Permeation Grouting ou Jet Grouting? - engegraut.com.br · Saiba porque o Permeation Grouting tem...

RECUPERAR • Julho / Agosto 20014

Carlos Alberto Monge

Saiba porque o Permeation Grouting tem umcusto x benefício melhor que o Jet Grouting naestabilização de solos e fundações.

No contexto da estabilização de um soloou no reforço de uma fundação, groutingsignifica injetar uma resina ou um cimen-to concomitantemente com a introduçãode tubos, que podem, inclusive, ser de fer-ro galvanizado de 3/4 que se encontra emqualquer loja de esquina, de modo a mo-dificar química e fisicamente as caracte-rísticas do solo. Ao contrário do caro jetgrouting (JG) que altera apenas fisica-mente, através de altíssimas pressões, ascaracterísticas do solo pelo seu rompi-mento e introdução de um novo material,o permeation grouting (PG) promove aalteração do solo com pouco ou nenhumdistúrbio em sua estrutura. Opera com bai-xas pressões, da ordem de 1MPa, modifi-cando quimicamente as condições da so-lução existente entre grãos, tornando-auma matriz aglomerante, semelhante aocimento portland e/ou fisicamente, pelopreenchimento dos vazios existentes.

Conhecendo o solo

Dentro deste universo, torna-se necessárioconhecer as propriedades do solo, ou seja otamanho dos grãos, sua mineralogia e aquantidade de água existente. Tudo isto in-trinsicamente interrelacionado. Por exem-plo, minerais que formam as argilas conse-guem reter grande quantidade de água, aopasso que solos de granulometria fina sãoregidos por um conceito de consistência (li-mites de atterberg) relacionada com o teord’água existente em seus vazios. Já os so-los arenosos, sem qualquer participação deargila ou silte, não possuem coesão. A Tho-mastec Editora dispõe da apostila “Ensaios

Permeation Groutingou Jet Grouting?

Métodos de Recuperação

Um acidente, no Rio deJaneiro, com umamáquina TBM, provocouo afundamento doequipamento entre umtúnel e outro, num solo deargila orgânica mole. Àmedida que se aprofunda-va a escavação do poçopara o resgate doequipamento, ocorria umdeslocamento despropor-cional do solo para dentrodo poço, invibilizando oresgate. A técnica do Jet-Grouting foi contra-indicada em função danatureza do terreno. Ouso do PermeationGrouting (PG) através defuros laterais estabilizouo solo anexo ao poço,permitindo sua escavaçãoe o resgate do equipa-mento.

A situação do poço e o pro-cesso de estabilização porPG lateralmente.

Após a execução da PG obteve-se a consolidação necessária à escavaçãopara retirada do equipamento enterrado.


○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

RECUPERAR • Julho / Agosto 2001 5

SOLOMAX é uma resina com viscosidade igual a da água. Idealpara estabilização de solos arenosos e argilosos. Sua performanceem argilas moles e turfas é inigualável. No próximo trabalho deestabilização, recomende Permeation Grouting com SOLOMAX.

[email protected]

Fax consulta nº 32

ROGERTEC

SOLOMAXFAZ

MILAGRESEM

SOLOS EROCHAS

SOLOMAXFAZ

MILAGRESEM

SOLOS EROCHAS


○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

Fundamentais de Solos para a Construção”,que custa R$ 15,00 e ensina, de maneira fá-cil, como fazer, com o mínimo de aparelha-gem, todos os ensaios fundamentais e obterinformações essenciais para o conhecimen-to do solo.

A estabilização do solo

A injeção ou o “Grouting” de substânciasflúidas em um solo visa melhorar a estabi-lidade de seu volume, sua resistência atra-vés das propriedades tensão/deformação, apermeabilidade e a durabilidade. Para se ob-ter altas resistências e rigidez torna-se ne-cessário, basicamente, reduzir o espaço en-tre vazios ou aglutinar as partículas ou grãosmaiores do solo. A utilização da PG comresinas químicas (também chamadas degrouts químicos) apenas, ou em conjuntocom cal ou cimento portland, aumenta acapacidade de carga do solo, reduz ou in-terrompe os recalques existentes, aumentan-do a resistência ao cizalhamento. Esta açãotambém estabiliza o solo contra movimen-tos laterais, reduzindo ou eliminando o flu-xo d’água (permeabilidade) ou, simples-mente altera a resistência coesiva de solosfriáveis, antes de escavações. Uma das ati-vidades mais freqüentes feitas com PG é aimpermeabilização de solos com cortinassubterrâneas onde há contaminação comprodutos químicos tóxicos. Ao contrário dadispendiosa técnica do jet grouting, que usahidrocorte no solo com posterior injeção decalda de cimento a altas pressões, para for-mar colunas impermeáveis e estabilizantes“tipo concreto”, a PG pode ser executada

A ARCANO recupera.A ARCANO Engª é especializada na arte de recuperarconcreto armado. Nossa especialidade é o reforço estruturalcom fibra de carbono e a utilização de resinas de baixaviscosidade no tratamento de trincas efissuras. Utilizamos proteção catódica parainterromper a corrosão no concreto armadoe protendido. Consulte-nos hoje mesmo. Tel /Fax: (21) 252-1154

Celular: (21) 9913-2679

Parece difícil recuperar?Parece difícil recuperar?

Construção em cima de aterros?Está ficando difícil encontrar “solo bom” em áreas urbanas, diz o mestre de uma empresa desondagem. O fato é que cada vez mais construtoras encontram aterros em seus solos de funda-ção. Uma rápida sondagem atesta a presença de refugo doméstico, industrial e de construções,além de lixo químico. O aproveitamento deste solo dá problemas. Não é só o aspecto físico deresistência que deve ser avaliado, o aspecto químico atual e posterior é importante. Pode acon-tecer a total modificação do solo, inclusive com formação de produtos ou gases extremamentetóxicos (veja RECUPERAR Nº 30). Análises físico-químicas tornam-se necessárias, principalmen-te da água do solo. A simples compactação destes aterros, mesmo considerando-se edificaçõesde pequeno porte, não impede o aparecimento de recalques, motivados pela consolidação se-cundária, devido a ação físico-química e bioquímica. Os aterros sanitários apresentam composi-ção variada, ao mesmo tempo em que seu comportamento físico-químico é alterado com a con-tínua decomposição orgânica, surgindo vazios, gases metano e sulfeto de hidrogênio, que podemcausar explosões. A presença de sulfatos no lixo que forma o aterro contamina a água freática eataca ferozmente peças estruturais de concreto armado, como é o caso de estacas. De um modogeral, a densidade dos aterros varia 120 a 300kg/m3, possuindo teores de umidade em torno de25%. Grauts químicos adequados, com carga de caldas de cimento ou cal promovem o encapsu-lamento do lixo, imobilizando a perigosa ação bioquímica e física, formando o que alguns pesqui-sadores chamam de túmulo.

Uma piscina, dentro de um condominio, próximoà Lagoa Rodrigo de Freitas, no Rio de Janeiro,apresentava recalque contínuo desde a entrega daobra pela construtora. Camadas de argila mole or-gânica e areia orgânica “sustentavam” sua estru-tura. A estabilização foi feita com PG a partir donível da garagem. O controle de recalque posteri-or confirmou a estabilização da piscina.


Continua pág. 08

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

RECUPERAR • Julho / Agosto 2001 7Fax consulta nº 33


○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

por qualquer empresa de recuperação já queenvolve apenas a utilização de uma bombaque possa injetar caldas e resinas, uma mistu-radora, tubos de aço galvanizado e um marte-lete para a cravação.

O permeation grouting (PG)

O PG, também chamado de grouting de pe-netração, consiste na injeção de resinas, orgâ-nicas ou não, de baixíssima viscosidade alémde caldas, que possam permear pelo solo, pre-enchendo seus poros e vazios entre partículasou apenas formando esqueletos ou lâminas,proporcionando a modificação física e, maisimportante, química, do solo motivo da recu-peração. Cada solo pode ser identificado pe-las características obtidas através de testesmuito simples, o que pode ser constatado atra-vés da apostila “Ensaios fundamentais de so-los para a construção”, obtida nesta Editora.Como a integração solo/líquido a ser injetada

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

A situação de dois tubulões com camada de 5m de turfa amorfa envolvendo-os preocupavam os projetistas,já que haveria uma camada de aterro com 4m de altura sobre a turfa. A solução foi a execução de uma malhade furos em torno dos dois tubulões e a execução de PG. O resultado foi a formação de “lajes” e “paredes”até a formação de areia.

A situação dos 2 tubulões e o pântano turfoso. O serviço de Permeation Grouting: a bomba e o mis-turador.

Visão do buraco feito para constatação da primeira“laje” criada com PG. Na foto da direita veja o deta-lhe do buraco

Detalhe da primeira “laje” com cerca de 20cm segui-da de uma camada de turfa modificada e nova laje.

Fax consulta nº 34


O aterro, no solo de mangue, de encontro ao viaduto.

Situação do esqueleto formado que deu estabilida-de a turfa, protegendo os dois tubulões.

O solo e a situação dos tubulões. Os 4m de aterro sobre a área tratada.


• Con t ro l e g l oba l da qua l i dade na cons t rução ;• Con t ro l e t e cno l óg i co de conc re to , so l o s e pav imen tação ;• Recupe ração e re fo rço de e s t ru tu ra s ;• Ge r enc i amen to e f i s ca l i z a ção de ob ras ;• Inspeções e l audos t é cn i co s em es t ru tu ra s ;• P rovas de ca rgas e con t ro l e de re ca l ques ;• Aná l i s e s qu ím i cas , f í s i c a s e me ta l og rá f i c a s .

