Corrosão em concreto: mecanismos e proteção

CORROSÃO
EM
CONCRETO
Alisson André Silva Balbino
José Jadeilson Felix da Silva

INTRODUÇÃO
O concreto é um material de construção de grande uso, as
estruturas de concreto são projetadas para manter condições
mínimas de segurança, estabilidade e funcionalidade durante um
tempo de vida útil.
O concreto é constituído principalmente de cimento, areia, água e
agregados de diferentes tamanhos.
As matérias-primas usada na fabricação do cimento portland são,
principalmente, calcário, sílica, alumina e oxido de ferro.

CORROSÃO – DETERIORAÇÃO
Mecânicos – vibrações e erosão;1
Físicos – variações de temperatura;2
Biológicos – bactérias;3
Químicos – produtos químicos
como ácidos e sais.
4

FORMAS DE CORROSÃO
Deterioração por ação química:1
Corrosão por ação eletroquímica:2
Pasta de cimento
Armadura

MECANISMO
No mecanismo químico tem-se o ataque
do concreto por ácidos como o clorídrico,
HCl, com a formação de cloretos de cálcio
e sílica gel (SiO2), de acordo com a equação
da reação de ataque do silicato tricálcico:
3CaO.2SiO2.3H2O + 3HCl → 3CaCl2 + 2SiO2 + 6H2O

MECANISMO
O mecanismo eletroquímico do processo
corrosivo origina, nas áreas anódicas e
catódicas, as reações cujas equações, para
o caso de ferro, são:
Área anódica (corrosão)1
Área catódica (sem corrosão)2
Não aerada – 2H2O + 2e → H2 + 2OH-
Aerada – H2O + 1/2O2 + 2e → 2OH-
Fe → Fe2+ + 2e

FATORES ACELERADORES DE CORROSÃO
Admita-se que a armadura está protegida,
devido à alta alcalinidade e a ação isolante
da massa de concreto.
A alta alcalinidade decorre do hidróxido de
cálcio, Ca(OH)2
pH em torno de 12,5 que possibilita a
passivação do aço

LIXIVIAÇÃO – EFLORECÊNCIA
O hidróxido de cálcio quando em contato
com a água, pode ser dissolvido e
carregado para fora da superfície de
concreto.
A lixiviação do hidróxido de cálcio, é
responsável pelo aparecimento de
eflorescência caracterizada por depósitos
de cor branca na superfície do concreto.

CARBONATAÇÃO
O dióxido de carbono, CO2, existente no ar
ou em águas agressivas, pode se combinar
com o Ca(OH)2, formando o carbonato de
cálcio, CaCO3 insolúvel:
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
Diminuindo o valor do pH para 8,5-9, e
possibilitando a despassivação do aço.

CARBONATAÇÃO
Se houver excesso de CO2, como no caso
de águas agressivas, pode-se ter a reação,
com formação de bicarbonato de cálcio,
Ca(HCO3)2, solúvel:
CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2
Maior deterioração, pois a solubilidade do
bicarbonato de cálcio é bem maior do que
a do carbonato de cálcio.

ÁCIDOS
O contato direto de concreto com soluções
de ácidos, como, por exemplo, clorídrico,
fluorídrico, nítrico, sulfuroso e sulfúrico
ocasiona deterioração do concreto, pois
eles reagem com os componentes do
concreto e diminuem o valor de pH.

SAIS
Alguns sais são bastantes agressivos para o
concreto, podendo a sua ação ocorrer na
pasta de cimento ou na armadura, pois,
sendo eletrólitos, possibilitam a formação
de pilhas que facilitam a corrosão do aço
das armaduras.

SAIS
Sais de amônio são destrutivos porque
reagem com o meio alcalino do concreto,
eliminando o hidróxido de cálcio. Pode-se
exemplificar o cloreto de amônio, NH4Cl:
2NH4Cl + Ca(OH)2 → 2NH3(g) + 2H2O + CaCl2

SAIS
Cloretos solúveis, como o cloreto de sódio,
NaCl, podem diminuir a ação protetora da
película de passivação existente no meio
alcalino ou básico proporcionado pela
pasta de cimento
Podem também diminuir a resistividade do
concreto, facilitando o processo
eletroquímico de corrosão das armaduras.

BACTÉRIAS
A presença de bactérias, como Thiobacillus
thiooxidans, que oxidam enxofre ou
compostos de enxofre a ácido sulfúrico
(H2SO4)
Originando a diminuição de pH e formação de
sulfoaluminato de cálcio com deterioração do
concreto e posterior ataque a armadura.

