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CORROSÃO EM ESTRUTURAS

METÁLICAS

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Metais ferrosos como o aço e o ferro fundido sãode largo uso na fabricação de estruturas e outroscomponentes.

Os metais apresentam atendência natural deatingirem um estágio maisestável por meio da formaçãode um composto metálico.

O processo espontâneo é acorrosão que é a reação dometal com componentes domeio considerado.

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Os principais minérios de ferro são Fe2O3 (hematita),Fe3O4 (magnetita), e 2 Fe2O3.3 H2O(limonita) .

Por redução destes se obtém o ferro elementar (puro)

O ferro elementar é instável, como os demais metais,e tende a voltar ao seu estado mais estável oxidando-se; causa básica da corrosão.

Nesse processo tem-se a formação do óxido de ferromais estável conhecido como ferrugem.

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consequências a) reposições de matéria prima, energia e mão-de-obra;

b) custos e manutenção de processos de proteção;

c) uso de materiais mais caros (aço inoxidável, etc) no lugardos mais baratos (aço ao carbono, etc);

d) superdimenisionamentos;

e) interrupções na produção;

f) perdas de produtos;

g) contaminações de produtos;

h) menor eficiência do equipamento;4

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i) eventuais riscos em potencial de acidentese poluição em ambientes de trabalho;

j) eventuais riscos em potencial de explosõese incêndios, etc;

k) queda de rendimento.

perda de propriedades das estruturas como aresistência mecânica, comprometendo aestabilidade da estrutura.

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O aço das estruturas sofreoxidação, pois normalmenteestão expostas ao tempo ouem ambientes úmidos emuitas vezes agressivos.

Cuidados com manutençãotanto corretiva comopreventiva, devem sertomados para prolongar avida útil das mesmas

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Como acontece a corrosão?

A maioria dos metais é encontradacombinada com um ou maiselementos, os minérios. que são asformas oxidadas na natureza.

A purificação dos metais exigeaplicação de energia em grandesquantidades. Assim como aconformação final.

A tendência de decréscimo energético é a principalforça motriz da corrosão.

Tipos de corrosãoCorrosão Atmosférica

A corrosão atmosférica do aço carbono é um processoeletroquímico (reações químicas + fluxo de elétrons). Metaissujeitos às condições climáticas sofrem este tipo de corrosão

A extensão do ataque depende das condições climáticas, daumidade relativa, da chuva, da neblina, orvalho, datemperatura do ar, ventos, poluentes e da superfície metálica,

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principais fatores tempo de contato tempo que a superfície fica

recoberta por uma película deágua (como a chuva e oorvalho).

poluição atmosférica os cloretos dos ambientes

marinhos se depositam comopequenas gotas ou cristaisformados.

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ação de sulfatos mais presente em ambientes

industriais, onde há presença desulfurados SOx como SO2, SO3 e oSO4

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O SO2 é gerado pela queima defósseis pela atividade vulcânica,solubilizado na água (chuva eorvalho) forma o ácido sulfuroso.Oxidado forma ácido sulfúrico.

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A previsão do desempenho do aço carbono em umambiente é complexa, depende de muitos fatores:

condição inicial de exposição;massa da amostra;orientação e velocidade do vento;condição de abrigo;natureza dos produtos de corrosão e poluentes nãomedidos.

O ambiente a que o aço está exposto que determinaa sua velocidade de corrosão.

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Corrosão Uniforme Se desenvolve de forma

homogênea sobre asuperfície metálica, aperda de massa eespessura igual em todosos pontos. Ocorre emambiente homogêneo.

Aços e carbono e as ligasde cobre sofrem este tipode ataque.

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O mecanismo dessa corrosão envolve a existênciareações eletroquímicas uniformemente.

É comum e de fácil controle, consiste em umacamada visível de óxido de ferro pouco aderente quese forma em toda a extensão do perfil.

A velocidade de corrosão uniforme é em geralexpressa em termos de perda de massa por unidadede superfície e por unidade de tempo ou pela perdade espessura de metal corroído em função do tempo

Ocorre pela exposição direta do aço carbono a umambiente agressivo sem um sistema protetor ouquando o mesmo é rompido e não reparado.

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Prevenção e Controle Limpeza superficial com jato de areia e renovar a

pintura antiga.

Reforço ou substituição dos elementos danificados.

Pode ser evitada com a inspeção regular daestrutura e com o uso de ligas especiais como o açoinoxidável.

Sua localização é uma das mais simples e permiteevitar problemas com manutenção preventiva.

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Corrosão por Placas Os produtos formam-se em placas que se desprendem

progressivamente.

Ocorre em metais que formam películas inicialmenteprotetoras que ao se tornarem espessas, fraturam eperdem aderência, expondo o metal ao novo ataque.

Podem ser formadas crostas espessas de ferrugem emforma de lâminas.

Ocorrem também quando a corrosão se dá por depósito,como em casos de aeração diferencial.

