sinduscon 2015 parte 3_reduzida
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Metais na construo civil: corroso e proteo
Patologias nas estruturas de concreto armado e tcnicas de recuperao e proteo Parte 3tcnicas de recuperao e proteoAdriana de Araujo
Laboratrio de Corroso e Proteo
23/setembro/2015
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Tcnicas de proteo e recuperao das estruturasNACE RP0187: Design Considerations for Corrosion Control of Reinforcing Steel in ConcreteSeleo do metal: o uso de aos mais resistentes como os aos inoxidveis.Tratamento do concreto: substituio do concreto deteriorado/ contaminado por outro com caractersticas melhores (a/c, espessura de cobrimento, propriedades), uso de inibidores de corroso, realcalinizao e extrao de cloretos do concreto e/ou tratar a sua superfcie.Tratamento do ao: aplicar revestimento orgnico ou metlico.Tcnicas eletroqumica: proteo catdica (corrente impressa ou anodos de sacrifcio), realcalinizao e extrao de cloretos.
Tcnicas de proteo e recuperao das estruturasImpedir ingresso dos agentes (H2O, O2, Cl- e CO2) que determinam ou aceleram a corroso (adequado para concretos no contaminados ou pouco contaminados. Para concretos contaminados, estende a vida por alguns anos). Classe 1Tratamento da superfcie do concreto
Reparo (retirada do concreto danificado e reconstruo)Realcalinizao ou extrao de cloretosProteo catdica: Alterar o meio junto s armaduras (adequadas para estruturas contaminadas)Classe 2NACE RP 0390Maintenance and Rehabilitation Considerations for Corrosion Control of Atmospherically Exposed Existing Steel-Reinforced Concrete Structures
Tcnicas de proteo e recuperao das estruturasACI 201.2r: guide to durable concrete
revestimento da armadura;proteo catdica;mantas impermeabilizantes;substituio do concreto por outro com inibidor;impregnantes polimricos;proteo superficial por barreira: silanos, siloxanos, epxis, poliuretanos e metacrilatos;revestimento superficial e de reparo.
Tcnicas de proteo e recuperao das estruturasPart 1: DefinitionsPart 2: Surface protection systems for concretePart 3: Structural and non-structural repairPart 4: Structural bondingPart 5: Concrete injectionPart 8: Quality control and evaluation of conformityPart 9: General principles for the use of products and systemsPart 10: Site application of products and systems and quality
EN 1504: Products and systems for the protection and repair of concrete structures
EN 1504
Parte 1: classifica e define os tipos de produtos e sistemas para proteo e recuperao, manuteno, ou reforo de estruturas de concreto. Parte 9: princpios para a utilizao de sistemas de proteo e recuperao de estruturas, com regras para a seleo adequadaParte 10: aplicao de produtos e sistemas de proteo e reparao, incluindo o controlo de qualidade, manuteno, sade e segurana. Parte 2 a 7: produtos: Proteo da superfcie; Argamassa de reparo; Materiais de ancoragem; injeo e ponte de aderncia; Revestimento para ao. Realcalinizao e extrao de cloretos. Parte 8: procedimentos para a amostragem, verificao da conformidade, marcao de produtos e identificao de sistemas para a proteo e reparao de estruturasNormas de mtodos de ensaios
PRINCPIO 1PROTEO CONTRA O INGRESSO (PI)
MTODO 1.1IMPREGNAO HIDROFBICA
MTODO 1.2IMPREGNAO
MTODO 1.3PINTURA
Protegendo a superfcie do concreto contra o ingresso de lquidos e gases PRINCPIO 2CONTROLE DA UMIDADE (MC)
Ajuste e manuteno do teor de umidade no concreto
PRINCPIO 3RECOMPOSIO DO CONCRETO (CR)
Substituir e recompor o concreto danificadoMTODO 3.1ARGAMASSA APLICADA MANUALMENTE
MTODO 3.2LANAMENTO DE CONCRETO OU ARGAMASSA FLUIDA
MTODO 3.3CONCRETO OU ARGAMASSA PROJETADA
MTODO 3.4SUBSTITUIO DE ELEMENTOS DE CONCRETO
PRINCPIO 4REFORO ESTRUTURAL (SS)
Incremento ou restaurao da capacidade de suportar cargas estruturais
MTODO 4.5INJEO DE FISSURAS OU VAZIOS NO CONCRETO
MTODO 4.3LMINAS OU PLACAS ADERIDAS
MTODO 4.4AUMENTO DE SEO POR ADIO DE ARGAMASSA OU CONCRETO
PRINCPIO 5AUMENTO DA RESISTNCIA FSICA (PR)
Incremento da resistncia do concreto ao ataque fsico/mecnicoMTODO 5.3AUMENTO DE SEO POR ADIO DE CONCRETO OU ARGAMASSA
PRINCPIO 7PRESERVAO OU RESTAURAO DA PASSIVIDADE (RP)
MTODO 7.2SUBSTITUIO DO CONCRETO CARBONATADO / CONTAMINADO
