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UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO ESCOLA POLITCNICA DE PERNAMBUCO Programa de Ps-graduao em Engenharia Civil

ANA CARMELITA MENZES MOTA

AVALIAO DA PRESENA DE CLORETOS LIVRES EM ARGAMASSAS ATRAVS DO MTODO COLORIMTRICO DE

ASPERSO DA SOLUO DE NITRATO DE PRATA

Recife, PE 2011

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UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO ESCOLA POLITCNICA DE PERNAMBUCO Programa de Ps-graduao em Engenharia Civil




Dissertao apresentada ao Curso de Ps-graduao em Engenharia Civil da Escola Politcnica da Universidade de Pernambuco para obteno do ttulo de Mestre em Engenharia.

rea de Concentrao: Construo Civil Orientadora: Prof Dr Eliana Cristina Barreto Monteiro

Recife, PE 2011

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Dados Internacionais de Catalogao-na-Publicao (CIP) Universidade de Pernambuco Recife

Mota, Ana Carmelita Menzes M917a Avaliao da presena de cloretos livres em argamassas atravs do mtodo colorimtrico de asperso da soluo de nitrato de prata/ Ana Carmelita Menzes Mota. Recife : UPE, Escola Politcnica, 2011. 109 f.

Orientadora: Dra Eliana Cristina Barreto Monteiro Dissertao (Mestrado - Construo Civil) Universidade de Pernambuco, Escola Politcnica, Programa de Ps- Graduao em Engenharia Civil, 2011.

1. Corroso por cloretos 2. Nitrato de prata 3.Cloretos livres 4. Ensaio qualitativo 5. Construo civil - Dissertao

I. Monteiro, Eliana Cristina Barreto (Orient.) II.Universidade de Pernambuco, Escola Politcnica, III. Mestrado em Construo Civil. III. Ttulo.

CDU 624.01

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BANCA EXAMINADORA:

Orientadora:

Examinadores:

Recife, PE 2011

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DEDICATRIA

minha me, meu exemplo de coragem e amor. Aos meus bebs Gabriel, Maria Luiza e Bryant Jr.

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AGRADECIMENTOS

A Deus por ter me colocado em uma famlia maravilhosa, por me guiar sempre no caminho do bem e por colocar pessoas boas em minha vida.

minha orientadora que me acolheu desde o incio do mestrado e por quem eu tenho um enorme carinho. Agradeo pela amizade, pelo apoio, pela alegria e pelos conselhos.

minha famlia, meus irmos, cunhada e ao beb da casa, Biel. minha me. Pelo apoio dado em tudo que eu fao e pelo amor incondicional que tem pelos filhos. Pelo exemplo de mulher, pela coragem, fora e determinao. Amo voc para sempre!

Aos amigos que fiz durante o mestrado, os quais desejo todo sucesso e felicidade, em especial: a Fbio Virgolino (Fabito), pelas piadas, risadas, pela amizade e por todos os conselhos; a Jorge e Fernanda; a Clarissa Rodrigues, pela doura, pela amizade inesperada, pelo apoio nos momentos que precisei, pela companhia nas aventuras vividas em So Paulo; a Marilin Soares, pela pessoa fofa, alegre e espontnea; a Luiz Fernando pelas conversas, conselhos e parcerias; a Petrnio; a Marcelo; a Bianca; a Victor, pela ajuda dada na poca dos ensaios; a Dalton; a Clrio e a Adolpho.

A Joo Ribeiro, aluno de Iniciao Cientfica e meu amigo. Agradeo por toda fora dada, pelas idias, pelas iniciativas, pelo estmulo e apoio durante toda a pesquisa. Muito obrigada por ser essa pessoa especial, toro por seu sucesso!

Ao laboratorista da Poli, Fbio, por toda ajuda dada durante a realizao dos ensaios e por deixar o ambiente de trabalho mais divertido. Muito obrigada!

Capes e Facepe pelo apoio financeiro. Ao PROCAD por permitir a troca de experincias entre as Universidades de Pernambuco e de So Paulo.

Aos professores e funcionrios do Programa de Mestrado em Engenharia Civil (PEC) pelo apoio dado, em especial ao Prof Cardim, Prof Bda e Prof Yda.

Ao Prof Dr Enio Pazini por todo carinho dado nas solues de minhas dvidas e pela disponibilidade de vir participar de minha defesa.

Universidade de Pernambuco (UPE) pela disponibilidade dos laboratrios de ensaios.

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Aos professores e funcionrios da Universidade de So Paulo pela disponibilidade e carinho dados, em especial: ao Prof Dr Paulo Helene; Prof Dr Slvio Melhado; Prof Dr Slvia Selmo.

A todos os funcionrios do IPT pela recepo carinhosa e por toda disponibilidade dada nas visitas, em especial: Dr Valdecir; Eng Fabiano Chotoli, Dr Srgio ngulo, Dr Mirian Cruxn e Eng Adriana Arajo.

Aos funcionrios da ABCP pela ateno dada na visita, em especial: Arnaldo Battagin e Ana Lvia Silveira.

Ao Prof Dr Salomon Levy pelo carinho, disponibilidade e material didtico fornecido.

Aos funcionrios da Falco Bauer pela recepo e ateno dada, em especial a Juliana de Carvalho.

Tecomat e aos seus funcionrios pela realizao do Ensaio de Resistncia Compresso nos corpos-de-prova da pesquisa, em especial ao Dr Tibrio e Prof Dr ngelo Just, pela realizao dos ensaios sem custo algum, pelas crticas e opinies dadas na pesquisa.

Aos meus amigos, por compreender minha ausncia em alguns momentos, principalmente para aqueles que eu guardo debaixo de sete chaves e dentro do meu corao: Marizngela (M), pelo apoio em tudo que eu fao; Luciana (lulu) pelas colhidas em sua casa e pelo carinho; Aldileide (Aldi) pela amizade e conversas; Claudinha, meu amorzinho; Dinho, o irmo que escolhi ter; Augusto, pela enorme ajuda dada na entrega dos materiais utilizados nos ensaios; Alessandra, Brbara, pelas conversas e amizade; Claudenice, meu docinho e Mrcia, pelas contribuies dadas no AutoCAD.

E como diria Carlos Drummond de Andrade: A cada dia que vivo mais me conveno de que o desperdcio da vida est no amor que no damos, nas foras que no usamos, na prudncia egosta que nada arrisca, e que, esquivando-se do sofrimento, perdemos tambm a felicidade.

Obrigada a todos que diretamente ou indiretamente me ajudaram e me apoiaram nessa etapa da minha vida.

Aninha.

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EPGRAFE

O futuro no o resultado da escolha entre caminhos alternativos oferecidos pelo presente, mas um lugar que criado, criado primeiro na mente e na vontade, criado depois na atividade. O futuro no um lugar para o qual estamos indo, mas um lugar que estamos criando. Os caminhos no so para ser encontrados e a atividade de constru-los, muda tanto quem os faz quanto o destino.

Deborah James

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RESUMO Acreditou-se por muitos anos que o concreto possua uma durabilidade ilimitada e, entre as dcadas de 80 e 90, manifestaes patolgicas comearam a ter nfase devido intensidade, rapidez e freqncia de que surgiam. A corroso de armaduras apresentou-se, dentre as principais patologias, como uma das mais importantes e onerosas manifestaes. Devido a ocupao territorial do Brasil ser basicamente litornea, as estruturas de concreto armado, localizadas nestas reas, esto sujeitas ao ataque de ons cloreto provenientes da exposio nvoa salina, s arrebentaes das ondas do mar e seus respingos. A durabilidade das estruturas de concreto dependente de uma srie de fatores, inclusive da realizao de manutenes ao longo do tempo, e o desempenho da construo avaliado por meio de inspeo visual associada a ensaios de campo e laboratrio. O mtodo colorimtrico de asperso da soluo de nitrato de prata um ensaio realizado in loco para a identificao da presena de cloretos livres nas estruturas de concreto. Por ser de fcil aplicao e por obter resultados imediatos, este ensaio vem contribuir ao meio tcnico pelo auxlio na escolha da tcnica de reparo a ser aplicada, enquanto no se obtm anlises de ensaios mais criteriosos. Neste contexto, o presente trabalho buscou avaliar, atravs desta tcnica, a presena de cloretos livres em corpos-de-prova confeccionados com cimento Portland CPII Z 32. Para a realizao do procedimento experimental foram estabelecidas duas formas de induo de ons cloreto nas amostras da pesquisa e, partindo do princpio de acelerar a ocorrncia da corroso de armaduras, as formas de induo ficaram definidas em contaminao interna (sries A), por meio da insero de diferentes percentuais de cloretos em relao massa de cimento e a contaminao externa (srie B), atravs do procedimento de expor os corpos-de-prova a perodos de secagem e imerso parcial em soluo salina. Para dar confiabilidade aos resultados das anlises, julgou-se necessrio a realizao de ensaios paralelos ao de asperso de nitrato de prata, compreendendo os seguintes ensaios para o programa experimental: ensaio de resistncia compresso, ensaio de profundidade de carbonatao e ensaio eletroqumico com potencial de corroso. As propores de cloretos para as sries A ficaram definidas com os seguintes valores: 0%; 0,4%; 0,6%; 0,8%; 1% e 2%. Enquanto, na srie B, as amostras foram imersas em uma soluo salina de 5% de NaCl. Aps a asperso da soluo de nitrato de prata nos corpos-de-prova (sries A), pde-se observar a existncia de um perodo de fixao dos cloretos livres com os compostos do cimento, com exceo das amostras de referncia e as de 0,4%. Os resultados encontrados das amostras de referncia foram inesperados, devido ao aparecimento de reas brancas, que segundo a metodologia do ensaio, seriam indicativas de presena de cloretos livres e, por conta disto, realizou-se a anlise qumica da areia. Os resultados da srie que continha 0,6% de cloretos apresentaram 54% de rea branca aos 7 dias, 34% de rea branca aos 28 dias e 25% aos 56 dias, deixando evidente o processo de combinao qumica dos cloretos aos compostos do cimento. Assim como as amostras de 0,6%, as demais sries (0,8%, 1% e 2%) tambm apresentaram este processo de fixao dos cloretos. A frente de penetrao de cloretos nas amostras submetidas contaminao externa no pde ser visualizada nos resultados, pois a relao a/c de 0,6 proporcionou uma rpida difuso da soluo salina dentro dos corpos-de-prova. Fica evidente que ensaios qualitativos, como o de asperso de nitrato de prata, no substituem os ensaios mais verossmeis de quantificao dos cloretos presentes na estrutura, mas em contrapartida, sua praticidade de grande auxlio quando se deseja determinar in loco se h na estrutura a contaminao dos cloretos, antes de proceder o envio de materiais para ensaios laboratoriais caros e demorados, bem como, a possibilidade de se realizar um mapeamento dos pontos de riscos da construo.