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

é desejada, torna-se necessário identificar ascaracterísticas deste último, ou seja, sua vis-cosidade, resistência ao cizalhamento, teor etamanhos de partículas. Esta interação con-trola a injetabilidade. A PG pode ser executa-da cravando-se o tubo da injeção à profundi-dade desejada e, a partir daí, de baixo paracima, proceder-se o “grouting” em estágios,de acordo com um determinado volume deinjeção, com 100 litros por metro, por exem-plo. Há situações em que se deseja, além dainjeçao do grout químico, composto por dife-rentes tipos de resinas, injetar caldas de ci-mento, bentonita, cal ou pozolanas, de modoa auxiliar no tratamento. Desta forma, a PG éexecutada em duas etapas. A primeira é a cra-vação do tubo onde é injetada, simultanea-mente, a resina. Na segunda etapa, após o tuboter alcançado a cota desejada, inicia-se a fasede retirada do tubo com a injeção de materialreativo, composto por uma determinada cal-da. Adicionalmente, poder-se-á, após a exe-cução da primeira etapa, complementar o re-forço do solo com uma barra, que é deixadapara trás, à medida que puxa-se o tubo e éinjetada a calda.Para o caso de solos argilosos moles, compresença de teores elevados de matéria orgâ-nica (ácido húmico), por exemplo, torna-senecessária a introdução prévia de um groutquímico (1ª etapa da PG) de modo a modifi-car o ambiente, injetando-se posteriormente(2ª etapa) a calda de cal ou cimento CP4.

Onde se aplica a PG

Qualquer tipo de solo pode ser estabilizadocom PG e cimento portland. Os solos alta-mente orgânicos, aquelas argilas muito plás-ticas ou combinações, podem, perfeitamente,serem estabilizadas com um determinado

Como são os solos muito orgânicos?Solos orgânicos, ou mais precisamente, uma turfa é uma acumulação de plantas parcialmente desintegradas e decompostas, as quais sofrem umprocesso de fossilização sob condições de aeração incompleta e com alta quantidade de água. Processos biofísicos e físico-químicos fazem comque o material orgânico permaneça em estado de preservação por enormes períodos de tempo. A partir, por exemplo, do tipo de turfa bemamorfa, aquela lama bem viscosa e pegajosa, até a de coloração preta marrom, formada por restos de madeira e fibras, compondo um conjuntofibroso/granular, poder-se-á ter diferentes fases na turfa. De forma genérica, poder-se-á subdividir os solos turfosos em: turfas verdadeiras,solos orgânicos turfosos, solos orgânicos e solos com algum teor de matéria orgânica. Sua parte mineral é composta por areia de quartzo e silteque, usualmente, aumenta com a profundidade. Sua relação de vazios varia de 9, para a turfa granular amorfa, até valores superiores a 25 paraas turfas fibrosas. O volume de vazios, naturalmente, influencia a grande quantidade d’água existente neste tipo de solo e definem o volume dematerial a injetar. Sua retração pode variar de 10 a 75%, em relação ao seu volume original. Recalques excessivos e diferenciais caracterizamestes solos que, ao receberem uma carga, praticamente não oferecem resistência lateral. Grandes tensões de cizalhamento surjem mesmo parapequenas cargas, acompanhado de fluência, deslocamento lateral ou, em casos extremos, até de escorregamento rotacional com levantamentodo solo adjacente. A matéria orgânica, que aumenta com o grau de humidificação, retarda ou anula a hidratação do cimento portland pelo fato desequestrar ou absorver seus íons cálcio. O tratamento com PG e grouts químicos (ou resinas) específicos neutraliza este efeito, além de assegu-rar uma resistência quase que instantânea.

O pilar, de uma edificação de 3 andares, sofreu au-mento de carga. A estabilização foi feita com PG apartir da região inferior de sua sapata.

A cravação, por percussão, do tubo de injeção...

...e o posicionamento da mangueira para posteriorinjeção de PG.

SapataFuros deinjeção


○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

Rua Aquinos, 111 - São Paulo - CEP 05036-070 - fones: (11) 861-0833 / 861-0677 - fax: (11) 861-0170internet: http://www.falcaobauer.com.br - e-mail: [email protected]

CREDENCIADO: INMETRO E IBQN

Grupo falcão bauer

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○


tipo de resina e uma calda, seja de cimentoou de hidróxido de cálcio (Cal). É interes-sante relatar que a utilização de misturadorcom alto poder cizalhante transforma caldasde cimento portland comum (partículas comdiâmetro médio de 70 micrômetros) em cal-das com propriedades semelhantes a ummicrocimento, que é caro e possui uma mé-dia de partículas com diâmetros que variamentre 3 e 4 micrômetros.O tratamento ou a estabilização de solos demangues, turfas ou solos muito orgânicos,além dos que tem alto teor de sal, especial-

A atuação de caldas de cimento preparadas de maneira con-

vencional é limitada a solos apenas arenosos. Você perde tem-

po, material e a obra. Misturadores coloidais dão outra

performance às caldas tradicionais. A linha de misturadores

coloidais, com alto poder cizalhante, é reconhecida no mundo

inteiro por sua performance, eficiência e durabilidade.

Os misturadores High Shear misturam eficientemente caldas

de microcimento; cimento portland e qualquer outro tipo de

suspensão simples ou com adição de areia, de tamanho até

8mm. O resultado é uma profunda atuação em solos mais

finos e comprometidos, com vantagens que você nunca viu.

Exija mais. Exija misturadores coloidais ÄNY.

E os solos compresença desulfatos?

A desintegração de estruturas de concretoenterrradas devido ao ataque de sufatos nosolo é bastante comum, principalmentequando este solo tem uma fração argilosaapreciável e há presença de água ou umi-dade. O que ocorre é que, quando o teor deSO

3 e SO

4 está em torno de 0,2 e 0,5%, ou

mais, respectivamente, ou quando o teorde SO

3 da água do solo excede a 300mg/

litro há grande risco da deterioração dapeça estrutural e mesmo da estrutura. Autilização de PG com o uso de grauts quí-micos específicos e caldas de cimento neu-traliza este perigo, permitindo, adicional-mente, a hidratação e formação de umasérie de silicatos. Neste particular, atravésdo trabalho de F.T. Sherwood, “The Estabi-lization with Cement of Weathered and Sul-phate-bearing clays”, evidencia-se que o ci-mento resistente a sulfatos não é melhorque o cimento portland comum, quando sedeseja tratar ou estabilizar solos argilososque contenham sulfatos.

O misturador coloidal HS300 é o crack quetransforma caldas comuns em caldas compropriedades semelhantes a do microcimento,conferindo grande penetração, diferente detudo que você já fez.

O misturador coloidal HS300 é o crack quetransforma caldas comuns em caldas compropriedades semelhantes a do microcimento,conferindo grande penetração, diferente detudo que você já fez.

Fax consulta nº 35

Estaca protendida com perda total deseção devido a presença de sulfatos.

Transformecimento portland

emmicrocimento.

RECUPERAR • Julho / Agosto 200110 RECUPERAR • Julho / Agosto 200110


emmicrocimento.


emmicrocimento.

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○


○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

Você está tratandominação d’águacom produtos de

superfície?Tratamentos tópicosapresentam riscose você sabe disso.

A tecnologia da injeção compoliuretano hidroativado PHFlex ataca, de maneira pro-funda, a água de onde querque ela venha. Assim, infil-trações em galerias e paredesde barragens, paredes dia-fragma, minações d’água, pi-sos e poços de elevadores,metrôs e vazamentos em cas-telos d’água são resolvidos di-reta e profundamente, semchance de retorno. Para sem-pre!

Injete PH FLEX.

Conheça onosso GEL

Encapsulando o lixo radioativo com PG

mente sulfatos, normalmente retardam ouimpedem a hidratação de uma calda de ci-mento injetada. De fato, solos contendo te-ores de material orgânico superiores a 2%,e com pH inferior a 5 são, usualmente in-tratáveis. Com a técnica PG e um leque deresinas orgânicas e inorgânicas, adequadasa cada caso, já não existem estes obstácu-los. O fato é que a matéria orgânica retardae/ou impede a hidratação do cimento devi-do a ação do ácido húmico que sequestraou absorve os íons cálcio. A utilização decaldas de cal (hidróxido de cálcio), porexemplo, além de ser uma fonte de cálcio,juntamente com a injeção prévia da resinaCARBOSIL permite a neutralização daque-le ambiente inóspito ao mesmo tempo emque favorece a formação de silicatos de cál-cio que garantirão a estabilização do solo,reduzindo ou eliminando a presença da águalivre e imobilizando a participação do hú-mus no contexto do solo.

Estudos recentes feitos com a utilização de difração de raios X, exame microestrutural commicroscopia eletrônica de varredura e com monitoramento da migração de íons tóxicos de lixoradioativo e industrial comprovam a eficiência da barreira formada com a técnica de trata-mento do solo com PG e grouts químicos. O simples tratamento com barreiras de caldas decimento (como as formadas com jet grouting) ficam suscetíveis de ataque a este aglomerante.Este fato é particularmente importante para lixos contendo substâncias como o ácido bórico,que tanto inibem todo o processo da reação de pega dos cimentos portland como atacam oscristais hidratados. O lixo formado por sulfato de sódio e isótopos de césio radioativo, subs-tâncias contaminantes encontradas na indústria nuclear, assim como o lixo formado por me-tais pesados provenientes da indústria da eletrogalvanização sensibiliza também as barreirasformadas pela matriz cimentícia do portland comum aditivado com mi-crosílica. A formação de barreiras estanques com o uso de grouts quí-micos e caldas de cal ou cimento pozolânico (CP4), utilizando-se atécnica de duas fases da PG, pode ser separada em três cate-gorias de reações, conforme explicada por Conner no traba-lho “Chemical Fixation and Solidification of Hazardous Was-tes”:• Reações de hidratação do cimento.• Interação da resina solúvel com a hidratação do cimento.• Reação entre resina e cátions de metais polivalentes (do lixoradioativo e/ou cimento), formando silicatos metálicos insolú-veis.A adição de determinados grouts químicos ou precisamente resinas ricas em sílica reativa ecimento portland conduz à formação de maiores quantidades de hidróxido de silicato cálcico,deixando no prejuízo o hidróxido de cálcio portlandita (CH). Esta redução do CH padrão, formadodurante a hidratação do cimento (portland) resulta em substâncias mais estáveis para a solidifi-cação tanto de lixos tóxicos como radioativos. Estudos comprovam a total retenção do césio e doestrôncio em cimentos propositadamente modificados com redução da atuação do CH.

