Corrosão do Aço em Concreto Estrutural Branco Carlos Seffrin



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Corrosão do Aço em Concreto Estrutural Branco





Carlos Seffrin1, Amilton Antunes1, Luciano Maciel1, Marcos Vaghetti2




1Estudante de arquitetura e urbanismo – ULBRA/SM, 2Professor-orientador do curso de arquitetura e urbanismo –ULBRA/SM



Resumo
O concreto estrutural branco traz desafios para tecnologistas e pesquisadores no sentido de compreender melhor seu desempenho frente às agressividades do meio. Procura-se, através desse trabalho, contribuir para um problema que está se tornando importante para as obras em Concreto Branco, que é a corrosão do aço no interior desses concretos. A pesquisa que originou este trabalho está sendo desenvolvida na ULBRA/Santa Maria/RS, em parceria com a UFSM e tem por objetivo verificar, experimentalmente, os efeitos causados pela corrosão das armaduras no concreto aparente, com cimento Portland branco, dando ênfase para essa importante manifestação patológica que, cada vez mais, preocupa os projetistas e empreendedores dessas obras especiais.
Introdução
Entre os materiais empregados na construção civil atualmente, o concreto é, sem dúvida, o mais largamente utilizado. Este elevado consumo, aliado ao fato de a produção do concreto requerer menor consumo de energia, qualifica-o como um material que exige uma atenção especial de pesquisadores no sentido de conhecer amplamente seu desempenho e, eventualmente, adequá-lo frente às necessidades do mercado consumidor.

Com relação ao aço, segundo dados preliminares do Instituto Brasileiro de Siderurgia (IBS:http://www.ibs.org.br), a produção brasileira de aço bruto, no ano de 2004, foi de aproximadamente 30 milhões de toneladas (VAGHETTI, 2005).

Problemas com a corrosão do aço no concreto trazem ao Brasil um prejuízo anual de 3,5 a 4,0% do Produto Interno Bruto (PNB), segundo a Comissão de Estudos de Corrosão de Elementos Metálicos em Concreto da ABNT (CONSTRUÇÃO, 1991).

Além do aspecto econômico, acidentes envolvendo estruturas deterioradas pela corrosão da armadura constituem-se em fatos lamentáveis, pois causam perdas humanas e materiais, transtornos aos que utilizam a obra pela sua interdição e implicam em onerosa reparação.

Ao mesmo tempo que o apelo estético fica muito evidente na concepção de edificações em concreto aparente com cimento Portland branco, surge um problema de durabilidade desse material em longo prazo, que muito incomoda o meio técnico-científico, que é a corrosão das armaduras, bem como também incomoda em especial, os arquitetos que projetam essas obras, pois os efeitos que advém desse problema, como as manchas superficiais (ferrugem) nos elementos estruturais (vigas, pilares e lajes), causam verdadeiro desconforto aos proprietários, que precisam conviver com essa patologia e também dispender de recursos financeiros para tentar solucioná-la ou amenizá-la.

Sendo assim, o objetivo principal deste trabalho de iniciação científica é de verificar, experimentalmente, os efeitos causados pela corrosão das armaduras no concreto aparente com cimento Portland branco, com a corrosão sendo induzida por carbonatação e acelerada por ciclos de molhagem/secagem.

Neste sentido, coloca-se a importância de se implementar uma pesquisa que venha a contribuir para o conhecimento mais aprofundado sobre a corrosão do aço no concreto aparente com cimento Portland branco, principalmente devido ao aumento do número de construções com esse material que se projeta para o futuro, tendo em vista especialmente a beleza que elas proporcionam, como também aos aspectos técnicos envolvidos com a patologia da corrosão, que instiga os pesquisadores em descobrir novas soluções para tentar diminuir ou evitar esse problema.
Metodologia
A pesquisa foi dividida em duas etapas: o módulo 1, que é a pesquisa bibliográfica sobre o assunto proposto (ano de 2006); e, o módulo 2 (início em 2007), que é a pesquisa experimental, sendo que a estrutura e o delineamento deste módulo foi feito a partir das informações colhidas no módulo 1, visando sempre atingir os objetivos propostos quando da concepção geral da pesquisa.

Na fase experimental foram preparados os seguintes concretos: concreto branco (CB) e concreto cinza (CC), com relações água/cimento 0,50 ; 0,60 e 0,70. E nesta fase realizou-se os seguintes ensaios: ensaios de trabalhabilidade, ensaios físicos, moldagem dos concretos; ensaios de cura e de resistência à compressão axial, carbonatação acelerada e de potencial de corrosão. No ano de 2008 foram realizados os ensaios de aceleração da corrosão por ciclos de molhagem/secagem para o objetivo final de avaliar o grau de corrosão do aço nos concretos através do ensaio não-eletroquímico da perda de massa gravimétrica.


Resultados e Discussão

Os resultados obtidos até o momento que efetivamente servem para a análise dos aspectos que envolvem a corrosão do aço no concreto foram os de resistência à compressão axial aos 7, 28 e 91 dias, bem como as leituras eletroquímicas do potencial de corrosão do período de indução da corrosão por carbonatação acelerada.

Os resultados da resistência à compressão axial indicam maior desempenho do concreto branco em relação ao concreto cinza, o que era esperado em função da maior superfície específica do cimento branco.

Especificamente quanto aos resultados qualitativos do potencial de corrosão, pode-se verificar que todos os aços analisados, para os dois tipos de concreto nas quatro primeiras semanas do período de pré-condicionamento, apresentaram muita variação nos resultados, ficando entre + 50 mV e -200 mV. Nesse período de 4 semanas, o aço ainda está no estado passivo e com o concreto (pH elevado) protegendo a armadura. Fica evidente que somente a carbonatação dos concretos não é suficiente para provocar a corrosão do aço propriamente dita, necessitando muito que a umidade preencha os poros do material e contribua para aumentar a mobilidade iônica e mais precisamente o transporte dos íons das regiões anódicas para as regiões catódicas através do eletrólito.



Espera-se que durante o período de ciclos de molhagem/secagem, os potenciais permaneçam na faixa entre -200 mV e -600 mV, acelerando o processo corrosivo dos aços.
Referências
CASCUDO. O. Controle da corrosão de armaduras em concreto-Inspeção e Técnicas Eletroquímicas. Co-edição, São Paulo; Ed. PINI, Goiânia: Ed.UFG, 1997.
ISAIA, G.C. et al. Concreto: Ensino, Pesquisa e Realizações. São Paulo: Ibracon, 2005,2v.
KIRCHHEIM,A.P et al..Análise comparativa da utilização de diferentes sistemas de proteção de corrosão de armaduras na aderência entre concreto branco e barras de aço. In: Instituto Brasileiro do Concreto. 47º Congresso Brasileiro. 2005. p.vii.1-vii.10.
MEHTA,P.K.; MONTEIRO,P.J.M. Concreto: estrutura, propriedades e materiais. São Paulo, Pini,1994.
VAGHETTI, M.A.O. Estudo da corrosão do aço, induzida por carbonatação, em concretos com adições minerais. Porto Alegre: UFRGS, 2005. Tese (Doutorado). Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais - PPGEM, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2005.


IX Salão de Iniciação Científica – PUCRS, 2008


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