Regularizao e restaurao da superfcie do concreto
MTODO 7.4REALCALINIZAO POR DIFUSO DO CONCRETO CARBONATADO
MTODO 7.5EXTRAO DE CLORETOS
PRINCPIO 6RESISTNCIA QUMICA (RC)
Incremento da resistncia do concreto ao ataque qumico
MTODO 7.1AUMENTO DO COBRIMENTO COM ARGAMASSA OU CONCRETO
PRINCPIO 8AUMENTO DA RESISTIVIDADE (IR)
Incremento da resistividade eltrica do concreto para reduzir o risco de corrosoOctober 4, 201511 PRINCPIO 9CONTROLE CATDICO (CC)
MTODO 9.1LIMITANDO O CONTEDO DE OXIGNIO NO CTODO POR APLICAO DE REVESTIMENTO
Prevenir a corroso do ao das armaduras
PRINCPIO 10PROTEO CATDICA (CP)
MTODO 10.1APLICAO DE POTENCIAL ELTRICO
Prevenir a corroso do ao das armaduras
PRINCPIO 11CONTROLE DE REAS ANDICAS (CA)
MTODO 11.1REVESTIMENTO ATIVO NO AO DAS ARMADURAS
MTODO 11.2REVESTIMENTO POR BARREIRA NO AO DAS ARMADURAS
MTODO 11.3INIBIDORES DE CORROSO NO CONCRETO
EN 1504
Parte 1: classifica e define os tipos de produtos e sistemas para proteo e recuperao, manuteno, ou reforo de estruturas de concreto. Parte 9: princpios para a utilizao de sistemas de proteo e recuperao de estruturas, com regras para a seleo adequadaParte 10: aplicao de produtos e sistemas de proteo e reparao, incluindo o controlo de qualidade, manuteno, sade e segurana. Parte 2: Proteo superficial do concretoParte 8: procedimentos para a amostragem, verificao da conformidade, marcao de produtos e identificao de sistemas para a proteo e reparao de estruturasNormas de mtodos de ensaios
Revestimento superficial do concretouma das maneiras mais prticas e econmicas de garantir e/ou aumentar a durabilidade das estruturas de concreto.Estruturas ntegras (preventiva): minimizar o ingresso de agentes agressivos e da gua. Princpio 1 (PI) da EN 1504-9.....alm disto, devem ser durveis e compatveis com as condies de servio (NACE SP0187) Estruturas deterioradas (conservao): controlar o ingresso da gua, aumento da resistividade. Princpios 2 (MC) e 8 (IR) da EN 1504-9
Impregnao hidrofbicaImpregnaoRevestimentos (baixa e alta espessura)Restringe a penetrao da gua (< porosidade) e aumenta dureza superficial. Forma filme no uniforme.Repele a gua lquida, permitindo a liberao de seus vapores. No forma filme.Restringe a penetrao de gua, cloretos e gases. Forma filme uniforme.O atendimento a essas exigncias deve ser verificado por meio da avaliao de certas propriedades:
Concreto com corroso:proteo contra o aumento da resistividade do concreto: revestimento interno dos poros (impregnante) ou por barreira fsica (revestimento por pintura). Concreto com anomalias:proteo contra o ingresso de agentes: reduo da porosidade da superfcie;controle de umidade: ajustar e manter o teor de umidade entre limites especficos. aumento da resistncia fsica e/ou qumica: reduzir o efeito da ao de agentes sobre o concreto.
EnsaioMtodo de ensaioPrincpios de proteo e realizao do ensaioRequisitoResistncia abrasoEN ISO 5470-1 (1999)Ensaio requerido para a proteo por resistncia fsica. Adotado para proteo superficial de pisos.Perda de massa < 3000 mg (roda H22/1000 ciclos/ 1kg)Permeabilidade ao gs carbnico (CO2)EN 1062-6 (2002)Ensaio requerido para a proteo contra o ingresso. Condicionamento de amostra ver EN 1062-11 (2002).SD > 50 mPermeabilidade ao vapor de guaEN ISO 7783-1 e 2 (1999)Ensaio requerido para a proteo contra ingresso, controle da umidade e aumento da resistividade.Classe I: SD 5 m (permevel), Classe II: 5 m SD 50 m e Classe III: SD > 50 m (no-permevel) Permeabili- dade a gua lquida e absoro capilarEN 1062-3 (2008)Ensaio requerido para a proteo contra ingresso, controle da umidade, aumento da resistividade e resistncia fsica, podendo ser realizada para resistncia qumica.Taxa de transmisso 0,1kg/(m2.h0,5).
Requisitos de desempenho para revestimento por pintura
Ensaio MtodoRequisitoProfundidade de penetrao de guaEN 14630 A afetiva impregnao dada pela profundidade da zona seca, medida a exatido de 0,5 mm, aps corte e spray de gua conforme EN 14630 (2006). Classe I: profundidade< 10mm e Classe II: 10 mm.Absoro de gua e resistncia alcalinidadeEN 13580 (2002)A taxa de absoro deve ser < 7,5 % comparado com proveta no tratado, aps imerso em soluo alcalina, < 10 %.Difuso dos ons cloretoEN 13580 (2002)< 0,01 kg/m2 h0, 5 no esperada a difuso.