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Corrosão sob Tensão Resultante da soma de tensão

de tração e um meio corrosivo.

Normalmente, regiõestensionadas funcionam comoanodos.

Com o tempo surgem microfissuras que podem acarretarum rompimento brusco dapeça antes da percepção doproblema.

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Corrosão em Ranhuras Defeitos com cantos vivos,

locais para depósito de soluçãoaquosa, depósito e acúmulo desujeira ou exposição do materialnão protegido, podemapresentar essa corrosão.

Muitas vezes passamdespercebidas emmanutenções e se tornamvisíveis somente quando omaterial oxidado aflora nasuperfície após ataque maisintenso. 18

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Cuidados em Projetos É difícil proteger uma estrutura metálica se ela foi mal

projetada sob o ponto de vista da corrosão.

A proteção da corrosão mais barata e eficiente é oprojeto correto, desfavorecendo o ataque corrosivo.

Uma construção econômica é a que apresenta osmenores custos totais ao longo de sua vida.

Custos de manutenção, como a pintura, constituem parteimportante do custo total.

A construção mais barata pode não ser a maiseconômica.

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CORROSÃO EM ESTRUTURAS

DE CONCRETO

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É o principal material deengenharia usado emconstruções.

É usado nos mais variadostipos de construções como:pontes, edifícios, barragens,muros de arrimo, em pisosde tipos variados, pavimentosde estradas etc

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Flexibilidade na escolha das formas, economia,durabilidade, resistência ao fogo, possibilidade de serfabricado no próprio canteiro de obras e aparênciaestética.

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Vantagens do Uso

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Desvantagens do Uso baixa resistência à tração, baixa ductilidade e

alguma contração

composição As composições são variadas, mas contém (em

volume) entre 7 e 15% de cimento portland, 14 a21% de água, 0,5 a 8% de ar, 24 a 30% deagregados finos e 31 a 51% de agregados grossos.

A pasta de cimento atua como uma “cola” que ligaentre si as partículas do agregado

O cimento portland endurece devido a reações coma água, denominadas reações de hidratação.

Estas reações são complexas e não estãototalmente esclarecidas. 24

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A resistência à tração do concreto é dez a quinzevezes menor que à compressão.

Assim , o concreto é usado em compressão, nosprojetos de engenharia.

Se uma peça em concreto será submetida a forças detração (vigas), o concreto é moldado contendo no seuinterior barras de aço como reforço.

Desta forma, os esforços de tração são transferidospara o aço por aderência entre o aço e o concreto.

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Concreto Armado

O concreto reforçado por aço, na forma de barras,redes ou outras armaduras criteriosamente colocadas,recebe a designação de concreto armado.

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Uma variável do concreto armado é o concretoprotendido que pode ser pré ou pós tensionado

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Na hidratação são produzidos álcalis, principalmenteo hidróxido de cálcio que se dissolve na água epreenche os poros e capilares do concretoconferindo-lhe um caráter alcalino.

Isto proporciona uma passivação do aço que consistenuma capa ou película protetora composta de óxidoscompactos e contínuos, que mantém a armaduraprotegida, mesmo em concretos com elevadaumidade.

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O cimento recobre as armaduras, o concreto deveter alta compactação, sem falhas e com teor deargamassa adequado e homogêneo, para garantir,por impermeabilização, a proteção do aço aoataque de agentes agressivos externos.

A exposição das estruturas de concreto armado àscondições ambientes, chuva ácida, poluentes comoo SO2, e CO2 e especialmente a ambientescontaminados com cloretos, pode provocar acorrosão de armaduras.

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O CO2 ao penetrar no concreto e reage com oCa(OH)2, provocando a diluição do passivante daarmadura, com possibilidade de corrosão napresença de umidade.

A carbonatação é outra reação que provoca adiluição do passivante, permitindo o início doprocesso de corrosão, quando em presença de água(eletrólito), oxigênio e diferença de potencial daarmadura.

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A corrosão das armaduras destrói o aço imerso noconcreto, causa expansão volumétrica, gerandotensões significativas.

A manifestação da corrosão das armaduras ocorresob a forma de fissuras, destacamento docobrimento, manchas, redução da seção daarmadura e perda de aderência

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A aplicação do concretoe a adequada cura sãofundamentais para asua vida útil.

Muitas falhas podemocorrer nesta fase.

As mais comuns naaplicação do concretosão: elevado fatorágua/cimento que trazelevada porosidade doconcreto e fissuras deretração. 32

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Segregação doconcreto comformação de espaçosvazios ou “ninhos” deconcretagem,lançamento e vibraçãoincorretos, formasinadequadas, etc.

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Os íons cloreto (corrosão química) destroem apelícula passivadora, mas não atacam o concreto

Forma-se sílica gel pela reação de ataque ao silicatotricálcico do concreto

É grande o poder de destruição e requer maiorcuidado nas execução de obras litorâneas.

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