Materiais de Construção ( TC-031) DURABILIDADE DO CONCRETO
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Jos de A. Freitas Jr. | Materiais de ConstruoDurabilidade 16:27
Materiais de Construo
( TC-031)
DURABILIDADE DO CONCRETO
Prof. Jos de Almendra Freitas Jr.
Ministrio da EducaoUniversidade Federal do ParanSetor de TecnologiaDepartamento de Construo Civil
Verso 2013Verso 2013
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Pantheon (Roma)Construdo por Marco Agrippa, reconstrudo por Adriano 110-125 d.c
(ROMAN ARCHITECTURE)
DURABILIDADE DO CONCRETO
Concreto romano - durabilidade muito grande, inmeras obras com 2.000 anos. O cimento romano (natural), junto com a cal e as pozolanas davam ao concreto um envelopamento muito bom deixando a porosidade muito baixa.
Cimento Romano+pozolanas+agregados
Cpula c/ agregados leves (pedra pome).
Paredes cilndricas e cpula (43,3 m dimetro) em concreto
macio 10 MPa.
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DURABILIDADE DO CONCRETO
Romanos no tinham ISO....
Barragens de Cornalbo (H=24m) e Proserpina (H=18m), construdas pelos Romanos, regio de Mrida, 200 DC,
em funcionamento.
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A ponte de Alcntara, romana 106 DC, rio Tejo (Espanha). Em uso at hoje.
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A NBR-6118 obriga projetista estrutural, de acordo com a agressividade do meio especifique a relao gua/cimento
mxima a ser usada.
Vital conhecimento das causas de deteriorao do concreto : Melhor utilizao das matrias primas. Preservao do meio ambiente. Minimizar custos de manuteno. Aumentar a vida til das estruturas. Possibilitar concreto em ambientes agressivos.
Lei da evoluo de custos. Sitter 1984
DURABILIDADE DO CONCRETO
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DURABILIDADE DO CONCRETO
Gastos de paises europeus com manuteno e reparos:
(Ueda , Tanaka; 2007)(Dados do ano 2004, p/ Itlia ano de 2002) FONTE: Revista Concreto - Ibracon
121,9 bilhes(100%)
61,2 bilhes(50%)
60,7 bilhes(50%)
Reino Unido
135,4 bilhes(100%)
76,8 bilhes(57%)
58,6 bilhes(43%)
Itlia
198,7 bilhes(100%)
99,0 bilhes(50%)
99,7 bilhes(50%)
Alemanha
165,2 bilhes(100%)
79,6 bilhes(48%)
85,6 bilhes(52%)
Frana
Gastos totais com
construo
Gastos com manuteno e
reparo
Gastos com construes
novas
Pais
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Gastos com manuteno e
reparos!!!!
14 anos !! Litoral SC
10 anos !!! Litoral SC
DURABILIDADE DO CONCRETO
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DURABILIDADE DO CONCRETO
Prazos de vida til de projeto
Requisitos NBR15.575/2013 Edificaes Habitacionais - Desempenho
(Anexo C, Tabela C.5, NBR 15575-1)
* Considerando periodicidade e processos de manuteno segundo a ABNT NBR 5674 e especificados no respectivo Manual de Uso, Operao e Manuteno entregue ao usurio
elaborado em atendimento ABNT NBR 14037.
30 25 20Hidrossanitrio
30 25 20Cobertura
30 25 20Vedao vertical interna
60 50 40Vedao vertical externa
20 17 13Pisos internos
75 63 50Estrutura
SuperiorIntermedirioMnimo
VUP anosSistema
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(Jos
A
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itas
Jr.)
Mehta, P.K.; IBRACON 2009
Muitos fenmenos, qumicos, eletro-qumicos e fsicos levam a deteriorao, quase sempre estes fenmenos esto
ligados a presena da gua em contato com o concreto.A seqncia de eventos que leva a deteriorao do concreto
est ligada a sua porosidade.
CAUSAS PARA DETERIORAO DO CONCRETO
Concreto comum com microfissuras nas interfaces agregado/pasta, ressaltadas por um fludo fluorescente.
MAIORCONSUMO DE GUA
Quantomaior a/c
MaisRetrao
(microfissuras)
MAIORCONSUMO
DE CIMENTOPORTLAND
Mais e MaioresPoros
MaiorPermeabilidade
MenorResistnciaMecnica
Menordurabilidade
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GUA - caractersticas :
Melhor solvente conhecido, carregando ons e gases.
Aumenta de volume (cerca de 8,5%) ao solidificar.
Tenso superficial - fora eltrica que aproxima ou afasta outras molculas
CAUSAS PARA DETERIORAO DO CONCRETO
A permeabilidade do concreto funo dos poros e micro-fissuras presentes, sendo mais
significativos os dimetros dos poros que a quantidade destes.
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CAUSAS PARA DETERIORAO DO CONCRETO
Causas fsicas:
Deteriorao por desgaste superficial
Fissurao pela cristalizao de sais nos poros
Fissurao pelo efeito do congelamento da gua
Deteriorao pela ao do fogo
Causas qumicas:
Hidrlise dos componentes da pasta
Reaes por troca de ctions
Reaes formadoras de produtos expansivos
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CAUSAS PARA DETERIORAO DO CONCRETO
Causas Fsicas
Deteriorao por desgaste superficial:
Abraso
atrito seco com partculas slidas;
Eroso
atrito com partculas slidas em suspenso na gua;
Cavitao
Imploso de minsculas bolhas de baixa presso (vapor de gua), originadas por fluxos de alta velocidade.
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CAUSAS FSICAS - DESGASTE SUPERFICIAL:
Desgaste superficial por abraso em pavimento de concreto.
(Aguiar, J. E., 2006)
Abraso: Atrito seco de detritos e trfego contra o concreto. Pavimentos.
(Jos(Jos Freitas Jr.)Freitas Jr.)
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CAUSAS FSICAS - DESGASTE SUPERFICIAL:
Eroso: Causada pelo movimento relativo do lquido e/ou o atrito de partculas slidas em suspenso neste contra a
superfcie de concreto.
Meio lquido
Concreto
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CAUSAS FSICAS - DESGASTE SUPERFICIAL:
(Aguiar, J. E., 2006)
Eroso: Atrito de partculas slidas em suspenso em lquidos. Canais, dutos , vertedouros pilares de pontes.
Eroso em galeria de gua pluvial em regio de degrau.
Agregados expostos
Barras de ao expostas, sofrendo
corroso
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CAUSAS FSICAS - DESGASTE SUPERFICIAL:
Cavitao:Imploso de minsculas bolhas, formadas por reduo da
presso local de vapor, fluxos sob alta velocidade.
Bolha de cavitao (1) implodindo prximo a uma superfcie slida, projetando um jato (4) de lquido contra a superfcie.
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CAUSAS FSICAS - DESGASTE SUPERFICIAL:
(Miranda, 1966)
www.portlandcement.com
Bacia de dissipao, Kinzua Pennsylvania
Cavitao: Imploso de minsculas bolhas, formadas por reduo da presso local de vapor, fluxos sob alta velocidade.
