Corrosão Estruturas de Aço e Concreto Armado
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8/17/2019 Corrosão Estruturas de Aço e Concreto Armado
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CORROSÃO EMESTRUTURAS
METÁLICAS2
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Metais ferrosos como o a
ço e o ferrofundido são de ar!o uso na fa"ricação deestruturas e outros com#onentes$• Os metais a#resentam a
tend%ncia natura de
atin!irem um est&!io maisest&'e #or meio daformação de um com#ostomet&ico$
• O #rocesso es#ont(neo ) acorrosão *ue ) a reação dometa com com#onentes
do meio considerado$
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• Os #rinci#ais min)rios de ferro são +e2O3 ,-ematita./ +e3O0 ,ma!netita./ e 2 +e2O3$3
12O,imonita. $
• or redução destes se o"t)m o ferro eementar,#uro.
• O ferro eementar ) inst&'e/ como os demaismetais/ e tende a 'otar ao seu estado mais est&'e
oidando4se5 causa "&sica da corrosão$
• 6esse #rocesso tem4se a formação do 7ido deferro/ mais est&'e/ con-ecido como ferru!em$
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conse*u%ncias• a. re#osiç8es de mat)ria #rima/ ener!ia e mão4de4
o"ra5
• ". custos e manutenção de #rocessos de #roteção5
• c. uso de materiais mais caros ,aço inoid&'e/ etc. no
u!ar dos mais "aratos ,aço ao car"ono/ etc.5• d. su#erdimenisionamentos5
• e. interru#ç8es na #rodução5
• f. #erdas de #rodutos5
• !. contaminaç8es de #rodutos5
• -. menor e:ci%ncia do e*ui#amento5 ;
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• i. e'entuais riscos em #otencia deacidentes e #ouição em am"ientes de
tra"a-o5
•
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• O aço das estruturassofre oidação/ #ois
normamente estãoe#ostas ao tem#o ouem am"ientes ?midos emuitas 'e@es a!ressi'os$
• Cuidados commanutenção/ tantocorreti'a como
#re'enti'a/ de'em sertomados #ara #roon!ara 'ida ?ti das mesmas
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Como acontece a corrosãoB
• A maioria dos metais )encontrada com"inada comum ou mais eementos/ na
forma de min)rios/ *ue são asformas oidadas na nature@a$
• A #uri:cação dos metais ei!e
a#icação de ener!ia em!randes *uantidades$ Assimcomo a conformação :na$
A tend%ncia de decr)scimo ener!)tico ) a#rinci#a força motri@ da corrosão$
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Ti#os de corrosão Corrosão Atmosférica
• A corrosão atmosf)rica do aço car"ono ) um #rocessoeetro*umico ,reaç8es *umicas D uo de e)trons.$Metais su
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#rinci#ais fatores
• tempo de contato• tem#o *ue a su#erfcie
:ca reco"erta #or uma
#ecua de &!ua ,como ac-u'a e o or'a-o.$
• poluição atmosférica
• os cloretos dosam"ientes marin-os sede#ositam como
#e*uenas !otas ou J
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• ação de sulfatos
• mais #resente em am"ientesindustriais/ onde -& #resença desufurados SO como SO2/ SO3 e oSO02K $
• O SO2 ) !erado #ea *ueima de f7sseis#ea ati'idade 'uc(nica/ sou"ii@ado
na &!ua ,c-u'a e or'a-o. forma o&cido sufuroso$ Oidado forma &cidosuf?rico$
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A #re'isão do desem#en-o do aço car"onoem um am"iente ) com#ea/ de#ende de
muitos fatores
condição inicia de e#osição5
massa da amostra5 orientação e 'eocidade do 'ento5
condição de a"ri!o5
nature@a dos #rodutos de corrosão e#ouentes não medidos$
• O am"iente ao *ua o aço est& e#ostodetermina a sua 'eocidade de corrosão$ 2
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Corrosão Uniforme• Se desen'o'e de
forma -omo!%neaso"re a su#erfciemet&ica/ a #erda demassa e es#essura
i!ua em todos os#ontos$ Ocorre emam"iente -omo!%neo$
• Aços ao car"ono e asi!as de co"re sofremeste ti#o de ata*ue$
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• Ocorre #ea e#osição direta do aço