Palavras-chave: Corroso por cloretos. Cloretos livres. Ensaio qualitativo. Nitrato de prata.

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ABSTRACT

It was believed by many that the concrete had an unlimited durability, and between the 80 and 90, began to have pathologic focus because of the intensity, speed and frequency that arose. Corrosion of reinforcement presented itself, among the major diseases, such as one of the most important and costly events. Because of land occupation in Brazil is mainly coastal, the reinforced concrete structures located in these areas are subject to attack by chloride ions from salt spray exposure, the breakers of the sea waves and their splashes. The durability of concrete structures is dependent on a number of factors, including the completion of maintenance over time, and building performance is evaluated by visual inspection combined with laboratory and field trials. The colorimetric method of spraying the solution of silver nitrate is a test conducted on-site to identify the presence of free chloride in concrete structures. Because it is easy to apply and get immediate results, this paper contributes to the technical means for their help in the choice of repair technique to be applied, until you get the most insightful analysis of trials. In this context, this study sought to evaluate, using this technique, the presence of free chloride in the bodies of the test piece made with Portland cement CPII Z - 32. To perform the experimental procedure were established two forms of induction of chloride ions in the samples of research and, assuming the occurrence of accelerated corrosion of reinforcement, forms of induction were defined in internal contamination (series A), by inclusion of different percentages of chlorides in relation to the cement paste and external contamination (Series B) by the procedure of exposing the bodies of the test piece to periods of drying and partial immersion in saline solution. To give reliability to the results of the analysis, it was deemed necessary to perform tests parallel to the spray of silver nitrate, comprising the following trials for the experimental program: testing of compressive strength, carbonation depth of testing and testing electrochemical potential corrosion. The proportion of chlorides for the series were defined with the following values: 0%, 0,4%, 0,6%, 0,8%, 1% and 2%. While the B series, the samples were immersed in a saline solution of 5% NaCl. After spraying the solution of silver nitrate in the bodies-for-test (series A), we could observe the existence of a fixation period of free chlorine with compounds of cement, with the exception of the reference samples and from 0,4%. The results of the reference samples were unexpected due to the appearance of white areas, which according to the methodology of the trial, would be indicative of the presence of free chloride, and because of this, we carried out chemical analysis of the sand. The results of the series that contained 0.6% chloride showed 54% of the white area at 7 days, 34% white area at 28 days and 25% at 56 days, making it clear the process of chemical combination of chlorine with compounds of cement. As the samples of 0,6%, the other series (0,8%, 1% and 2%) also showed that the process of setting chlorides. The front of penetration of chlorides in the samples subjected to external contamination could not be displayed in the results, because the w / c ratio of 0.6 provided a rapid diffusion of saline into the bodies of the test piece. It is evident that qualitative analysis, such as sprinkling of silver nitrate, the tests do not replace more credible quantification of chlorides present in the structure, but in return, its practicality is helpful when you want to determine if there is on-site structure of chloride contamination, prior to sending materials expensive and time-consuming laboratory tests, as well as the possibility of performing a mapping of points of the construction risks.

Keywords: Corrosion by chlorides. Chloride free. Qualitative assay. Silver nitrate.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Modelo simplificado para definio de vida til (TUUTTI, 1982). ..................................... 26

Figura 2 - Modelo ampliado para definio de vida til (HELENE, 1993). ......................................... 27

Figura 3 - Desenho esquemtico da morfologia da corroso: (a) Corroso generalizada; (b) Corroso localizada por pite; (c) Corroso localizada sob tenso (ANDRADE, 1992). ...................................... 30

Figura 4 - Corroso sob uma gota de soluo de NaCl (BERTOLINI, 2010). ..................................... 34

Figura 5 - Representao esquemtica de uma estrutura de concreto armado exposto gua do mar Fonte: Adaptado de MEHTA; MONTEIRO (2008). ............................................................................ 36

Figura 6 - Formas de ocorrncia de ons cloreto na estrutura do concreto (CASCUDO, 1997). .......... 37

Figura 7 - Exemplo de penetrao dos cloretos por diversos mecanismos em uma estrutura marinha (ADAPTADO BERTOLINI, 2010). ..................................................................................................... 42

Figura 8 - Representao esquemtica do processo de carbonatao (CEB, 1984). ............................. 48

Figura 9 - Desenho esquemtico do corpo-de-prova prismtico (Adaptado MONTEIRO, 1996). ....... 58

Figura 10 - Fluxograma da quantidade de corpos-de-prova. ................................................................. 60

Figura 11 - Curva granulomtrica da areia utilizada no programa experimental. ................................. 68

Figura 12 - Procedimento adotado no ensaio de asperso da soluo de AgNO3 (A - corpo-de-prova 5 cm x 10 cm, B - seccionamento da amostra, C - borrifamento da soluo de AgNO3, D - anlise visual da colorao da superfcie). ................................................................................................................... 74

Figura 13 - Resultado do ensaio de resistncia compresso dos corpos-de-prova aos 56 dias. ......... 78

Figura 14 - Profundidade de carbonatao das amostras. ..................................................................... 79

Figura 15 - Evoluo da variao de massa dos corpos-de-prova prismticos. .................................... 81

Figura 16 - Evoluo do potencial de corroso dos corpos-de-prova prismticos. ............................... 82

Figura 17 - Evoluo das perdas gravimtricas. .................................................................................... 84

Figura 18 - Evoluo da variao de massa dos corpos-de-prova cilndricos submetidos ao ensaio de nitrato de prata at 7 dias....................................................................................................................... 85

Figura 19 - Evoluo da variao de massa dos corpos-de-prova cilndricos submetidos ao ensaio de nitrato de prata at 28 dias..................................................................................................................... 85

Figura 20 - Evoluo da variao de massa dos corpos-de-prova cilndricos submetidos ao ensaio de nitrato de prata at 56 dias..................................................................................................................... 86

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Figura 21 - Porcentagem mdia das reas brancas das amostras de referncia. .................................... 87

Figura 22 - Porcentagem de rea branca nas amostras com teor de 0,4% de cloretos. ......................... 90



Figura 25 - Porcentagem de rea branca nas amostras com teor de 1% de cloretos. ............................ 97

Figura 26 - Porcentagem de rea branca nas amostras com teor de 2% de cloretos. ............................ 98

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Classes de agressividade ambiental (NBR 6118, ABNT, 2003). ......................................... 28

Tabela 2 - Valor crtico de cloretos em concreto armado (GENTIL, 2007). ........................................ 38

Tabela 3 - Resumo de algumas variveis envolvidas nas pesquisas do mtodo colorimtrico de asperso de nitrato de prata. .................................................................................................................. 52

Tabela 4 - Variveis independentes do programa experimental. .......................................................... 55

Tabela 5 - Variveis dependentes do programa experimental............................................................... 55

Tabela 6 - Denominao das sries. ...................................................................................................... 57

Tabela 7 - Quantitativos dos materiais para confeco da argamassa. .................................................. 59

Tabela 8 - Composio Qumica do CPII Z 32 (Dados fornecidos pelo fabricante). ......................... 66

Tabela 9 - Ensaios Fsicos e Mecnicos do CPII Z - 32 (Dados fornecidos pelo fabricante). .............. 67

Tabela 10 - Caracterizao do agregado mido. ................................................................................... 68

Tabela 11 - Total de leituras de profundidade de carbonatao realizadas na pesquisa. ...................... 71

Tabela 12 - Critrio de avaliao dos resultados das medidas eletroqumicas de acordo com a norma ASTM C 876 (2009). ............................................................................................................................ 72

Tabela 13 - Total de faces analisadas dos corpos-de-prova da pesquisa para o ensaio de asperso de nitrato de prata. ...................................................................................................................................... 75

Tabela 14 - Etapas do procedimento de penetrao de ons cloreto. ..................................................... 76

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LISTA DE FOTOGRAFIAS

Fotografia 1 - Mistura de cimento e gua de amassamento.......................................... 62

Fotografia 2 - Mistura com o acrscimo gradual da areia............................................. 62

Fotografia 3 - Identificao dos CPs........................................................................... 62

Fotografia 4 - Cura mida dos CPs.............................................................................. 62

Fotografia 5 - Soluo de cido clordrico.................................................................... 63

Fotografia 6 - Lavagem e escovao das barras de ao................................................ 63

Fotografia 7 - Imerso das barras em acetona............................................................... 63

Fotografia 8 - Identificao das barras e armazenamento em slica gel....................... 63

Fotografia 9 - Formas prismticas................................................................................ 64

Fotografia 10 - Moldagem dos corpos-de-prova prismticos......................................... 64

Fotografia 11 - Adensamento do corpo-de-prova prismtico......................................... 64

Fotografia 12 - Desmoldagem e identificao dos corpos-de-prova.............................. 64

Fotografia 13 - Colocao dos fios flexveis na armadura.............................................. 65

Fotografia 14 - Colocao do epxi na face superior do corpo-de-prova....................... 65

Fotografia 15 - Corpos-de-prova na etapa de secagem na estufa................................... 76

Fotografia 16 - Corpos-de-prova na etapa de imerso parcial........................................ 76

Fotografia 17 - Evoluo da profundidade de carbonatao das amostras de referncia................................................................................................

80

Fotografia 18 - Evoluo da rea branca das amostras de referncia ao longo do tempo......................................................................................................