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CAUSAS FSICAS DESGASTE SUPERFICIAL:
(ENGEVIX Engenharia) (ENGEVIX Engenharia)
(V. Paulon, 1996)
A resistncia do concreto eroso varia
na razo indireta da relao gua/cimento.
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Concreto poroso absorve gua salgada. (soluo de ons de Na+ e Cl -).
Diferena de concentraes de sais gera presso osmtica dentro dos poros.
Quando evapora deixa cristais de sal slido dentro dos poros.
Com a cristalizao o sal aumenta de volume dentro dos poros, gerando tenses internas.
Sal (NaCl) - gua marinha
Anti-congelante para pavimentos
CAUSAS FSICAS CRISTALIZAO DE SAIS NOS POROS:
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CAUSAS FSICAS CRISTALIZAO DE SAIS NOS POROS:
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Com a evaporao da umidade com sal em soluo, o sal permanece e recristaliza nos poros
fazendo com que ocorra descamao e fragmentao do concreto.
Descamao Fragmentao
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CAUSAS FSICAS - CONGELAMENTO DA GUA:
Obras hidrulicas
(Jos Marques Filho)
Concreto permevel absorve a gua no estado lquido.Temperaturas negativas formam gelo nos poros causando um aumento de volume da gua em 8,5%.Congelamento tambm gera presses osmticas.Tenses internas decompe o concreto.
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Pavimentos Pilares e bases
(Albert Joisel,1972)(David Stark- SHRP, 1991)
CAUSAS FSICAS - CONGELAMENTO DA GUA :
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(Mehta e Monteiro, 2006)
Minimizao dos efeitos:Reduo da porosidade e permeabilidade reduo do a/cIncorporao de ar, as pequenas bolhas funcionam como vlvula de escape p/ crescimento de volume do gelo.
CAUSAS FSICAS - CONGELAMENTO DA GUA :
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Recomendao de Incorporao de Ar
ACI Committe 318
CAUSAS FSICAS - CONGELAMENTO DA GUA :
Minimizao dos efeitos:
3,54,576
4550
4,55,537,5
4,5625
5619
5,5712,5
67,59
Exposio moderadaExposio severa
Contedo de ar (%)Dimenso mxima nominaldo agregado (mm)
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Incorporao de Ar
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CAUSAS FSICAS - CONGELAMENTO DA GUA :
Minimizao dos efeitos:
Perda de massa depois de 40 ciclos de gelo/degelo para concretos com diferentes % de ar incorporado.
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Incorporao de Ar
CAUSAS FSICAS - CONGELAMENTO DA GUA :
Efeitos do ar incorporado sobre a resistncia do
concreto ao gelo/degelo em ensaios de
laboratrio. Os concretos foram feitos com
cimentos de diferentes finuras e composies,
com vrios consumos de cimentos e relaes a/c.
Minimizao dos efeitos:
www.cement.ca
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(M. F.Canovas )
CAUSAS FSICAS - AO DO FOGO:Concreto material incombustvel - sob temperaturas elevadas, alguns componentes se decompem.
Incndios, atingem temperaturas superiores aos 1.000C,
Fatores afetam a resistncia do concreto armado ao fogo:
Na pasta de cimento:
Temperatura >100C decompe a etringita,
500 a 600C decompe Ca(OH)2,
A 900C decompe C-S-H.
Quanto mais gua dentro do concreto (menor idade), mais lento ser o
crescimento de temperatura, a 100C aparecem gases causando lascamento.
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Nos Agregados :Alguns so mal condutores de calor retardando o crescimento das temperaturas, outros tem coeficiente de dilatao muito
diferente da pasta fragiliza a zona de transio.Nas estruturas:
Peas mais volumosas, mais lento ser o seu aquecimento, diminuindo a profundidade da decomposio do material.
No concreto armado:Coef. dilatao do ao semelhante mas no igual ao do
concreto, condutibilidade trmica do ao superior. Acima dos 100C a diferena aumenta muito.
Ao CA-50 perde significativa resistncia acima de 700C.CA-60 perde significativa resistncia a temperaturas bem inferiores. Cabos de protenso perdem maior parte da
resistncia at 700C.
CAUSAS FSICAS - AO DO FOGO:
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(Taerwe L. et al., 2006)
Ensaio de comportamento da estrutura frente a um incndio.CAUSAS FSICAS - AO DO FOGO:
Ed. Windsor, Madri, Espanha em 2005.
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(T. A. P. Oliveira, 2006)
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Lascamento de concreto: (Spalling)
Incndios levam a bruscas elevaes da temperatura.
A gua nos poros do concreto forma do vapor, que cria tenses internas elevadas dentro das argamassas e do concreto.
A presso de vapor dentro destes materiais leva ao spalling ou lascamento.
Seqncia de incndio em tnel spalling ou lascamento.(J. Tanesi e A. Nince TECHNE set./2002)
CAUSAS FSICAS - AO DO FOGO:
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Spalling no Eurotnel 18/11/1996
(H.S. Lew, 2004)
Efeito do fogo em estruturas de concreto.CAUSAS FSICAS - AO DO FOGO:
Cavidades devido ao lascamento no Mont Blanc Tunnel Frana/
Itlia em 1999.
(Costa et al, 2002)
(Costa et al, 2002)
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Viaduto em SP, 1998
CAUSAS FSICAS - AO DO FOGO:
(Paulo Barbosa, PhDesign)
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Efeitos da temperatura sobre a resistncia do concreto e do ao
CAUSAS FSICAS - AO DO FOGO:CONCRETO AO
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AO DO FOGO EM LAJES PROTENDIDAS COM
CORDOALHAS ENGRAXADASNo h bainhas, as cordoalhas tem poucos mm de cobrimento nas superfcies inferiores das lajes.
Ao altamente encruado.
Projeto p/ 120 minutos de tolerncia em incndios. Cobrimento mnimo
(BELGO/ARCELOR)
(BELGO/ARCELOR)
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Projeo de argamassa com fibras minerais ou vermiculita.
Revestimento com mantas slico-aluminosas.
PROTEO DE ESTRUTURAS CONTRA O FOGO:
(Fbio D. Pannoni)
(Fbio D. Pannoni)
(Jos Freitas Jr.)
Isolamento trmico de argamassa com fibras minerais em uma viga metlica da estrutura do WTC-NY
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DETERIORAO POR REAES QUMICAS:
Compostos da pasta como: hidrxido de clcio Ca(OH)2, ons alcalinos Na+ , K+ e OH- e lcalis K2O e Na2O, nos
fludos dos poros elevam muito o pH (12,5 a 13,5).Qualquer meio com pH diferente agressivo ao concreto.
pH abaixo de 6 bastante nocivo, decompe a pasta.
HIDRLISE DOS COMPONENTES DA PASTA:guas de como rios de montanhas, lagos de degelo,etc..,
no contm quase nada dissolvido, portanto tem muita facilidade para decompor por hidrlise os componentes
da pasta - ataque por gua pura.