Requisitos de desempenho para impregnantes hidrofbicos
EnsaioMtodo de ensaioPrincpios de proteo e realizao do ensaioRequisitos No-estruturalEstruturalClasse R1Classe R2Classe R3Classe R4Teor de cloretosEN 1015-17 (2000)Ensaio sempre requerido para reparo, restauro e reforo de concreto armado. Para aplicaes especiais, como exposio a gua do mar sem proteo superficial, adotar EN 13396 (2004) 0,05 %Resistn-cia carbona-taoEN 13295 (2004)Ensaio sempre requerido para verificar durabilidade em reparo, restauro e reforo de concreto armado, quando no h proteo superficial eficiente. Adoo de substrato da EN 1766 (2000)._dk ao concreto de controle.Absoro capilarEN 13057 (2002)Ensaio que pode ser requerido para qualquer princpio, dependendo das condies de exposio. _ 0,5 kg/m-2.h-0,5
Requisitos de desempenho para revestimento
Recomendaes de proteo superficial
Recomendaes de proteo superficial
Pintura epxi
Regio protegida com os vernizes ensaiados
Tubo de plstico rgido para o eletrodo de refernciaEletrodo de trabalho (armadura)Contra-eletrodo de cobre
Corpo-de-prova armadoACP
Corpo-de-prova no-armadoNCP
10 cm5 cm
2 cm
Ensaio acelerado de exposio ao CO2
Ensaio acelerado de exposio ao CO2
Ensaio acelerado de exposio ao NaCl
TEMPOACP AC2ACP AC3ACP AC3 ENVACP SP1o cicloMdia*= -162Desvio padro = 16 Mdia** = -160Desvio padro = 14 Mdia* = -200Desvio padro = 14 Mdia*= -187Desvio padro = 53 2o cicloMdia*= -162Desvio padro = 16 Mdia** = -244Desvio padro = 140 Mdia* = -190Desvio padro = 14 Mdia*= -269Desvio padro = 104 5o cicloMdia*= -221Desvio padro = 147 Mdia** = -256Desvio padro = 157 Mdia* = -520Desvio padro = 157 Mdia*= -404Desvio padro = 72 6o cicloMdia*= -246Desvio padro = 149 Mdia** = -254Desvio padro = 162 Mdia* = -530Desvio padro = 162 Mdia*= -402Desvio padro = 85 7o cicloMdia*= -246Desvio padro = 149 Mdia** = -317Desvio padro = 150 Mdia* = -490Desvio padro = 150 Mdia*= -415Desvio padro = 65 8o cicloMdia*= -262Desvio padro = 168 Mdia** = -350Desvio padro = 163 Mdia* = -500Desvio padro = 163 Mdia*= -417Desvio padro = 63 9o cicloMdia*= -205Desvio padro = 162 Mdia** = -306Desvio padro = 186 Mdia* = -490Desvio padro = 186Mdia*= -393Desvio padro = 73 10o cicloMdia*= -236Desvio padro = 156 Mdia** = -410Desvio padro = 41 Mdia* = -550Desvio padro = 41Mdia*= -407Desvio padro = 77 11o cicloMdia*= -251Desvio padro = 149 Mdia** = -446Desvio padro = 19 Mdia* = -550Desvio padro = 19Mdia*= -403Desvio padro = 70
Ensaio acelerado de exposio ao NaCl
TEMPOACP PU2ACP PU3ACP PU3 ENVACP SP1o cicloMdia*= -168Desvio padro = 12 Mdia** = -168Desvio padro = 12Mdia* = -125Desvio padro = 38Mdia*= -187Desvio padro = 53 2o cicloMdia*= -141Desvio padro = 11Mdia** = -153Desvio padro = 34Mdia* = -192Desvio padro = 215Mdia*= -269Desvio padro = 104 5o ciclMdia*= -139Desvio padro = 36Mdia** = -150Desvio padro = 52Mdia* = -222Desvio padro = 233Mdia*= -404Desvio padro = 72 6o cicloMdia*= -143Desvio padro = 34Mdia** = -131Desvio padro = 39Mdia* = -520Desvio padro = 243Mdia*= -402Desvio padro = 85 7o cicloMdia*= -125Desvio padro = 26Mdia** = -132Desvio padro = 51Mdia* = -234Desvio padro = 242Mdia*= -415Desvio padro = 65 8o cicloMdia*= -123Desvio padro = 32Mdia** = -163Desvio padro = 61Mdia* = -266Desvio padro = 254Mdia*= -417Desvio padro = 63 9o cicloMdia*= -100Desvio padro = 20Mdia** = -107Desvio padro = 13Mdia* = -178Desvio padro = 175Mdia*= -393Desvio padro = 73 10o cicloMdia*= -108Desvio padro = 15Mdia** = -116Desvio padro = 13Mdia* = -288Desvio padro = 246Mdia*= -407Desvio padro = 77 11o cicloMdia*= -112Desvio padro = 14Mdia** = -116Desvio padro = 14Mdia* =-219Desvio padro = 222Mdia*= -403Desvio padro = 70
Desvios elevados = ao ensaio de CO2
Coeficiente de difuso de cloretos no estado no estacionrio (MEDEIROS, 2008)
EN 1504
Parte 1: classifica e define os tipos de produtos e sistemas para proteo e recuperao, manuteno, ou reforo de estruturas de concreto. Parte 9: princpios para a utilizao de sistemas de proteo e recuperao de estruturas, com regras para a seleo adequadaParte 10: aplicao de produtos e sistemas de proteo e reparao, incluindo o controlo de qualidade, manuteno, sade e segurana. Parte 3: Reparo estrutural e no estruturalParte 8: procedimentos para a amostragem, verificao da conformidade, marcao de produtos e identificao de sistemas para a proteo e reparao de estruturasNormas de mtodos de ensaios
Recuperao da estrutura
argamassa polimrica;argamassa epxi;argamassa polimrica com inibidores de corroso;graute subaqutico;graute cimentcio fluido;graute cimentcio tixotrpico;microconcreto fluido.