REFERÊNCIAS

• Carlos Alberto Monge é engenheiro civil, especialistaem serviços de recuperação.

• A. Atkinson and J.A. Hearne, “Mechanistic Model forthe Durability of Concrete Barriers Exposed to Sulphate-Bearing Groundwater”, Materials Research Society.

• W.F. Langelier, “The Analytical Control of Anti-Corrosion Water Treatment”, J. Amer. Water Work Assoc.

• S.A. Greenberg and T.N. Chang, “Investigation of theColloidal Hydrated Calcium Silicates. II. SolubilityRelationships in the Calcium Oxide-Silica-Water Systemat 25º.

• American Concrete Institute, “Prediction of Creep,Shrinkage, and Temperature Effects in ConcreteStructures”, ACI209R-92.

• K. Tuuti, “Corrosion of Steel in Concrete”, SwedishCement and Concrete Research Institute, Stockholm.

• American Concrete Institute, “Corrosion of Metal inConcrete”, ACI 222R-89.

• American Concete Institute, “Code Requirements forNuclear Safety Related Concrete Structures andCommentary”, ACI349-85(90)/349R-85(90).

• Ghosh, M.M., and H. Johannesmeyer, Fixation of HeavyMetals in Electroplating Wastes, AlChE SymposiumSeries Number 243.

• Iler, R., The Chemistry of Silica, John Wiley & Sons.• Coatman, R.D., N.L. Thomas, and D.D. Double, Studies

of the Growth of “Silicate Gardens” and RelatedPhenomenon. Journal of Materials Science.

• Lea, F.M., The Chemistry of Cement and Concrete,Edward Arnold, London.

• Taylor, H.F.W. (Ed.), Chemisry of Cements. Volume 1,Academic Press, New York & London.

• Bogue, R.H., The Chemistry of Portland Cements.Reinhold, New York.

• Stein, H.N., and J.M. Stevels, The Influence of Silica onthe Hydration of 3CaO, SiO

2. Journal of Applied

Chemistry.

[email protected]

ROGERTECRECUPERAR • Julho / Agosto 2001

Fax consulta nº 328

Fax consulta nº 43Para ter mais informações sobre

Estabilização de solosclick aqui:

http://www.recuperar.com.br


○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○


Os microorganismos estão aí e, rapidamente, estão invadindo nosso ambiente provocandonovas formas de corrosão e grandes prejuízos. Veja como identificá-los.

Como identificar a biocorrosão.

Os microorganismos florescem facilmentee podem colonizar qualquer ambiente ousuperfície, desde que haja presença d’águae nutrientes. Uma importante característicamicrobiana é sua surgência, quase que ins-tantânea, evidenciando um crescimento ex-ponencial e, mais importante ainda, quaseque invisível. Com estas características,adentram nas estruturas definindo a estra-tégia de ataque e degradação. É bastante co-mum vermos estruturas de concreto oumetálicas, além de seus revestimentos (porexemplo o mármore) totalmente arruinadospela presença de colônias de bactérias lo-calizadas.Torna-se importante, pois, distinguir os as-pectos que formam a corrosão induzida pormicroorganismos (CIM) ou biocorrosão dacorrosão não-biológica, já que a soluçãodeste grande problema dependerá da com-preensão de suas causas. Os microorganis-mos de interesse na CIM são, predominan-temente, as bactérias e os fungos. Os depó-sitos de algas sobre a superfície do metal,do concreto ou dentro deste último podemservir de base ou porto para as bactérias efungos. Por exemplo, se o problema é bio-lógico, a aplicação de determinados “reves-timentos de proteção” poderá, simplesmen-te, servir de nutriente para a bactéria queprovoca a corrosão. Por outro lado, se au-mentarmos a temperatura de operação deum sistema com processo de corrosão, semdúvida diminuirá em muito a atividade bi-ológica, mas se não for esta a causa certa-mente estaremos aumentando a taxa de cor-rosão da estrutura. Poder-se-á ter também aCIM e outras formas de corrosão juntas, emuma mesma região, tornando-se difícil, nes-

Corrosão

Carlos Carvalho Rocha

Fotografia microscópica evidenciando ataque por biocorrosão, com formação de pite, com comprometi-mento superior a 50% da seção da barra de aço.

Possíveis reações sob os tubérculos originados pelas bactérias formadoras de depósitos de metais.


○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

RECUPERAR • Julho / Agosto 2001 13Fax consulta nº 36


te caso, provar conclusivamente se o com-portamento biológico tem função relevanteno processo.

A análise química do problema

Toda CIM ocorre em presença de água li-vre ou em fase aquosa, incluindo-se aí sol-ventes orgânicos e combustíveis. A ativi-dade biológica é concentrada em ETEs,ETAs, fundo de tanques e lagoas, alémda situação onde há gotejamento de águaatravés de qualquer sistema, tornando-seobrigatório para o engenheiro ou técnicoidentificar se a água é limpa ou uma solu-ção aquosa perigosa. A atividade biológicada CIM é muito influenciada pela tempera-tura, sendo perfeitamente aceitável que atemperatura “ótima” de crescimento variede 20 a 50ºC. Acima ou abaixo deste limi-te, a atividade do organismo diminui ou éinterrompida, não impedindo, no entanto,que outros organismos possam florescer aoutras temperaturas. Uma coisa é certa, acorrosão eletroquímica quase sempre au-menta com a elevação da temperatura.Logo, se a extremidade de uma peça comsintomas de corrosão fica submetida a umatemperatura diferente da existente na outraextremidade e há possibilidade de conhe-cer-se essas temperaturas, é bom verificaresta relação.

Observe o tipo de corrosão

Com poucas exceções, a CIM é sempre lo-calizada, isto é, padronizada por pites oupor frestas de corrosão. Chapas ou tubula-ções metálicas, assim como armaduras doconcreto expostas à água biologicamenteativa, no entanto, poderão apresentar uma

croorganismos. A CIM, realmente, está re-lacionada a certos padrões de corrosão e,por exemplo, pites cilíndricos sob discre-tos tubérculos em superfícies de aço car-bono, geralmente significam CIM, sendopor isso chamados, apropriadamente, decorrosão por tuberculação. Por exemplo,aquelas cavidades subsuperficiais ao lon-go de emendas por soldas em equipamen-tos de aço inox, usualmente, direcionampara bactérias que oxidam o ferro. Paracada manifestação de corrosão, e havendoambiente propício, dever-se-á sempre sus-peitar que haja CIM. O quadro patológicopor si só não prova nada.

CIM generalizada, de modo que os pites fi-quem tão próximos uns dos outros que, fre-quentemente, caracteriza-se esta patologiade “corrosão generalizada não uniforme”.Dever-se-á relatar a morfologia da superfí-cie das áreas corroídas, indicando a presen-ça ou ausência de fatores biológicos, lem-brando-se sempre que microorganismoscausam corrosão, devido a geração de umaquímica corrosiva ou pela ajuda que dão àtransferência de elétrons através da super-fície do metal. A morfologia da superfíciea que nos referimos tem a ver com a quími-ca existente na superfície do metal, não àpresença ou ausência de bactérias ou mi-

Seção de um tubérculo removido da superfície deuma estrutura de aço carbono. Note a cavidadeno centro e o material negro identificado comosulfeto de ferro revestindo a cavidade. Repare nodetalhe da estrutura em forma de anel que formao tubérculo.

Fax consulta nº 37


○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○


O que está cobrindo acorrosão?

Quase todos os casos deCIM são acompanhados dedepósitos ricos em matériabiológica. Não devem,pois, ser remanejados an-tes da pesquisa, já que, cer-tamente, fornecerão indí-cio da causa da corrosão.Se sobre a superfície dapeça houver depósitosumedecidos ou molhadoscom aquela textura limosae apresentando pH neutro,provavelmente indicará, oque se denomina, lodo bac-teriano ou exopolímero,significando que a bactériaformadora do lodo está ativa na superfície.Junto a estruturas metálicas caracterizadaspor aço carbono ou mesmo armaduras doconcreto, os biodepósitos podem conterquantidade considerável de óxidos de ferroe sólidos formando uma espécie de tampão,sob o qual existe aquele material limosocomprometedor. Muitos tubérculos existen-tes na superfície do aço caracterizam-se porserem duros e quebradiços, muito emborapossam ser biologicamente ativos. O fato éque qualquer depósito ou montículo sobrea armadura do concreto, tubulação ou qual-quer outra peça metálica, mesmo que não sejaaço carbono é indicativo de atividade bioló-gica, tornando-se obrigatório saber se estão

ou não causando corrosão. Desta forma, opróximo passo a ser tomado é analisar a na-tureza do material do montículo, detectan-do-se a presença, por exemplo, de enxofre,fósforo, ferro, manganez e cloretos, os quaisseriam um indicativo da CIM. O métodomais adequado para se analisar o materialdos depósitos é através da microscopia ele-trônica de varredura equipada com espectros-copia dispersiva. É muito comum por exem-plo, aparecer sobre metais como o aço car-bono ou ferro fundido, tubérculos ou depó-sitos ricos em fósforo associados à CIM, cau-sados pela bactéria redutora de sulfatos(BRS). Bem escondidinho, o enxofre pode-rá estar presente, como produto da corrosão,

abaixo dos depósitos. É im-portante saber que os depó-sitos existentes sobre qual-quer peça de aço carbonosão ricos em ferro. Se asferrobactérias estiverempresentes, certamente have-rá presença de cloro. Emestruturas de aço inóx,particularmente na regiãodas soldas, poderão ocor-rer montículos associadoscom pites subsuperficiais,o que representa o melhorexemplo da aferição ante-rior. Estes montículos con-tém, tipicamente, altos ní-veis de ferro, cloro e man-ganês. Nem toda a CIM,no entanto, vem acompa-

nhada de montículos, e um belo exemplo éa corrosão subsuperficial em forma de tú-nel, sob um biofilme bem uniforme, queocorre no aço inóx. Geralmente, este bio-filme, formado sob água clorada, é rico emmanganês e cromo.Uma observação final a ser dada sobre osdepósitos ou biofilmes é que estes materi-ais são, em primeira instância, partículasinorgânicas presas pela água ou simples-mente depositadas pelos organismos. Quan-do estes materiais secam, tornam-se virtu-almente indistingüíveis a partir do lodoseco. Isto faz com que os biodepósitos se-jam rotulados, incorretamente, de “sedi-mentos sólidos inorgânicos”.