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Hidrlise da pasta solubiliza em primeiro lugar o hidrxido de clcio Ca.(OH)2 que por lixiviao
transportado pela gua at a superfcie do concreto onde este carbonata devido ao contato com o CO2 do
ar, gerando eflorescncias esbranquiadas:
Ca.(OH)2 + CO2 Ca.CO3 + H2OQuando o pH est entre 8,5 e 9,0 com excesso de CO2, acontece a formao do bicarbonato de clcio
que 145 vezes mais solvel na gua:
Ca.CO3 + H2O + CO2 Ca.(H.CO3)2
REAES QUMICASHIDRLISE DOS COMPONENTES DA PASTA:
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Barragem do Vossoroca:Barragem de gravidade com altura 21 m por 152 m de comprimento, encontrando-se com aproximadamente 40 anos de idade na poca.
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Acmulo de incrustaes de material carbonatado ao longo das juntas frias, a jusante da barragem 33 m3 de material.
REAES QUMICAS -HIDRLISE DOS COMPONENTES DA PASTA:
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Barragem do Vossoroca - Patologias apresentadas:Paramento de montante superficialmente decomposto, com os
agregados perfeitamente visveis em diversas regies, juntas frias perfeitamente delineadas e indicando permeabilidade pela regio.
(Jos Marques Filho - COPEL)
REAES QUMICAS -HIDRLISE DOS COMPONENTES DA PASTA:
(Jos Marques Filho - COPEL)
Paramento de montante e detalhe de porosidade e junta de concretagem.
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Barragem do Vossoroca - Ensaios de verificao :
Extrados testemunhos verticais, (dimetro 5cm) que apresentaram grande decomposio do concreto nas
regies das juntas frias de concretagem, mais na regio de jusante.
As amostras esfarelavam nas regies das juntas.
O concreto apresentava at 18% de perda de massa.
A barragem encontrava-se saturada de gua.
REAES QUMICAS -HIDRLISE DOS COMPONENTES DA PASTA:
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Barragem do Vossoroca - Ensaios de verificao :
(Jos A. Freitas Jr.)(Jos A. Freitas Jr.)
REAES QUMICAS -HIDRLISE DOS COMPONENTES DA PASTA:
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Barragem do Vossoroca:Reparos executados :
Esvaziado o reservatrio, deixando 5m de gua, p/ facilitar a impermeabilizao do bordo de montante.
Feitos furos a cada 4m e injetado pasta de cimento com slica-ativa (para minimizar a permeabilidade e a retrao). Alguns
orifcios mais de 30m3 de material.
Retorno com perfuraes a cada 2m. Regies mais afetadas com furos a cada metro.
Bordo de montante impermeabilizado aps jateamento e limpeza.
Impermeabilizado acima da linha da gua com argamassa de cimento e slica-ativa, embaixo dgua com argamassa epxi.
REAES QUMICAS HIDRLISE DOS COMPONENTES DA PASTA:
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Barragem do Vossoroca:Reparos executados :
(Jos A. Freitas Jr.)
REAES QUMICAS -HIDRLISE DOS COMPONENTES DA PASTA:
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Edifcio da FAU USP
(Paulo Barbosa, PhDesign)
REAES QUMICAS -HIDRLISE DOS COMPONENTES DA PASTA:
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R. QUMICAS - REAES POR TROCAS DE CTIONS:
Reaes onde compostos cidos atacam os componentes bsicos da pasta formando sais que
so solubilizados na gua.
BASE + CIDO SAL + GUA
Exemplos:
Ataque por cido carbnico (H2.CO3), com pH
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Como em geral, nestes casos h CO2 livre na
gua ocorre a formao do bicarbonato de clcio,
que extremamente solvel em gua:
Ca.CO3 + H2O + CO2 Ca.(H.CO3)2
Reao tpica em estaes de tratamento de
esgoto, assim como em obras com contato direto
com guas ricas em matria orgnica.
R. QUMICAS - REAES POR TROCAS DE CTIONS:
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R. QUMICAS - REAES POR TROCAS DE CTIONS:
Esquema de ataque do concreto por cidos(Adaptado de CEB, 1989)
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Ataque por cido sulfrico de origem biognica
Estao de tratamento de esgoto
R. QUMICAS - REAES POR TROCAS DE CTIONS:
(J. Pinto e E. Takagi MCBAUCHEMIE)
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R. QUMICAS - REAES POR TROCAS DE CTIONS:
Formao de cido sulfrico em coletores de esgoto(Ludwig & Almeida, 1979, citado por Helene, 1986, p.20)
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Tubulao de efluentes de esgoto
R. QUMICAS - REAES POR TROCAS DE CTIONS:
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anno
ver.
de
Equipamento de vdeo, remotamente controlado, que gravou as imagens.
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R. QUMICAS - REAES POR TROCAS DE CTIONS:
Perda de massa por ataque de cido sulfrico
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R. QUMICAS - REAES POR TROCAS DE CTIONS:
Ataque por cloreto e sulfato de amnia, provenientes de fertilizantes, que tambm geram
compostos solveis:
2NH4.Cl + Ca.(OH)2 Ca.Cl2 + 2NH4.OH
Ataque por o cido clordrico (muritico), bastante usado na limpeza de obras:
3CaO.2SiO2.3H2O + 6HCl 3CaCl2 + 2SiO2 + 6H2O
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R. QUMICAS - REAES POR TROCAS DE CTIONS:
cido clordrico (muritico) na limpeza de obras:Desincrustante, remove excessos de concreto e argamassas.
Aplicao excessiva e repetida ataca o concreto e corri o ao.
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Remoo da pasta e exposio dos
agregados
(Paulo Barbosa, PhDesign)
R. QUMICAS - REAES POR TROCAS DE CTIONS:Efeitos do ataque por cidos:
Remoo da pasta e exposio dos agregados; Aumento da porosidade do concreto;
Diminuio da resistncia mecnica do concreto; Despassivao e posterior corroso das armaduras.
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Atmosfera cida das grandes cidades
Interior de reator tipo RALF para tratamento de esgoto.
(Exame Engenharia)
R. QUMICAS - REAES POR TROCAS DE CTIONS:
(C. M. Fortunato, C. S. Gomes, F. Andreoli e M. M. (C. M. Fortunato, C. S. Gomes, F. Andreoli e M. M. AisseAisse 1997)1997)
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Ataque cido em indstria:
Pequeno cobrimento de concreto expe armaduras a
produtos qumicos cidos usados para branquear
tecidos em indstria txtil. Ocorre exposio dos
agregados pela lixiviao da pasta de cimento.
R. QUMICAS - REAES POR TROCAS DE CTIONS:
(Hel
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REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS :
Reaes que decompem o concreto gerando um aumento de volume interno, alm da decomposio
qumica h uma destruio fsica da estrutura do concreto pela fissurao e o lascamento.
Fenmenos causadores de expanses dentro do concreto:
Ataques por sulfatos (tambm uma troca de ctions);
Reaes lcali-agregado; Hidratao retardada de cal (CaO) e xido de
magnsio (MgO); Reaes de corroso das armaduras de ao.
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(Meh
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4)
(J.S. Coutinho, FEUP)
Sulfatos (SO4--) podem existir em: solos (gipsita), em efluentes industriais, em produtos para a agricultura (sulfato de amnia) e na gua do mar.
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS -ATAQUE POR SULFATOS:
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Esquema de ataque do concreto por sulfatos (Adaptado de CEB, 1989)
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS -ATAQUE POR SULFATOS:
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Ambientes industriais
(Granato - Basf) (Granato - Basf)
Reaes com sulfatos geram um forte aumento de volumes, com a conseqente desagregao e lixiviao
com perda de massa do concreto.