89

Fotografia 19 - Evoluo da rea branca das amostras com teor de 0,4% de cloretos...................................................................................................

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96

Fotografia 22 - Evoluo da rea branca das amostras com teor de 1% de cloretos...................................................................................................

97

Fotografia 23 - Evoluo da rea branca das amostras com teor de 2% de cloretos...................................................................................................

99

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Fotografia 24 - Ensaio com asperso de nitrato de prata antes e depois dos semiciclos de secagem e imerso.............................................................................

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LISTA DE ABREVIAES

ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas

ACI American Concrete Institute

ASTM American Society for Testing and Materials

COMPESA Companhia Pernambucana de Saneamento

CPI Cimento Portland Comum

CPII F Cimento Portland Composto com Fler

CPII Z Cimento Portland Composto com Pozolana

CPIII Cimento Portland de Alto Forno

CPV ARI RS Cimento Portland de Alta Resistncia Inicial Resistente Sulfatos

CPV ARI RS MS Cimento Portland de Alta Resistncia Inicial Resistente Sulfatos com Adio de Slica Micropulverizada

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LISTA DE SMBOLOS

a/c Relao gua/cimento

AgNO3 Nitrato de Prata

CaCl2 Cloreto de Clcio

CaO xido de Clcio CE Contaminao Externa

Cl on Cloreto C3A Aluminato Triclcico

C4AF Ferro Aluminato Tetraclcico

CO2 Dixido de Carbono

C2S Silicato Diclcico

C3S Silicato Triclcico

Cu+ on Cobre Fe2+ ons Ferro H+ on Hidrognio H2O Monxido de Hidrognio

Na+ on de Sdio NaCl Cloreto de Sdio

OH on Hidroxila O2 Gs Oxignio

pH Potencial Hidrogeninico

Fe(OH)2 Hidrxido de ferro II Fe(OH)3 Hidrxido de ferro III

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SUMRIO

1. INTRODUO ................................................................................................................................ 21

1.2 Objetivo geral .............................................................................................................................. 23

1.3 Objetivos especficos................................................................................................................... 23

1.4 Metodologia da pesquisa ............................................................................................................. 23

1.5 Estrutura da dissertao ............................................................................................................... 24

2. CONCEITO DE DURABILIDADE E VIDA TIL DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO ............................................................................................................................................. 25

3. CORROSO ..................................................................................................................................... 29

3.1 Natureza eletroqumica da corroso ............................................................................................ 31

3.2 Corroso por cloretos .................................................................................................................. 34

3.2.1 Mecanismo de transporte dos agentes agressivos ............................................................... 39

3.2.1.1 Absoro capilar ........................................................................................................... 39

3.2.1.2 Difuso .......................................................................................................................... 40

3.2.1.3 Permeabilidade ............................................................................................................. 41

3.2.2 Fatores que influenciam na penetrao dos cloretos ........................................................... 42

3.2.2.1 Relao a/c e porosidade .............................................................................................. 42

3.2.2.2 Tipo de cimento ............................................................................................................. 43

3.2.2.3 Compactao e cura ...................................................................................................... 44

3.2.2.4 Temperatura .................................................................................................................. 46

3.2.2.5 Fissuras ......................................................................................................................... 46

3.2.2.6 Carbonatao ................................................................................................................ 47

4. MTODO COLORIMTRICO DE ASPERSO DA SOLUO DE NITRATO DE PRATA .... 50

5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ............................................................................................ 54

5.1 Metodologia da pesquisa ............................................................................................................. 54

5.1.1 Variveis independentes ....................................................................................................... 54

5.1.2 Variveis dependentes .......................................................................................................... 55

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5.2 Definio das sries de ensaios ................................................................................................... 56

5.3 Corpos-de-prova .......................................................................................................................... 57

5.3.1 Tipos de corpos-de-prova ..................................................................................................... 57

5.3.2 Argamassa ............................................................................................................................ 58

5.3.3 Quantidade de corpos-de-prova ........................................................................................... 59

5.3.4 Moldagem ............................................................................................................................. 60

5.3.4.1 Corpos-de-prova cilndricos ......................................................................................... 61

5.3.4.2 Corpos-de-prova prismticos ........................................................................................ 62

5.4 Ensaios Complementares ............................................................................................................ 65

5.4.1 Caracterizao dos Materiais .............................................................................................. 65

5.4.1.1 Cimento ......................................................................................................................... 65

5.4.1.2 Areia .............................................................................................................................. 67

5.4.1.3 gua de amassamento ................................................................................................... 69

5.4.2 Ensaio de profundidade de carbonatao ............................................................................ 70

5.4.3 Ensaio eletroqumico com o potencial de corroso ............................................................. 71

5.4.4 Ensaio de resistncia compresso ..................................................................................... 72

5.5 Ensaio colorimtrico de asperso de soluo de nitrato de prata ................................................ 73

5.6 Procedimento de induo de ons cloretos atravs de semiciclos de secagem e imerso parcial 75

6. DISCUSSO DOS RESULTADOS ................................................................................................. 78

6.1 Ensaio de resistncia compresso ............................................................................................. 78

6.2 Ensaio de profundidade de carbonatao .................................................................................... 78

6.3 Ensaio eletroqumico com o potencial de corroso ..................................................................... 80

6.3.1 Evoluo da variao de massa dos corpos-de-prova prismticos ..................................... 80

6.3.2 Evoluo do potencial de corroso (Ecorr) ........................................................................... 82

6.3.3 Perda gravimtrica .............................................................................................................. 83

6.4 Ensaio colorimtrico de asperso da soluo de nitrato de prata ................................................ 84

6.4.1 Evoluo da variao de massa dos corpos-de-prova cilndricos ....................................... 84

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6.4.2 Ensaio de asperso da soluo nitrato de prata .................................................................. 86

6.4.2.1 Argamassas de referncia Srie A0% .......................................................................... 87

6.4.2.2 Argamassas com teor de 0,4% de cloretos em relao massa de cimento Srie A0,4% ................................................................................................................................................... 89



6.4.2.5 Argamassas com teor de 1% de cloretos em relao massa de cimento Srie A1% 96

6.4.2.6 Argamassas com teor de 2% de cloretos em relao massa de cimento Srie A2% 98

6.5 Procedimento de induo de ons cloreto atravs de semiciclos de secagem e imerso parcial . 99

7. CONSIDERAES FINAIS .......................................................................................................... 101

7.1 Sugestes para futuras pesquisas ............................................................................................... 102

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ................................................................................................ 103

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1. INTRODUO

A formao territorial do Brasil baseada no sistema de ocupao litornea, pois no contexto histrico, os primeiros assentamentos portugueses em terras brasileiras localizaram-se na zona costeira, gerando zonas de adensamento em seu entorno, vindo a constituir as primeiras redes de cidades. A urbanizao, a industrializao e a explorao turstica so alguns dos fatores prioritrios para a dinmica de ocupao da zona costeira (BORELLI, 2007).

De acordo com SMA/CPLEA (2005) apud Borelli (2007), mais da metade da populao brasileira vive a uma distncia de aproximadamente 60 km do mar, enquanto 20% da populao em zona costeira, correspondendo a um contingente de 42 milhes de habitantes, em uma rea aproximada de 388.000 km.

A partir do incio do sculo XX, teve a intensificao da utilizao de concreto no Brasil e por muitos anos acreditou-se que este tipo de material possua uma durabilidade ilimitada, onde estruturas construdas com este material praticamente no precisavam de reparos. Entre as dcadas de 80 e 90, manifestaes patolgicas comearam a ter nfase devido intensidade, rapidez e freqncia de que surgiam, fazendo com que o conceito de durabilidade ilimitada do concreto modificasse. Dentre as principais patologias, a corroso da armadura destacou-se como uma das mais importantes e onerosas manifestaes (PEREIRA et al, 2010).

As estruturas de concreto armado localizadas na zona litornea esto mais propcias ao ataque de ons cloreto proveniente da exposio nvoa salina, s arrebentaes das ondas do mar e seus respingos. Estas condies ambientais de agressividade forte e muito forte permitem uma maior incidncia de corroso de armaduras.

Pontes et al (2007) apud Mota et al (2010) verificaram que estruturas localizadas at 400 metros do mar apresentavam alto teor de ons cloreto. Em uma pesquisa realizada em Recife/PE, os autores apresentaram a relao entre a deposio mdia de cloretos e a distncia das estruturas de concreto armado em relao ao mar. As estruturas que se encontravam a 7 m do mar apresentaram um teor de ons cloreto de 586,27 mg/m.dia, aos 100 m foi encontrado um teor de 297,10 mg/m2.dia, aos 160 m o teor foi de 119,32 mg/m2.dia, aos 230 m o teor

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encontrado foi de 35,85 mg/m2.dia e aos 320 m o teor foi de 35,87 mg/m2.dia, sendo os ons cloreto um dos principais causadores da despassivao das armaduras.

Andrade (1997) apud Mota et al (2010) realizou uma anlise das manifestaes patolgicas em estruturas de concreto armado no estado de Pernambuco e constatou que 65% das patologias encontradas eram de corroso de armaduras, possivelmente devido localizao geogrfica que permitia um contato maior das estruturas com a nvoa salina.

A situao mais agressiva e responsvel pelo maior nmero de casos de corroso de armaduras a presena de ons cloreto na estrutura, pois estes ons possuem a capacidade de destruir de forma pontual a capa passivante da armadura, progredindo em profundidade at a ruptura pontual das barras (ANDRADE, 1992).

A durabilidade das estruturas de concreto armado dependente, entre outros fatores, da realizao de manutenes ao longo do tempo. O desempenho da construo avaliado inicialmente em uma inspeo visual associada a ensaios de campo e de laboratrio, podendo atravs dos dados obtidos estimar a vida til das estruturas. Desta forma, podem-se escolher com facilidade as tcnicas de recuperao e de proteo mais adequadas e de melhor custo benefcio para a manuteno da edificao (ARAJO et al, 2010).

