquímico, em volts. Diferentes metaispossuem diferentes potenciais em suas su-

perfícies, ou seja, o ferro Fe, o alumínio Al, ozinco Zn etc possuem, cada um, seu poten-cial em volts, medidos de forma padrão emrelação a um determinado referencial. Assim,o ferro tem seu próprio potencial padrão queé de –0,44 volts. O potencial padrão do alu-mínio é –1,6 volts e o do zinco é de –0,76volts. Se juntarmos dois diferentes metaisem uma solução estaremos formando umapilha eletroquímica, por que haverá uma di-ferença de potencial entre eles. Cada um,assim disposto, formará sua própria reação(semi-reação), ou seja, um deles terá maiortendência a se oxidar do que o outro. Logo,um será o anodo e o outro o catodo. Resu-mindo. Quanto mais negativo for o poten-cial do metal maior sua tendência em seranodo. Desta forma, comparando os trêsmetais citados acima, sem dúvida, aponta-remos o alumínio como candidato nº 1 aanodo. Por exemplo, se colocarmos umabarrinha de ferro e outra de alumínio em umcopo com água salgada veremos que o alu-mínio será o anodo e o ferro o catodo. Oselétrons do alumínio serão largados maisfacilmente, inibindo os do ferro. Desta for-ma o alumínio se oxida ou corrói, devido auma diferença ou queda de potencial de –1,66-(-0,44) = -1,22 volts. Se fizermos a ex-periência do ferro com o zinco veremos queo zinco será o anodo e corroerá, devido auma diferença de potencial de –0,32 volts.A quantidade de corrente que flui, motiva-da pela voltagem existente ou pela diferen-ça potencial é determinada pelos elemen-tos resistentes que fazem parte da pilha for-mada. Havendo uma grande resistência ha-verá, naturalmente, um fluxo de corrente

bem pequeno. Desta forma fica claro quepotencial (volts), corrente elétrica (ampere)e resistência (ohm) são os parâmetros con-troladores de uma pilha de corrosão. A ele-mentar lei de Ohm é freqüentemente utiliza-da na eletroquímica da corrosão. Diz estalei que a intensidade da corrente I é direta-mente proporcional à diferença potencial Ee inversamente proporcional à resistênciaR, ou seja, I = E/R. Repare que no arranjo dafórmula, E = IR fica evidente que a forçaeletromotriz é diretamente proporcional àintensidade da corrente e também à resis-tência a este fluxo. Em termos práticos, jáse viu que, dependendo da diferença depotencial (força eletromotriz) existente en-tre as duas barras da pilha poderemos apro-veitar e ligar um pequeno aparelho elétricono concreto. Assim, como na experiênciado Box da página 25, uma pilha eletroquími-ca tanto pode “produzir” energia, como tam-bém “consumir” energia.

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O medidor de potenciais (semi-pilha) juntamente com omedidor de resistividade (RESI) são fundamentais no levanta-mento do estado de corrosão no concreto armado-protendido.



Fax consulta nº 16


Uma vez compreendido o papel do anodo edo catodo dever-se-á aceitar o fato de que,se formos considerar o sinal ou a polarida-de da pilha, o anodo poderá ser tanto posi-tivo quanto negativo, da mesma forma ocatodo. Como exemplo, podemos citar amesma experiência da página 25 onde, numaprimeira etapa uma voltagem foi “imposta”ou gerada por uma fonte externa, no caso,por aquela pilha de 1,5 V que se compra emqualquer bar da esquina, o que faz passaruma corrente numa direção. Numa segundaetapa, a voltagem foi gerada pelas própriasreações das barras, provocando uma cor-rente em direção contrária.A interface do aço da construção, infeliz-mente, não é estável ou inerte o suficientepara se manter imune a toda esta “transa-ção”. Ao contrário, é bastante reativo e atu-ante porque dissolve-se durante a surgên-cia de corrente elétrica.O equilíbrio entre duas semi-reações (ano-do e catodo) ocorre quando todas as partí-culas carregadas, que chegam a um lado,tornam-se iguais em tipo e número, às quechegam ao outro lado. Os elétrons, que che-gam à interface catodo, na impossibilidadede avançar na solução interfacial, reagemcom os íons, presentes na solução, o hidro-