RESISTIVIDADE ELÉTRICA
A presença de sais como cloretos, sulfatos
ou nitratos possibilita a corrosão das
armaduras, pois como são eletrólitos
fortes permitem que o meio apresente
baixa resistividade elétrica e
consequentemente alta condutividade
possibilitando o fluxo de elétrons,
ocasionando a corrosão das armaduras ou
dos arames de proteção.

POROSIDADE E PERMEABILIDADE
A penetração de soluções de eletrólitos e
de gases, como o oxigênio, vai ocorrer nas
áreas mais permeáveis e porosas,
tornando a resistividade do concreto baixa
e acelerando o processo de corrosivo.

FISSURAS OU TRINCAS
O concreto, devido a solicitações mecânicas,
pode apresentar fissuras ou trincas,
possibilitando assim o ataque corrosivo na
armadura, pois haverá penetração de
soluções de eletrólitos, gases etc.

PROTEÇÃO
FORMULAÇÃO DO CIMENTO
Cimento contendo aluminato tricálcico é
usado para aumentar a resistência a ação
de cloretos e sulfatos.

PROTEÇÃO
MATERIAIS COMPOSTOS COM
POLIMEROS
Concreto impregnado com polímeros1
o concreto previamente seco é
impregnado com um monômero de
baixa viscosidade e polimerizado, em
seguida, por aquecimento, radiação
ou processo químico.
monômeros termoplásticos
metacrilato de metila, estireno e
acrilonitrila.

PROTEÇÃO
MATERIAIS COMPOSTOS COM
POLIMEROS
Concreto com cimento e polímeros2
é a pré-mistura da pasta de cimento e
agregado na qual se adiciona um
monômero antes da secagem.
Concreto polimérico3
constituído de agregado, ligado com
polímero no lugar do cimento.

PROTEÇÃO
REVESTIMENTOS PROTETORES
Aplicado sobre o concreto1
Tintas à base de resina epóxi,
poliuretana, vinílica, acrílica, tintas
asfálticas e emulsões;
Pintura com impregnação de uma
solução de silicato de sódio;
Revestimento com argamassas ou
cimentos antiácidos.

PROTEÇÃO
REVESTIMENTOS PROTETORES
Aplicado sobre a armadura2
Aplicação de tintas epóxi e tintas ricas
em zinco (epóxi-zinco);
Revestimento com zinco;
Armadura cladizada com aço
inoxidável.

PROTEÇÃO
REMOÇÃO DE CLORETO E
REALCALINIZAÇÃO
São técnicas eletroquímicas, usadas mais
recentemente, que visam restabelecer a
passivação da armadura, removendo cloreto
existente no concreto, e restabelecendo a
alcalinidade em torno da armadura.

PROTEÇÃO
REALCALINIZAÇÃO
Materiais1
Fonte de corrente contínua;
Anodo: titânio revestido com oxido de
cério;
Eletrólitos: água com hidróxido de
cálcio (para a remoção de cloreto) e
solução de carbonato de cálcio (para
realcalinização);

PROTEÇÃO
REALCALINIZAÇÃO
Materiais1
Armadura: ligada ao catodo da fonte;
Suporte para permitir o contato do
eletrólito com o anodo e o catodo:
fibra de celulose umedecida ou feltro
umedecido ou tanques.

PROTEÇÃO
REALCALINIZAÇÃO
Tempo2
4 a 8 semanas para a remoção do cloreto
e uma semana para a realcalinização.
Benefícios3
remoção de 40-95% de cloreto
imediatamente em torno da armadura e
geração de OH-, hidroxila, meio alcalino.

PROTEÇÃO
REALCALINIZAÇÃO
Remoção do cloreto4
os íons cloreto, negativos, são atraídos
para o anodo externo, positivo,
ocorrendo a reação responsável por sua
remoção
2Cl- → Cl2 + 2e

PROTEÇÃO
REALCALINIZAÇÃO
Realcalinização5
presença de meio alcalino ao redor da
armadura, devido a formação de OH-,
íon hidroxila, proveniente na reação no
catodo
2H2O + 2e → H2 + 2OH-

CONCLUSÃO
A corrosão do concreto é de grande importância, pois provoca não
somente a deterioração, mas também pode afetar a estabilidade e a
durabilidade das estruturas.
A armadura não é suscetível de sofrer corrosão, a não ser que
ocorram contaminação e deterioração do concreto.
Os constituintes do concreto inibem a corrosão do material metálico
e se opõem a entrada de contaminantes. Daí se pode afirmar que,
quanto mais o concreto se mantiver inalterado, mais protegida
estará a armadura.

REFERÊNCIA
GENTIL, V. Corrosão. In:__. Corrosão em concreto. 6. ed. Rio de janeiro:
LTC, 2004. cap.17, p. 210-221.

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