A escolha do ensaio para identificao e quantificao de cloretos depender da finalidade que se destina a anlise, devendo-se levar em considerao a preciso dos resultados, o tempo disponvel para a realizao do ensaio e obteno dos dados, bem como, a existncia de equipamentos e mo-de-obra especializada para execuo do ensaio, sem esquecer o custo necessrio pelo servio.

O mtodo colorimtrico de asperso da soluo de nitrato de prata, aplicado pra identificao de cloretos livres presentes em concreto, trata-se de um ensaio prtico, fcil e de resultado imediato, enquanto os ensaios laboratoriais para a identificao e quantificao dos cloretos so onerosos e demorados. O mtodo de aplicao do ensaio semelhante ao ensaio de profundidade de carbonatao que utiliza um indicador qumico.

O ensaio de asperso da soluo de nitrato de prata vem contribuir ao meio tcnico por sua praticidade de aplicao e pela capacidade de identificar na estrutura de concreto armado a

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existncia ou no de cloretos, podendo assim, antecipar a escolha da tcnica de reparo a ser aplicada, enquanto no se tem os resultados de ensaios mais criteriosos para a anlise de cloretos.

1.2 Objetivo geral

Avaliar a presena de cloretos livres pelo mtodo colorimtrico de asperso de nitrato de prata em argamassas.

1.3 Objetivos especficos

Verificar a capacidade de fixao de cloretos do cimento Portland CPII Z 32 a partir da confeco de corpos-de-prova com diferentes teores de cloretos inseridos argamassa;

Mensurar os resultados encontrados aps a aplicao do mtodo colorimtrico de asperso de nitrato de prata nas amostras contaminadas internamente e externamente por cloretos, atravs da anlise das reas de mudana de cor com o auxlio de um software computacional;

Examinar atravs do mtodo colorimtrico de asperso de nitrato de prata a frente de cloretos formada nos corpos-de-prova submetidos ao procedimento de induo de cloretos atravs dos semiciclos de imerso e secagem;

Avaliar por meio do ensaio eletroqumico de potencial de corroso a situao da passividade do ao nas circunstncias de contaminao interna e externa por cloretos dos corpos-de-prova.

1.4 Metodologia da pesquisa

A metodologia adotada para alcanar os objetivos propostos durante a realizao da pesquisa apresenta-se na seguinte forma:

Reviso bibliogrfica sobre o tema envolvido;

Definio do trao utilizado, dos tipos de corpos-de-prova e preparao das amostras;

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Realizao de ensaios de caracterizao no agregado mido empregado na pesquisa, para a definio de suas propriedades;

Realizao do ensaio de asperso da soluo de nitrato de prata e do ensaio eletroqumico de potencial de corroso nos corpos-de-prova, bem como, os ensaios complementares;

Anlise e interpretao dos resultados obtidos.

1.5 Estrutura da dissertao

O contedo da dissertao foi estruturado em sete captulos, sendo que o Captulo 1 apresenta de forma geral a importncia do estudo e o objetivo de realizar esta pesquisa. Para conseguir alcanar o objetivo geral foram traados alguns objetivos especficos como auxlio para a avaliao do mtodo em estudo.

Os Captulos 2 e 3 abordam alguns conceitos sobre a corroso de armadura, em especial, a corroso provocada por cloretos. Estudos realizados com o mtodo colorimtrico de asperso da soluo de nitrato de prata so explanados no Captulo 4.

O Captulo 5 traz a metodologia aplicada ao procedimento experimental para cada ensaio realizado na pesquisa, desde o ensaio de asperso de nitrato de prata, foco principal da dissertao, como os ensaios complementares realizados para auxiliar a anlise dos resultados obtidos pelo mtodo colorimtrico.

O Captulo 6 apresenta a discusso dos resultados encontrados em todos os ensaios realizados nesta pesquisa, levando em considerao a influncia dos cloretos sob o comportamento do concreto, bem como, a capacidade do ensaio de asperso de nitrato de prata em identificar a presena dos cloretos livres.

O Captulo 7 apresenta as consideraes finais sobre o tema da pesquisa, avaliando se o mtodo colorimtrico de asperso de nitrato de prata vlido e aplicvel na prtica da anlise de contaminao estruturas de concreto armado por ons cloreto.

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2. CONCEITO DE DURABILIDADE E VIDA TIL DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO

A NBR 6118 (ABNT, 2003, p.11) define a durabilidade como: Consiste na capacidade de a estrutura resistir s influncias ambientais previstas e definidas em conjunto pelo autor do projeto estrutural e o contratante, no incio dos trabalhos de elaborao do projeto. Mais a diante, a norma apontou como exigncia de durabilidade a seguinte meno:

As estruturas de concreto devem ser projetadas e construdas de modo que sob as condies ambientais previstas na poca do projeto e quando utilizadas conforme preconizado em projeto conservem suas segurana, estabilidade e aptido em servio durante o perodo correspondente sua vida til (NBR 6118, ABNT, 2003, p.13).

Segundo o ACI Committee 201 (2002), a durabilidade a capacidade que as estruturas de concreto tm em resistir ao de intempries, ataque qumico, abraso ou qualquer processo de deteriorao.

Bertolini (2010) diz que uma estrutura s pode ser considerada durvel quando sua vida til for, no mnimo, igual vida til projetada e complementa dizendo que o requisito de durabilidade deve ser considerado de forma igual s dos demais requisitos exigidos na fase de projeto, como exemplo, a resistncia estrutural, onde juntos iro convergir, ao menor custo, a definio de um projeto timo de estrutura.

comum o conceito de durabilidade estar associado definio de vida til. E sobre a vida til, a norma conceitua como sendo:

Por vida til de projeto, entende-se o perodo de tempo durante o qual se mantm as caractersticas das estruturas de concreto, desde que atendidos os requisitos de uso e manuteno prescritos pelo projetista e pelo construtor, bem como de execuo dos reparos necessrios decorrentes de danos acidentais. O conceito de vida til aplica-se estrutura como um todo ou s suas partes. Dessa forma, determinadas partes das estruturas podem merecer

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considerao especial com valor de vida til diferente do todo (NBR 6118, ABNT, 2003, p.13).

A vida til, segundo Bertolini (2010), o perodo em que a estrutura garante todas as funes para as quais foi projetada alm de sua estabilidade, desde a sua concepo.

O modelo simplificado de Tuutti (1982), Figura 1, para definir a vida til foi relacionado degradao da estrutura ao ataque de corroso de armaduras em duas etapas: o perodo de iniciao, definido pelo tempo que o agente agressor demora em atravessar o cobrimento e provocar a despassivao da armadura; e o perodo de propagao, tempo de acumulao progressiva da deteriorao at um nvel tolervel da mesma.

Figura 1 - Modelo simplificado para definio de vida til (TUUTTI, 1982).

Helene (1993), para caracterizar o modelo de vida til, estabeleceu algumas diferenas entre os conceitos e introduziu como complemento a expresso vida til residual, permanecendo as seguintes definies (Figura 2):

Vida til de projeto: tempo decorrido at a despassivao da armadura; Vida til de servio: tempo equivalente ao perodo de despassivao mais o perodo de

propagao da corroso at os nveis tolerveis;

Vida til ltima ou total: tempo decorrido desde a concepo da estrutura at o colapso parcial ou total pela corroso;

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Vida til residual: perodo correspondente a capacidade que uma estrutura ter em desempenhar suas funes a partir da data de uma vistoria

Figura 2 - Modelo ampliado para definio de vida til (HELENE, 1993).

Da Silva et al (2010) analisaram a NBR 6118 (ABNT, 2003) no que concerne durabilidade e vida til. Os autores consideraram a vida til como sendo o tempo necessrio para a iniciao da despassivao da armadura por cloretos, sem o envolvimento de outros mecanismos de deteriorao. Estudou-se a previso da vida til, atravs de uma modelagem matemtica, em duas estruturas sujeitas despassivao e que estivessem atendendo os critrios exigidos nas normas NBR 6118 (ABNT, 2003) e ACI 318 (2008).

Os pesquisadores constataram que a norma brasileira est alinhada com a tendncia internacional na especificao de classes de agressividade ou de exposio e que a norma visa garantir a durabilidade somente por meio da definio da relao a/c mxima, da resistncia compresso mnima e do cobrimento mnimo, sem levar em conta a importncia do tipo de cimento utilizado, como tambm, no especifica a vida til mnima. Os resultados da pesquisa experimental mostraram que as recomendaes da NBR 6118 (ABNT, 2003) no garantem que a durabilidade da estrutura seja atingida e que no diferenciam misturas cujos desempenhos podem ser bem diferentes. As amostras que seguiram os critrios do ACI 318 (2008) resultaram em uma vida til maior que os resultados das estruturas confeccionadas segundo a norma brasileira. A pesquisa ainda sugere a necessidade da incluso de requisitos

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de desempenho, adoo de especificaes hbridas, diminuio da relao a/c mxima e aumento do cobrimento, para assim, prolongar a vida til das estruturas.

Em qualquer que seja a concepo dada durabilidade e vida til em estruturas de concreto armado deve-se levar em considerao os fenmenos de degradao dos materiais utilizados na construo, ampliando as especificaes de desempenho baseados em experincias e estudos da previso da degradao em funo do tempo, bem como, a qualidade de execuo da estrutura.

A NBR 6118 (ABNT, 2003) relaciona a agressividade ambiental como sendo as aes fsicas e qumicas que atuam sobre as estruturas de concreto, independente das aes mecnicas, das variaes trmicas, entre outras previstas no dimensionamento das estruturas. De forma simplificada, a agressividade ambiental classificada segundo as condies de exposio em que a estrutura ou parte dela est inserida (Tabela 1).