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS -ATAQUE POR SULFATOS:
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Ataque pela gua do mar contribui para expanso, fissurao e desagregao do concreto devido ao dos sulfatos, alm de lixiviao e corroso de armaduras pela ao de cloretos.
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS -ATAQUE POR SULFATOS:
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REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS -ATAQUE POR SULFATOS:
Expanso deletria devido a existncia de sulfato nos
componentes do graute usado para fixao da pea metlica.
Seo polida de concreto de pavimento no Reino Unido.
Ataque por sulfatos de concreto com agregados calcrios. No entorno dos agregados e nas fissuras formou-se taumasita.
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O crescimento do volume causa tenses internas, fissurao irregular do concreto, facilitando a penetrao posterior de
mais substncias agressivas e a progresso da deteriorao.
Volume final = 2,5 x volume inicial
(Coutinho, J. S.; FEUP , 2001)
Ambiente exterior
Concreto(agregado)
Expansiva
Presena Ca(OH)2e gua
Sulfatos SO4
2-+
C3A (ou ...) (ou Al2O3 do agregado)
Etringita + gessoSulfoaluminato de clcio
hidratado3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS
ATAQUE POR SULFATOS:
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Ca.(OH)2 + Na2SO4.10H2O Ca.SO4.2H2O + 2NaOH + 8H2O
Reao com sulfato de sdio:
gesso
Reao com sulfato de clcio:
4CaO.Al2O3.19H2O+3(CaSO4.2H2O)+16 H2O 3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O+Ca(OH)2
gesso sulfato de clcio
aluminato etringita
Reao com sulfato de magnsio:
3CaO2.SiO2aq + MgSO4.7H2O 3CaSO4.2H2O + 3Mg(OH)2 + SiO2eqgesso
sulfato de clcio
Reao c/ sulfato de magnsio mais devastadora pois decompe os silicatos de clcio hidratados e reage com os
aluminatos e o hidrxido de clcio.
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOSATAQUE POR SULFATOS:
-
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A influncia da dosagem de cimento e do teor de C3A na resistncia do concreto ao ataque por sulfatos.
Consumos de cimento
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOSATAQUE POR SULFATOS:
(Gonalves, 2000)
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REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS
ATAQUE POR SULFATOS: Ao preventiva
(ABCP)
Cimento Portland CP (RS) - (Resistente a sulfatos - NBR 5737)
Cimentos Cimentos -- CP I, IICP I, II entre 60% e 70% de escria granulada de alto-forno,
III, IV III, IV ou VV--ARIARI podem ser resistentes aos sulfatos, atendendo pelo menos uma das condies:
Teor de C3A do clnquer e teor de adies carbonticas de no mximo 8% e 5% em massa, respectivamente;
Cimentos do tipo alto-forno que contiverem entre 60% e 70% de escria granulada de alto-forno em massa;
Cimentos do tipo pozolnico que contiverem entre 25% e 40% de material pozolnico, em massa;
Cimentos com antecedentes de resultados de ensaios delonga durao ou de obras que comprovem resistncia aos sulfatos.
-
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Tipos: lcali-slica; lcali-silicato (mais comum no Brasil); lcali-carbonato.
Reaes entre os lcalis (K2O e Na2O), na presena de gua reagem com a slica ou os carbonatos presentes nos agregados, gerando resduos muito expansivos.
lcalis - origem: Cimento (0,2 a 1,5%); Externa - gua do mar, lenol fretico.
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOSREAES LCALI-AGREGADO (RAA ):
-
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Fournier et al. (2010)
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOSREAES LCALI-AGREGADO (RAA ):
Esquema de ataque do concreto por reaes lcali-slica (CEB, 1989)
(Pro
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-
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Reaes lcali-agregado se desenvolvem de forma lenta, em geral levam anos para que apaream as primeiras manifestaes.
A Velocidade destas reaes varia com:
Com a %Na2O equivalente presente no cimento,
(Na2O equivalente = 0,628 %K2O + %Na2O);
Reatividade dos agregados (agregados reativos a lcalis);
Temperatura (temperaturas maiores aceleram);
Tipo dos minerais de slica e tamanho das partculas;
A contribuio de fontes externas de ons alcalinos;
Presena de gua junto ao concreto.
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOSREAES LCALI-AGREGADO (RAA ):
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(Fl
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A. C
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AB
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(Poole, 1992)
NBR 15577
Efeito da umidade relativa na expanso do concreto devido reao lcali-agregado
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOSREAES LCALI-AGREGADO (RAA ):
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REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS -REAES LCALI-AGREGADO (RAA ):Seqncia das reaes: O alto pH na pasta de cimento promove a hidrlise da slica:
Si-O-Si + H OH Si-OH + Si-OHagregado pasta
Si-OH reage com a pasta formando Si-O-
Si-O-, absorve Na,K e Ca para formar gel.
Gel Macio Gretado no Poro (450 X). Imagem MEV
Gel na interface agregado/argamassa. Imagem microscopia ptica.
(J. Marques Filho)
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REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS
Mecanismo de Expanso
REAES LCALI-AGREGADO (RAA ):
a) A soluo nos poros do concreto dominada por Na, K & OH (com quantidades menores de Ca). Se a slica do agregado reativa, o OH e o Na & K reagem com a SiO2.
b) O produto da reao o gel de lcali-slica, composto por Na, K, Ca & Si. O Gel se forma em torno do agregado.
c) O gel absorve gua da pasta de cimento prxima e expande. Eventualmente as presses desta expanso excedem a tenso de resistncia da pasta, originando fissuras no concreto.
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Mecanismo de Mecanismo de ExpansoExpanso
REAES LCALI-AGREGADO (RAA ):
(FERRARIS 2000, apud VALDUGA 2002)
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Viaduto Robert - Bourassa Qubec, Canada
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS(F
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Expanso em ensaios de reatividade de agregados:
FONTE: Catlogo Tcnico Tecnosil
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOSREAES LCALI-AGREGADO (RAA ):
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Blocos de fundaes de ed. no Recife-PE
www.portcement.org
(M. Pechhio, Y. Kihara e T. de Andrade,2006)(T. de Andrade,2006)
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOSREAES LCALI-AGREGADO (RAA ):
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Parapeito de estrutura de ponte
RAA em pavimento de concreto
(David Stark- SHRP,1991)
(David Stark- SHRP,1991)
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOSREAES LCALI-AGREGADO (RAA ):
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ABNT/CB-18 NBR 15577
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOSREAES LCALI-AGREGADO (RAA ):
NOTAS:1) Aceita-se considerar o aporte de lcalis trazido ao concreto pelo cimento (lcalis totais determinados pela NBR NM 11, NBR NM 17 ou NBR 14656), na ausncia de ensaios de todos os componentes do concreto.2) Na2Oeq = 0,658 K2O + Na2O
1) Utilizar materiais inibidores da reao de acordo com a tabela 3, comprovando a mitigao da reatividade potencial pelo ensaio previsto em 7.2 ou2) Substituir o agregado em estudo
Forte
1) Limitar o teor de lcalis do concreto a valores menores que 2,4 kg/m3 de Na2O equivalente 1) e 2) ou2) Utilizar cimento CP III com no mnimo 60% de escria conforme NBR 5735 ou 3) Utilizar cimento CP IV com no mnimo 30% de pozolana conforme NBR 5736 ou4) Usar uma das medidas mitigadoras previstas na ao preventiva de intensidade forte
Moderada
1) Limitar o teor de lcalis do concreto a valores menores que 3,0 kg/m3 de Na2O equivalente 1) e 2) ou2) Utilizar cimentos CPII-E ou CPII-Z, conforme NBR 11578, ou CP III, conforme NBR 5735, ou CP IV, conforme NBR 5736, ou3) Usar uma das medidas mitigadoras previstas na ao preventiva de intensidade moderada
Mnima
Medidas de mitigaoIntensidade da ao preventiva
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ABNT/CB-18 NBR 15577
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOSREAES LCALI-AGREGADO (RAA ):
NOTA 1. Em obras especiais de concreto massa, como o caso de barragens, podem ser usados outros materiais, ou misturas de materiais como inibidores da reao lcali-agregado, tendo em vista a grande necessidade de se reduzir a retrao trmica do concreto nesse caso e, portanto de controlar o desenvolvimento do calor de hidratao do cimento, sendo desejvel alcanar elevadas deformaes em funo do proporcionamento dos materiais, o que diferencia essas estruturas das convencionais.
