Extensão da vida útil das estruturas de concreto
com uso de armaduras de aço-carbono revestidas
ou de aço inoxidável
Adria...
CORROSÃO NAS ESTRUTURAS DE CONCRETO
Nas estruturas de concreto, a corrosão é uma ameaça silenciosa!
...usualmente é detect...
Elevado do Joá – RJ
Intervenção somente quando a estrutura já
apresentava um estado crítico de deterioração!
"O viaduto es...
15 % causas não identificadas
58 %
corrosão de armaduras
14 %
problemas estruturais
4 %
detalhes construtivos
MANIFESTAÇÕE...
No caso das estruturas de concreto, os custos
econômicos associados à recuperação de
estruturas debilitadas são significat...
ALÉM ISTO.... não há garantia da qualidade do concreto, devido a
diversos fatores: projeto, execução, cura e transporte!
S...
TECNOLOGIAS DISPONÍVEIS
ARMADURA
métodos eletroquímicos de proteção
proteção superficial por película
armaduras resistente...
REVESTIMENTO METÁLICO
DA ARMADURA COM ZINCO
IMERSÃO A
QUENTE
METALIZADA
ELETRODEPOSIÇÃO
PINTURA
Tecnologia aplicada há mai...
 Proteção por barreira, isolando o aço-carbono do meio.
 Anodo de sacrifício, sendo consumido preferivelmente ao
aço em ...
Extensão da vida útil
Extensão da vida útil
4 a 5 VEZES
Cromatização mandatória (apesar das questões ecológicas)
Reparo em 1 % da área revestida (a cada 0,3 m do comprimento)
Dob...
Caleta Lo Rojas, Coronel
Central Colbún - Puerto de Coronel
Piscicultura Los Fiordos - Agrosuper
ZINCAGEM POR
IMERSÃO A QU...
ZINCAGEM POR
IMERSÃO A QUENTE
REVESTIMENTO POR MEIO DE PINTURA
Pintura epóxi - FBE
Tecnologia aplicada há
mais de 50 anos em
estruturas de concreto
no e...
FBE (Fusion Bond Epoxy): pintura eletrostática com
resina epóxi em pó que é submetida a cura a
temperatura elevada
 Prote...
FBE (Fusion Bond epoxy):
inicialmente, a pintura apresentava muitas falhas
de qualidade e de aplicação e era manuseada
se...
Pintura não flexível e flexível (sem defeitos visíveis a olho desarmado
em ensaio de dobramento, 180º)
Área reparada: 1 % ...
Holden Beach Bridge –
Calolina do Norte
Woodrow Wilson - Virgínea
PINTURA EPOXÍ
PINTURA EPOXÍ
ARMADURA DE AÇO INOXIDÁVEL
AUSTENÍTICOSMARTENSÍTICOSFERRÍTICOS
Os aços inoxidáveis austeníticos são aplicados
tradicionalm...
 os aços inoxidáveis apresentam elevada resistente à
corrosão devido à presença de camada passiva que tem sua
formação e ...
 às barras superficiais dos elementos;
 aos trechos de reparo da estrutura, sendo usado barras de
inoxidáveis em conjunt...
Normalizações estrangeiras de vergalhões de aço inoxidável
BS 6744:2009
Manutenção
inaceitável
Atender a vida
útil de proj...
Normalizações estrangeiras de vergalhões de aço inoxidável
ASTM A955:2010
Avaliação do risco de corrosão
(taxa de corrosão...
Píer Progreso, Yucatán
Tanque nuclear - França Haynes Slough, Oregon
(inoxidável dúplex UNS S32205)
Sagrada Família
INOXID...
BS 6744
INOXIDÁVEL
Galvanização Pintura Aço inox
Aderência ao aço-carbono JJJJ JJJ _
Aderência ao concreto JJJJ JJJ JJJ
Resistência à corrosã...
Galvanização Pintura Aço inox
Reação química c/ o cimento LLL L L
Alterações no projeto estrutural convencional LL LLL LL
...
Obrigada!
Leia mais:
Extensão da vida útil das estruturas com a zincagem da armadura
por imersão a quente : Techne, junho....
Próximos SlideShares
Carregando em…5
×

Intercorr2014 304 Eextensão da vida útil das estruturas com uso de armaduras de aço-carbono revestidas ou de aço inoxidável

433 visualizações

Publicada em

Resumo
A durabilidade das estruturas de concreto brasileiras é função quase que exclusivamente da especificação de um concreto de qualidade e de uma adequada espessura de cobrimento das armaduras. Entretanto, outras medidas podem ser tomadas para garantir e/ou estender a vida útil dessas estruturas, como o uso de armaduras de aço-carbono revestidas ou de aço inoxidável. Essas técnicas de proteção vêm sendo usadas com sucesso no exterior, sendo especialmente aplicadas em obras de grande responsabilidade, e/ou com restrições manutenções, expostas a um ambiente de média à forte agressividade. No Brasil, essas e outras tecnologias já consagradas de proteção do concreto armado, são muito pouco conhecidas e aplicadas. Assim sendo, é de fundamental importância a sua divulgação. O objetivo do presente artigo é justamente esse: discute as características principais e o campo de aplicação de armaduras revestidas (zincagem ou pintura epoxídica) e de armaduras de aço inoxidável.