Tabela 1 - Classes de agressividade ambiental (NBR 6118, ABNT, 2003). Classe de

agressividade ambiental

Agressividade Classificao geral do tipo de ambiente para efeito de projeto

Risco de deteriorao da

estrutura

I Fraca Rural Insignificante Submersa

II Moderada Urbana Pequeno

III Forte Marinha

Grande Industrial

IV Muito forte Industrial

Elevado Respingos de mar

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3. CORROSO

A corroso, de acordo com Gentil (2007), pode ser definida como a deteriorao de um material metlico por ao qumica ou eletroqumica do meio ambiente associada ou no a esforos mecnicos.

comum na literatura encontrar classificaes primrias para a corroso, com termos de corroso mida e corroso seca, como tambm, corroso qumica e corroso eletroqumica. Os resultados da corroso, a forma de como se apresenta os produtos, esto ligados ao modo do processo que ocorre o ataque, sendo ento, a corroso basicamente classificada quanto ao seu processo corrosivo e quanto sua morfologia.

A corroso pode ser classificada, em relao natureza do processo, como:

Corroso qumica ou corroso seca se d por uma reao gs metal com formao de uma pelcula de xidos;

Corroso eletroqumica ou corroso mida ocorre em meio aquoso com formao de uma pilha de corroso, eletrlito e uma diferena de potencial entre os trechos da superfcie do ao.

E quanto morfologia (Figura 3), a corroso pode ser classificada como:

Corroso generalizada ocorre de forma generalizada por toda a superfcie da armadura, podendo ser uniforme ou no;

Corroso localizada por pite forma pontos de desgaste na superfcie metlica, os quais evoluem profundamente at a ruptura pontual da barra;

Corroso localizada associada solicitao mecnica se d acompanhada com uma tenso na armadura, a qual d origem propagao de fissuras na estrutura do ao.

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Figura 3 - Desenho esquemtico da morfologia da corroso: (a) Corroso generalizada; (b) Corroso localizada por pite; (c) Corroso localizada sob tenso (ANDRADE, 1992).

A corroso do concreto armado pode estar associada a fatores mecnicos, fsicos, biolgicos ou qumicos. A deteriorao por ao qumica predomina na pasta de cimento e no agregado, enquanto na armadura a corroso ocorre por ao eletroqumica.

A corroso por cloretos impe a reduo da rea de seco transversal da armadura e a expanso volumtrica dos produtos de corroso leva a quebra do cobrimento do concreto. O ao no concreto normalmente protegido pela camada de xidos passivos formados em um ambiente alcalino na superfcie da armadura com a soluo dos poros do concreto com pH na faixa de 12,0 a 13,5. A camada de passivao, no entanto, pode ser removidos por uma ao qumica entre a camada e xidos e os cloretos presentes no concreto (ANN et al, 2010).

Por conta de um dos focos principais da pesquisa ser o estudo da corroso por cloretos, realizar apenas o aprofundamento deste tipo de corroso. No setor da construo, esta corroso tpica nos casos em que a estrutura est inserida em ambientes marinhos.

Para maior entendimento do processo de corroso, sero abordados os princpios bsicos do mecanismo eletroqumico, pois alm de ser um dos mais influentes nos processos corrosivos, trata-se de um sistema que envolve a corroso na superfcie dos metais em contato com ambientes midos.

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3.1 Natureza eletroqumica da corroso

A seguir, sero apresentados para o entendimento do processo eletroqumico, alguns conceitos e definies abordados por Gentil (2007) para os aspectos bsicos do fenmeno em meio aquoso.

A imerso de um metal em uma soluo eletroltica determina o estabelecimento de uma diferena de potencial entre a fase slida e lquida, de natureza eltrica e qumica, chamando-se diferena de potencial eletroqumico.

O sistema formado pelo metal e pela soluo eletroltica vizinha denomina-se eletrodo. Quando o sistema for formado por um metal puro e uma soluo que contm ons desse metal em um estado de oxidao bem definido tem-se um eletrodo de primeira espcie. O sistema tende-se evoluir espontaneamente at atingir um estado de equilbrio eletroqumico, determinando-se uma diferena de potencial entre as camadas de cargas eltricas de sinais contrrios que se formam na interface metal-soluo. Este arranjo ordenado de cargas eltricas formados na interface metal-soluo constitui a dupla camada eltrica. A transferncia de ons metlicos entre a rede cristalina do metal e a soluo prosseguir at que se tenha novamente atingido o equilbrio, com igualdade de potencial entre o metal e a soluo.

Se dois metais estiverem imersos em uma mesma soluo possvel que seus potenciais eltricos sejam diferentes e se eles estiverem ligados por um condutor metlico, haver passagem de eltrons entre os metais no sentido de maior densidade de eltrons para o de menor densidade de eltrons, formando uma fonte geradora de corrente, conhecida como pilha eletroqumica.

No caso da armadura inserida no concreto, os dois metais sero representados por diferentes regies e o condutor metlico ser representado pela prpria armadura.

De acordo com Bertolini (2010), para se caracterizar a pilha eletroqumica necessita-se da presena de todos os seguintes componentes:

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nodo: eletrodo em que h reaes andicas com perda de eltrons do metal da regio andica para a regio catdica e liberao de tomos metlicos para formao de ons do metal no eletrlito e, assim, formar os produtos da corroso;

Ctodo: eletrodo em que h reaes catdicas capazes de reduzir uma espcie qumica presente no ambiente agressivo e que consome os eltrons produzidos pelo processo andico;

Eletrlito: condutor, usualmente lquido, onde transporta a corrente eltrica no ambiente, produzida pela migrao eltrica dos ons dissolvidos na soluo em contato com a superfcie do metal, sendo o sentido da corrente do nodo para o ctodo;

Circuito metlico: ligao metlica que proporciona a circulao de corrente no metal, gerada pelo fluxo de eltrons na rede cristalina do metal, no sentido do nodo-ctodo.

Para Gentil (2007) o potencial de eletrodo define apenas a tendncia de uma reao estar ocorrendo no eletrodo. E para medir este potencial deve-se realizar a leitura em conjunto com um eletrodo de referncia. O eletrodo de referncia mais utilizado o cobre-sulfato de cobre que consiste em um cobre metlico imerso em uma soluo saturada de sulfato de cobre, conforme pode ser observado na Equao 1.

CuCuSO4 (sat.), Cu2+ (Equao 1)

No campo prtico da corroso, no se encontra potenciais que estejam em equilbrio entre o metal e os ons desse mesmo metal presentes na soluo que o cerca, ocorrendo mais frequentemente, o caso do metal que est inserido em uma soluo que contm ons metlicos diferentes do seu, como no caso do ferro em uma soluo de NaCl. Neste caso, o incio do processo corrosivo apresentar em sua soluo ons Na+, Cl, OH e H+ e, no somente Fe2+,

sendo a diferena de potencial determinada no momento em que se atinge um estado estacionrio.

A corroso de armaduras em concreto um caso especfico de corroso eletroqumica em meio aquoso, originando-se nas reas andicas e catdicas da pilha eletroqumica.

O concreto oferece armadura um ambiente altamente alcalino (pH 12,5) devido s reaes de hidratao do cimento, que nas primeiras idades e na fase lquida se constituem

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basicamente de soluo saturada de hidrxido de clcio. Ainda na fase lquida dos poros do concreto, ocorrem reaes de oxidao do ferro e reduo do oxignio, que formam um composto de xido de ferro que, em meio alcalino, atuar como pelcula de carter passivo em torno da armadura, caracterizando assim a proteo qumica do ao.

Helene (1986) ressalta que a pelcula de passivao pode ser o produto da combinao de Fe(OH)3, ferrugem superficial, com o hidrxido de clcio, formando o ferrato de clcio, segundo a Equao 2:

2Fe(OH)3 + Ca(OH)2 CaO . Fe2O3 + 4H2O (Equao 2)

Enquanto a armadura estiver passivada, no haver a corroso, pois a camada passiva impedir o acesso de oxignio, acesso de umidade e agentes agressivos.

Admitindo-se o incio da corroso pela a oxidao do ferro, tem-se como reao (Equao 3 e Equao 4):

Fe Fe2+ + 2e (Equao 3) Fe2+ + Cl- FeCl2 (Equao 4)

A continuidade da corroso do ferro d-se, tambm, com reaes de reduo do oxignio, exemplificadas em seguida (Equao 5) e (Equao 6).

H2O + O2 + 2e 2OH (Reao de reduo em meio aerado) (Equao 5)

2H2O + 2e H2 + 2OH (Reao de reduo em meio no-aerado) (Equao 6)

As hidroxilas (OH), um dos produtos resultantes da reao catdica, iro reagir com os ons Fe2+ formando produtos insolveis e expansivos: Fe(OH)2 ou Fe(OH)3, conhecido comumente por ferrugem (Equao 7) e (Equao 8).

Fe2+ + 2OH Fe(OH)2 (Produto da corroso) (Equao 7)

2Fe(OH)2 + O2 + H2O 2Fe(OH)3 (Produto da corroso em meio aerado) (Equao 8)

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O hidrxido de ferro (II) ou hidrxido ferroso, Fe(OH)2, inserido em um meio no-aerado se transformar em Fe3O4, denominado magnetita podendo ser identificado na prtica como produto da corroso de cor preta ou esverdeada. J na presena de oxignio, o hidrxido de ferro (II) se transforma em hidrxido de ferro (III) ou hidrxido frrico, Fe(OH)3, sendo visualizado no concreto na cor castanho-alaranjado, patologia caracterstica da existncia da corroso de armaduras.

A Figura 4 ilustra de forma simplificada um ataque localizado de corroso na armadura. Supondo inicialmente que no haja oxignio dissolvido na gota da soluo de NaCl, o oxignio entrar por difuso da superfcie da gota, fazendo com que as partes externas tenham um teor de oxignio maior que o centro dela. A reao catdica de reduo de oxignio ser favorecida sobre o metal na periferia da gota, enquanto no interior ocorrer a reao andica com a dissoluo do ferro. Os ons OH- produzidos iro se aproximar dos ons de Fe2+ atravs da migrao eltrica produzida pela corrente circulante entre as zonas andica e catdica ou pela difuso. O produto formado por esta unio ser o hidrxido de ferro (II), Fe(OH)2, que reagindo com o oxignio dissolvido na gua formar o hidrxido de ferro (III), Fe2O3 (BERTOLINI, 2010).

Figura 4 - Corroso sob uma gota de soluo de NaCl (BERTOLINI, 2010).