Detalhe da superfície do aço após remoção do tubérculo com limpeza química. Note o brilho dometal, indicativo de corrosão ativa.


○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○


A análise dos produtos da corrosão

Freqüentemente a CIM apresenta produtosde corrosão bastante diferenciados, princi-palmente abaixo da cobertura da biomassa.Uma situação característica é quando hápresença da BRS, as quais produzem sulfe-tos, muito reativos e com tendência a secombinarem com diversos íons metálicos,inclusive ferro, cobre, cromo e manganês.Bastante comum também é a situação emque há falta destes íons metálicos. Isso fazcom que os sulfetos reajam com o hidrogê-nio para formar o extremamente volátil etóxico sulfeto de hidrogênio (H2S), causa-dor daquele cheirinho de ovo podre, muitocomum entre nós, devido ao lançamento dosnossos esgotos nas bocas de lobo das ruas ecanais. A BRS, como toda bactéria, usa aquímica dos materiais fosforosos para ar-mazenar energia, evidenciando quase sem-pre produtos de corrosão de cor preta, casosejam observados no local. Por outro lado,a presença de ferrobactérias está associadaao cloreto férrico. Os mecanismos que fa-zem os microorganismos concentrarem clo-retos ainda não está bem entendido. Talvezpelo fato de que estes íons, extremamenteágeis e ativos, simplesmente se difundemnos depósitos e pites, onde há deficiênciade consumo de elétrons, característico dasreações químicas de redução, interferindosubstancialmente neste processo. A simplesconcentração de cloretos geralmente não

prova que haja uma CIM, a nãoser que se detecte um númerosignificativo de microorganis-mos cobrindo a biomassa ou nasuperfície do metal. Se os de-pósitos de corrosão contémgrande quantidade de sulfatos,torna-se evidente que há subs-tâncias ricas em enxofre nomeio. Se este local não tivernenhuma relação com ácidosulfúrico ou se este produto nãotiver sido utilizado em sua lim-peza, certamente teremos umaatividade biológica ali. Por ex-

tensão, será possível que bactérias que oxi-dam enxofre ou sulfatos estejam presentesna superfície do metal e por, conseqüência,estaremos diante também da BRS, já queelas estariam produzindo o enxofre ou ossulfetos.O fato de encontrarmos apenas óxidos dometal nos produtos de corrosão sobre a su-perfície não significa que não tenhamos ati-vidade biológica no local, pois existemmuitos organismos que geram ácidos orgâ-nicos, como acético, fórmico e propiônicoque, em contato com o ar, farão apareceraqueles ou outros óxidos. Mesmo se anali-sado no local, os anions orgânicos (partícu-las carregadas negativamente na solução)não são detectáveis pelas técnicas analíti-cas comuns (raio X). Logo, é preciso muitacautela quando da existência destes anionsorgânicos, já que, como afirmamos, muitosmicroorganismos podem produzi-los. Umexemplo são as variações da BRS que pro-duzem acetatos.

E o pH do local?

Se removermos os produtos de corrosão dasparedes de um tanque de ácido sulfúricoapós o seu esvaziamento e limpeza, prova-velmente teremos uma situação interessan-te onde o pH existente não será baixo. Istoporque o sulfato do ferro não é um ácido e,como o ácido sulfúrico residual era solú-vel, foi lavado ou removido. O mesmo pode

ser verdade para a CIM pois, exista ou nãoum baixo pH no local da corrosão em estu-do, poder-se-á encontrar um pH neutro nasuperfície do metal. Por este motivo, a che-cagem do pH após a “preparação” do localpode conduzir a conclusões errôneas. Exis-tem muitas situações de CIM que condu-zem a um baixo pH. Uma delas envolve abactéria tiobacilus, produtora de ácido sul-fúrico. Este organismo não só produz bai-xo pH como algumas de suas variações cres-cem melhor em ambiente de pH 2 e até abai-xo de 1.

Procurando mais provas da CIM

Imaginemos que um caso específico de cor-rosão seja comparado com um exemploapresentado nesta matéria, evidenciando-seum típico caso de CIM pelo fato dos depó-sitos e produtos de corrosão analisados te-rem tudo a ver. As amostras foram envia-das a laboratórios especializados em micro-biologia que confimaram a presença de mi-croorganismos “corrosivos”. Algumas pes-soas ligadas ao problema, no entanto, e ébastante comum, poderão aferir que trata-se apenas de “corrosão provocada pelaágua” e queiram, naturalmente, tratá-la comproteção catódica, inibidores e até disper-santes. Os outros, que juram ser um casotípico de CIM, deverão querer utilizar bio-cidas, aumento de temperatura ou limpezacontínua. E aí? Bem, se o caso é grave eimplica em grandes prejuízos, torna-se ne-cessário esticar o processo de investigação,reproduzindo o problema da corrosão emlaboratório ou no próprio campo. Em am-bos os casos, entretanto, torna-se necessá-rio desenvolver um teste paralelo de “con-trole” para evidenciar os verdadeiros efei-tos das variáveis existentes, essencial emcasos de CIM, já que a atividade biológicanão é constante, variando de acordo com aintensidade da umidade, temperatura, pre-sença de chuvas e muitos outros fatores quenem sempre são aparentes.A melhor dica para identificar a biocorro-são é fazer o exame macroscópico (inspe-

Fotografia microscópica evidenciando a presença da BRS. A amos-tra foi removida de um pite de corrosão onde havia BiocorrosãoAnaeróbica Ativa.

Estágio 3: Diferentes epécies de bactérias séssil dobram para trás na superfíciedo metal.Estágio 4: Microcolônias de diferentes espécies continuam a crescer estabele-cendo, eventualmente, relações entre si. O biofilme aumenta sua espessura.Mudam as condições na base do biofilme.

Estágio 1: Filme de acondicionamento acumula-se sobre a superfície submersa.Estágio 2: Colônia de bactérias planctônica na água (solução) existente sobre asuperfície, desencadeando a existência séssil excretando exopolímero que an-cora a célula na superfície.


1 2 3 4

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○


○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

ção visual) da área afetada. A superfície doaço, freqüentemente, é modificada devidoa presença de microorganismos que produ-zem o ataque microbiológico com as seguin-tes características:• Acumulação de material pulverulento e/

ou depósito de limo.• Tubérculos ou protuberâncias metálicas,

freqüentemente contendo bactérias vivas.• Buracos ou perfurações distribuídas sobre

a superfície do aço com padrão irregular.• Pequenos furos com grandes cavidades

inferiores.• Surgência de ranhuras bem visíveis e com

algum brilho, após a remoção dos depósitos.A morfologia dos depósitos formadoressobre a superfície do aço freqüentementeindica o tipo de microorganismo presente.• Depósitos fibrosos podem estar associa-

dos a fungos filamentosos.• Depósitos escuros ou pretos podem indi-

car a presença de bactéria redutora de sul-fatos (BRS).

• Depósitos alaranjados ou marrons suge-rem a presença de bactéria oxidante do fer-ro (galionela).

• Depósitos amarelados podem ser atribuí-dos à bactéria oxidante do enxofre (tioba-cilus).

• Depósitos viscosos acinzentados ou corde café podem indicar a presença de bac-téria formadora do limo (pseudomonas).

Nem todos os depósitos, necessariamente,indicam biocorrosão. Logo, torna-se neces-sário proceder-se análises microbiológicaspara confirmar a causa do ataque no aço,através de uma investigação geral e especí-fica dos microorganismos. Recomenda-setrês métodos de detecção e contagem:• Contagem de células totais (vivas e mor-

tas).

•Contagem de células capazesde reprodução.•Medida da atividade metabó-lica.A investigação geral envolveo uso de métodos de micros-copia e imunologia, ao passoque a investigação específicatem a ver com a detecção doscomponentes das células, ba-seada no seu crescimento emuma grande variedade de mei-os sólidos ou líquidos, envol-vendo também a determinaçãoda atividade de uma enzima oua obtenção de um certo pro-duto metabólico. Enzinas sãoproteínas complexas aptas

para atuar em determinadas moléculas, cha-madas de substratos das enzimas. A presen-ça de enzimas específicas a certos tipos demicroorganismos possibilita sua detecção.Existem kits no mercado, à base de enzi-

mas que possibilitam, de forma fácil e rápi-da, detectar numerosos tipos de bactériasenvolvidas em processos de corrosão, comoa BRS e o tiobacilus.