CCCement Concrete PCC Polymer modified Cement ConcretePCPolymer Concrete
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PREPARO DO SUBSTRATO - geralTrabalhos Preliminares: - Hidrojateamento - Transferncias de Carga1a. etapa: Demarcao/Delimitao da seo de reparo2a. etapa: Remoo do concreto deteriorado e/ou contaminado3a. etapa: Limpeza do concreto e da armadura: - jateamento abrasivo/lixamento - Hidrojateamento da armadura (Cl-)
TRATAMENTO DAS ARMADURAS
Aplicao de primer no ao:Regio de reparo;Regio logo adjacente ao reparo.Aderncia adequada armadura e ao material de reparo!
PONTE DE ADERNCIAAdesivos de base epxi: Reparos e Reforos de grande responsabilidade;Colagem de argamassa/microconcreto novo ao concreto velho/original;Colagem de chapas metlicas ao concreto em reforos estruturais.
Microconcreto fluido
Argamassas base de cimento modificadas com polmeros
Argamassas base de cimento modificadas com polmeros (alta espessura)
Materiais base de epxi ou cimento para reparos ou reforos rpidos
Fibra de carbono
Somente boa saturao (gua)Epxi (casos especiais).
Emulses polimricasPasta de cimento modificada com polmero
Emulses polimricas
Adesivo epxi (substrato seco)
Produto especfico
Material de Reparo/Reforo:Ponte de Aderncia:
PONTE DE ADERNCIA
RECOMPOSIO DO CONCRETOPolmeros utilizados: - Emulses/disperses (acrlico, SBR)
Ao dos polmeros: - Plastificante/redutor de gua; - Alta trabalhabilidade; - Resistncia trao e flexo; - Retrao compensada; - Elevada aderncia; - Baixa permeabilidade.ARGAMASSA POLIMRICA Substitui o concreto de cobrimento
Caractersticas:Modulo de elasticidade compatvel com o concreto;Pode ser vertido por gravidade e bombeado; Alta resistncia inicial e final;Retrao compensada;Elevada aderncia;Baixa permeabilidade.GRAUTES/MICROCONCRETOS FLUIDO: Substitui o concreto em recomposio de peas e reforo estruturalRECOMPOSIO DO CONCRETO
Materiais base de cimentosCura Adequada
CURAMnimo: 7 dias
Material absorvente e saturado sobre a superfcie. Asperso ou cortina de gua na superfcie. Pelcula de cura.
Preenchimento de frmas com graute cimentcio fluido
O que falta para completar o preparo dessas reas?
Pastilha de Zinco encapsulada por argamassa alcalina: Protege a armadura alm da rea do reparo funcionando como nodo de sacrifcio aumentando a vida til do reparo.TRATAMENTO DAS ARMADURASProteo catdica galvnica/de sacrifcio:Contato eltrico do ao a um metal menos nobre (embutido no concreto ou na superfcie) que se dissipa gradualmente
Aps a limpeza das barras fixar firmemente aos da seo de reparo espaamento mximo de 75 cm;Checar a continuidade eltrica atravs da armadura;Mediatamente aps, aplicar o primer rico em Zinco em toda a superfcie das barras
MagnsioAlumnioZinco
Ferro-2,36-1,66-0,76
-0,44
Argamassa especialalta condutividadePastilha de Zn (puro)
Arames paraconexo eltrica
1. Escarificar o concreto atrs da armadura e limpeza geral2. Abrir furos no concreto nas laterais do reparo3. Umedecer os furos e preencher com argamassa alcalina especial4. Instalao dos nodos de 2 gerao garantido a cobertura com a argamassa alcalina especial5. Conectar os nodos s armaduras usando presilha plstica6. Preencha os reparos com argamassa de reparo desejada
TRATAMENTO DAS ARMADURAS - ANODO
1.2.3.4.5.6.