à do anodo, a velocidade de corrosão daregião anódica se intensifica de forma ace-lerada já que haverá uma alta densidade decorrente ia/Aa em razão da área anódica Aaser pequena.Quando o ferro e outro metal, naturalmentecom diferentes potenciais, ficam em conta-to na presença de uma solução, haverá umaforça eletromotriz ou uma diferença de po-tencial (DDP) e a conseqüente transferên-cia de elétrons. Esta DDP, como se poderiapensar, não tem relação direta com a veloci-dade de corrosão mas, apenas, indicará qualdeles funcionará como anodo. A velocida-de das reações, anódica e catódica, depen-derá das características da pilha, da solu-ção e, principalmente, das áreas da arma-dura. Conseqüentemente, a relação entre asáreas catódica e anódica será sempre um

gênio e o oxigênio, “transferindo” sua car-ga elétrica para eles, energizando o lado decá da pilha. Na solução, portanto, o trans-porte muda de eletrônico para iônico.

O conceito de densidade de corrente

Para a caracterização de um processo decorrosão torna-se necessário associar ovalor da corrente à área da superfície dabarra corroída. Desta forma, utilizar-se-á nãoo termo corrente (I) e sim densidade de cor-rente, que é expressa por um i minúsculo,através da relação i = I/área da superfície,onde I é a corrente e a unidade de i poderáser A/m2 ou mA/m2.Ao falarmos ou medirmos corrente de corro-são a partir de agora estaremos nos referin-do à densidade de corrente (i) já que, destaforma, eliminaremos os efeitos da área. Va-mos considerar também os símbolos ia e icpara representar os valores das densidadesde corrente anódica e catódica, respectiva-mente, pertencentes às regiões anódica ecatódica.À medida que a relação entre as áreas cató-dica/anódica aumenta, ou seja, a área docatodo aumenta em relação

Figura 4A ação devastadora da corrosãonuma estaca de um pier.

GLOSSÁRIO

Circuito aberto - Circuito elétrico interrompido.A eletricidade não flui.Polarização - Polarização do aço é a mudança deseu potencial a partir do valor de circuito aberto parao valor do potencial resultante da passagem decorrente. A polarização implica na existência de duasreações eletroquímicas opostas ou que se neutralizamde forma simultânea.Potencial de corrosão - É o potencial dainterface, representada pela superfície da armadura,afogada em uma solução proveniente dos vazios doconcreto, medido com uma semi-pilha na condiçãode circuito aberto. O voltímetro da semi-pilha é dealta impedância, o que significa que não há correnteno circuito externo, ou seja já há condição de circuitoaberto.Termodinâmica - Ramo da física que procuradeduzir, a partir de uns poucos postulados, as relaçõesentre as propriedades dos materiais e da conversãode energia de uma forma para outra.

Teste de verificação de contaminação por cloretosTeste de verificação de contaminação por cloretosTeste de verificação de contaminação por cloretosTeste de verificação de contaminação por cloretosTeste de verificação de contaminação por cloretosContaminação no concreto armado e protendidosiginfica corrosão feia nas armaduras. O que se podefazer para saber se o concreto está ou não contami-nado? CHLOR-TEST é a única maneira de verificar sehá ou não contaminação por íons cloretos, esses“bichinhos” que ativam o concreto, tornando-o um“inferno” para o aço. CHLOR-TEST é um teste high-tec que, em apenas 3 minutos, informa a existênciadaqueles bichinhos e sua quantidade. CHLOR-TESTé vendido em 3 versões:

CHLOR-TEST

Insere-se o pó no recipiente plásticocom o reagente. A sonda informará o

teor de contaminaç o por cloretos.

Extrai-se o pó do concreto avárias profundidades.

CHLOR-TEST “W” - para água de amassamento.

CHLOR-TEST “S”- para superfícies de concreto e metálicas.