Como tratar o aço contaminadocom biocorrosão

A CIM ou biocorrosão é o resultado de am-bientes físicos ou químicos gerados por mi-croorganismos que produzem sedimentosna superfície, como os polímeros extrace-lulares, com estrutura gelatinosa, que ade-rem na superfície do metal. Esta estruturagelatinosa é chamado de biofilme e os mi-croorganismos existentes em seu interiorcontrolam eficazmente o ambiente quími-co ali existente, de modo a poderem respi-rar, crescer e se reproduzem, criando, adi-cionalmente, pilhas de corrosão eletroquí-micas. Alguns microorganismos podem ge-rar espécies químicas corrosivas como o sul-feto de hidrogênio (H2S) e ácido sulfúrico

Camada de lodo sobre parte do mecanismo de acionamento do tanquede purificação ou clareamento de uma ETE. A raspagem desta camadaevidenciou a presença de H2S e o mal cheiro característico de ovo po-dre. A BRS pode ser uma das culpadas pela formação deste gás.

BIOCIDAS

Você deseja proteção?

Gatos ainda possuem 7 vidas,mas águas de processamento e produtos industrializados não.Para liquidar algas, fungos e bactérias que afetam seu sistema,

use biocidas BIOCOM.Melhor Qualidade, sem Restrições.

Se você deseja biocidas,conte conosco.

BIOCOM Fax consulta nº 50


Continua pág. 19

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○

○

○

○

○

○

○

○

RECUPERAR • Julho / Agosto 200118Fax consulta nº 38


(H2SO4), a partir de substâncias ricas em en-xofre presentes naquele ambiente. Algunsdos produtos desta corrosão, particularmen-te o sulfeto do ferro, é notável na formaçãode um efetivo catodo numa pilha de corro-são eletroquímica.Caso se detecte a CIM, será necessário de-terminar que tipo(s) de corrosão foi produ-zida, além da natureza dos subprodutos dosmicroorganismos. Por exemplo, uma bac-téria halofílica poderá estar associada à clo-retos ou outros halogênios que, obrigatori-amente, deverão ser removidos dos pites oufrestas, assim como de toda a superfície dometal antes da aplicação do tratamento.Outro exemplo é a BRS que pode produzircamadas de sulfetos que também deverãoser bem removidas.De um modo geral, poder-se-á afirmar quea CIM é o resultado de interações comple-xas entre grupos de microorganismos, sen-do que nem todas são classificadas comobactérias. Conseqüentemente, a química nainterface metal/biofilme torna-se diferenteda existente entre o meio (o qual o metalestá exposto) e o metal (sem a presença dobiofilme), diferenças estas como o pH, con-centração de oxigênio, substâncias orgâni-cas e inorgânicas além da confirmação degases como o H2S. Torna-se, portanto, ne-cessário a compreensão das interações me-talúrgicas com estes microorganimos, o quepode e deve ser realizado em laboratórioespecializado, antes de qualquer tipo de pre-paração de superfície a ser feita. Uma vezcompletada a análise microbiológica, o en-genheiro ou técnico poderá, então compre-ender a extensão e a natureza da corrosãoinstalada. Somente desta forma, então, po-der-se-á escolher o tipo de tratamento a ser

dado à estrutura. A morfologia do pite nãopode ser usada como identificação do me-canismo de corrosão. Por exemplo, quandoda confirmação da existência de corrosãoprovocada pela BRS, adota-se a seguintetécnica de limpeza:1 Hidrojateamento, com água potável, a al-

tas pressões suficiente para a remoçãodo lodo e incrustrações que formam oproduto da corrosão.

2 Hidrojateamento com água potável sempressão. Poder-se-á fazer uso de espon-jas ou escovas, adicionando-se cerca de1ppm de solução de hipoclorito comobiocida. Posterior lavagem com águapotável.

3 Hidrojateamento de areia no grau Sa 2½ (SSPC-SP10/NACE 2) criando umperfil de 50 a 70 micrômetros na super-fície.

4 Soldagem dos pites e frestas. Opcional-mente (critério estrutural) poder-se-á pre-encher as cavidades com epóxi adequa-do a tratamentos contra bactérias.

Após a limpeza das superfícies e antes daexecução do 4º item anterior, dever-se-áretestar a superfície contra a existência demicroorganismos e espécies químicas que,uma vez confirmada, seguir-se-á com mé-todos químicos para sua remoção. Nestaetapa, poder-se-á utilizar kits para se detec-tar cloretos e outras espécies químicas.Caso se confirme ainda a concentração,dever-se-á fazer uso de biocidas específi-cas ao tipo de micróbio existente. É precisotomar cuidado para nào selecionar biocidasque possam criar complexos organo-metá-licos. Muitos biocidas são a base de cobreou prata e, dependendo da situação, pode-

Para ter mais informaçõessobre Biocorrosão.

Click aqui:http://www.recuperar.com.br

Fax consulta nº 44

REFERÊNCIAS• Carlos Carvalho Rocha é engenheiro civil,

especialista em serviços de recuperação.• R.E. Tatnall, “Experiments in Microbiologi-

cally Influenced Corrosion”.• D.H. Pope, “Discussion of Methods for the

Detection of Microorganisms Involved in Mi-crobiologically Influenced Corrosion”.

• R.E. Tatnall, K.M. Stanton, R.C., Ebersole,“Methods of Testing for the Presence of Sulfa-te-Reducting Bacteria”.

• Gregory Kobrin, “A Pratical Manual or Micro-biologically Influenced Corrosion”.

rão afetar a metalurgia do aço. Seu tipo econcentração, além do tempo de aplicação,deverão ser adequados de modo a assegu-rar uma penetração completa no biofilmeresidual.Deve ficar bem claro que, caso não se elimi-ne totalmente os microorganismos, e depen-dendo da qualidade do revestimento aplica-do (material e aplicação), permitir-se-á oacesso de novos nutrientes que garantirão acontinuidade do biofilme e da corrosão.

Detectando microorganismos

Apresentaremos, na próxima edição, mais-dados que evidenciam a necessidade daidentificação dos organismos associados àcorrosão, assim como formar de tratamentopara a biocorrosão. As técnicas apresenta-das são bastante comuns e poderão ser exe-cutadas por engenheiros ou técnicos nãoespecializados em microbiologia.


Só existe uma maneira de interromper aREATIVIDADE ÁLCALI-SÍLICA...

... Para estruturas existentesRENEW®

LITHIUM FÓRMULA

... Para estruturas a serem executadasLIFETIME®

LITHIUM FÓRMULAFax consulta nº 364

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○


Os fluoropolímeros estão aí com uma linha de revestimentos, elastômerose tintas bem superiores aos existentes no mercado.

Concreto armado e aço carbono ainda sãoos materiais mais econômicos e duráveispara a construção civil e industrial. Estesmateriais, no entanto, quando submetidos aambientes corrosivos são facilmente ataca-dos, particularmente quando há presença deácidos, álcalis e solventes. O segredo, paraos técnicos especializados em sua proteção,está no conhecimento das formulações, se-jam elas epóxicas, estervinílicas, poliésterou poliuretanos. Neste contexto, se inseremdiversos tipos de indústrias, como a side-rúrgica, a da transformação química, a dacelulose e papel, além das que tratam a águae esgoto. Neste ambiente, concreto e açocarbono sem proteção são alvos fáceis àrápida degradação. Os fluoropolímeros es-tão aí, estabelecendo um novo padrão deresistência química e física, sendo, tecni-camente, a opção para as situações onde hásuspeitas de não atendimento com os reves-timentos ou pinturas de proteção normaisde mercado.

Os fluoropolímeros

Os protetores fluoroelastoméricos foramconcebidos para resistirem a ataque quími-co pesado, associado a altas temperaturas.Portanto, é provavelmente o melhor sistemade proteção industrial contra a corrosão.São sistemas formados por dois componen-tes, resina e catalizador, com cura à tempe-ratura ambiente. Suas propriedades físicassão controladas, variando-se a dosagem docatalizador. Concebidos nos anos 70, jámostravam total e completa superioridade

Michelle Batista

O revestimento dos revestimentos

Tintas

Na indústria de processamento químico cada vez mais se exige revestimentos que resistam a produtoscorrosivos e a altas temperaturas.


○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○


com relação aos demais polímeros termor-rígidos, como por exemplo os epóxis, con-siderando-se as propriedades fundamentaiscomo resistência química, retenção de cor,envelhecimento e impermeabilidade. A re-sina original deste fluoropolímero é a di-fluoreto de polivinilideno (DFPV), quealém de promover a mais resistente ligaçãomolecular ou aderência entre o fluor e o car-bono, para a maioria dos substratos, apre-senta incrível resistência a ataques quími-cos. O problema é que é excessivamentecara e de difícil aplicação.A segunda geração de fluoropolímeros, coma resina éter vinila etileno fluorotada(EVEF) e o politetrafluorotileno (PTFE)diferem da primeira, DFPV, exatamentepela facilidade de aplicação e, principal-mente, pelo seu preço.Por serem consideradas tintas ou revesti-mentos de altíssima performance, necessi-ta-se de extremo cuidado ou de inspeçãorigorosa na preparação das superfícies (me-tálica ou concreto), na mistura do material,

Propriedades Físicas

Resistência à tração .................................................. superior a 150MPaAlongamento na rutura % ............................................... superior a 500Potlife ................................................................................. 2 a 4 horasEspessura de película seca desejável ............................. 500µm (1/2mm)

em sua aplicação e na verificação do filmeformado, já que caso haja qualquer proble-ma em uma destas etapas, ter-se-á um gran-de problema, pois é muito difícil remover,integralmente, a película aplicada.