car"ono a um am"iente a!ressi'o sem umsistema #rotetor ou *uando o mesmo )rom#ido e não re#arado$
• Ra#idamente ocorre a formação de #i-asdo ti#o ati'o4#assi'o ou outras do ti#oação oca ou aeração diferencia$
;
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re'enção e Controe• Lim#e@a su#er:cia com
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Corrosão #or acas• Os #rodutos formam4se em #acas *ue se
des#rendem #ro!ressi'amente$
• Ocorre em metais *ue formam #ecuasiniciamente #rotetoras *ue ao se tornarem
es#essas/ fraturam e #erdem ader%ncia/ e#ondoo meta ao no'o ata*ue$
• odem ser formadas crostas es#essas de
ferru!em em forma de (minas$
• Ocorrem tam")m *uando a corrosão se d& #orde#7sito/ como em casos de aeração diferencia$
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corrosão #or #ites ou a'eoar
•
G ocai@ada / formam4se#e*uenas ca'idades de#rofundidade consider&'ee si!ni:cati'a em reaçãoa es#essura do materia$
• Ocorre de formaocai@ada/ sendo tam")mc-amada de #untiforme$6ão a#resenta materia
circundante ,#roduto doata*ue.$
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• Ataca materiais met&icos *ue formam #ecuas#rotetoras #assi'antes$
• Ocorre nos #ontos fr&!eis da #ecua #assi'ante$
• Onde -& *ue"ra da #ecua formam4se #i-as do
ti#o ati'o4#assi'o em ocais de #e*uena &rea,#ontos.
• 6ão -& redução -omo!%nea da es#essura/ ocorre
dentro do e*ui#amento/ ) de difciacom#an-amento$
• O meio torna4se &cido di:cutando a restituição da
camada #assi'a inicia$ H
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#re'enção e controe• As #eças não de'em acumuar su"st(ncias na
su#erfcie e os de#7sitos de'em serremo'idos$
•
Ne'e ser reai@ada e'ando em conta o estadoem *ue o #rocesso corrosi'o se encontra$
Efetuar a im#e@a no oca e co"rir o furo
a#icando so"re ee um seante es#ecia$
• ode re*uerer inter'enção mais com#ea/reforço da estrutura ou su"stituição de #eças$
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Corrosão #or Lii'iação,(minas de materia corrodo.
•
+orma aminas de materia oidado e se es#a-a#eo seu interior at) camadas mais #rofundas$
• O com"ate a essa corrosão no meta/ ) feito
normamente com tratamento t)rmico
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Corrosão Erosão• Ocorre em ocais tur"uentos onde o meio
corrosi'o se encontra em ata 'eocidade eaumenta o !rau de oidação das #eças$
• Encontra4se esse #ro"ema em ocais *ue
conten-am es!otos em mo'imento/ des#e
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• Nestr7i/ #ontuamente a
#rinc#io/ as camadas
#rotetoras ,#assi'as.formadas #eos #rodutos decorrosão/ formando #i-asati'o4#assi'o$
• uando associado com o#rocesso erosi'o/ maisintenso se torna o #rocessocorrosi'o/ ocorrendo umdes!aste maior do *ue sea#enas a!isse um dos#rocessos 23
C ã " ã
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Corrosão so" Tensão• G resutante da soma das
aç8es da tensão de
tração e do meiocorrosi'o$
• 6ormamente/ re!i8estensionadas funcionamcomo anodos$
• Com o tem#o sur!emmicro :ssuras *ue #odemacarretar um rom#imento"rusco da #eça antes da#erce#ção do #ro"ema$
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C ã + t
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Corrosão #or +restas
•
A ação da aeração diferenciaePou da concentração iQnicadiferencia causa a formação de#i-as em frestas nos materiais
met&icos$
• A#arecem em
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• 6o #ro
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Corrosão em Ran-uras• Nefeitos com cantos
'i'os/ ocais #ara de#7sito
de soução a*uosa/de#7sito e ac?muo desu
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ã ( i
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Corrosão a'(nica
•