3.2 Corroso por cloretos

A presena de cloretos na soluo dos poros do concreto pode induzir a corroso localizada por pites nas armaduras. A corroso ativa-se quando a penetrao dos cloretos suficiente

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para atingir um teor crtico na superfcie da armadura, alcanando uma profundidade igual espessura do cobrimento e, assim, proporcionar a quebra do filme passivo do ao.

Enquanto sulfatos ou carbonatos tambm podem levar a deteriorao do concreto, o cloreto provavelmente o on mais agressivo. essencial a compreenso dos fenmenos que ocorrem entre o on agressivo, que penetra na soluo dos poros, e o concreto. Os cloretos se apresentam no concreto tanto na forma de ons livres nos interstcios dos poros, quanto quimicamente ligados aos componentes da hidratao do cimento (BARBERON et al, 2005).

Os ons cloreto podem estar incorporados massa do concreto atravs da contaminao de suas matrias-prima, como agregados, gua de amassamento, bem como, no uso de aditivos que contenham cloretos em sua composio, como o caso de aceleradores de pega e endurecimento que so base de cloreto de clcio CaCl2.

Outra forma de contaminao acontece pela impregnao da superfcie com agente agressivo externo base de cloretos que penetram atravs da rede de poros existente na microestrutura do concreto, como ocorre em estruturas inseridas em ambientes marinhos suscetveis maresia ou nvoa salina que so base cloreto de sdio NaCl (ANDRADE, 1992). Sendo assim, o risco de corroso por cloretos, associado penetrao destes, est associada espessura e porosidade do cobrimento da estrutura de concreto.

A Figura 5 apresenta de forma esquemtica uma estrutura de concreto armado inserido em um ambiente marinho, onde a parte da estrutura que se mantm completamente submersa raramente estar exposta corroso de armaduras, enquanto a parte da estrutura que est acima da marca da mar alta estar suscetvel corroso. A deteriorao mais severa est localizada na zona de mar, pois a estrutura estar exposta tanto ao ataque fsico quanto ao ataque qumico (MEHTA; MONTEIRO, 2008).

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Figura 5 - Representao esquemtica de uma estrutura de concreto armado exposto gua do mar Fonte: Adaptado de MEHTA; MONTEIRO (2008).

Os estudos sobre a corroso das armaduras por cloretos tm-se centrado sobre a penetrao dos ons cloreto na estrutura e a comparao entres os cloretos livres e os combinados. Entretanto, pouco se sabe sobre os mecanismos de fixao, a localizao do cloreto na matriz da pasta de cimento e a interao entre os cloretos e os silicatos e/ou aluminatos.

Barberon et al (2005) analisaram o comportamento da fixao de cloretos nos produtos da hidratao do cimento, atravs de ressonncia magntica nuclear o qual permitiria a avaliao da microestrutura dos materiais presentes na pasta. A penetrao dos cloretos em um material de pasta de cimento geralmente resulta no contato com uma soluo salina, no caso desta pesquisa, os autores realizaram uma adio direta dos cloretos nas pastas atravs da gua de amassamento que continha 3% de NaCl em relao massa do cimento. O estudo testou trs tipos de cimentos com variadas porcentagens de C3A na composio e os resultados mostraram que o sdio no parece ser afetado pelo processo de hidratao, enquanto o cloreto desaparece muito rpido devido s reaes qumicas com os componentes do cimento. Notaram tambm, que o alumnio interage somente com o cloro e quanto maior a quantidade de C3A, mais rpido o processo de endurecimento da pasta de cimento.

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O cloreto se apresenta em trs formas no concreto:

Quimicamente ligado ao aluminato triclcico (C3A), formando o cloroaluminato de clcio hidratado ou Sal de Friedel (3CaO.Al2O3.CaCl2.10H2O) e ao ferro aluminato tetraclcico (C4AF), formando o cloroferrato de clcio hidratado (3CaO.Fe2O3.CaCl2.10H2O);

Adsorvido na superfcie dos poros e

Sob a forma de ons livres, sendo os principais responsveis pela corroso pontual.

Figura 6 - Formas de ocorrncia de ons cloreto na estrutura do concreto (CASCUDO, 1997).

As normas de projeto de alguns pases impem limites estritos quantidade de cloretos que podem ser introduzidos no concreto durante a sua confeco, inseridos por meio do cimento, da gua de amassamento, dos agregados e dos aditivos. Os diversos valores atribudos ao teor crtico de cloretos devem-se a dificuldade de se estabelecer um limite seguro, que garanta a passivao do ao em valores abaixo dele, j que inmeras variveis influenciam este limite, entre elas: o tipo de cimento, a proporo do cimento, a relao a/c, a umidade, os ambientes desiguais, as condies tcnicas distintas, etc.

Teoricamente, apenas os cloretos dissolvidos na soluo dos poros seriam capazes de induzir a corroso por pites, enquanto os cloretos combinados aos compostos da pasta de cimento no influenciariam. Consequentemente, o teor crtico de cloretos deveria ser expresso em termos de concentrao de cloretos livres, porm estudos mostraram que os cloretos fixados contribuem tambm para a ativao da corroso, pois podem ser liberados na fase inicial da ativao. Sendo assim, considera-se para o valor crtico o teor total dos cloretos, o qual compreende os cloretos fixados e adsorvidos pasta de cimento (BERTOLINI, 2010).

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A Tabela 2 apresenta os limites mximos de cloreto aceitos em alguns pases.

Tabela 2 - Valor crtico de cloretos em concreto armado (GENTIL, 2007). Norma Pas Limite mximo de cloreto Referido a

ACI-318/01 EUA < 0,15% em ambiente de Cl

cimento < 0,3% em ambiente normal < 1% em ambiente seco

CP-110 INGLATERRA < 0,35% cimento AS 3600 AUSTRLIA < 0,22% cimento NS 3474 NORUEGA < 0,6% cimento EH 91 ESPANHA < 0,4% cimento

EUROCDIGO 2 EUROPA < 0,22% cimento JSCE-SP 2 JAPO < 0,6 Kg/m concreto

NBR 6118/2003 BRASIL No se reporta a teor cloretos

A verso anterior da norma NBR 6118 (ABNT, 2003) mencionava um limite de teor de cloretos de 500 mg/l em relao gua de amassamento. Atualmente, a norma no faz referncia a nenhum limite.

A norma NBR 7211 (ABNT, 2005), alm de estipular um limite mximo de teor de cloretos presentes nos agregados, cita limites para o teor total de cloretos trazidos ao concreto por todos os seus constituintes, para determinadas situaes em que a estrutura de concreto armado foi projetada. Sendo os seguintes valores em porcentagens sobre a massa de cimento:

Concreto protendido 0,06%;

Concreto armado exposto a cloretos nas condies de servio da estrutura 0,15%;

Concreto armado em condies de exposio no severas (seco ou protegido da umidade nas condies de servio da estrutura 0,40%;

Outros tipos de construo com concreto armado 0,30%.

Um valor mdio comumente aceito o de 0,4% em relao massa de cimento, dependendo da qualidade da estrutura e da umidade ambiental (ANDRADE, 1992).

Segundo Gentil (2007), estima-se no Brasil um valor de 0,4% de cloreto em relao massa do concreto armado. A relao entre concentraes de cloreto, Cl, e de hidroxila, OH,

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tambm tem sido utilizada como representativa da despassivao da armadura, considerando que acima de 0,6 da relao (Cl/OH) tem-se a despassivao.

3.2.1 Mecanismo de transporte dos agentes agressivos

A degradao dos materiais produzida pela interao fsico-qumica entre o ambiente e o material, que ocorrem a partir dos movimentos dos agentes agressivos no interior do ambiente ou do material.

A microestrutura do concreto caracterizada pela presena de um sistema de poros de dimenses variadas, atravs dos quais as substncias nocivas presentes no ambiente penetram e se movem, no se limitando apenas superfcie externa, mas tambm se movimentam em profundidade.

Em quase todos os fenmenos de degradao fsico-qumica necessria a presena de gua, onde estaro dissolvidos os agentes agressivos, tipicamente os agentes inicos. As substncias gasosas j entram facilmente nos poros da estrutura, estando eles saturados ou no.

3.2.1.1 Absoro capilar

A impregnao externa no concreto realizada, primeiramente, pela absoro e ocorre imediatamente aps o contato da estrutura com a soluo inica, motivado por tenses capilares. A absoro capilar dependente da interconexo e dimenso dos poros capilares. As caractersticas hidrfilas e sua condio de umidade so aspectos de decisiva influncia na capacidade absorvente do concreto (ROSENBERG et al, 1989).

A absoro se d em uma camada superficial do concreto, geralmente onde ocorre a molhagem e a secagem do cobrimento pela ao das intempries, mas para o interior do concreto, onde a presena de eletrlito mais constante, tem-se basicamente a difuso.

Helene (1993) comenta que as caractersticas do lquido tambm influenciaro na capacidade da absoro capilar, sendo eles: a viscosidade, a densidade e a tenso superficial. Quanto mais compactado estiver o concreto, a porosidade capilar e a interconexo entre os poros sero menores, por conseguinte, a absoro tambm ser menor. O menor teor de umidade e uma soluo salina mais viscosa tambm contribuiro para a reduo da absoro.

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3.2.1.2 Difuso

A movimentao dos cloretos no interior do concreto d-se essencialmente por difuso em meio aquoso, devido o teor de umidade ser mais elevado. A difuso acontece devido a gradientes de concentrao, que seja dentro do concreto ou na interao do meio com a estrutura. O sentido de movimentao da regio em que h uma concentrao mais elevada para a zona em que sua concentrao mais baixa, em busca de equilbrio. Para existir a difuso necessrio que haja eletrlito, interconexo dos capilares e um gradiente de concentrao (HELENE, 1993).

Para haver difuso necessrio que os poros capilares estejam totalmente preenchidos com gua ou no mnimo com um alto grau de saturao. Considerando uma umidade relativa do ar em torno de 60 - 80%, valores de grau de saturao superiores a esta faixa, a difuso acontecer (KROPP, 1995).