Os teores necessrios de slica ativa e metacaulin e sua eficcia na mitigao das expanses decorrentes de reaes deletrias devem ser estabelecidos pelo ensaio prescrito na Parte 5, atendendo o limite de 0,10% aos 16 dias, ou pelo ensaio prescrito na Parte 6, sendo menor que 0,04% em 2 anos.
Slica ativa e metacaulin em combinao com qualquer tipo de cimento Portland
Materiais pozolnicos no cimento em teores suficientes para mitigar as expanses de argamassas com agregados potencialmente reativos a nveis inferiores a 0,10% aos 16 dias, quando ensaiadas de acordo com a Parte 5 desta Norma ou menores que 0,04% em 2 anos, quando de acordo com a Parte 6 desta Norma.
Cimento Portland tipo CPII-Z e CPIV
Escria de alto-forno no cimento em teores suficientes para mitigar as expanses de argamassas com agregados potencialmente reativos a nveis inferiores a 0,10% aos 16 dias, quando ensaiadas de acordo com a Parte 5 desta Norma ou menores que 0,04% em 2 anos, quando de acordo com a Parte 6 desta Norma.
Cimento Portland tipo CPII-E e CPIII
Materiais inibidores da reao lcali-slica no concretoRequisitos da composio
Material
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Adies qumicas: (MCCOY & CALDWELL, 1951),(RAMACHANDRAN, 1998)
Sais de Ltio (alto custo) 1% adicionado 91% de reduo
P de Alumnio 0,25% adicionado 75% de reduo
Sulfato de Cobre 1% adicionado 48% de reduo
Hidrxido de Ltio 1% adicionado valores incuos.
Adies minerais:
Cinza Volante (Fly Ash) 30 a 40% (METHA & MONTEIRO, 1994).
Cinza de Casca de Arroz 15% (HASPARYK, 1999),
Slica Ativa 15% (HASPARYK, 1999),
Escria de Alto Forno 45% (DAVIES & OBERHOLSTER, 1999).
( A
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REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOSREAES LCALI-AGREGADO (RAA ):
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REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS -
REAES LCALI-AGREGADO (RAA ):
Anlise petrogrfica um dos principais processos para deteco da reatividade entre agregados e hidrxidos de sdio ou potssio.
ABNT/CB-18 NBR 15577
(B. Fournier, Thomas, K.J. Folliard, M.A. Brub)
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A anlise petrogrfica a anlise visual, microscpica e estereoscpica para a identificao dos minerais deletrios
no agregado; uma primeira anlise, em geral, no suficientepara assegurar sozinha se o agregado pode vir a contribuir ou
no para o aparecimento de manifestaes patolgicas.
Sanchez (2008)
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Mtodo Acelerado de Barras de Argamassa ABNT/CB-18 NBR 15577
o mais utilizado no Brasil e no mundo, por possibilitar a rpida classificao dos agregados em
potencialmente reativos ou no.Consiste na imerso de barras de argamassa em
soluo alcalina (NaOH), numa temperatura de 80C, por 28 dias este mtodo foi desenvolvido numa
tentativa para tentar resolver as discrepncias entre os dados de campo e os do laboratrio.
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REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS -REAES LCALI-AGREGADO (RAA ):
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2003
)
ABNT/CB-18 NBR 15577
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Mtodo de Prismas de Concreto o mais confivel na atualidade,
porque apresenta melhor correlao com os dados de
campo. No entanto este mtodo requer o
perodo de um ano para a anlisedos dados e para a classificao
dos agregados em potencialmente reativos ou no, prazo
inconveniente para o andamento de uma obra. Sanchez (2008)
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Mais importante fenmeno quanto a durabilidade das estruturas, a principal causa que leva a falncia e
determina a necessidade de reparos estruturais.
Corroso alavancada por outros fenmenos de decomposio do concreto.
um fenmeno eletroqumico, necessita de: gua como eletrlito, ar (fornecimento de O2), ons negativos como Cl-, OH- e SO4
- ou metais diferentes em contato com o ao, para formar a micropilha ou clula de corroso.
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CORROSO DAS ARMADURAS:
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Corroso das armaduras de concreto
A corroso de armaduras pode ser classificada em:
Corroso generalizada;
Corroso por pite (ou puntiforme);
Corroso sob tenso fraturante: Ocorre eminentemente em estruturas protendidas;
Podem ocorrer em estruturas de concreto armado;
Sua ocorrncia grande em ambientes ricos em cloretos e com nveis elevados de tenso.
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Corroso das armaduras de concreto armado
Concreto novo um meio bastante alcalino (pH12,5)
As armaduras esto passivas corroso.
Com o tempo pode ocorrer a perda de passivao das armaduras por:
Carbonatao do concreto
Presena de ons cloreto
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Corroso das armadurasDESPASSIVAO POR CARBONATAO DO CONCRETO
CarbonataoEm superfcies expostas, a alta alcalinidade o Ca(OH)2 liberado na hidratao reduzido pela ao do CO2 do ar e outros como
SO2 e H2S, tendo como efeito a diminuio do pH.
A carbonatao em geral condio essencial para o incio da corroso das armaduras.
Processo de carbonatao lento, atenuando-se com o tempo devido a hidratao e pelos prprios produtos da carbonatao
(CaCO3), que colmatam os poros superficiais, dificultando a entrada de CO2 do ar.
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Corroso das armadurasCARBONATAO DO CONCRETO
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS
Carbonatao avanando pela superfcie e microfissuras do concreto.
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DESPASSIVAO POR CARBONATAO DO CONCRETOCorroso das armaduras de concreto armado
Em concretos novos, ambiente alcalino pH12,5; sem a presena de cloro o ao est PASSIVO ao fenmeno.CARBONATAO reduz o pH e despassiva o ao.