+orma "astante comum de corrosão emmeio a*uoso e #ode ocorrer *uando doismetais diferentes são conectadoseetricamente em um mesmo *uido
formando uma #i-a$
• En*uanto um dos metais cede e)trons ao
outro e se corr7i ,anodo./ o outro meta :ca#rote!ido/ e não sofre ata*ue ,catodo.$
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• ara *ue a corrosão !a'(nica ocorra ) necess&rio *ue
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• ara *ue a corrosão !a'(nica ocorra ) necess&rio *ueeistam tr%s condiç8es concomitantes
•
$ Metais diferentes ou -etero!eneidade num mesmometa
• 2$ resença de eetr7ito53$ Contato e)trico entre os dois metais$
• Se uma das tr%s condiç8es não ocorrer/ não -a'er&corrosão !a'(nica$
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C id d < t
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Cuidados em ro
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CORROSÃO EMESTRUTURAS
NE CO6CRETO32
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• G o #rinci#a materia de
en!en-aria usado emconstruç8es$
• G usado nos mais'ariados ti#os deconstruç8es como#ontes/ edifcios/"arra!ens/ muros dearrimo/ em #isos de ti#os'ariados/ #a'imentos deestradas etc
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• +ei"iidade na esco-a das formas/
economia/ dura"iidade/ resist%ncia ao fo!o/#ossi"iidade de ser fa"ricado no #r7#riocanteiro de o"ras e a#ar%ncia est)tica$
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anta!ens do Uso
D t d U
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Desvantagens do Uso• "aia resist%ncia F tração/ "aia
ductiidade e a!uma contração
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com#osição•
As com#osiç8es são 'ariadas/ mas cont)m ,em'oume. entre e ; de cimento #ortand/ 0a 2 de &!ua/ J/; a de ar/ 20 a 3J dea!re!ados :nos e 3 a ; de a!re!ados!rossos$
• A #asta de cimento atua como uma coaV *uei!a entre si as #artcuas do a!re!ado
•
O cimento #ortand endurece de'ido a reaç8escom a &!ua/ denominadas reações dehidratação$
• Estas reaç8es são com#eas e não estãototamente escarecidas$ 3>
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• A resist%ncia F tração do concreto ) de@ a *uin@e
'e@es menor *ue F com#ressão$
• Assim / o concreto ) usado em com#ressão/ nos#ro
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• O concreto reforçado #or aço/ na forma
de "arras/ redes ou outras armadurascriteriosamente coocadas/ rece"e adesi!nação de concreto armado$
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• Uma 'ari&'e do concreto armado ) o
concreto #rotendido *ue #ode ser #r) ou#7s tensionado
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• 6a -idratação são #rodu@idos &cais/#rinci#amente o -idr7ido de c&cio *ue sedisso'e na &!ua e #reenc-e os #oros e ca#iaresdo concreto conferindo4-e um car&ter acaino$
• Isto #ro#orciona uma #assi'ação do aço *ueconsiste numa ca#a ou #ecua #rotetoracom#osta de 7idos com#actos e contnuos/ *uemant)m a armadura #rote!ida/ mesmo emconcretos com ee'ada umidade$
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• O cimento reco"re as armaduras/ o concretode'e ter ata com#actação/ sem fa-as e
com teor de ar!amassa ade*uado e-omo!%neo/ #ara !arantir/ #orim#ermea"ii@ação/ a #roteção do aço aoata*ue de a!entes a!ressi'os eternos$
• A e#osição das estruturas de concretoarmado Fs condiç8es am"ientes/ c-u'a&cida/ #ouentes como o SO2/ e CO2 ees#eciamente a am"ientes contaminadoscom coretos/ #ode #ro'ocar a corrosão dearmaduras$
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• O CO2 ao #enetrar no concreto e rea!e como Ca,O1.2/ #ro'ocando a diuição do#assi'ante da armadura/ com #ossi"iidadede corrosão na #resença de umidade$
• A car"onatação ) outra reação *ue #ro'ocaa diuição do #assi'ante/ #ermitindo o inciodo #rocesso de corrosão/ *uando em#resença de &!ua ,eetr7ito./ oi!%nio e