Abstract
The durability of Brazilian concrete structures depends almost exclusively on the specification of a concrete of good quality and on an adequate thickness of the concrete that covers the reinforcement. However, other measures can be taken to secure and/or extend the life of these structures, such as the use of coated carbon steel or stainless steel rebars. These protection techniques have been used successfully overseas, being especially applied in works of great responsibility and/or maintenance restrictions and exposed to an environment of medium to strong aggressiveness. In Brazil, these and other already established protection technologies to reinforced concrete are very little known and applied. Therefore, it is very important disseminate them. The purpose of this paper is just that: to discuss the main features and scope of usage of coated carbon steel rebars (galvanized or epoxy painted) and the stainless steel rebars.

Publicada em: Engenharia
  • Seja o primeiro a comentar

  • Seja a primeira pessoa a gostar disto

Intercorr2014 304 Eextensão da vida útil das estruturas com uso de armaduras de aço-carbono revestidas ou de aço inoxidável

  1. 1. Extensão da vida útil das estruturas de concreto com uso de armaduras de aço-carbono revestidas ou de aço inoxidável Adriana de Araujo, Anna Ramus Moreira, Zehbour Panossian
  2. 2. CORROSÃO NAS ESTRUTURAS DE CONCRETO Nas estruturas de concreto, a corrosão é uma ameaça silenciosa! ...usualmente é detectada tardiamente, quando do aparecimento de patologias na superfície do concreto. A degradação prematura das estruturas é uma realidade brasileira! A falta de manutenções periódicas e a não adoção de técnicas adequadas de avaliação e de proteção contra corrosão são os principais fatores desencadeadores desse processo!
  3. 3. Elevado do Joá – RJ Intervenção somente quando a estrutura já apresentava um estado crítico de deterioração! "O viaduto está sob ataque de corrosão generalizada. Mesmo com os reparos que estão sendo feitos, haverá necessidade de intervenção no futuro" Eduardo Batista, professor da Coppe/UFRJ (04/2013) Após 14 anos sem manutenção, a Ponte dos Remédios é interditada em 2011 após o desabamento de parte de sua estrutura no Rio Tietê. Em 1997 uma rachadura devido á corrosão em elemento protendido também resultou na interdição da ponte e...muitos transtornos na cidade. Ponte dos remédios - SP
  4. 4. 15 % causas não identificadas 58 % corrosão de armaduras 14 % problemas estruturais 4 % detalhes construtivos MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS NAS ESTRUTURAS DE RECIFE: (ANDRADE; DAL MOLIN, 1997) Pesquisas apontam que no mínimo 30 % das manifestações patológicas que atingem as estruturas de concreto estão relacionadas com a corrosão das armaduras de aço-carbono! Em ambientes de forte agressividade, a situação é a mais crítica! 9 % outras manifestações
  5. 5. No caso das estruturas de concreto, os custos econômicos associados à recuperação de estruturas debilitadas são significativos! Estima-se que 3 % do PIB do Brasil é consumido pela corrosão! US$ 15 bilhões anuais! (abraco.org.br) Adotando-se práticas conhecidas e adequadas ao controle e combate a corrosão, podem ser economizados cerca de 30 % deste valor! Com exemplo: em 5 anos (entre 2006 a 2011) foram gastos cerca de R$ 120 milhões em intervenções na estrutura de somente 27 obras de arte da cidade de SP. (metalica.com.br)
  6. 6. ALÉM ISTO.... não há garantia da qualidade do concreto, devido a diversos fatores: projeto, execução, cura e transporte! Segundo a literatura...há necessidade de proteção das estruturas... VAYBURD e EMMONS (2000): em ambiente agressivo, um processo de degradação pode ocorrer em um curto intervalo de tempo, sendo que, na presença de cloretos, a estratégia é adotar concreto de qualidade e adicionar proteção. DHIR et al. (1991): a especificação do concreto não é um guia da provável durabilidade da estrutura. Somente as suas características (fck, % C, a/c) não garantem uma adequada durabilidade em ambiente contaminado com cloreto. SANDBERG (1996): a corrosão por cloretos é o problema mais comum de durabilidade associada com o moderno concreto de qualidade exposto ao ambiente marinho. ACI 222.3R (2003): estruturas marinhas como píeres são vulneráveis a corrosão. Por causa deste risco, outras proteções podem ser requeridas.
