“CORROSÃO EM ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO”

COMPONENTES

CLEYTON MELOROBSON DAYLLORRODRIGO APARECIDOCAIO

FERRUGEM

• Na formação da ferrugem, ocorre a oxidação do ferro e redução do oxigênio

Fe(s) → Fe2+ + 2e- (oxidação do ferro)

O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- (redução do

oxigênio)

2Fe + O2 + 2H2O → 2Fe(OH)2 (equação

geral da formação da ferrugem)

CORROSÃO

A corrosão é um processo resultante da

ação do meio sobre um determinado

material, causando sua deterioração.

CONCRETO APARENTE

CAUSA DA CORROSÃO

• Insuficiência ou má qualidade do concreto do recobrimento da armadura;

• O cimento hidratado possui um pH de aproximadamente 12,5. Este pH protege o aço contra a corrosão.

• O hidróxido de cálcio de concreto reage com o gás carbônico da atmosfera:

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O

Dessa forma reduz para 9 o PH do concreto facilitando a corrosão

Nos processos de corrosão, os metais reagem com oselementos não metálicospresentes no meio, produzindo compostossemelhantes aos encontrados na natureza, dos quais foram extraídos.

Nestes casos a corrosão corresponde ao inverso dos

processos metalúrgicos.

Corrosão X Metalurgia

PROCESSO ELETROQUÍMICO

A corrosão da armadura do concreto é um

processo eletroquímico onde existe um anodo e um catodo.

A água presente no concreto serve de eletrólito. Qualquer diferença de potencial entre pontos podem gerar uma corrente, iniciando o processo de corrosão.

MECANISMO DE DETERIORAÇÃO EM ESTRUTURA DE CONCRETO

Para que haja corrosão deve existir um eletrólito (a água está sempre presente no concreto); uma diferença de potencial (pode surgir por diferença de umidade, concentração salina, etc.); oxigênio e agentes agressivos como o cloro, que está presente nos reservatórios.

Esses agentes agressivos podem atuar como catalisadores, acelerando o processo de corrosão.

REAÇÕES ANÓDICAS E CATÓDICAS

Processo anódico: oxidação do metal com formação de seus

íons nos locais da superfície do metal com característica de

potencial mais ativo ou anódico (menos nobre), com valor

mais negativo. Esse processo ocorre nas regiões anódicas da

superfície do metal.

Processo catódico: recepção de elétrons pelos íons ou

moléculas da solução com características de potencial menos

ativo ou catódico (mais nobre), com valor mais positivo. Esse

processo ocorre nas regiões catódicas da superfície do metal.

REAÇÕES ANÓDICAS E CATÓDICAS

Deslocamento dos elétrons e íons: Transferência dos elétronsdas regiões anódicas para as catódicas pelo circuito metálicoe uma difusão de íons (ânions e cátions), na solução, nosentido oposto.

MECANISMO DE TRANSPORTES DOS CLORETOS NO CONCRETO

Absorção: Corrosão das armaduras e conseqüente “rompimento” do cobrimento de concreto.A corrosão ocorre por causa da penetração de sulfatos e cloretos na camada superficial de concreto.Os cloretos atacam as armaduras e as bainhas, abrindo o caminho para a corrosão do aço pelooxigênio do ar.A penetração dos íons agressivos é tanto maior quanto maior a porosidade e a permeabilidade do concreto.SUGESTÃO: Aumentar a durabilidade reduzindo a porosidade e a permeabilidade.A durabilidade não é uma propriedade do material concreto.

ALGUNS EXEMPLOS DE COMO AUMENTAR A DURABILIDADE REDUZINDO A POROSIDADE E A

PERMEABILIDADEA durabilidade de uma obra de concreto é obtida por meio de várias medidas práticas, entre as quais:1. Escolha correta dos materiais: tipo de cimento,micro-sílica, cinza volante, pedra, areia, super plastificante,outros aditivos e outras adições.2. Proporções corretas entre os diversos materiais.11. As fissuras devem ser evitadas. Usar cinzas volantes para reduzir o calor de hidratação e a conseqüente elevação da temperatura do concreto logo após a mistura. O esfriamento posterior pode conduzir a muitas micro-fissuras.12. Garantir um Cobrimento mínimo de 5cm para qualquer barra da armadura e cobrimento de 10cm para as bainhas dos cabos de protenção.14. Testar a permeabilidade do concreto fazendo o ensaio de Penetração de água no concreto. Seguir para isso a Norma NBR 10787/94 : “Concreto endurecido - Determinação da penetração de água sob pressão.”

Exemplos de Alguns Métodos Empregados no Controle da Corrosão

• Um dado metal pode ser satisfatório em um certo meio e praticamente ineficiente em outros meios. Por outro lado, várias medidas podem ser tomadas no sentido de minimizar a corrosão:

- no caso de se utilizarem metais diferentes, deve-se tentar isolá-los eletricamente;

Esse tipo de corrosão ocorre devido a formação de uma pilha eletrolítica quando utilizados metais diferentes. As peças metálicas podem se comportar como eletrodos e promover os efeitos químicos de oxidação e redução.

Ao lado temos um exemplo do que pode ocorrer do contato de telhas galvanizadas ou de alumínio com a estrutura, da criação de furos nas peças estruturais e fixação das telhas com parafusos galvanizados.

• Prevenção e Controle: Ela é evitada através do isolamento dos metais ou da utilização de ligas com valores próximos na série galvânica.

Uma forma muito utilizada é a proteção catódica, que consiste em fazer com que os elementos estruturais se comportem como cátodos de uma pilha eletrolítica com o uso de metais de sacrifício. Dessa forma, a estrutura funcionará como agente oxidante e receberá corrente elétrica do meio, não perdendo elétrons para outros metais.