CHLOR-TEST “A” - para areia de jateamento

Tele-atendimento(0XX21) 2493-6862fax (0XX21) [email protected] Fax consulta nº ___

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Figura 5 - Ainterface noequilíbrio. A

densidade decorrente

anódica e acatódica.


funciona como se estivesse carregado. Obox abaixo materializa bem esta fato.

O potencial de corrosão (semipilha)

Quando fazemos chegar à superfície da ar-madura, através dos vazios existentes noconcreto, uma solução de um eletrolito qual-quer, surgirá uma força eletromotriz ou umadiferença de potencial (DDP) crescente nes-ta interface armadura/concreto, devido auma distribuição irregular de cargas (elé-trons e íons) tanto na solução quanto naarmadura. Só poderemos medir esta DDP

fator importante na determinação da velo-cidade de corrosão. Por outro lado, a den-sidade de corrente catódica (ic/Ac) será me-nor, já que Ac é maior que Aa. Para enten-der melhor vamos considerar o caso de umabarra de aço de 20mm de diâmetro, dentrode um concreto, de modo que uma determi-nada região com 5cm2 desta barra forme umapilha de corrosão e, em outra região distan-te, forme outra pilha de apenas 1cm2 deárea. Se ambas receberem o mesmo fluxo decorrente de corrosão, é fácil perceber que aregião menor sofrerá corrosão 5 vezes mai-or do que a região maior, pelo fato de suaárea superficial ser diretamente proporcio-nal à velocidade de corrosão ou à densida-de de corrente (I/A).Efetivamente, obter a densidade de corren-te é saber a velocidade com que uma arma-dura está corroendo.

A analogia elétrica

Quando se “injeta”, de alguma forma, umacorrente elétrica em uma barra metálica, se-melhante à experiência da tijela no box dapágina 25, a resistência (R) à passagem dofluxo de eletricidade através dos grãos queformam o metal precisará ser vencida. Umavez obtido o equilíbrio (Ei=0), a interfacemetal-solução funciona como uma duplacamada elétrica e, na ausência de um fluxode corrente elétrica, o capacitor formado

se introduzirmos uma outra semi-pilha, cha-mada de referência, de modo a poder quan-tificar o potencial existente. Alguns exem-plos de semi-pilhas são o CPV-4 e o CA-NIN. O potencial medido desta forma é cha-mado potencial de corrosão (ECORR) e de-pende tanto da condição e composição doaço quanto das características da soluçãoexistente na interface armadura/concreto.Para evitar acumulação de cargas, a corren-te eletrônica de corrosão na armadura éequilibrada pela corrente iônica igual, atra-vés da solução existente na interface com oconcreto (figura 1).Sem que haja qualquer processo externoatuante, a corrente de corrosão representaa rapidez com que ocorre a desintegração

A água como eletrólito da corrosãoA água é um meio condutor de eletricidadedevido à sua carga natural de íons Cálcio,Magnésio, Sódio, Bicarbonato, Sulfato, Clo-retos e Nitratos. Sem dúvida, os cloretossão os que se relacionam mais com a corro-são, já que, como outros íons, aumentam acondutividade elétrica da água, facilitandoenormemente o fluxo da corrente de corro-são. Também reduzem, de forma significati-va, a proteção de filmes ou películas de pro-teção aplicadas, pois, por aí permeiam facil-mente. Os íons nitratos, como os sulfatos,são tão perigosos quanto os cloretos para oaço. Apresentam-se, entretanto, em meno-res concentrações. Na prática, águas comalta concentração de sulfatos atacam o con-creto. O pH da água raramente foge do emtorno a 4,5 - 8,5. De todos os gases dissol-vidos na água, o oxigênio ocupa posição es-pecial porque é um tremendo estimulante àcorrosão. Um concreto bem dosado, com re-cobrimento e fator a/c adequados, inclusive

ao ambiente, estará protegendo suas ar-maduras da corrosão pelo fato de fornecerum ambiente envolvente altamente alcali-no, com um pH entre 12 e 13. No entanto,quanto mais permeável for a camada de re-cobrimento mais o concreto tornar-se-á “mo-lhável”, permitindo fácil acesso à água e aosgases, como o oxigênio, através de sua redede vazios. Comumente, no entanto, ter-se-á, sempre, trincas e/ou fissuras em sua su-perfície, devido a processos de cura insufi-cientes ou mesmo inexistentes, fazendo comque aqueles elementos tenham fácil e rápi-do acesso às armaduras. Concreto é alta-mente básico e, usualmente, é bom forne-cedor de oxigênio para “alimentar” reaçãocatódica através dos vazios saturados. Oacesso do oxigênio é feito por difusão atra-vés da solução existente nos vazios do con-creto, enquanto que no concreto, parcial-mente seco, a difusão do gás oxigênio émuito grande.