(J.S. Coutinho)
pH > 12 pH < 9Reduo de pH
Carbonatao:Ca(OH)2+ CO2 CaCO3+ H2O
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FATORES QUE NFLUENCIAM A CARBONATAO DO CONCRETO
Corroso das armaduras de concreto armado
Tipo de cimento:Influencia a velocidade de carbonatao j que a reserva alcalina funo da composio qumica do cimento e
das adies.
> CIMENTO SEM ADIESCP II F
CIMENTO COM ADIESCP IIICP IV
-
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Corroso das armaduras de concreto armado
Qualidade do concreto:Porosidade / Permeabilidade do concreto:
Cura adequada Menos fissurao na superfcie;
Relao gua/cimento Maior, mais poroso e permevel;
FATORES QUE NFLUENCIAM A CARBONATAO DO CONCRETO
(Hel
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P. R
. L.;
1986
)
-
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DESPASSIVAO POR CARBONATAO DO CONCRETO
Corroso das armaduras
Pilha de corroso
(Had
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M.,
2008
)
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS
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Diagrama de Pourbaix Fe-gua
(sem cloro)
Corroso das armaduras
DESPASSIVAO POR CARBONATAO DO CONCRETO
Limite de pH para haver corroso
(Pau
lo B
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hDes
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-
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Cloretos promovem a despassivao precoce do ao, mesmo em ambientes alcalinos. Teor crtico 0,3% m.c. (CYTED, 1997)
Origem dos cloretos: Difuso de ons a partir do exterior (atmosfera marinha) Aditivos aceleradores de pega (CaCl2) Areia ou gua contaminada por sal (NaCl) Tratamentos de limpeza com cido muritico (HCl) Sal (NaCl) como agente anticongelante
DESPASSIVAO PELA PRESENA DE CLORETOS
Corroso das armaduras
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS
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DESPASSIVAO PELA PRESENA DE CLORETOS
Diagrama de Pourbaix Fe-gua com Cl
Corroso das armaduras de concreto armado
Corroso acontece sob qualquer pH
(Pau
lo B
arbo
sa, P
hDes
ign)
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DESPASSIVAO PELA PRESENA DE CLORETOS
Pilha de corroso
Corroso das armaduras
Na presena de ons Cl- a Corroso acontece sob qualquer pH
(Had
dad,
M.,
2008
)
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS
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Areia marinha contaminada
com cloro
DESPASSIVAO PELA PRESENA DE CLORETOS
Corroso das armaduras
(CYTED, 1998)
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS
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DESPASSIVAO PELA PRESENA DE CLORETOS
Corroso das armaduras
Ao dos Cloretos (Cl-):
Os ons cloretos eram introduzidos intencionalmente nas estruturas de concreto como agente acelerador
de pega e endurecedor.
Aparecem tambm atravs de agregado ou gua contaminados.
Em climas frios, podem vir atravs dos sais anticongelantes.
Tambm atravs de salmouras industriais e maresias.
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-
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DESPASSIVAO PELA PRESENA DE CLORETOS
Corroso das armaduras
Mecanismos de transporte dos ons dos cloretos (Cl-):
Permeabilidade sob presso; Absoro capilar; Difuso inica; Migrao inica.
Ao dos Cloretos (Cl-):
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS -
-
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DESPASSIVAO PELA PRESENA DE CLORETOS
Corroso das armaduras de concreto armado
Mecanismos de transporte dos ons dos cloretos (Cl-):
Absoro capilarA absoro capilar a primeira porta de entrada dos ons cloreto, provenientes, por exemplo, de nvoa martima.
Depende da porosidade, viscosidade e tenso superficial do lquido.
PermeabilidadeA permeabilidade um dos principais parmetros de
qualidade de um concreto e representa a facilidade de um lquido penetrar no seu interior atravs da presso
hidrosttica.
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DESPASSIVAO PELA PRESENA DE CLORETOS
Corroso das armaduras de concreto armado
Mecanismos de transporte dos ons dos cloretos (Cl-):
Difuso inicaA absoro capilar ocorre na superfcie do concreto,
sendo que a difuso inica o principal mecanismo de transporte no interior da estrutura, em meio aquoso.
Migrao inicaOs ons cloretos por serem cargas negativas, promovem migrao inica, o qual pode se dar pelo prprio campo gerado pela corrente eltrica do processo eletroqumico,
como por ao de campos eltricos externos.
-
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Corroso das armaduras
DESPASSIVAO PELA PRESENA DE CLORETOS
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS -
O nodo formado atrai ons de cloro, de carga negativa, continuamente para o mesmo ponto causando uma corroso
localizada e profunda (pite).
Cl-
FeCl2
Fe(OH)2
Cl-
Cl-Cl-
Cl- Cl-
Fos
roc
-
Jos de A. Freitas Jr. | Materiais de ConstruoDurabilidade 16:27
Corroso das armaduras de concreto armado(a
dapt
ao
de
Hel
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P. R
. L.;
1986
)
FORMAO DA PILHA DE CORROSO EM CONCRETO ARMADO
-
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Corroso do ao carbono REAO EXPANSIVAxidos e hidrxidos de ferro e seus volumes relativos:
Corroso das armaduras de concreto armado
Volumes relativos do ferro e de alguns de seus produtos de corroso.
(Cas
cudo
, 199
7)
-
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Progresso da deteriorao da estrutura devido corroso das armaduras
Corroso do ao carbono REAO EXPANSIVA
Corroso das armaduras de concreto armado
(adapt. de Helene, P. R. L.; 1986)
a) Penetrao de agentes agressivos por difuso, absoro ou permeabilidade.
b) Fissurao devida s foras de expanso dos produtos da corroso.
c) Lascamento do concreto e corroso acentuada.
d) Lascamento acentuado e reduo significativa da seo da armadura.
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Preveno da corroso das armaduras de CA:
Cuidados no uso de aditivosaditivos que contenham em sua frmula o cloreto de ccloreto de clciolcio;
CobrimentoCobrimento das armaduras adequado;
Cuidados especiais se o concreto estiver sujeito correntes eltricas;
Utilizar dosagemdosagem adequada, com o mmnimo nimo de de guagua para a hidratao.
Cuidados Necessrios:
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS -
-
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Preveno da corroso das armaduras de CA:Cobrimento;
Maior tempo p/ camada carbonatada chegar ao ao;Concreto menos permevel;
Menor relao a/c e maior fck;Cuidados com formas arquitetnicas, drenagem e detalhes construtivos;Proteo superficial do concreto - revestimentos
Armaduras especialmente passivas;Aos revestidos (epxi, galvanizao);Aos inoxidveis;Armaduras de fibras (carbono, vidro, kevlar);
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Cobrimento - Maior tempo p/ camada carbonatada chegar ao ao
(P.H
elen
e, 1
986
de S
oret
z, 1
967)
Profundidade de carbonatao com o tempo a relao a/c
Preveno da corroso das armaduras de CA:
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Cobrimento - Maior tempo p/ camada carbonatada chegar ao ao
Preveno da corroso das armaduras de CA:
NBR 6118 (2003)
1) Cobrimento nominal da armadura passiva que envolve a bainha ou os fios, cabos e cordoalhas, sempre superior ao especificado para
o elemento de concreto armado, devido aos riscos de corroso fragilizante sob tenso.2) Para a face superior de lajes e vigas que sero revestidas com argamassa de contrapiso, com revestimentos finais secos tipo carpete e madeira, com argamassa de revestimento e acabamento tais como pisos de elevado desempenho, pisos cermicos, pisos asflticos, e outros tantos, as exigncias desta tabela podem ser substitudas pelo item 7.4.7.5 respeitado um cobrimento nominal 15 mm.3) Nas faces inferiores de lajes e vigas de reservatrios, estaes de tratamento de gua e esgoto, condutos de esgoto, canaletas de efluentes e outras obras em ambientes qumica e intensamente agressivos a armadura deve ter cobrimento nominal 45mm.