Os fluoroelastômeros do mercado

Existe uma grande variedade de fluoroe-lastômeros na forma de tintas, elastôme-ros (selantes) e revestimentos. As tintas, àbase d’água ou solvente, podem ser apli-cadas com bomba airless ou com rolo epincel. Possuem as seguintes característi-cas:• Resistente a ácidos fortemente concentra-

dos, além de solventes diversos.• Resistente a temperaturas de –4 a +200ºC.• Excelente aderência ao concreto e a su-

perfícies metálicas.• Excelente flexibilidade.• Insensível à luz solar e a radiação UV.• Resiste à ação de bactérias e fungos.As tintas fluoroelastoméricas (à base d’água

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

Toda o tipo de Tanques...

...sujeitos a altas temperaturas devem ser pintadoscom fluoropolímeros.

Fax consulta nº 47


○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○


Faixas de Kevlar já fixadas.

e solventes) e suas características estão natabela abaixo. Uma outra forma de traba-lhar com este polímero, bem superior aosdemais, é utilizando-o na forma de pelí-culas auto-aderentes, extremamente fáceisde aplicar, próprio para superfícies deconcreto e metálicas. As informações so-bre seu comportamento são interessantes,considerando-se particularmente a perfor-mance do adesivo, submetido a proces-

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

sos acelerados de envelhecimento, cho-ques e ciclos térmicos, umidade e imer-são em ácidos concentrados. O revesti-mento auto-aderente fluoroelastomériconão necessita de tempo de cura e impri-mação, bastando apenas a remoção, nocaso do concreto, da película que carac-teriza a nata superficial, utilizando-se umafresa leve (tipo TVA) ou lixamento ele-tromecânico.

Revestimentos fluoroelastoméricos auto-aderentes

Teste de envelhecimentoASTM B 117-95(exposição à névoa salina) ............................................ atende e excedeTeste de envelhecimentoASTM G 53-96(exposição à radiação UV) ............................................ atende e excedeImersão em ácido nítrico concentrado.................. sem comprometimendo

após 2000 horas (padrão)Choque térmico (50 ciclos) –5 a 250ºC .......................... atende e excedeCiclo térmico (500 ciclos) –5 a 150ºC............................. atende e excedeOs testes de adesão em concreto e açoextrapolaram os valorestradicionais exigidos .................................. ASTM D 0903 e ASTM D 4541

PCLPOL COAT LABORATORIES

Atende a• Fabricantes de tintas e revestimentos.• Fornecedores de matéria prima.• Construtoras.• Órgãos públicos e privados.• Consultores.

Oferece Análise completa de tintas. Deformulação, caracterização. Suporte a P e D.Análise da ruína que ocorre empelículas de tintas.

Consultoria.

POL COAT LABORATORIESFax consulta nº 42

a PCL


○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○


A aplicação de tintas, elastômeros e reves-timentos fluoroelastoméricos auto-aderen-tes são particularmente recomendados parasituações onde as características das resi-nas epóxicas, estervinílicas, etc são insufi-cientes ou apresentam um tempo de vidacurto, principalmente onde há grande inten-sidade de ataque químico corrosivo e altastemperaturas.

REFERÊNCIAS

• Michelle Batista é Química.

Próxima Ediç o

Fax consulta nº 45Para ter mais informações

sobre Revestimentos.Click aqui:


Plantão técnico

Quem quer respostas imediatasconsulta Recuperar Online.

Técnicos de Recuperação

Online


Comotratar a

biocorrosão?


○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○


A incompatibilidade ou rejeição, com con-seqüente ruína prematura é muito comumem serviços de recuperação estrutural cujacausa é a corrosão. É originada no desequi-líbrio entre as propriedades físicas, quími-cas e eletroquímicas do material de recu-peração e o concreto original. Em outraspalavras, esta incompatibilidade gera ten-sões mecânicas (veja RECUPERAR nº 25)e efeitos eletroquímicos. Eles, até entãodesconhecidos, tornam o serviço trivialde recuperação estrutural um verdadeiroveneno para a estrutura a recuperar.De forma simples, embora em diagra-mas, apresentaremos os mecanismos decorrosão no concreto armado, de modoa que, com total segurança, possamospisar no campo minado da desconheci-da incompatibilidade eletroquímica(IE), fábrica eficiente de enormes pi-lhas de corrosão.A IE ocorre, primeiramente, devido aodesequilíbrio entre os potenciais ele-troquímicos dos diferentes metais quecompõem o aço da construção, geran-do micropilhas com conseqüente for-mação de corrosão acelerada daque-les metais mais ativos. Para enten-dermos melhor, basta colocarmosuma pequena barra de alumínio e ou-tra de ferro dentro de um copo de

Recuperando... para pior.Saiba porque os serviços convencionais de recuperação estrutural, motivados porcorrosão, comprometem ainda mais o concreto armado.

Corrosão

Joaquim Rodrigues

CHLOR-TEST

Contaminaç o no concreto armado e protendido é fatal. O quese pode fazer para saber se o concreto está ou n o contamina-do? CHLOR-TEST é a única maneira de verificar se há ou n ocontaminaç o por íons cloretos, esses “bichinhos” que ativamo concreto, tornando-o um “inferno” para o aço. CHLOR-TESTé um teste high-tec que, em apenas 3 minutos, informa a exis-t ncia daqueles bichinhos e sua quantidade. CHLOR-TEST évendido em 3 vers es:

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

CHLOR-TEST “A” - para areia de jateamento

...Insere-se o pó norecipiente plásticocom o reagente. Asonda informará oteor de contaminação por cloretos.

Extrai-se o pó doconcreto a váriasprofundidades...

Teste de verificação decontaminação por cloretos



RECUPERAÇÃOESTRUTURAL

Não faça recuperação sem ela!

COMBATA A CORROSÃOEM SUA OBRA DE 100%

PROTEÇÃO CATÓDICA

100%

PROTEÇÃO CATÓDICA

Fax

con

sult

a n

º 4

00

Faça proteção catódica com Pastilha Z, suaúnica garantia contra o retorno da corrosão nosseus serviços de recuperação/reforço estrutural.Suas vantagens são inúmeras:• Proteção localizada contra a corrosão nas armaduras, em qualquer tipo

de estrutura, para todo tipo de ambiente.

• Anula a corrosão do anôdo de anel (ring anode), muito comum nosserviços de recuperação estrutural localizados.

• A Pastilha Z é facilmente incorporada em armaduras novas ou emestado de corrosão.

• A Pastilha Z garante sua estrutura por, pelo menos, 15 anos contra acorrosão.


água, levemente salgada ou com algumasgotas de limão e veremos que a barra dealumínio corrói mais rápido do que se elaestivesse sozinha. É o efeito da pilha for-mada pelos dois metais.

Lições de eletroquímicaDiagrama de Evans representa o potenci-al do aço da armadura, em volts, e a velo-cidade de corrosão que tem a ver com acorrente, em amperes, e serve para dis-cutir e explicar muitos fenômenos da cor-rosão. De acordo com a teoria que regeeste diagrama, qualquer reação eletroquí-mica pode ser algebricamente dividida emreações de oxidação e redução, sem qual-quer acumulação de carga elétrica resi-dual. Na ausência de qualquer potencialexterno aplicado, a oxidação (ou corrosão)do aço e a redução de qualquer elementoda solução (eletrolito) existente nos vazi-os do concreto e que envolve o aço ocor-rem simultaneamente na interface aço/ele-trólito. Sob esta circunstância, a corrente re-sultante é zero e o aço em estado de corro-são tem carga neutra, isto é, todos os elé-trons produzidos pela corrosão do aço foramconsumidos instantaneamente por uma oumais reações catódicas, ou seja, os elétrons(e–) produzidos igualam-se aos elétrons con-sumidos, sem que haja qualquer excedente.A corrente de corrosão é melhor expressacomo densidade de corrente, isto é, corren-te/área, já que tem a ver diretamente com ascaracterísticas e propriedades da área inter-facial do aço que está corroendo, ou seja, re-laciona-se diretamente com a taxa de perfu-ração que ocorre no aço. A ocorrência de cor-rosão localizada, por exemplo, é uma provaclara de que a corrosão não depende apenasdo metal e do eletrólico, mas também da áreaexposta do aço à ação de diferentes concen-trações de elementos atuantes na soluçãoexistente nos vazios do concreto. Conseqüen-temente, a relação entre as áreas do catodoe do anodo é fator importantíssimo na veloci-dade de corrosão. Em outras palavras, o ta-manho da área anódica é, de forma freqüen-te, inversamente relacionada à corrosão.Ocorrendo aquelas duas famosas reações ele-troquímicas de corrosão Fe Fe++ + 2e–

no anodo e ½O2 + H

2O + 2e– 2OH– no

catodo, significa que haverá migração de elé-trons para o catodo. Logo, o potencial naque-la superfície do aço tornar-se-á mais negati-vo. Estes elétrons, com suas cargas negati-

A incompatibilidade eletroquímica (IE)

A IE ocorre de forma muito comum no con-creto armado e protendido, devido ao dese-quilíbrio entre regiões com diferentes pH,

com maiores ou menores concentrações deoxigênio, como também de íons metálicos,resultantes das reações eletroquímicas dacorrosão.Relembrando a teoria eletroquímica, vamos

Figura 2 - Passividade para potenciais oxidantes acima de EC.