diferença de #otencia da armadura$
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• A corrosão das armaduras destr7i o açoimerso no concreto/ causa e#ansão'oum)trica/ !erando tens8es si!ni:cati'as$
• A manifestação da corrosão das armadurasocorre so" a forma de :ssuras/
destacamento do co"rimento/ manc-as/redução da seção da armadura e #erda deader%ncia
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• A a#icação do
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A a#icação doconcreto e aade*uada cura sãofundamentais #ara a
sua 'ida ?ti$
• Muitas fa-as #odemocorrer nesta fase$
• As mais comuns naa#icação do concreto
são ee'ado fator&!uaPcimento *ue tra@ee'ada #orosidade doconcreto e :ssuras deretração$
00
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• Se!re!ação doconcreto comformação dees#aços 'a@ios ounin-osV deconcreta!em/ançamento e'i"raçãoincorretos/ formasinade*uadas/ etc$
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• A)m do ata*ue nas
armaduras/ o concreto #odesofrer di'ersos ti#os dedeterioração$
• A ação química #ode ocorrer na #astade cimento e no a!re!ado$
• Causas !ases contidos na atmosfera
,CO2/ SO2 etc$.5 águas #uras/ tur'as/&cidas/ e marin-as5
• compostos: 7eos/ !orduras/com"ust'eis/ *uidos aimentares/entre outros$ 0>
deterioração do concreto
• Os ons cloreto ,corrosão *umica. destroem a
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Os ons c o e o ,corrosão *umica. destroem a#ecua #assi'adora/ mas não atacam o concreto
• +orma4se sica !e #ea reação de ata*ue aosiicato tric&cico do concreto
• G !rande o #oder de destruição e re*uer maiorcuidado nas eecução de o"ras itor(neas$
0
• Sulfatos #odem estar #resentes na &!ua e
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#odem estar #resentes na &!ua erea!em com os com#ostos da #asta de cimento-idratada$ Tais reaç8es causam e#ansão do'oume$
• G comum em am"ientes industriais e onde -&sufurados , SO2/ SO3/ SO02K.$
• A e#ansão causa !rande aumento de 'oume dafase s7ida$
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Lii'iação
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• 6o concreto/ consiste na dissoução e arraste
do -idr7ido de c&cio da massa de cimentoendurecido$
• em do ata*ue de &!uas #uras ou com
#oucas im#ure@as/ e ainda de &!uas de c-u'aou in:tração de umidade/ &!uas #antanosas/su"terr(neas/ #rofundas ou &cidas$
• Causam a corrosão/ *uando #odem circuar ereno'ar4se$ uanto mais #oroso o concreto/maior a intensidade da corrosão$
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Lii'iação
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• Com siicato se d& com determinados ti#os deii - di -
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#siicatos #resentes em roc-as sedimentares/ roc-asmetam7r:cas e !neas ,"asato.$ G uma reação entae com#ea *ue causa deterioração do concreto$
;
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• Com o car"onato se d&com a!re!ados
car"on&ceos/ como ocac&rio doomtico ar!ioso$ • +orma um #roduto na
forma !e nos #oros e na esu#erfcie do a!re!ado$
• Nestr7i a ader%ncia
#astaPa!re!ado$ A reaçãoconsome &!ua aumentandoo 'oume acarretando adesa!re!ação do concreto$
;2
a!entes "io7!icos
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a!entes "io7!icos
• Os a!entes"io7!icos dedeterioração noconcreto são"asicamente fun!ose "act)rias como os
"acios *ue sãoencontrados emes!otos$
;3
'e!etais de !rande #orte
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'e!etais de !rande #orte• odem desa!re!ar o concreto/ *uando as
ra@es im#re!nam e crescem no mesmo$• A deterioração do concreto #ode ser causada
#or esforços ecessi'os *ue causam :ssuras/-a'endo entrada de a!entes a!ressi'os/
ocasionando a des#assi'ação das armaduras$