55453530TodosConcreto protendido1)
50403025Viga/Pilar
45352520Laje2)Concreto armado
Cobrimento nominal (mm)
IV3)IIIIII
Classe de agressividade ambiental (tabela 1)Componente ou elemento
Tipo de estrutura
-
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Cobrimento - Maior tempo p/ camada carbonatada chegar ao ao
Preveno da corroso das armaduras de CA:
NBR 6118 anterior a 2003
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Preveno da corroso das armaduras de CA:
Concreto menos permevel - Menor relao a/c e maior fckInfluncia da relao a/c na profundidade de carbonatao
(P.H
elen
e, 1
986
de S
oret
z, 1
967)
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Preveno da corroso das armaduras de CA:
Concreto menos permevel - Menor relao a/c e maior fck
Relaes a/a mximas e fck mnimo - NBR 6118 (2003)
a/a = gua/aglomerante a/c= gua/cimento
NOTAS:CA Componentes e elementos estruturais de concreto armadoCP Componentes e elementos estruturais de concreto protendido
C40 C35 C30 C25CP
C40 C30 C25 C20CAClasse de concreto
(NBR 8953)
0,45 0,50 0,55 0,60CP
0,45 0,55 0,60 0,65CARelao gua/aglomerante
em massa
IVIIIIII
Classe de agressividade (tabela 1)TipoConcreto
Correspondncia entre classe de agressividade e qualidade do concreto
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Marquises em balano-Lajes s/ vigas !!
-Drenagem / limpeza ?-Impermeabilizao ?
- Cobrimento ?
Preveno da corroso das armaduras de CA:
FORMAS ARQUITETNICAS E DRENAGEM
Marquise desabou na Avenida Churchill 97, RJ. 19/12/2008 O DIAONLINE
(Jos Freitas Jr.)
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Preveno da corroso das armaduras de CA:
DETALHES CONSTRUTIVOS
Brise unido c/ as armaduras(corroso galvnica)
(Granato - Basf)
(Granato - Basf)
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(Granato - Basf)
Gradil unido c/ as armaduras(corroso galvnica)
(Martin McGovern- CONCRETE TECNOLOGY TODAY)
Carncia de pingadeira
Preveno da corroso das armaduras de CA:
DETALHES CONSTRUTIVOS
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Preveno da corroso das armaduras de CA:FORMAS ARQUITETNICAS E DRENAGEM
Infiltraes nas juntas e apoios de neoprene
Superfcies horizontais acumulam gua
(Eng. Moacir. H. Inoue)
(Eng. Moacir. H. Inoue)
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Preveno da corroso das armaduras de CA:
MEDIDAS ESPECIAIS
Revestimento da estrutura cermicas, argamassas, ...
Pinturas hidrofugantes permitam a sada e no entrada de gua - silicones, siloxanos;
Revestimento das armaduras pintura epxi, galvanizao;
Armaduras especiais ao inox,armaduras de fibras;
Proteo catdica nodos de sacrifcio;
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MEDIDAS ESPECIAIS Pintura do concreto
Preveno da corroso das armaduras de CA:
Maneira econmica de se proteger o concreto armado da carbonatao e da agressividade qumica ambiental.
Desempenho de uma pintura para este fim, depende de sua capacidade de impedir a penetrao de gases agressivos
para o interior do concreto.
Todas as tintas e vernizes permitem a migrao do vapor d'gua em determinado grau; existem produtos mais
permeveis e outros menos.
Sobre concretos novos importante salientar que uma tinta pouco permevel sofrer presses de vapor (tendncia a
formar bolhas).
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MEDIDAS ESPECIAIS Pinturas hidrofugantesPreveno da corroso das armaduras de CA:
(B.Fournier, M.A. Brub, M.D.A. Thomas e K.J.Folliard)
Selagem de concreto com silano para
minimizar a penetrao de gua.
Repelem eletricamente a gua e reduzindo a penetrao de umidade, permitindo a sada da gua.
No funcionam bem com relaes a/c ou consumos de cimento muito altos, por ter sua eficincia prejudicada pela fissurao do concreto.
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MEDIDAS ESPECIAIS
Pintura por termofuso epxi
www.portlandcement.com
Preveno da corroso das armaduras de CA:
A pelcula epxi isola eletricamente as armaduras do eletrlito.
Armaduras revestidas
http
://cc
e.or
egon
stat
e.ed
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MEDIDAS ESPECIAIS
Vergalhes galvanizados
Galvanizao
(Leonel Tula,2005)
Preveno da corroso das armaduras de CA:
Cordoalhas galvanizadas
www.beretta.com.br
A pelcula de zinco funciona como metal passivante.
Armaduras revestidas
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MEDIDAS ESPECIAISArmaduras de/ou revestidas com ao inox
Armaduras especiaisPreveno da corroso das armaduras de CA:
Aos de elevada resistncia corroso devido ao contedo de cromo presente na liga.
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Armaduras plsticas reforadas com fibras
Fibras de vidro (GFRP), carbono (CFRP) e aramida (AFRP), montadas com resinas de polister ou poliuretano formando vergalhes de compsitos.
Resistncia trao superior a dos aos carbono.
Mdulos de elasticidade elevados mas inferiores ao do ao.
Baixa resistncia ao calor.
Marshall - CBAR
Preveno da corroso das armaduras de CA:Armaduras especiaisMEDIDAS ESPECIAIS
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Tela de titnio como
nodo de sacrifcio
Pastilha de zinco
(ROGERTEC)Concreto, ensino, Pesquisa e Realizaes
Captulo 30 - Leonel Tula - IBRACON
Preveno da corroso das armaduras de CA:
Proteo CatdicaMEDIDAS ESPECIAIS
Direciona a corroso para um metal (nodo) de sacrifcio
Proteo galvnicaProteo com corrente impressa
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Quando se instala um anodo de sacrifcio (pastilha ou tela),
se cobre esta regio com concreto com o mesmo trao do concreto anterior, o metal andico empregado estarenviando corrente para a armadura, retornando a
corrente para o anodo atravs dos arames de fixao.
Preveno da corroso das armaduras de CA:
Proteo CatdicaMEDIDAS ESPECIAIS
Direciona a corroso para um metal (nodo) de sacrifcio
Tela de titnio
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Fenolftaleina reage com o hidrxido de clcio e
fica na cor vinhoindicando pH > 8,5.
Corroso das armaduras em concreto armado
Frente carbonatada
Frente carbonatada
(P.Helene, 1986)
Avaliao: PROFUNDIDADE DE CARBONATAO
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O potencial de corroso das armaduras indica a situao de corroso ou passividade destas, fornecendo informaes qualitativas para serem utilizadas como complemento de outros ensaios.