PróximaEdiç o

Saibamais

sobre avelocidade

decorrosão.

A interface armadura-concreto

A interface aço/solução/concre-

ICap

IR

Cap

R

IT

A semelhança elétrica com a dupla ca-mada.

to, como uma dupla camada elé-trica.

Concreto+

Solução

A região interfacial entre uma soluçãoe o seu contato com a superfícieda armadura é de extrema im-portância para o fenômeno dacorrosão. Torna-se necessárioentender a estrutura desta re-gião para se visualizar o meca-nismo e a velocidade do pro-cesso de oxidação-redução queali ocorre. Simplesmente por-que a condutividade da solu-ção é a medida exata da cor-rente que ela transporta evaria bastante com sua con-centração, ou seja seus in-gredientes. Entre a arma-dura, com suas diversas re-giões que corroem e a solu-ção que flui pelo concreto efica em seu contato existe

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uma DDP, devido à distribuição desi-gual de cargas (eletrons e íons)

através da interface, caracteri-zada por duas camadas de car-gas opostas (e– e Fe++), facea face, como em um capaci-tor, mas com alguma resistên-cia entre ambas.A interface pode, portanto,ser representada por umaanalogia elétrica formada porum capacitor (C), em paralelocom um resistor (R), este re-

presentado por uma resis-tência decrescente. A pre-sença do resistor induz mu-dança na voltagem e o ca-pacitor indica a capacidadeda interface armadura/solu-ção armazenar cargas elé-tricas.


do aço. Em outras palavras, representa adesintegração do aço envolvido pela solu-ção existente na interface e vazios do con-creto. Quanto maior a corrente eletrônica(transferência de elétrons entre anodo ecatodo) maior a quantidade de átomos deferro que “pulam” para formar íons ferrososno eletrólito. De forma simultânea, quantomaior o “alimento” (quantidade de oxigênio,por exemplo, que chega à superfície das ar-maduras), maior a corrente iônica e maior aquantidade de íons hidroxilas que passampara o beco da corrosão (anodo).O conhecimento dos valores do potencial,resistividade e da corrente são de fundamen-tal importância no estudo da corrosão. Opotencial fornece o valor da força propulso-ra com que as reações de corrosão se pro-cessam. A corrente é a exata medida da velo-cidade com que ocorre, naturalmente depen-dendo da resistividade nas interfaces.

A velocidade da corrosão

É preciso entender um pouco o diagramade Pourbaix, no box abaixo, para ver que seelevarmos a armadura para potenciais maisnegativos ou mais ativos do que seu po-tencial de equilíbrio ou reversível(-0,44volts), menos corrosão teremos. O ide-al é levarmos para valores em torno de -

0,75volts. Poder-se-á mudar o potencialcomprometedor de uma região em estadode corrosão ativa para um potencial per-tencente à região de imunidade do aço (re-gião A), no gráfico de Pourbaix, introduzin-do-se um metal mais ativo (anodo de sacri-fício), ou seja, forçando-se uma DDP cujadiferença eleve o potencial daquela área daarmadura para a região A de Pourbaix. Umaoutra forma seria forçar uma DDP com a “in-jeção” de corrente através de anodos oumetais inertes (tipo titânio), utilizando-seuma fonte externa. Em ambas as situações,a corrente será relacionada à área a ser be-neficiada.