  7. 7. TECNOLOGIAS DISPONÍVEIS ARMADURA métodos eletroquímicos de proteção proteção superficial por película armaduras resistentes à corrosão zincagem da armadura (revestimento metálico) proteção catódica dessalinização e realcalinização Pintura epóxi (revestimento orgânico) aços ferríticos especiais aços inoxidáveis AÇÃO SOBRE O CONCRETO  a/c; cobrimento  fissuração; capilaridade Monitoramentodoconcretoedaarmadura do ponto de vista físico reserva alcalina; fixadores de Cl- inibidores de corrosão etc. do ponto de vista químico Traço Cimento Adição Aditivo pinturas sobre o concreto
  8. 8. REVESTIMENTO METÁLICO DA ARMADURA COM ZINCO IMERSÃO A QUENTE METALIZADA ELETRODEPOSIÇÃO PINTURA Tecnologia aplicada há mais de 50 anos em estruturas de concreto no exterior (Bermuda Estados Unidos e Inglaterra).
  9. 9.  Proteção por barreira, isolando o aço-carbono do meio.  Anodo de sacrifício, sendo consumido preferivelmente ao aço em locais de sua exposição.  Preenchimento de vazios e capilares do concreto pelos produtos de sua corrosão (diminuição da permeabilidade do concreto). O revestimento da armadura é feito por sua imersão em banho de zinco fundido, sendo obtida uma camada externa de zinco puro e outras de intermetálicos (zinco e ferro). PROCESSO DE IMERSÃO A QUENTE
  10. 10. Extensão da vida útil
  11. 11. Extensão da vida útil 4 a 5 VEZES
  12. 12. Cromatização mandatória (apesar das questões ecológicas) Reparo em 1 % da área revestida (a cada 0,3 m do comprimento) Dobras: barras aceita defeitos e em telas não aceita (dobramento a 180o) ISO 14657 (2005) zincagem de barras, fios e telas soldadas Classe A ≥ 6,0 mm 84 µm ≤ 6,0 mm 70 µm Classe B qualquer Ø 42 µm Classe C 20 µm ASTM A767 (2009) zincagem de barras Classe I = 10,0 mm 128 µm ≥ 13,0 mm 150 µm Classe II ≥ 10,0 mm 85 µm ASTM A1060 (2010) zincagem de fios e telas soldadas por batelada. Grade 65 4,8 Ø < 6,4 mm 64 µm Grade 80 ≥ 6,4 mm 84 µm Grade 100 ≥ 6,4 mm 100 µm Espessura do revestimento de zinco por imersão a quente estabelecida por normalizações estrangeiras
  13. 13. Caleta Lo Rojas, Coronel Central Colbún - Puerto de Coronel Piscicultura Los Fiordos - Agrosuper ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE
  14. 14. ZINCAGEM POR IMERSÃO A QUENTE
  15. 15. REVESTIMENTO POR MEIO DE PINTURA Pintura epóxi - FBE Tecnologia aplicada há mais de 50 anos em estruturas de concreto no exterior (Estados Unidos, Canadá e Inglaterra). Nova tecnologia, barras metalizadas e com pintura epóxi (2008: norma ASTM A1055) hidrofuganteZINCAGEM + PINTURA EPÓXI
  16. 16. FBE (Fusion Bond Epoxy): pintura eletrostática com resina epóxi em pó que é submetida a cura a temperatura elevada  Proteção por barreira, isolando o aço- carbono do meio. Usada inicialmente em pavimento (sal de degelo), depois uso estendido para estruturas expostas à atmosfera marinha. NACE SP0187: barreira ao ingresso da H2O, Cl- , O2
  17. 17. FBE (Fusion Bond epoxy): inicialmente, a pintura apresentava muitas falhas de qualidade e de aplicação e era manuseada sem critério (falhas mecânicas); década de 90: melhoria da qualidade do barras revestidas, cuidados na produção, no transporte, no armazenamento e montagem das armaduras;  recentemente foi proibida pelo departamento de transporte Britânico (DMRB BA75/01).
  18. 18. Pintura não flexível e flexível (sem defeitos visíveis a olho desarmado em ensaio de dobramento, 180º) Área reparada: 1 % da pintura, a cada 0,3 m do comprimento Verificação de falhas: máximo de 3 holidays por metro Espessura do revestimento da armadura por pintura eletrostática (FBE) estabelecida por normalizações estrangeiras Classe B Classe A pintura de fios e telas ASTM A884 (2006) ≥ 19 Ø ≤ 57 mm ≥ 10 Ø ≤ 16 mm pintura de barrasASTM A775 (2007b) qualquer Øpintura de barras, fios e telas ISO 14654 (1999) qualquer Ø - - ≥ 450 µm ≥ 175 µm 175 µm até 400 µm 175 µm até 300 µm 170 µm até 300 µm