Estruturas que estejam parcialmente submersas em gua contaminada tero a regio acima da linha dgua mais contaminada em relao parte submersa, pois a gua contaminada subir por capilaridade e, posteriormente, ir se evaporar deixando apenas os ons cloreto. Sendo assim, a difuso dos ons cloreto ser mais intensa quanto maior for a sua concentrao na soluo externa (HELENE, 1986).

A primeira Lei de Fick (Equao 9) descreve a difuso que ocorre em condies de fluxo estacionrio e unidirecional, porm na prtica, a difuso ocorre gradualmente atravs dos poros com distintas espessuras e, portanto, no se obtm um fluxo constante. Neste caso, supondo ser unidirecional, o fluxo regulado pela segunda Lei de Fick (Equao 10).

dxdCDF = (Equao 9)

x

CDt

C

=

(Equao 10)

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Onde:

F = fluxo (constante no tempo) da espcie que se difunde em ).( smKg

;

D = coeficiente de difuso da espcie considerada em s

m;

C = concentrao da espcie que se difunde em m

Kge

x = direo da difuso (fluxo unidirecional).

3.2.1.3 Permeabilidade

A permeabilidade o mecanismo pelo qual um fluido, um gs ou um lquido penetra atravs dos poros do material, como efeito de um gradiente de presso (BERTOLINI, 2010).

A permeabilidade est relacionada com a interconexo de poros capilares, constitui-se em um fator de fundamental importncia para que haja o transporte inico via penetrao de substncias lquidas, como na absoro capilar, ou mesmo, como a permeabilidade motivada por presses hidrulicas. A permeabilidade de lquidos sob presso ser mais acentuada quanto maior for o dimetro dos poros capilares, alm obviamente da comunicao entre eles. Na prtica isto obtido atravs de altas relaes a/c, como exemplo, relaes acima de 0,6 (NEPOMUCENO, 1992).

Mehta; Monteiro (2008) mencionam que o efeito da composio do cimento na durabilidade frente gua do mar parece ser menos significativo do que o efeito da permeabilidade sob concreto, tornando-se um dos principais parmetros de qualidade do concreto, identificando a facilidade ou no com que dada substncia transpe dado volume de concreto.

Este fenmeno ocorre em estruturas em situaes especiais como conteno de solos, contato direto com a ao de guas correntes e estruturas semi-enterradas.

Nas estruturas reais, o transporte dos cloretos no concreto ocorre por uma combinao de mecanismos. A Figura 7 mostra os mecanismos envolvidos na penetrao de cloretos em uma estrutura parcialmente imersa no mar (BERTOLINI, 2010).

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Figura 7 - Exemplo de penetrao dos cloretos por diversos mecanismos em uma estrutura marinha (ADAPTADO BERTOLINI, 2010).

3.2.2 Fatores que influenciam na penetrao dos cloretos 3.2.2.1 Relao a/c e porosidade

A relao a/c um dos parmetros mais importantes para a contribuio da corroso, sua definio influencia diretamente na qualidade final do concreto, pois definir as caractersticas da porosidade da pasta de cimento endurecida. Uma relao a/c baixa dificultar a penetrao de agentes agressivo no concreto, como tambm, retardar a difuso destes agentes no interior da estrutura.

Monteiro (1996) analisou o comportamento de trs tipos de cimento, CPII F 32, CPIII 32 e CPIV ARI RS MS, em relao proteo contra a corroso das armaduras com relaes a/c de 0,4 e 0,7 e diferentes curas. O autor verificou que a reduo da relao a/c melhorou o desempenho dos cimentos em relao aos ataques de cloretos e de carbonatao.

Gneyisi et al (2007) analisaram o efeito da penetrao de cloretos em concretos feitos com cimento comum e cimento com adio, tendo como outras variveis o tipo de cura e a relao a/c. Os resultados encontrados mostraram que a profundidade de penetrao de cloretos nos concretos diminui com a diminuio da relao a/c, independentemente do tipo de cura aplicado.

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3.2.2.2 Tipo de cimento

Em geral, os concretos com adies de escria de alto-forno ou com adies de materiais pozolnicos, tais como, cinza volante ou slica ativa, apresentam estruturas de pastas mais compactas por conta do refinamento dos poros. Em contrapartida, os cimentos com adies pioram o comportamento do concreto em relao velocidade de carbonatao devido reserva alcalina.

A composio qumica do cimento determinar a capacidade que o cimento tem em fixar os cloretos livres. Os compostos responsveis pela combinao dos cloretos so formados aps a hidratao do cimento, sendo eles: C3A e C4AF, os aluminatos do cimento. medida que os cloretos livres vo se combinando com os compostos e formando os cloroaluminatos, a ocorrncia de corroso por pites vai atenuar (HELENE, 1993).

Lu et al (2002) analisaram concretos confeccionados com adies minerais, entre eles cinzas, escrias de alto-forno e slica ativa, no s contribua para a diminuio da permeabilidade do concreto, como tambm, aumentavam o teor de cloretos combinados. Alm disso, os resultados da fixao dos cloretos livres apresentaram-se mais evidentes em concretos que tinham alta relao a/c.

Mohammed; Hamada (2003) verificaram que a capacidade de fixao dos cloretos livres era melhor em cimentos que continham altos teores de aluminato. A avaliao dos autores foi baseada nos resultados de vrios ensaios realizados em amostras confeccionadas com diferentes cimentos e expostos a um ambiente marinho durante um longo prazo, onde os dados foram colhidos em um perodo compreendido entre 10 a 30 anos.

Costa Jr et al (2006) estudaram a capacidade de difuso dos ons cloreto em concretos, com variadas propores de escria, e concluram que medida que a proporo de escria era aumentada, os concretos tiveram melhores resistncias penetrao dos ons cloreto.

Hussain et al (1995) apud Ann et al (2010) citaram que o aumento da capacidade de fixao de cloretos decorrente de um teor maior de C3A na hidratao do cimento, resultando no aumento de resistncia iniciao da corroso.

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Mendes et al (2010) avaliaram as propriedades de transporte de massa em concretos com adies minerais (slica ativa e escria de alto-forno) e diferente relaes a/c, tendo como premissa a anlise do efeito da parte interna e do cobrimento do concreto em relao aos mecanismos de transporte e se seria relevante a ponto de impedir a entrada de agentes agressivos. Os resultados para a penetrabilidade de ons cloreto mostraram que os valores das cargas passantes reduziram na seguinte sequncia: referncia, escria e slica ativa, constatando que os concretos com adies minerais apresentam melhores resistncia penetrao dos cloretos, quando comparados aos concretos de referncia. O refinamento dos poros confere ao concreto, poros mais desconectados e tortuosos, a ponto de dificultar o ingresso de fluidos, gases e ons. O cobrimento revelou ser melhor que a regio interna do concreto, levantando a hiptese de que a parte interna do concreto constituda por uma frente exposta a vrias zonas de transio, como a zona de interface argamassa/agregado, que facilitam a entrada de agentes agressivos.

3.2.2.3 Compactao e cura

Os concretos mais bem compactados apresentam coeficiente de difuso de cloretos inferior aos que no foram compactados (COLLEPARDI et al, 1972, apud MONTEIRO, 1996).

O objetivo da cura proporcionar uma condio ambiental adequada dentro da estrutura do concreto, em relao temperatura e umidade, para garantir as reaes de hidratao que proporcionaro o preenchimento dos vazios capilares pelos compostos hidratados do cimento. A cura inicial, para que o concreto submetido antes da exposio ao ambiente marinho, desempenha um papel importante na determinao da taxa de penetrao de cloretos, especialmente em idades de exposio precoce. A secagem do concreto, em particular na superfcie causado por um regime de cura pobre, leva a uma hidratao limitada do cimento, bem como, uma maior porosidade e permeabilidade nas camadas superficiais do concreto (GNEYISI et al, 2007).

Gneyisi et al (2007) analisaram o efeito da cura inicial em relao penetrao de cloretos e resistncia de corroso em concretos feitos com cimento comum e cimento com adio. Alm das variveis de tipos de cimento e relaes de a/c, os autores utilizaram trs tipos de curas nos corpos-de-prova da pesquisa. A desmoldagem das amostras foi realizada aps 24h

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da sua confeco e os corpos-de-prova foram divididos em trs grupos submetidos a diferentes curas por um perodo de 28 dias, sendo definidas as seguintes condies:

cura realizada sem controle da temperatura e umidade relativa do ar, onde os corpos-de-prova foram mantidos em ambiente de laboratrio durante o perodo determinado;

cura controlada, que consistia em deixar as amostras imersas em gua durante 7 dias e os 21 dias restantes mantidas em ambiente, com umidade relativa do ar em 75% e

cura mida, onde os corpos-de-prova foram mantidos submersos em gua durante os 28 dias.

Aps o perodo de cura, as amostras foram submetidas ao ensaio de penetrao de cloretos em uma soluo de 4% de NaCl, durante 90 dias. A anlise da frente de penetrao dos cloretos, atravs da asperso da soluo de nitrato de prata, e da probabilidade relativa da atividade de corroso, atravs do ensaio de potencial, gerou informaes quanto influncia que as condies de cura inicial tiveram sobre a taxa de penetrao de cloretos nos concretos com cimento comum e, em especial, com os cimentos que tinham adio.

Os resultados encontrados pelos pesquisadores indicaram que a ausncia de uma cura inicial correta agravava consideravelmente a penetrao de cloretos nos concretos, todavia, o grau da taxa de penetrao dos cloretos depende essencialmente da relao a/c, do tipo de cimento utilizado e o perodo de exposio soluo salina. Os corpos-de-prova submetidos cura sem controle obtiveram maiores coeficientes de penetrao de cloretos, em relao ao que foram submetidos cura mida. Os valores medidos de potencial da armadura apresentaram uma probabilidade menor de ocorrncia de corroso nas condies de boa cura inicial, cimento com adio e baixa relao a/c.