ANTES DO REPARO
Regio catdicaRegio catdicaRegio andica
Linha daescarificao
Anodos incipientesConcreto contaminadoTRATAMENTO DAS ARMADURAS - ANODO
APS O REPARO
Nova regioandicaNova regioandicaNova regiocatdica
Concreto contaminadoTRATAMENTO DAS ARMADURAS - ANODO
M2
Concreto contaminadonodo de sacrifcio - ZnAPS O REPAROTRATAMENTO DAS ARMADURAS - ANODO
APS O REPAROTRATAMENTO DAS ARMADURAS - ANODO
concreto
anodo galvnicoTRATAMENTO DAS ARMADURAS - ANODO
aplicao associada ao reforo da pea (encamisamento);aplicao em estrutura exposta variao de mar;obras novas e existentes.
Forma de fibra de vidro j com anodos de malha de zinco (pode ser de Ti para anodo inerte)
aplicao requer preparao da superfcie e adesivo inico condutivo como primer;aplicao requer equipamento apropriado e pessoal treinado;pode ser associada corrente impressa;obras novas e existentes, expostas a umidade, especialmente variao de mar.
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Folha de zinco (0,25 mm)Adesivo hidrogel (0,75 mm)Folha de proteo de siliconeFolha de zinco
Adesivo hidrogel
H2O + O2
OH-
Fe3O4 h adequada corrente de proteo ao longo dos anos, mas fatores ambientais, caractersticas do concreto e envelhecimento do adesivo interferem na sua eficincia;instalao relativamente simples para obras novas e existentes;uso em estrutura exposta umidade, especialmente variao de mar.
Substncias que quando adicionadas em quantidades adequadas podem retardar a ocorrncia da corroso ou reduzir a sua taxa. Inibidor
Reao qumica entre produto de corroso do ao e o inibidor, resultando na formao de uma pelcula de xido protetor;Adsoro porinterao qumica ou fsica, ou seja, reteno/fixao do inibidor na superfcie do ao, formando uma barreira protetiva;Reao qumica entre o inibidor e o componente potencialmente corrosivo presente no meio aquoso.
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Inibidor Andico (passivao)Suprime a reao andica (ex.: carbonato, nitrito de clcio ou de sdio)
Estabilizao do filme passivante, usualmente, pela reao do ferro/ons de ferro com o inibidor, produzindo um produto estvel, insolvel e aderente ao ao que eleva seu potencial para valores mais positivos (polarizao andica).
Exemplo de reao:CO32- + 2H2O 2OH- + H2CO3 2Fe + NaNO2 + 2H2O Fe2O3 + NaOH + NH3Fe2+ + 2OH- + 2NO2- 2NO + Fe2O3 +H20
Dosagens baixas podem falhar em eliminar todas as reas andicas, aumentando a relao entre rea catdica/andica, e assim , tambm a taxa de corroso.
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Inibidor Catdico (precipitao)Oposto do andico, suprime a reao catdica (ex.: composto de zinco, polifosfatos)
Atua como barreira a reao de reduo do oxignio no catodo.
Exemplo de reao:HCO3- + OH- = CO32- + H2O
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Proteo mista (inibidor multifuncional)Suprime as reaes andicas e catdicas (ex.: carboxilato de amina, amino lcool)
A proteo ocorre por meio de adsoro na superfcie do metal, com formao de uma pelcula sobre as reas andicas e catdicas, interferindo nas reaes eletroqumicas.
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o tamanho e a continuidade dos poros controlam o coeficiente de permeabilidadeA proteo dependente da concentrao que penetra at a interface concreto/ao, das condies da superfcie do ao e de alteraes na concentrao de agentes agressivos no meio ao longo do tempo.H uma concentrao crtica mnima para conferir proteo. Se for baixa, a proteo no uniforme ao longo da superfcie a proteger.
A eficincia do inibidor expressa pelo percentual de reduo da taxa de corroso. Espera-se um bom desempenho quando a relao [Cl-]/ [agente inibidor] < 1.
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oEm obras sem corroso, os inibidores estendem o prazo de incio de corroso. Quando do avano da frente carbonatao e o ingresso de certo teores de cloretos, reduzem a rea atingida e taxa de corroso.
Em obras com corroso, os inibidores impregnantes podem ser eficientes, mas h limitaes, podem-se no ocorrer a repassivao do ao. Quanto mais cedo foram introduzidos, melhor ser a eficincia da proteo. importante a realizao de estudos e monitoramento da obra para verificao da necessidade de reaplicaes, uso de revestimento superficial etc.
Curvas de polarizao andica em soluo salina sem (referncia) e com adio (5 %, 10 % e 15 %) do IVC-B
5 %, 10 % e 15 % elevao do potencial ~500 mV!
0 % e 5 % comportamento tpico de corroso em curso!
Resultados
Proteo total na concentrao de 15 %!
0 %, 5 % e 10 % comportamento tpico de corroso em curso!