O potencial reversível e suas reações

Vamos experimentar agora apenas uma bar-rinha de ferro dentro de um copo com umadeterminada solução. Visualizaremos so-mente a semi-reação do ferro Fe. Quer dizer,o ferro metálico corrói, liberando seu íonFe++ para solução, concomitantemente comseus elétrons que são postos para circularpela barra, à procura de algum elemento secopara ser reduzido. Imaginemos que não exis-tam outros elementos. Quer dizer, não háoutra semi-reação. O que ocorrerá? Simples.Os dois elétrons circulantes pegarão devolta seus próprios íons Fe++, reduzindo-

os à forma original Fe. Naturalmente, en-quanto houver este toma lá, dá cá haverácorrente circulante.Efetivamente, teremos uma situação de equi-líbrio quando não houver mais correntepassando pela interface, isto é, a velocida-de de oxidação Fe Fe++ + 2e– será iguala velocidade de redução Fe++ + 2e– Fe.Poder-se-á afirmar, também, que cada vezque um íon Fe++ deixa a casa da barrinha

Os caminhos da corrosão do ferroCada região colorida, neste diagrama,descreve as condições entre duas oumais espécies, isto é, Fe, Fe(OH)2 , Fe++

e Fe(OH)3. Suas principais aplicaçõesestão no prognóstico da direção dasreações de corrosão, na estimativa dacomposição dos produtos de corrosãoe no prenúncio da ocorrência de corro-são, à medida que o ambiente muda. Oferro da armadura é oxidado, forman-do um filme de óxido passivo, Fe(OH)2

em um concreto com pH de 10 a 13.Este filme de óxidos converte-se em íonsFe++ quando o valor do pH cai abaixode 9. Contudo, este diagrama repre-senta apenas as condições de equilí-brio do sistema eletroquímico, não indicando avelocidade das reações ou mesmo a velocidadeem que ocorre a desintegração do aço.Por exemplo, para um pH 2, em um potencial de-0,8volts (ponto A), o ferro está numa regiãode imunidade e não corrói. Para um ponto depH 2 e +0,2volts (ponto B) o ferro fica numa

região de íons solúveis estáveis, o que é tudopara a corrosão. Para um ponto de pH 10 epotencial +0,2volts (ponto C) o ferro estánuma região onde as espécies insolúveis sãoestáveis e o ferro torna-se passivo (corro-são atenuada).

Condições teóricas de corrosão, imunidade e passivaçãodo ferro.

A corrosão depende de uma série de rea-ções nas quais intervém, direta ou indireta-mente, os íons da água e, portanto, o pH domeio. Como o potencial (E), no processo decorrosão, depende deste ambiente, pode-seestabelecer uma relação em função do pH,representado graficamente no diagrama E –pH, conhecido como diagrama de Pourbaix,que estabelece as condições de pH e poten-cial para as quais o ferro corroe, se passivaou permanece imune. O estado de imunidadedo ferro é obtido com proteção catódica.O ferro, quando em contato com a água,exibe três tipos de comportamento.1 - Imunidade - O ferro Fe é estável e não

há corrosão.2 - Corrosão - Produtos de corrosão (solú-

veis) do ferro, como o Fe++, Fe+++ etc,são estáveis e a corrosão tem continui-dade.

3 - Passivo - A presença dos produtos decorrosão (insolúveis) do ferro atenuam acorrosão.

GLOSSÁRIO

Ionização - Fenômeno que conduz à formação deíons, verificados em sólidos, líquidos e gases. Aionização em estado líquido geralmente é feita coma dissociação eletrolítica. A simples radiação de luzproduz íons nos corpos. O átomo, sem este elétron,bem como o outro que o recebe, ficam ionizados.Um simples íon é, essencialmente, uma partículaesférica, dotada de uma carga positiva ou negativa.A intensidade de interação com seus vizinhos égovernada pela intensidade do campo elétricoatuante.Cloretos - São os sais do ácido clorídrico (HCl). Oscloretos mais importantes são: o sal gema (NaCl) ea silvina (KCl), ambos sólidos e solúveis em água.Capacitor - Aparelho que estoca carga elétrica àsemelhança de uma mola que estoca energiamecânica.Resistor - Equipamento que introduz resistênciadentro de um circuito elétrico. Componente de umcircuito projetado para limitar a corrente.Cloro - É o mais importante dos halogênios. É umgás amarelo esverdeado à temperatura ambiente,com cheiro irritante. Seu primeiro nome foi “armarinho deflogisticado”. Extremamente reativo. Éextraído dos cloretos por eletrólise. Dissolvido emágua, produz ácido clorídrico Hcl.