  19. 19. Holden Beach Bridge – Calolina do Norte Woodrow Wilson - Virgínea PINTURA EPOXÍ
  20. 20. PINTURA EPOXÍ
  21. 21. ARMADURA DE AÇO INOXIDÁVEL AUSTENÍTICOSMARTENSÍTICOSFERRÍTICOS Os aços inoxidáveis austeníticos são aplicados tradicionalmente no exterior, em torno de 50 anos, em estruturas de concretos em que é requerida uma vida útil ≥ 100 anos. Atualmente vem crescendo o uso de aços inoxidáveis, especialmente do Lean dúplex (custo mais reduzido). DÚPLEX LEAN DÚPLEX
  22. 22.  os aços inoxidáveis apresentam elevada resistente à corrosão devido à presença de camada passiva que tem sua formação e integridade dependente de inúmeras variáveis provenientes do meio de exposição, da composição química e dos fatores metalúrgicos característicos de cada tipo de aço inoxidável. Os aços inoxidáveis são ligas que contêm predominantemente Fe e uma porcentagem de Cr não inferior a 12 %, que é essencial para a formação de camada passiva. Outros elementos usualmente presentes são: Mo, N, Ni e Mn, sendo que no lean dúplex há baixa concentração de Ni e Mn.
  23. 23.  às barras superficiais dos elementos;  aos trechos de reparo da estrutura, sendo usado barras de inoxidáveis em conjunto com barras de aço-carbono. Nesse caso, o risco de corrosão galvânica é usualmente muito baixo. e ainda, em elementos mais esbeltos (menor espessura de concreto de cobrimento da armadura) e ainda possível tendência de substituição do FBE: Annual Report for 2011 do Departamento de transporte Americano: Stainless Steel Reinforcement as a Replacement for Epoxy Coated Steel in Bridge Decks O uso dos aços inoxidáveis nas estruturas é muitas vezes limitado a partes expostas a uma agressividade muito forte, devido ao ataque de íons cloreto. Além disso, seu uso pode ser limitado:
  24. 24. Normalizações estrangeiras de vergalhões de aço inoxidável BS 6744:2009 Manutenção inaceitável Atender a vida útil de projeto Áreas críticas Diminuição do concreto de cobrimento e da qualidade do concreto
  25. 25. Normalizações estrangeiras de vergalhões de aço inoxidável ASTM A955:2010 Avaliação do risco de corrosão (taxa de corrosão ≤ 0,50 µm/ano)
  26. 26. Píer Progreso, Yucatán Tanque nuclear - França Haynes Slough, Oregon (inoxidável dúplex UNS S32205) Sagrada Família INOXIDÁVEL
  27. 27. BS 6744 INOXIDÁVEL
  28. 28. Galvanização Pintura Aço inox Aderência ao aço-carbono JJJJ JJJ _ Aderência ao concreto JJJJ JJJ JJJ Resistência à corrosão JJJ JJJ JJJJ Resistência química JJJ JJ JJJJ Resistência à abrasão JJJJ JJ JJJJ Resistência ao impacto JJJ JJJ JJJJ Resistência aos íons cloreto JJ JJJ JJJJ Resistência aos raios ultravioleta e a umidade JJJJ JJJ JJJJ Resistência à carbonatação JJJ JJJ JJJJ Proteção catódica JJJ JJ _ Proteção por barreira JJJJ JJJJ _ J JJ JJJ JJJJ Inexistente/Muito Pouca Baixo Regular Elevado Item Revestimento Zincagem
  29. 29. Galvanização Pintura Aço inox Reação química c/ o cimento LLL L L Alterações no projeto estrutural convencional LL LLL LL Dificuldade de manuseio na obra (dobrar, transportar e armazenar) LL LLLL L Geração de falhas no manuseio LL LLLL _ Necessidade de correção de falhas após fabricação LLL LLLL _ Necessidade de correção de falhas após instalação na obra LL LLL _ Diminuição de desempenho em função de falhas remanescentes LL LLL _ Custo adicional ao de fabricação do aço LL LLL LLLL Custo adicional ao do aço-carbono LL LLL LLLL Elevação do custo adicional ao da obra convencional LL LLL LLLL Necessidade de pré-tratamento do aço para receber o revestimento L LL _ Necessidade de tratamento após revestimento LL L _ L LL LLL LLLL Inexistente/Muito Pouca Baixa Regular Elevada Revestimento Item Zincagem
  30. 30. Obrigada! Leia mais: Extensão da vida útil das estruturas com a zincagem da armadura por imersão a quente : Techne, junho. 2011 Extensão da vida útil das estruturas de concreto com uso de armaduras de aço inoxidável: Iº Encontro Luso-Brasileiro de Degradação em Estruturas de Concreto Armado, agosto 2014

×