5 %, 10 % e 15 % elevao do potencial ~600 mV! Curvas de polarizao andica em soluo salina sem (referncia) e com adio (5 %, 10 % e 15 %) do IVC-ATaxa de corroso baixa ( 1 m)!
oACI 212.3-2010:
Atualmente h 4 tipos de inibidores para proteo contra corroso em concreto:Carboxilato de amina (inibidor misto formador de filme por adsoro): molcula bipolar, carga positiva e negativa atradas no anodo e no catodo, respectivamente;Emulso orgnica de ster-amina;Nitrato de clcio - Ca(NO2)2 (inibidor andico, com reao com ons metlicos);sal de cido dicarboxlico alcenilo orgnico.ASTM G109: Standard test method for determining the effects of chemical admixtures on the corrosion of embedded steel reinforcement in concrete exposed to chloride environments
oUsualmente so uma soluo contendo aminolcool ou carboxilato de amina e, um ou mais, componentes orgnicos ou inorgnicos (frequentemente um cido) que tm a funo de evitar a evaporao preferencial do inibidor em vez de sua penetrao no concreto.
Os mecanismos de transporte de inibidor no concreto so por capilaridade e difuso (fase lquida) e por vapor (fase gasosa), seguindo esta ordem, na penetrao at a superfcie da armadura. Inibidor impregnante
O tempo de penetrao depende de diversas variveis:permeabilidade, cobrimento e umidade do concreto, temperatura e umidade do ambiente etc
oACI 212.3-2010:
Atualmente h 4 tipos de inibidores para proteo contra corroso em concreto:Carboxilato de amina (inibidor misto formador de filme por adsoro): molcula bipolar, carga positiva e negativa atradas no anodo e no catodo, respectivamente;Emulso orgnica de ster-amina;Nitrato de clcio - Ca(NO2)2 (inibidor andico, com reao com ons metlicos);sal de cido dicarboxlico alcenilo orgnico.ASTM G109: Standard test method for determining the effects of chemical admixtures on the corrosion of embedded steel reinforcement in concrete exposed to chloride environments
Inibidor impregnantepenetrao da fase lquido do inibidor por capilaridade;difuso da fase vapor do inibidor;atrao inica das molculas do inibidor pela superfcie do metal, com formao de um filme muito fino protetor.
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Tratamento da barra com aplicao de primer com inibidor, aplicao de argamassa aditivada com o inibidor e asperso de soluo em todo o elemento. Pode-se ainda aplicar pintura com inibidor
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TRATAMENTO DAS ARMADURASProteo catdica impressa: Contato eltrico do ao a anodo inerte e, por meio de uma fonte externa, aplicao de uma corrente eltrica (polo positivo conectado ao anodo e o negativo armadura), de modo a tornar a armadura catdica.
Cl-Catodo: Migrao do ions Cl- para o anodo e produo de OH- (repassivao)O2 + H2O + 4e 4OH-2H2O + 2e H2 + 4OH-Cl-Anodo:4OH- O2 + H2O + 4e2 H2O O2 + 4H+ + 4e
Classicamente, o potencial da interface levado para o domnio da imunidade (diagrama de Pourbaix). Em concreto aplica-se o mesmo conceito somente em estruturas submersas ou enterradas.Nas estruturas atmosfricas, o conceito de proteo e repassivao. Em concreto protendido, mesmo imerso, os potenciais mais baixos alcanados no devem ultrapassar o potencial de equilbrio do hidrognio, pois h perigo de danificao por hidrognio.Critrio de proteo catdicaEm estruturas atmosfricas, aplica-se o critrio de 100 mV de decaimento!
FeDomnio da imunidadeHFeO2-Fe3O4Fe2O3Fe2+-0,81,6 0 2 4 6 8 10 12 14 pH-1,6-1,2-0,400,81,2Potencial (VEH)0,4Fe2+ + 2e Fe 2H+ + 2e H2 O2 + 2H2O + 4e 4OH-
Na proteo catdica clssica: potencial metal/meio no domnio da imunidade: 2H+ + 2e H2
3Fe + 4H2O Fe3O4 + 8H+ + 8e-Eequilbrio ~ -0,8 VEH = -1,024 VECS = -1,1 VECSC
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FeDomnio da imunidadeHFeO2-Fe3O4Fe2O3Fe2+-0,81,6 0 2 4 6 8 10 12 14 pH-1,6-1,2-0,400,81,2Potencial (VEH)0,4Fe2+ + 2e Fe 2H+ + 2e H2 O2 + 2H2O + 4e 4OH-
Com a evoluo de hidrognio h alcalinizao.Alcalinizao moderada bom: recompe a alcalinidade do concreto. Alcalinizao excessiva: ruim......
2H+ + 2e H2Eequilbrio ~ -0,73 VEH = -0,97 VECS = -1,03 VECSC
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AlcalinizaoAcidificao
Curva tpica de decaimento de potencial aps o desligamento da corrente de proteo
Em estruturas atmosfricas, aplica-se o critrio de 100 mV de decaimento!