Ao lado, temos um exemplo de esquadria metálica afastada da estrutura por um material isolante.

Altamente destrutivo, esse tipo de corrosão gera perfurações em peças sem uma perda notável de massa e peso da estrutura.

Pode ser difícil de se detectar quando em estágios iniciais, pois na superfície a degradação é pequena se comparada à profundidade que pode atingir.

Ela ocorre normalmente em locais expostos à meios aquosos, salinos ou com drenagem insuficiente.

Pode ser ocasionada pela deposição concentrada de material nocivo ao aço, por pilha de aeração diferencial ou por pequenos furos que possam permitir a infiltração e o alojamento de substâncias líquidas na peça.

Prevenção e Controle: Para se evitar esse ataque, as peças não devem acumular substâncias na superfície e todos os depósitos encontrados devem ser removidos durante as manutenções.

A intervenção deve ser realizada com base no estado em que o processo corrosivo se encontra. Deve-se efetuar a limpeza no local e se a estrutura não estiver comprometida, pode-se cobrir o furo aplicando sobre ele um selante especial.

É importante a experiência do fiscal devido a possibilidade de se necessitar de uma intervenção mais complexa, com reforço da estrutura ou até mesmo substituição de peças.

Ocorre em locais que duas superfícies estão em contato ou muito próximas (0,025 a 0,1 mm).

Devido a tensão superficial da água, esta se aloja nas fendas disponíveis e tende a causar pilhas de aeração diferencial, onde a concentração de oxigênio nas bordas é superior à concentração da área mais interna da fenda, fazendo dessa uma região anódica. Como conseqüência, o processo de corrosão se concentra na parte mais profunda da fresta, dificultando o acesso e o diagnóstico desse problema.

Em geral, esse problema afeta somente pequenas partes da estrutura, sendo portanto mais perigosa do que a corrosão uniforme, cujo alarme é mais visível.

Prevenção e Controle: Se a corrosão estiver em estágio inicial, pode-se recorrer à limpeza superficial, secagem do interior da fenda e vedação com um líquido selante, aplicando-se posteriormente um revestimento protetor. Se a corrosão estiver em nível avançado, torna-se necessário como nos outros processos o reforço ou substituição de peças.

UTILIZAÇÃO/FUNCIONAMENTOPREVENÇÃO

Evitar erros na montagem/instalação• Manuseamento pouco cuidado danos nos revestimentos protetores⇒• Limpeza (de resíduos de materiais de construção) com produtos

inadequados(produtos corrosivos ou excessivamente abrasivos) corrosão ⇒

generalizada/localizada• Soldaduras incompletas e irregulares, ou que deixam zonas fragilizadas ⇒

interstícios, corrosão localizada

> Mantê-lo em bom estado de conservação

• limpeza regular com produtos adequados

• reparação de danos (nos revestimentos protetores, substituição de peças, etc.)

proteger do impacto de avarias em outros elementos da estrutura/ acidentes que possam causar alterações das condições ambientais (ex.:infiltrações, derrames).

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Os componentes metálicos estão sujeitos a diversos problemas de corrosão que afetam a sua funcionalidade

Para se obter um desempenho adequado é necessário:

• Selecionar o tipo de material adequado para a função ou meio específico;• Especificar a proteção anti-corrosiva correta;

• Design adequado (ex.: minimizando interstícios, zonas de acumulação de depósitos, água, etc.);

• Evitar erros na montagem e de utilização;• Manutenção periódica (Ex.: limpeza,reparação de

revestimentos)

Estudos, Curiosidades e Novidades Tecnológicas sobre a Corrosão.

• Filtro de cigarro usado inibe corrosão do aço Cientistas chineses afirmam ter encontrado uma forma potencialmente

barata de proteger o aço contra a corrosão - usando substâncias químicas presentes em filtros de cigarro usados.

• Revestimento inteligente anti-corrosão é capaz de auto-cicatrização Cientistas criaram um material inteligente que, ao primeiro sinal de

corrosão, inicia um processo de cicatrização do revestimento protetor, impedindo que a ferrugem continue a espalhar seus efeitos destruidores.

• Mistério da corrosão do aço inoxidável resolvido por pesquisadores ingleses

Apesar de seu nome, o aço inoxidável pode apresentar corrosão. Quando isto acontece o resultado pode ser desastroso. Mas o problema já pode ser resolvido.

• Bactérias do bem protegem metais contra corrosão A corrosão induzida por microorganismos é um problema sério para peças

metálicas expostas ao ambiente marinho. Agora os pesquisadores viraram o jogo e colocaram as bactérias para proteger os metais.

• Liga de níquel-tungstênio substitui cromação sem danos ambientais A cromação é largamente utilizada na indústria, mas se baseia em

compostos carcinogênicos. A nova liga produz um revestimento mais durável e sem os danos à saúde e ao meio ambiente.

• Aços 10 vezes mais resistentes à corrosão são criados pela nanotecnologia Cientistas descobriram que, quando o assunto é a corrosão de peças

metálicas, o inimigo mora dentro do próprio revestimento de proteção. Nanopartículas metálicas na camada de proteção criam um caminho para as moléculas destruidoras

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

• PANOSSIAN, Z. Corrosão e Protecção contra corrosão em equipamentos e estruturas metálicas.1 edição. Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), Sào Paulo, 1993, v 1 e 2.

• http://www.cesec.ufpr.br/metalica/patologias/corrosao/corrosao-texto.htm, acesso em 02/06/2011.

• http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/meta.php?meta=Corros%E3o, Acesso em 02/06/2011.

• http://www.ime.eb.br/~webde2/prof/ethomaz/fissuracao/exemplo148.pdf, Acesso em 02/06/2011.

FIM