vas, no catodo, reagirão com os elementos exis-tentes na solução interfacial e a reação será tan-to mais rápida quanto mais elementos aparece-rem para absorver os elétrons ali depositados.Esta mudança, nas regiões catódicas, para po-tencial negativo é chamada polarizaçãocatódica. Por outro lado, a deficiência deelétrons ocorrida na superfície anódica doaço produz uma mudança para potenci-ais positivos chamada polarização anódi-ca. À medida que esta deficiência (polari-zação) torna-se maior, o aço certamenteestará perdendo seção ou, em linguagemeletroquímica, submetendo-se a uma dis-solução anódica. Logo, polarização anó-dica nada mais é do que uma forte forçapropulsora corrosiva provocada por rea-ções no anodo. Evidentemente, quantomaior o poder corrosivo da solução (ele-trólito) existente nos vazios do concreto,mais positivo o potencial em uma regiãotípica de dissolução anódica, devido à mai-or polarização anódica. A solução existente nosvazios do concreto, em contato com o aço, sem-pre alcança um estado de equilíbrio, objetivan-do-se um potencial estável ECORR, que dependeda facilidade e rapidez com que os elétrons po-dem ser trocados através das reações catódi-cas e anódicas disponíveis. À medida que o po-tencial da superfície aumenta de ECORR para E, avelocidade da reação anódica ou velocidade decorrosão aumenta, como pode ser visto na figu-ra 1. A polarização anódica Ea é definida comoEa = E – ECORR. É fácil visualizar que, sem polari-

zação, produzir-se-ia uma fraquíssima for-ça propulsora corrosiva, mas suficiente-mente poderosa para ocasionar altíssimavelocidade de corrosão. A reta pertinen-te a esta última situação seria horizontal,sem qualquer inclinação. Na figura 2 ve-rifica-se porque muitos metais, incluindo-se o aço da construção, são chamados deaço ativo-passivo, pelo fato de as veloci-dades de corrosão diminuirem a partir deum determinado potencial chamado críti-co (E

C). Esta resistência à corrosão, a par-

tir de EC, apesar da alta força propulsora

corrosiva ou polarização anódica nesteponto, é chamada de passividade, e é ca-

racterizada pelo desenvolvimento de veloci-dades de corrosão muito baixas. A figura 2mostra que, até chegar ao estado EC, o açocorrói a uma velocidade relativamente alta, àsemelhança da figura 1 teórica. Esta passi-

vidade é causada pela formação de finascamadas de óxidos hidratados protetores,produtos do processo corrosivo, que atu-am como barreira instável à reação de dis-solução anódica. Realmente, a passividadeproduz efeitos colaterais indesejáveis pelofato de o filme passivo ser fino e frágil. Suarutura causa formas de corrosão imprevi-síveis, tais como pites, frestas e a terrívelfragilidade devido às trincas por corrosãosob tensão.

Figura 1 - Do ponto 1 ao ponto 2 vemos que o potencial ECORRaumenta para E e a velocidade de corrosão também. A polaridadeanódica Ea aumenta substancialmente.


○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○


fazer uso do diagrama de Evans (veja boxexplicativo na página anterior) para expli-car a situação da armadura inserida no am-biente chamado concreto. No diagramaacima (figura 3) está caracterizado o com-portamento eletroquímico do aço (ativo/passivo) que compõe a armadura do con-creto. A curva A evidencia o comportamen-to anódico do aço, mais propriamente ba-seado na reação de oxidação do aço. O exa-me da curva A diagnostica três importantesregiões que ocorrem durante o processo,praticamente inevitável, de corrosão do aço.Na primeira, chamada de região de corro-são ativa há o aumento da taxa de corrosãoassim como da surgência de potenciais decorrosão. Na segunda região, chamada depassiva, a taxa de corrosão permanece cons-tante, muito embora com aumento dos po-tenciais.

O oxigênio e a corrosão

Primeiramente vamos entender como dife-rentes concentrações de oxigênio afetam opotencial e a velocidade de corrosão no aço.No diagrama ao lado (figura 4) temos, nova-mente, uma reação anódica no aço, ou, pro-priamente, como o aço corrói, representadapela curva A. Temos também uma série decurvas catódicas originadas, cada uma, pordiferentes concentrações de oxigênio atuan-do em diferentes partes do concreto da peçaestrutural. Nota-se que, à medida que dimi-nui a concentração de oxigênio, obtem-se po-tenciais de corrosão mais negativos nos cru-zamentos das curvas. Repare que, se as in-terseções ocorrem na chamada região passi-va do aço, a velocidade de corrosão ou pro-priamente sua corrente de corrosão perma-nece constante. Agora, se a interseção ocor-re na chamada região ativa do aço teremos,por continuidade, potenciais de corrosãomais negativos, só que agora com efetivoaumento da velocidade de corrosão.

O oxigênio e a corrosãoA água, geralmente, contém elementos que aceitam elétrons, permitindo uma reação catódicanecessária à corrosão, como o oxigênio dissolvido e os íons H+. O teor de oxigênio dissolvidoe o pH da água são dois fatores que têm efeito combinado na corrosão do aço, quando fazemparte do ambiente chamado concreto. É importante dizer que a redução do íon H+ ocorre nocatodo, expontaneamente, quando da corrosão do aço. Logo, as armaduras do concreto corro-em porque oxidam, liberando elétrons que são consumidos por uma outra substância existen-te no meio alcalino do concreto. O oxigênio em presença da água existente nos vazios doconcreto gera a reação de redução ½ O

2 + H

2O + 2e– 2 OH– que, com a presença constan-

te dos íons H+ também deflagra a seguinte reação de redução H+ + 2e– 2OH–. A reação deoxidação é a conhecida Fe Fe++ + 2e–. A corrosão originada pelo oxigênio poderá ocorrerde forma geral, através da existência de uma solução aerada totalmente espalhada dentro doconcreto, sendo fundamental a constante alimentação do oxigênio dissolvido. No caso de ter-mos esta alimentação de forma localizada ocorrerão, portanto, concentrações diferenciadasde oxigênio ao longo do concreto da peça estrutural, o que detona uma grande pilha de corro-são, ou macropilha, motivada pelas diferenças de concentração de O

2.

Com a continuidade dasreações eletroquímicas nasuperfície do aço, verifi-ca-se uma terceira região,chamada transpassiva, ca-racterizada pelo contínuoaumento dos potenciais,só que agora com o agra-vamento do aumento dataxa de corrosão. A curvaC representa o consequen-te comportamento catódi-co, evidenciado pelas re-ações de redução. Como aeletroquímica da corrosãonos informa que para ter-

Figura 3 - Curva típica de corrosão do aço.

Figura 4 - A corrosão do aço originado por diferentes concentrações de oxigênio nos vazios do concreto.

mos reações de oxidação ou corrosão preci-samos de reações simultâneas de redução,fica evidente, no cruzamento das curvas A eC, os valores característicos do potencial eda corrente de corrosão.De posse da compreensão do mecanismo an-terior, veremos como ocorre a corrosão noaço devido a formação das pilhas de corro-são. Para tanto, associaremos, de forma se-parada, a influência ou o efeito da presençade áreas mais ou menos aeradas (oxigênio)na superfície do concreto armado ou proten-dido, assim como também o efeito devido àpresença dos íons cloretos na estrutura, mo-tivados pela ação da maresia, água do marou pela aplicação de substâncias cloradas.


○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○


Figura 5 - Nesta torre, à beira mar, trabalhos con-vencionais de recuperação perpetuam a corrosãono concreto armado.

Figura 6 - Repare os vazios em torno dos estribosdesta viga invertida, que contribuem para ativar oprocesso de corrosão.

Figura 7 - Variaçòes na concentração de íons cloretos aceleram a velocida-de de corrosão.


OPINIÃOQuem está sendo enganado?

A sistemática tradicional de recuperação estrutural motivada por corrosão resume-se no cor-te do concreto da área corroída, limpeza das armaduras em processo de corrosão e aplicaçãode uma argamassa, geralmente pré-fabricada “específica” para recuperação. Todos nós, quetrabalhamos nesta área, sabemos que esta solução conduz a um futuro (ou breve) processode corrosão que surgirá na área adjacente à recuperação ou na própria área recuperada.Estudos recentes comprovam que, aplicando-se argamassas ricas nisto ou naquilo, ocorreuma mudança na curva anódica, devido a remoção da antiga região anódica. Como conseqü-ência, haverá mudanças no ambiente que envolve as armaduras, mais precisamente uma re-passivação do aço acompanhado de uma alteração do pH. É a mudança na reação anódica,devido a “recuperação” que causa a diferença de potencial e isto, hoje, é perfeitamente de-monstrado pelas análises apresentadas. A “impermeabilidade” imposta na “recuperação” nãoafeta a reação anódica e sim a reação catódica, devido a mudança no controle da difusão dooxigênio e no transporte dos íons hidroxilas dentro da “recuperação”. Em outras palavras, acausa da corrosão não é atacada e o processo corrosivo continua ativo. Pior para o proprietá-rio da estrutura e para a empresa de recuperação.

Figura 8 - A projeção de concreto pura e simples,nos serviços de recuperação estrutural motivadospor corrosão, não altera a situaçao da corrosão.

Desta forma, podemos ver no diagrama que,se tivermos uma região com grande incidên-cia de oxigênio em uma peça estrutural na-turalmente submetida a um determinado po-tencial de corrosão e uma outra região, destamesma peça, com uma baixa concentraçãode oxigênio, com um outro potencial de cor-rosão, certamente haverá uma diferença depotencial que conduzirá a uma grande for-mação de corrosão. É esta diferença de po-tencial que causa a IE. Esta grande for-mação de corrosão localizada ou macropi-lha é chamada de pilha de concentração deoxigênio, motivada simplesmente pela for-ma como o oxigênio acessa a estrutura.