obteremos um potencial situado entre ospotenciais das duas semi-reações, ou seja,da armadura e da pastilha. O anodo, nestecaso o metal reativo da pastilha galvânica,uma liga de alumínio e zinco com potencialem torno de -1,20V, uma vez conectado aoferro corroído da armadura e coberto comargamassa ou concreto, sofrerá uma quedade potencial benéfica à armadura. Imagine-mos que o potencial de corrosão em umadeterminada região da armadura seja -0,38volts, verificado inicialmente com asemi-pilha. A queda de potencial será -1,20- (-0,38) = -0,82volts. Portanto, totalmentedentro da região de imunidade do ferro, ouseja, enquanto tiver esta voltagem, o açocorrói.Esta mudança de potencial é chamada depolarização a diferença entre o potencialda pastilha e o potencial de corrosão origi-nal, no caso -0,82V, é chamada de overvol-tagem (ou sobrevoltagem). As duas semi-

Figura 6O viaduto do Joá, no Rio deJaneiro, apresenta fortes sinaisde corrosão em seus pilares, doisanos após um trabalho de“recuperação” nestas peças.Sinais de corrosão já afloram nosencamisamentos dos pilares.

Figura 7 - Situação típica de uma “recuperação”estrutural convencional. A região central apresen-tava corrosão nas armaduras e foi “tratada” com“argamassa especial” contra a corrosão.Logicamente, esta região da armadura deixou deser anódica para ser catódica. A região superior e ainferior, que eram catódicas, ou seja, não tinhamcorrosão, passaram a ser anódicas porque têm pHinferior e estão contaminadas. Mais, tem agora umexcelente catodo para alimentá-las, principalmentena região das armaduras que separam a região“recuperada”das antigas (encima e embaixo). Ochamado anel anódico.

GLOSSÁRIO

Overvoltagem - É a medida da polarização,quando há circulação de corrente estranha na pilhade corrosão, variando o potencial de corrosãooriginal. Representa, portanto, a diferença entre onovo potencial imposto e o potencial de corrosãooriginal. Quando este valor é negativo tem-se umapolarização catódica no catodo, passando a ter umfluxo de corrente ic, mensurável, a chamada correntecatódica. Sobre a superfície da armadura ocorremreações de redução.Densidade de corrente de troca - Velocidadeda transferência de cargas por m2 de área, quando asuperfície do aço alcança o equilíbrio dinâmico(potencial reversível) em uma solução.Potencial de corrosão - Potencial da superfíciedo aço, em estado de corrosão, medido na condiçãode circuito aberto com uma semi-pilha de referênciapadrão. É interessante ressaltar que o potencial decorrosão original medido é igual, tanto para a regiãoanódica quanto catódica, ou seja, com o advento dacorrosão estabelece-se um potencial de equilíbriotípico.

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concreto armado. A circulação de corrente,neste último caso, significa corrosão doanodo de sacrifício que está gerando a pro-teção na armadura.Se medirmos o potencial da região recupe-rada com a pastilha galvânica Z, utilizando-se uma semi-pilha (tipo CPV-4 ou CANIN),

em direção à rua da solução, através da in-terface, seu próprio íon Fe++ é reduzido.Após um certo tempo, este troca-troca aca-ba e então se pode dizer que aquela regiãoda barra esta em equilíbrio, como naquelaexperiência do box da página 25.Desta forma, a densidade de corrente queatua na área anódica será igual a da catódi-ca ou i = ianódica = icatódica, onde i é chamada dedensidade de corrente de troca e o potenci-al correspondente é denominado potencialreversível (equilíbrio) da semi-reação.Na verdade, o termo densidade de correntede troca é incorreto, já que naquela situa-ção não há qualquer fluxo de corrente. Émeramente para representar a situação dainterface no equilíbrio, informando que adensidade de corrente está relacionada àcorrente em cada direção da reação reversí-vel, isto é, uma corrente de dissolução anó-dica ia, representada pela equação Fe Fe++ + 2e–, e uma corrente de “alimenta-ção” catódica ic, representada por Fe++ +2e– Fe.Só para contrariar, finalizando este assun-to, vamos fazer o potencial do ferro mudarcom uma “injeção” de corrente externa iinje-