Corroso das armaduras em concreto armado
Avaliao: POTENCIAL DE CORROSO
GEOCISA
No d informaes sobre o quanto corroeu ou est corroendo, fornece somente a probabilidade do processo estar ocorrendo ou no.
funo de um grande nmero de variveis: % umidade e oxignio no concreto, cobrimento, fissuras e correntes errticas.
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Mede-se a ddp eltrica entre as armaduras e um eletrodo de referncia que se coloca em contato com a superfcie do concreto.
Corroso das armaduras em concreto armado
(P.Helene, 1992)
Avaliao: POTENCIAL DE CORROSO
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS -
IncertaDe -200 a -350
5%Mais positivo que -200
95%Mais negativo que -350
PROBABILIDADE DE CORROSO
(%)
POTENCIAL DE CORROSO RELATIVO AO ELETRODO DE
REFERNCIA DE COBRE-SULFATO DE COBRE-ESC
(mV)
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A resistividade eltrica do concreto (condutividade inica do eletrlito) um parmetro que em conjunto com a disponibilidade de oxignio, controla a velocidade de corroso do ao.
Existem dois mtodos:
a) Mtodo dos Quatro Eletrodos ou mtodo de Wenner
b) Mtodo da ABNT que emprega trs eletrodos
A resistividade depende fundamentalmente da umidade contida nos poros do concreto.
Corroso das armaduras em concreto armado
(FOSROC)
Avaliao: RESISTIVIDADE ELTRICA
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS -
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Uma corrente eltrica aplicada entre os eletrodos externos. A diferena de potencial gerada entre os eletrodos internos propicia a medida da resistividade.
= 2 . . a . V / ICRITRIOS CEB 192
Corroso das armaduras em concreto armadoAvaliao: RESISTIVIDADE ELTRICA
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS -
(P.Helene, 1992)
Muito alta< 5 kohm.cm
Alta5 a 10 kohm.cm
Baixa10 a 20 kohm.cm
Desprezvel> 20 kohm.cm
INDICAO DE PROBABILIDADE DE CORROSO
RESISTIVIDADE DO CONCRETO
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Rp representa a inrcia do sistema em desenvolver processo eletroqumico de corroso.
Ao passivado apresenta Rp muito maior que ao sofrendo corroso.
Aplica-se um pequeno sinal armadura em anlise e, que exerce pequena polarizao no ao, em torno do potencial
livre que ele se encontra.
Caso esteja ocorrendo a corroso, seu potencial livre o prprio potencial de corroso.
Corroso das armaduras em concreto armado
Avaliao: RESISTIVIDADE ELTRICA
REAES FORMADORAS DE PRODUTOS EXPANSIVOS -
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Para obteno da Rp emprega-se um potensiostato.Interliga-se eletrodo de referncia s armaduras e um contra-
eletrodo. Fecha o circuito permitindo a circulao de corrente.
Corroso das armaduras em concreto armadoAvaliao: RESISTNCIA DE POLARIZAO
> 110,0> 10,0Ataque muito importante
~11,0~1,0Ataque importante mas no severo
> 2,2>0,2Incio de corroso ativa
1,1 a 2,20,1 a 0,2Desprezvel
m/anoA/cm2
TAXA DE CORROSOGRAU DE CORROSO
GECOR 6 GEOCISA
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Corroso sob-tensoProcesso destrutivo de um metal ou liga metlica resultante da ao simultnea de um meio agressivo (especfico para cada metal) e de tenses de trao estticas residuais ou
aplicadas sobre o metal ou liga. (Wolynec, 1979)
Corroso das armaduras em concreto protendido
Caractersticas:
Nem todos os metais ou ligas so suscetveis (Ex. ao carbono no submetido ao processo de trefilao).
Manifesta-se na forma transgranular ou transcristalina.
A fratura no apresenta estrico (fragilidade alta).
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Caractersticas:
Produtos formados durante o processo corrosivo normalmente so invisveis.
possvel ter peas trincadas ou rompidas por corroso sob-tenso sem que a superfcie denote evidncia de
processo corrosivo generalizado.
A corroso sob-tenso somente ocorre quando ambas a tenso de servio do metal e a concentrao do agente agressivo ultrapassam certos valores crticos (somente
ocorre em condies altamente especficas).
Corroso das armaduras em concreto protendido
Corroso sob-tenso
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(Mehta e Monteiro, 2006)
ESTRUTURAS DE CONCRETO EM ZONA DE MAR:Estruturas de concreto em zonas costeiras so atacadas por diversos fenmenos simultaneamente, tornando o meio extremamente agressivo ao concreto.
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Principais fenmenos atuantes:
Fsicos:Eroso, fissurao pela cristalizao de sais nos
poros, fissurao pelo gelo-degelo;
Qumicos:Ataque por sulfatos, baixo pH da gua (baias e
braos de mar), lixiviao e carbonatao, ons de cloro nas armaduras, reaes lcali-slica;
pH normal da gua do mar - 7,5 a 8,4, Matria orgnica, em braos de mar e baias < 7,5.
A presena de sulfatos moderada.
ESTRUTURAS DE CONCRETO EM ZONA DE MAR:
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Materiais de ConstruoDURABILIDADE DO CONCRETO
Referncias Bibliograficas:CONCRETO, ESTRUTURA, PROPRIEDADES E MATERIAIS, P. Kumar Mehta e Paulo J.M. Monteiro, So Paulo Pini, 1994. MANUAL PARA DIAGNSTICO DE OBRAS DETERIORADAS POR CORROSO DE ARMADURA, Maria Del Carmen Andrade, So Paulo Pini - 1992.MANUAL PARA REPARO, REFORO E PROTEO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO, Paulo Helene, So Paulo -Pini 1992.NBR-6118/2003FISURAS E GRIETAS EM MORTEROS Y HORMIGONES Sus Causas y Remdios, Albert Joisel, Ed. Tcnicos Asociados Barcelona, Espaa 1972.PATOLOGIA E TERAPIA DO CONCRETO ARMADO, Manuel Fernndez Canovas, So Paulo - Pini -1988.AO DO MEIO SOBRE O CONCRETO, Maria Alba Cincotto, Anais do Workshop sobre Durabilidade das Construes, ANTAC 1997MANUAL DE INSPECCION, EVALUACION Y DIAGNOSTICO DE CORROSION EM ESTRUCTURAS DE HORMIGON ARMADO, CYTED - Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnologia para el Desarrollo, Julio de 1998.MATERIAIS DE CONSTRUO 1, L. A. Falco Bauer, Rio de Janeiro, LTC 1987.CONCRETOS MASSA, ESTRUTURAL, PROJETADO E COMPACTADO COM ROLO ENSAIOS E PROPRIEDADES, Equipe de Furnas, Laboratrio de Concreto, Walton Pacelli de Andrade, So Paulo: Pini,1997.Produtos da reao lcali-silicato em concretos de edificaes da regio do Grande Recife PE, Pecchio, M.; Kihara, Y.; Battagin, A. F.; Andrade, T., IBRACON 2006, Rio de Janeiro.