Ann et al (2010) estudaram a resistncia que um cimento com alto teor de alumina tinha em relao corroso de armaduras no concreto e, como resultado, constataram que a taxa de corroso no concreto que continha este tipo cimento apresentou valores mais baixos do que o concreto confeccionado com cimento comum. Alm disso, foi verificado que a capacidade de fixao de cloretos foi aumentada pela durao da cura, tanto para o cimento de alto teor de alumina, quanto o cimento comum.

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3.2.2.4 Temperatura

As estruturas de concreto podem ser danificadas quando so submetidas a variao de temperatura, pois o aumento de temperatura leva fissurao e alterao das caractersticas da porosidade, modificaes explicadas pela perda de gua livre e adsorvida (CARE, 2008).

Collepardi (1972) apud Collepardi (2003) comenta que a difuso do cloreto aumentada atravs do aumento da temperatura de cura, promovendo um aumento da velocidade de corroso e da mobilidade inica. O autor comenta tambm que o uso de pozolanas e escrias de alto-forno em cimento, ao invs de utilizar cimentos Portland puros, diminuem a difuso dos cloretos, isto , a adio de minerais reduzem a difuso de ons cloreto na matriz do cimento.

Care (2008) analisou o efeito da temperatura na porosidade e difuso dos cloretos em pastas de cimento. A elevao de temperatura em estruturas de concreto foi simulada por aquecimento nas amostras preparadas com a inteno da perda da gua livre e no da perda do gel C-S-H. Os resultados encontrados mostraram que o aumento da temperatura induzida na rede de microfissuras foi capaz de modificar a distribuio dos tamanhos dos poros e, como conseqncia, as propriedades do mecanismo de transporte tambm foram modificadas pelo tratamento trmico.

3.2.2.5 Fissuras

A presena de fissuras pode contribuir para a acelerao da corroso de armaduras, pois os fatores causadores da deteriorao passam facilmente por estas fendas. A penetrao destes fatores, tais como os ons cloreto, o oxignio e a gua, regulada pela qualidade de cobertura do concreto. Diversos estudos indicam, claramente, que a presena de fissuras contribui para o aumento do coeficiente de difuso dos agentes agressivos.

Aldea et al (1999) estudaram o efeito da permeabilidade da gua e do cloreto no concreto. Variadas fissuras, de 50 a 250 m de largura, foram feitas nas amostras submetidas aos ensaios de permeabilidade de cloretos e de gua. Os resultados encontrados mostraram que a permeabilidade do cloreto aumentou com o aumento da largura da fissura e que a permeabilidade da gua foi significativamente mais sensvel que a permeabilidade do cloreto.

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Franois et al (2005) estudaram o efeito da abertura de fissuras na difuso local de argamassa. Aberturas variando de 6 a 325 m foram obtidas nas amostras que seriam expostas a uma soluo de cloreto durante 15 dias. Aps este perodo, as amostras foram removidas para determinar a concentrao de cloretos totais presentes no caminho das aberturas. Os resultados mostraram que a difuso do cloreto, perpendicular s paredes das fissuras para as grandes fendas (largura > 205 m), foi semelhante da superfcie.

Djerbi et al (2008) estudaram o transporte de ons cloreto em rachaduras de concreto, levando em considerao a composio do material (concretos comum e de altos desempenhos) e fissuras induzidas com larguras variadas em 30 a 250 m. Os resultados mostraram que o coeficiente de difuso aumentou com o aumento da largura da fissura e que esta condio esteve presente em todos os concretos.

Portanto, fica evidente o papel influente que as fissuras tm sobre o concreto, pois atravs da facilidade de ingresso dos agentes agressivos, a durabilidade das estruturas de concreto armado est diretamente comprometida.

3.2.2.6 Carbonatao

O CO2 quando penetra na rede de poros do concreto reage com os constituintes alcalinos da pasta de cimento, levando formao de carbonatos de clcio e uma reduo de pH da soluo aquosa nos interstcios do concreto (ANDRADE, 1992).

Devido microporosidade do concreto, a penetrao do CO2 ser determinada pela forma da estrutura dos poros e se estes esto preenchidos por gua ou no. No caso dos poros secos, exemplo de concretos secos em estufa, o dixido de carbono se difundir pelos poros, mas a carbonatao no ocorrer por falta de gua. J nos casos em que os poros esto completamente preenchidos por gua, quase no haver a carbonatao devido baixa difuso que o CO2 tem em gua em relao ao ar. A condio favorvel para que a frente de carbonatao avance a de que os poros estejam parcialmente preenchidos com gua (NEPOMUCENO, 1992).

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A Figura 8 apresenta de forma esquemtica o processo de carbonatao.

Figura 8 - Representao esquemtica do processo de carbonatao (CEB, 1984).

O concreto absorve umidade com grande facilidade, enquanto seca muito devagar. O teor alto de umidade, sem a saturao dos poros, a maior influncia na velocidade de corroso. Quando a umidade relativa do ambiente constante ocorre um equilbrio entre o contedo da umidade interna do concreto (ANDRADE, 1992).

A incorporao de pozolanas benfica para o desempenho da argamassa em termos de resistncia penetrao de cloretos. Com a exposio a um elevado nvel de concentrao de dixido de carbono, no entanto, a resistncia penetrao de cloretos diminuda. Cimento sem pozolana contm grande quantidade de hidrxido de clcio e quando submetidos a C02, o efeito da carbonatao pequena. A incorporao de pozolana reduz o hidrxido de clcio e o nvel de pH da argamassa e com a exposio de dixido de carbono o pH reduz ainda mais, tornando a argamassa mais suscetvel ao ataque de cloreto. No entanto, a exposio ao dixido de carbono diminui significativamente a resistncia penetrao de cloretos em argamassas que contm altos nveis de pozolanas (CHINDAPRASIRT et al, 2008).

Reddy et al (2002) realizaram um estudo sobre o risco de corroso em concreto devido aos cloretos combinados. A pesquisa contemplou trs tipos de cimento, sendo eles: o Cimento Portland Comum, o Cimento Portland Comum misturado com 10% de aluminato de clcio e o Cimento Portland resistente sulfatos. Notaram que com a queda do pH, os cloretos que esto ligados em compostos da hidratao do cimento, como o Sal de Friedel, tornavam-se livres, permitindo assim, que a maior parte do cloretos combinados participassem no processo de iniciao da corroso. Independente do tipo de cimento, os autores observaram que o teor de cloretos teve um aumento significativo quando os valores de pH foram reduzidos abaixo de 11,3. Verificaram tambm que o concreto confeccionado com o Cimento Portland Comum

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apresentou a maior resistncia reduo do pH seguido pelo Cimento Portland resistente sulfatos e o Cimento Portland comum misturado.

Szklarska (1986) apud Reddy et al (2002) cita que um baixo valor de pH associado a um aumento de concentrao de ons agressivos so fatores crticos que impedem a passivao da armadura. Um pH abaixo de 9 torna o filme passivo termodinamicamente instvel na armadura.

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4. MTODO COLORIMTRICO DE ASPERSO DA SOLUO DE NITRATO DE PRATA

O grande interesse no conhecimento da frente de penetrao de cloretos em uma estrutura de concreto deve-se ao fato da corroso de armaduras ter incio quando um teor de cloretos, em contato com ao, excede um valor crtico. Assim, mtodos vm sendo desenvolvidos para medir a difuso dos cloretos no concreto, um deles, a utilizao de um mtodo colorimtrico.

O mtodo colorimtrico de asperso de nitrato de prata um ensaio qualitativo para deteco de cloretos livres em concretos. Sua metodologia baseada na aplicao de um indicador qumico capaz de alterar a colorao do concreto na presena de cloretos.

Este mtodo foi desenvolvido em 1970 pelo Dr Mrio Collepardi com intuito de verificar em amostras de concreto a existncia ou no de cloretos e, assim, poder determinar a frente de penetrao de cloretos nas estruturas expostas ambientes marinhos. Esta tcnica contribui tambm para a determinao do processo de fixao dos cloretos livres na matriz cimentcea (JUC, 2002).

A ideia de pulverizar uma soluo capaz de determinar a profundidade de penetrao de cloretos em uma seo do concreto tornou-se muito atrativa ao meio tcnico, por se tratar de uma prtica simples e rpida para identificao da presena de cloretos. Esta prtica, conhecida como mtodo colorimtrico, realizada atravs da pulverizao da soluo de nitrato de prata em uma superfcie recm-quebrada do concreto, levando formao de precipitados de cores distintas, permitindo com que seja possvel a visualizao dos cloretos livres, bem como, ter ideia do quo longe o cloreto penetrou no concreto (MECK; SIRIVIVATNANON, 2003).

Uma das questes levantadas para o mtodo colorimtrico de asperso da soluo de nitrato de prata foi em relao quantidade de cloretos que seria responsvel pela mudana de cor que ocorre quando pulveriza o indicador qumico no concreto.

Otsuki et al. (1992) encontraram um limite teor de cloretos de 0,15% em relao massa de cimento, enquanto Collepardi (1995) identificou 0,01% em relao massa do cimento.

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Andrade et al. (1999) submeteram corpos-de-prova de concreto preparados com cimento comum e composto ao ensaio acelerado de penetrao de cloretos recomendada pela norma ASTM C1202 (1991) para avaliar a resistncia do concreto penetrao de cloretos. Medindo, posteriormente, esta penetrao atravs do mtodo colorimtrico de AgNO3 em relao carga passante. O ensaio ASTM C1202 (1991) usa a condutncia eltrica do concreto como um substituto para a difusidade. Atravs de uma ddp, os ons so induzidos a atravessar uma fatia de concreto, tendo o mecanismo de transporte preponderante a migrao inica. Depois de desligar o campo eltrico aplicado aos corpos-de-prova, estes foram divididos ao meio e em uma das metades aplicou-se o mtodo colorimtrico e na outra metade, para determinar o perfil de passeio dos cloretos, foi feito a anlise de concentrao total em diferentes profundidades de extrao de cidos e titulao subseqente.

No foi levado em considerao ao estudo o fato de que os perfis de cloretos eram relacionados ao teor de cloreto total, enquanto na frente colorimtrica identificavam-se os cloretos livres. Considerando os resultados encontrados como sendo teores de cloreto total, foi visto que o ensa

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