tada. As correntes que aparecerão nas áreascatódica e anódica tomam direções opos-tas. Logo, devido a DDP imposta teremos:

iinjetada = ianódica – icatódica

O conceito de densidade de corrente anó-dica e catódica é muito importante no con-trole da corrosão.

Polarização

Esse assunto tem a ver com a quantidadede corrente que circula numa pilha de cor-rosão quando “injetamos” uma correnteexterna, seja utilizando uma simples pilhade 1,5V, como no teste da tigela (pág. 25),seja instalando pastilha (corrente) galvâni-ca numa região corroída de uma peça de


Repare o nível de corrosão na lateral da viga-travessa que interliga as estacas, além das vigas que a ela chegam. A metodologia de recuperação deste sérioprocesso de corrosão nas armaduras é antiquado e extremamente prejudicial ao restante da estrutura. Alguns dos motivos justificam-se. (1) A aplicação de “epóxirico em zinco” não é eficiente como proteção catódica porque as partículas de zinco, dispersas na resina epóxica (isolante elétrico), não conseguem interagircom o aço. (2) Como proteção por barreira, este epóxi transforma a armadura em uma região rica em pites nos locais onde o epóxi não foi passado ou onde háfuros na aplicação. Paralelamente transforma as armaduras anteriormente anódicas em catódicas e as catódicas em anódicas. (3) Nada do que está sendo feitoassegura a interrupção da corrosão, o que é facilmente evidenciado com uma simples semi-pilha, após a “recuperação”. (4) O “tratamento” imposto apenas nasregiões críticas ou terminais, como o apresentado na foto, é um mero e perigoso paliativo pelas razões apresentadas acima e, principalmente, porque ignora oestado de corrosão “não aparente” no resto da estrutura, facilmente identificável com uma semi-pilha...

proteção, através de curvas (ou retas) di-tas polarizadas em uma região recuperada.O eixo horizontal do gráfico representa acorrente circulante que, por se tratar devalores extremamente pequenos é posto emescala logarítmica. Um outro aspecto doeixo horizontal é que a corrente é usual-mente expressa como densidade de corren-te, ou seja é a corrente circulante por uni-

A introdução de pastilhas galvânicas, efetivamen-te, mexe com o ambiente da região com corro-são. O metal anódico Zn corrói liberando seusíons Zn++ em direção à massa da pastilha, alirecebendo os íons hidroxila. Simultaneamente,produzem-se elétrons que fluem pelo arame defixação em direção às armaduras. Ao longo dasarmaduras vão “recolhendo” os íons Fe++,reduzindo-os, impedindo assim a corrosão dasarmaduras naquela região. As armaduras, assim“varridas” pelos elétrons do zinco, tornam-secatódicas, estabelecendo a chamada proteçãocatódica.

reações envolvidas neste jogo querem semostrar. Desta forma, cada uma delas pos-sui uma curva ou reta (de polarização) ca-racterística que representa a relação entre

o overvoltagem e a conseqüente correnteque agora circula para dentro e para fora daarmadura, entre as duas reações em troca.O gráfico ao lado, potencial versus densi-dade de corrente, representa, efetivamen-te, o comportamento agora do processo de

Figura 9Curvas (ou retas) de polarização típicas quandose faz um tratamento da corrosão.