).Aplicao de proteo catdica mais usado em estruturas existentes sujeitas a contaminao com cloretos devido ao fato a sua presena diminuir a resistividade eltrica do concreto.
continuidade eltrica entre as armaduras.ausncia de anomalias como fissura e segregao, pois so caminhos preferenciais de corrente.presena de peas metlicas soltas dentro da massa de concreto (fuga de corrente).No recompe o ao: se a armadura perdeu seo, deve ser trocado;Desagregao do concreto por reao lcali agregado: se cuidados no foram tomados, deve-se evitar a alcalinizao excessiva;
Proteo catdica nveis de corrente aplicadosCondioCorrente (mA/cm2)Concreto alcalino, sem corroso e baixo teor de oxignio0,1Concreto alcalino, sem corroso, exposio atmosfrica1-3Alcalino, com cloreto, seco, concreto de boa qualidade, alta espessura de cobrimento, corroso leve 3-7Cloreto presente, mido, concreto de m qualidade, muita corroso8 a 20Alto teor de cloreto, flutuao de molhamento e secagem, alto teor de oxignio, corroso severa30 a 50
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TRATAMENTO DAS ARMADURAS EM CONCRETO CARBONATADORealcalinizao: mesmo princpio da proteo catdica clssica, que usada para promover a alcalinizao do concreto na regio da armadura, restaurando as condies para a sua passivao. Anodo:2 H2O O2 + 4H+ + 4e 2OH- 1/2O2 + H2O+ + 2eCatodo1/2O2 + H2O + 2e 2OH-2H2O + 2e H2 + 4OH-
OH-Na+ K+MigraoMigraoProtendido no !
Polarizao catdica da armadura Gerao de OH- (aumento do pH, > 13,5):Manta de feltro ou celulose, argamassa porosa etc Transporte por absoro e migrao inicaConcretoO2 +H2O + 4e 4OH-2H2O + 2e H2 + 4OH-
Malha Andica encapsulada no eletrlitoConectada no polo + da fonteConectada no polo- de fonteNa+ Eletrlito alcalino (carbonato de sdio - Na2CO3) 2H2O O2 + 4H+ + 4eK+ OH-OH-OH-OH-Na2CO3 + CO2 + 2H2O + 2NaHCO3Realcalinizao por difusoOH-OH-OH-Ca2+
Realcalinizao por difuso
Revestimento do elemento com sistema composto de 2 camadas de manta (fibra de celulose) saturada com soluo alcalina, tendo entre elas, malha de anodo (malha de titnio/MMO). Posteriormente, foi feita o encapsulamento com pelcula plstica.BERTOLINI; CARSANA; REDAELLI, 2008
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TRATAMENTO DAS ARMADURAS EM CONCRETO CARBONATADOExtrao de ons cloreto: mesmo princpio da proteo catdica clssica, porm as correntes aplicadas so bem maiores (50 a 500 vezes) e o perodo de sua imposio so poucas semanas.
Os ons cloreto so transportados pela corrente gerada entre dois eletrodos, ou seja, migram da armadura (catodo) para a regio a superfcie do concreto (anodo). Alm disso, altas correntes podem alcanar a reao do cloreto, o que diminui a concentrao de seus ons no concreto.
Polarizao catdica da armadura Gerao de OH- :Manta de feltro ou celulose, argamassa etc Direo dos cloretosConcretoO2 +H2O + 4e 4OH-2H2O + 2e H2 + 4OH-
Malha andicaConectada no polo + da fonteConectada no polo- de fonteCl- Cl- Cl- Eletrlito (gua)+-2H2O O2 + 4H+ + 4e2Cl- Cl2 + 2e
Reduo da razo [Cl-]/[OH-])Na+ K+ Ca2+
Defeito < 1% da rea a cada 0,3 mPermite reparo dos defeitos com tintas ricas em zinco.A zincagem resultado da imerso a quente do ao em um banho de zinco (galvanizao a fogo) e posterior cromatizao. Uma vez iniciada a corroso, o zinco atua como proteo galvnica. A sua taxa de consumo em funo da estrutura da camada, como tambm, em funo do tipo e concentrao de contaminantes.
Classe I =10 mm915 g/m2130 m 13 mm1070 g/m2150 mClasse II 10 mm610 g/m285 m
ASTM A A767:
Proteo por barreira, isolando o ao-carbono do meio. Anodo de sacrifcio, sendo consumido preferivelmente ao ao em locais de sua exposio.Preenchimento de vazios e capilares do concreto pelos produtos de sua corroso (diminuio da permeabilidade do concreto). O revestimento da armadura feito por sua imerso em banho de zinco fundido, sendo obtida uma camada externa de zinco puro e outras de intermetlicos (zinco e ferro). PROCESSO DE IMERSO A QUENTE
Trs processos de aplicao...Eletrodeposio(eletrozincado)Espessuras baixas (< 40 m)Aspecto decorativo superiorNo uniformes (espessura local)
Imerso a quente(galvanizado)
Ampla faixa de espessura (5 m a 300 m)Mais uniformes (espessura mdia)Asperso trmica(metalizado)Espessura elevadas (50 m a 300 m)Aplicao pode ser em campoUniformidade depende... (mdia)
Extenso da vida til O revestimento de zinco pode tolerar maior abaixamento do pH do que o ao-carbono no revestido, com isso a sua taxa de corroso menor.Cuidado! O desempenho depende da presena de zinco puro e espessura das camadas e da cromatizao
83Tuiti, introduo
Extenso da vida til 4 a 5 VEZESO revestimento de zinco pode tolerar maior teor crtico de ons cloreto do que o ao-carbono no revestido, com isso o inicial da corroso pode ser retardada, sendo a sua taxa de corroso tambm menor.Cuidado! O desempenho depende da presena de zinco puro e espessura das camadas e da cromatizao
84Tuiti, introduo
Museu Iber Camargo Porto AlegreObra com utilizao de 100% de vergalho galvanizado. Inaugurado em 2008 Arquiteto lvaro Siza
A proteo feita por pintura epoxdica das barras e estribos de ao-carbono ou por zincagem.