Os cloretos e a corrosão

Antes de nos referirmos aos íons cloretos,devemos lembrar que pertencem à famíliados íons halogênios, que têm como carac-

terística a extrema faci-lidade de formar subs-tâncias salinas ao com-binarem-se com ele-mentos eletropositivos,como o cálcio e o sódio.Assim orientados, pe-netram na camada óxi-do protetora existentesobre a armadura, dis-persando-a para a for-ma coloidal e tornando-a uma verdadeira penei-ra, além de favorecerreações de redução como oxigênio na superfície

do metal. Desta forma, na figura 7, as con-centrações de íons cloretos afetam os po-tenciais que surgem na superfície do aço,reduzindo sua região passiva, o que podeser evidenciado pelo conjunto de curvasanódicas A1 até A4, que representam regi-ões com diferentes concentrações de íonscloretos, ao mesmo tempo em que, com esteavanço, evidencia-se a diminuição propor-cional da região passiva do aço até o pontoem que, simplesmente, desaparece (A4).Nota-se, claramente, que à medida em queaumenta a concentração destes íons, os po-tenciais de corrosão das armaduras tornam-se mais negativos, aumentando sobremanei-ra a velocidade de corrosão. Imaginemos

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○


que numa peça estrutural de uma estruturatenhamos uma região não contaminada comcloretos e com um determinado potencial,E1 na figura 7. Se houver uma outra região,nesta mesma peça estrutural, formada pelomesmo concreto, só que agora contamina-do com cloretos e, naturalmente, submeten-do a armadura a um outro potencial E4, se-guramente teremos com ajuda da soluçãoexistente nos vazios do concreto, uma dife-rença de potencial e consequente formaçãode uma macropilha de corrosão, denomi-nada pilha eletroquímica, gerada por dife-rentes concentrações de cloretos.Todos sabemos que a formação de uma ma-cropilha conduz a um processo aceleradode corrosão, o que pode ser visto no diagra-ma da figura 7.

E a região “recuperada”?

Na figura 9, A é a curva anódica e CAM é acurva catódica de redução, ambas obtidasem uma determinada região da peça de con-creto armado, evidenciando ausência de ma-cropilha (AM), apresentando no ponto deinterseção (a) uma velocidade de corrosãoICORR I, e um potencial ECORR I. Portanto, ne-nhum “trabalho” foi executado até agora.Com a execução da “recuperação” estrutu-ral criou-se, automaticamente, uma novareação de redução CFM, com formação demacropilha (FM), pela diferença de poten-cial criada. A redução total (CT) será a somadas duas anteriores, sendo que o novo esta-do de corrosão fica caracterizado pelo pon-to T, que define um potencial E2 e uma ve-locidade de corrosão I2. Como se vê, o po-tencial de corrosão mudou para um valormais positivo E2, só que acompanhado porum aumento da velocidade de corrosão (I2).

Logo, observa-se que é a cinética da reaçãocatódica de redução que controla as veloci-dades de corrosão das armaduras do con-creto. Em outras palavras, a interferênciano controle da difusão do oxigênio e notransporte dos íons hidroxilas, dentro daárea “recuperada”, afeta sobremaneira a re-ação catódica de redução.

Recuperações perigosas

Passando da teoria à prática, materializare-mos dois exemplos bem comuns de como aIE pode ocorrer em um serviço de recupe-ração estrutural, motivado por corrosão nasarmaduras, após a execução do “serviço”.

1º caso práticoUma argamassa, grout ou concreto derecuperação extremamente denso ecompacto, aplicado sobre as armadurascorroídas, previamente limpas, de umconcreto originalmente mais permeávele menos resistente.

Figura 10 - A simples aplicação de uma argamassa, grout ou concreto sobre aarmadura anteriormente corroída, efetivamente nada muda no processo decorrosão. Repare que, com o tempo, teremos a curva C

3.


Figura 9 - Como um simples trabalho de recuperação altera toda a eletroquími-ca da corrosão. Para pior.

A análise dos potenciais é fundamental no controleda corrosão.

A análise deste primeiro caso será feita atra-vés do diagrama da figura 10, onde temos acurva A de reação anódica e a curva C1, dereação catódica simultânea. Ambas acon-tecendo em uma região da armadura cober-ta pelo concreto original da peça estrutural,mas apresentando grande permeabilidade aooxigênio. Pelo fato de termos, nesta região,uma alta concentração de oxigênio, haveráum potencial de corrosão E1. A curva C2representa a reação catódica após a “recu-peração” estrutural com uma argamassa,grout ou concreto de alta qualidade, bemcompacto, geralmente material pré-fabrica-do, envolvendo a zona corroída. Para estecaso, o potencial de corrosão é E2. Como sevê, a “recuperação” estrutural efetuada pro-vocou uma diferença de potencial (E2 – E1),causando uma IE, com conseqüente forma-ção de macropilha de corrosão, fato esteverificado, com o correr do tempo, atravésda curva C. Este mecanismo de corrosãopode ser melhor entendido pela figura 11,onde temos a região original vizinha à “re-cuperação” efetuada, com um ambiente ricoem oxigênio e, naturalmente, tornando-seum perfeito catodo para as reações de redu-ção do oxigênio. No lado direito, a zona de“recuperação” tornar-se-á (de novo) umanodo onde ocorrerão as reações de oxida-ção do aço.

2º caso práticoUma recuperação estrutural efetuadasobre um concreto contaminado comcloretos.

Aqui, uma “recuperação” foi executada so-bre um concreto contaminado por cloretose a figura 12 ilustra o caso. A curva A re-

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○


Para ter mais informaçõessobre Corrosão.Click aqui:


Fax consulta nº 46

presenta a armadura na região “tratada”,possuindo agora uma excelente região pas-siva pelo fato de não ter qualquer presençados diabólicos íons cloretos no novo ambi-ente (nova argamassa, grout ou concreto) queenvolve a armadura, após limpeza por esco-vagem ou hidrojateamento de areia. Nestenovo ambiente temos um alto teor de álcalisque elevou o pH da região tratada. A curvaA1, repare bem, reflete agora a situação doconcreto original adjacente, que encontra-secontaminado e que até o momento da “recu-peração”, efetivamente, não apresentava ris-co significativo, já que era uma região catódi-ca de reações de redução moderadas. Poisbem, agora passou a ser um grande e ferozanodo, sem qualquer presença de zona passi-vante e com alta taxa de corrosão. Como podese constatar, verifica-se o potencial de corro-são da região “recuperada” em E e da regiãooriginal em E1, obtendo-se, portanto, uma sig-

REFERÊNCIAS

• Joaquim Rodrigues é engenheiro civil, mem-bro de diversos institutos nos EUA, em assun-tos de patologia da construção. É editor e dire-tor da RECUPERAR, além de consultor técni-co de diversas empresas.

• ACI Committee 222. Corrosion of Metals inConcrete, ACI 222R-96. Manual of ConcretePractice Part I, American Concrete Institute.

• ASTM G 3. Standard Practice for ConventionsApplicable to Electrochemical MeasurementsIn Corrosion Testing. American Society ofTesting and Materials.

• Bamforth, P.B.; Prediction of the Onset ofReinforcement Corrosion Due to ChlorideIngress. International Congress on ConcreteAcross Borders, Danish Concrete Association.

• Cook, H.K. and W.J. McCoy. Influence ofChloride in Reinforced Concrete. ChlorideCorrosion of Steel in Concrete, ASTM STP629, D.E. Tonini and S.W. Dean, Jr., Eds.,American Society for Testing Materials.

• Gu, P., J.J. Beaudoin, P.J. Tumidajski, and N.P.Mailvaganam. Electrochemical Incompatibilityof Patches in Reinforced Concrete.

• Hime, W. and B. Erlin. Some Chemical andPhysical Aspects of Phenomena Associatedwith Chloride-Induced Corrosion. Corrosion,Concrete, and Chlorides, Steel Corrosion inConcrete: Causes and Restraints, ACI SP-102,F. W. Gidson, Ed., American concrete Institute.

• Schiessl, P. and M. Raupach. LaboratoryStudies and Calculations on the Influence ofCrack Width on Chloride-Induced Corrosionof Steel in Concrete. ACI Materials Journal.

nificativa diferença depotencial que causa aIE, com conseqüenteformação de umagrande região em es-tado de corrosão oumacropilha. Em outraspalavras, a região ori-ginal com concretocontaminado, adja-cente à “recupera-ção”, tornar-se-á umanodo, promovendo aoxidação ou corrosãodas armaduras ali si-tuadas. Veja a interse-ção com a curva cató-dica C. A região “re-cuperada”, agora

“perfeita” e não mais contaminada com íonscloretos tornar-se-á um catodo, ocorrendo aía redução do oxigênio. Veja a interseção coma curva C. As curvas de polarização apre-sentadas podem ser simplificadas pela figu-ra 13, onde se nota que, no lado esquerdo,que era um catodo, passou a ser um grandeanodo. A área “recuperada” passou a ser umbelo catodo.Com esta situação deflagrada, perguntar-se-á, qual será então a solução para neutralizara incompatibilidade eletroquímica nas recu-perações estruturais, motivadas por corrosãonas armaduras?Efetivamente, a única alternativa (mensu-rável) para a interrupção do processo decorrosão nas armaduras do concreto arma-do é a proteção catódica através de corren-te galvânica ou impressa.

Figura 12 - Em uma estrutura contaminada com cloretos, o mecanismo tradici-onal de recuperação só piora a situação do concreto armado.


Figura 11 - A situação da figura 9 fica mais evidenciado que a região intacta conti-nua servindo de catodo devido ao grande acesso de oxigênio permitindo a reaçãode redução. No lado direito “recuperado”, a desintegração ou corrosão do aço.

Figura 13 - Aqui fica mais claro a armadilha em que nos metemos ao executaruma recuperação numa estrutura com presença de cloretos. A área aparente-mente boa torna-se, agora, um grande anodo.

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

Permeation Grouting ou Jet Grouting? - engegraut.com.br · Saiba porque o Permeation Grouting tem...

Documents

Transcript of Permeation Grouting ou Jet Grouting? - engegraut.com.br · Saiba porque o Permeation Grouting tem...