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dade de superfície do anodo, dentro da pastilha galvânica, queestá corroendo. Os pontos A e C correspondem às condições deequilíbrio das duas semi-reações, sem qualquer corrente circulan-do entre elas (densidade de corrente igual a zero). Nestas regiões apastilha ainda não foi instalada, de modo que impera o potencial deequilíbrio, ou seja, é o potencial de circuito aberto. Com a instala-ção, as curvas mostram que a corrente circulante para fora do ano-do (pastilha) aumenta, à medida que seu potencial torna-se maispositivo (reta azul) e a corrente para dentro do catodo (armadura)aumenta a medida que seu potencial torna-se mais negativo. Estascurvas de polarização permitem a determinação da densidade decorrente de corrosão e o potencial de corrosão de uma região recu-perada. Como já mostramos nos itens “Conceito de densidade decorrente” e “O potencial reversível e suas reações”, quando ano-do de sacrifício e armaduras alcançam uma condição estável, acorrente circulante para fora da pastilha (anodo) deverá ser igual acorrente para dentro da armadura (catodo). Desta forma, a interse-ção das duas curvas de polarização estabelece o importante esta-do em que se encontram o potencial de proteção ECORR e a densi-dade de corrente de proteção iCORR da área recuperada.

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Repare, no gráfico, que as densidades de corrente nos pontos A eC são iguais e denominadas de densidades de corrente de troca,típicas do estado de equilíbrio, podendo não ser em outros casos,necessariamente, iguais.Em suma, quando interligamos uma pastilha, uma tela ou uma pelí-cula galvânica com a armadura, toda a corrosão passa para o ano-

Figura 10 - Aqui também umencamisamento agora com concretoprojetado. O motivo foi a corrosãonas armaduras. O projetista,desconhecendo o verdadeirotratametno de neutralização dacorrosão, mandou fazer o reforçocom novas armaduras e tome umaseção maior de concreto. Empoucos anos teremos o mesmoproblema, só que com uma seçãomaior.

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Se você recupera estruturas com corrosão apenasbaseado nos sintomas de desplacamentos, podeapostar, você ainda vai se dar mal.


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REFERÊNCIAS

• Joaquim Rodrigues é engenheiro civil, membro dediversos institutos nos EUA, em assuntos de patolo-gia da construção. É editor e diretor da RECUPE-RAR, além de consultor técnico de diversas empresas.

• Sagoe-Crentsil, K.K. and Glasser, F.P., Steel inConcrete, Part I: A Review of the Electrochemical andThermodynamic Aspects, Mag. Conc. Res.

• Langford, P., and Broomfield, J.P., Monitoring theCorrosion of Reinforcing Steel, Construction Repair..

• Spellman, D.L., and Stratfull, R.F., ConcreteVariables and Corrosion Testing, Highway ResearchRecord..

• Stern, M., and Geary, A.L., ElectrochemicalPolarization I. A Theoretical Analysis of the Shape ofPolarization Curves. Journal of ElectrochemicalSociety.

• Tafel, A., Phys. Chem..• Rodriguez, P., Ramirez, E., and Gonzalez, J.A.,

Methods for Studying Corrosion in ReinforcedConcrete, Mag. Concr. Res..

• Matsuoka, K., Kihira, H., Ito, S., and Murata, T.,Corrosion Monitoring for Reinforcing Bars inConcrete, Corrosion Rates of Steel in Concrete, ASTMSTP 1065, (N. S. Berke, V. Chaker, and D. Whiting,eds.).

• Wheat, H. G., Corrosion Rate Determination onRepaired Reinforced Concrete Specimen, CorrosionRates of Steel in Concrete, ASTM STP 1065. (N. S.Berke, V. Chaker, and D. Whiting, eds.), ASTM.

• Andrade, C., Merino, P., Novoa, X. R., Perez, M.C., and Soler, L., Passivation of Reinforcing Steel inConcrete, Materials Science Forum.

Fax consulta nº 19

Para ter maisinformações sobreCorrosão.

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do de sacrifício e, desta forma, o catodo(armadura) está polarizado ou acabou desofrer uma polarização catódica em direçãoa potenciais mais negativos (zona de imu-nidade). As curvas de polarização das semi-reações anódica e catódica de uma recupe-ração representam a massa crítica da com-preensão do estado de corrosão nas arma-duras e, por que não dizer, de uma erupçãonos antigos conceitos esotéricos da corro-são no concreto armado e protendido. Nocapítulo seguinte, “Os segredos da corro-são II”, estaremos apresentando outrosconceitos sobre o desenvolvimento do es-tado de corrosão e proteção.

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