A epoxdica uma pintura eletrosttica que atua como barreira de proteo ao ingresso da H2O, Cl-, O2 (NACE SP0187). Defeito < 1% da rea a cada 0,3 mPermite reparo com tinta epoxdica especifica;Espessuras: 175 m a 300 m ( 10 mm) e, 175 m e 400 m (at 58 mm).ASTM A775:
REVESTIMENTO SUPERFICIAL DA ARMADURA
FBE (Fusion Bond epoxy)inicialmente, a pintura apresentava muitas falhas de qualidade e de aplicao e era manuseada sem critrio (falhas mecnicas);dcada de 90: melhoria da qualidade do barras revestidas, cuidados na produo, no transporte, no armazenamento e montagem das armaduras: aumento significativo do tempo de inicio de corroso da armadura; devido a possibilidade de corroso intensa em defeitos foi proibida pelo departamento de transporte Britnico - DMRB BA75/01.
H ainda sistema duplo que resultado da zincagem por asperso trmica seguida da pintura epoxdica (FBE) das barras de ao-carbono. Em locais de falha da pintura revestimento, h a proteo do zinco. ASTM A1055:
Defeito < 1% da rea a cada 0,3 mPermite reparo dos defeitos com tinta epoxdica especfica;Camada de zinco mnima de 35 m;Camada da pintura zinco mnima de 175 m at 300 m.
FBE (Fusion Bond epoxy)o FBE muito usado em tubulaes, mas sobre o mesmo aplicado um adesivo e um revestimento depolietileno ou polipropilenopara proteg-lode falhas no manuseio e transporte e armazenamento; linha de produo: linha industrial completa de revestimentocom zincagem (para sistema duplo) ou sistema de jateamento para abertura de um alto perfil de rugosidade par pintura (FBE), equipamentos de aquecimento das barras para sua pintura em cabine de aplicao do FBE com pistolas e sistema ar comprimido, sistema de resfriamento a agua e, finalmente, equipamento de inspeo por Holyday detector no final da linha.
linha de produo tem de ser certificada, seguindo CRSI;dobragem na obra mais trabalhoso, pois exige novas conformaes e equipamento com roletes protegidos. Para o sistema duplo, a norma (ASTM A1055) recomenda o aquecimento (em torno de 80 graus) previamente a dobragem (sistema duplo); transporte e armazenagem com barras protegidas, especialmente se foram permanecer em ambiente externo, evitando contato com outros metais ou barras no revestidas (evitar abraso); reparo com produto epxi liquido bicomponente de cura rpida.
FBE (Fusion Bond epoxy)
Os aos inoxidveis apresentam uma elevada resistncia corroso em concreto, sendo utilizado no exterior em estruturas que requerem vida til 100 anos.
ARMADURA DE AO INOXIDVELApresentam elevada resistente corroso devido presena de filme passivante muito protetor. Esse filme resultante da presena de Cr (> 12%), dentre outros elementos: Mo, Ni, Mn etc. Recentemente, foram disponibilizados aos de custo mais reduzidos (lean dplex), em que h baixa concentrao de Ni e Mn.
Muitas vezes, o seu uso limitado a partes crticas da estrutura, podendo se usada s nas barras mais externas!
os aos inoxidveis apresentam elevada resistente corroso devido presena de camada passiva que tem sua formao e integridade dependente de inmeras variveis provenientes do meio de exposio, da composio qumica e dos fatores metalrgicos caractersticos de cada tipo de ao inoxidvel.Os aos inoxidveis so ligas que contm predominantemente Fe e uma porcentagem de Cr no inferior a 12%, que essencial para a formao de camada passiva. Outros elementos usualmente presentes so: Mo, N, Ni e Mn, sendo que no lean dplex h baixa concentrao de Ni e Mn.
Normalizaes estrangeiras de vergalhes de ao inoxidvelBS 6744:2009
Manuteno inaceitvel
Atender a vida til de projetoreas crticasDiminuio do concreto de cobrimento e da qualidade do concreto
Normalizaes estrangeiras de vergalhes de ao inoxidvelASTM A955:2010
Avaliao do risco de corroso (taxa de corroso 0,50 m/ano)
Zincagem
Zincagem
Vdeo Lab. De Corroso e Proteo
Google: IPT + Corroso
[email protected]@[email protected] de Corroso e ProteoFone: +55 (11) 3767-4044http://www.ipt.br/centros_tecnologicos/CTMMhttp://lattes.cnpq.br/7121918010413028Obrigada!
A mente que se abre a uma nova ideia jamais voltar ao seu tamanho original. Albert Einstein