O documento discute a carbonatação e macropilhas no concreto armado, explicando: 1) A carbonatação ocorre quando o CO2 reage com o concreto, reduzindo seu pH e permitindo a corrosão do aço; 2) As macropilhas surgem devido a heterogeneidades no concreto, criando células eletroquímicas de corrosão entre o aço; 3) Fatores como fissuras, umidade e qualidade do concreto afetam ambos os processos e devem ser controlados para garantir a

1. Corrosão das armaduras:
Carbonatação e Macropilhas
Professor: Raphael Martins Mantuano.
Curso: Engenharia Civil.
Disciplina: Patologias da Construção
Civil.
Alunos: Gabriel de Souza Oliveira, Isaac
Stefanello e Olavo Seixas.

2. O que é carbonatação do concreto?
A carbonatação do concreto é uma patologia
desencadeada a partir de um composto químico comum
nas grandes cidades.
O processo costuma ocorrer em túneis e viadutos, por
exemplo, e decorre de fissuras que permitem a entrada de
água no interior do concreto armado.
Mais especificamente, a carbonatação do concreto pode
ser definida como um processo físico-químico entre o gás
carbônico (CO2) presente na atmosfera e os compostos da
pasta de cimento.

3. A partir daí, tem-se como resultado principal a precipitação
do carbonato de cálcio (CaCO3) em uma região do
cobrimento, com a constituição de uma camada que passa
a ter uma alcalinidade significativamente menor do que
aquela não afetada por esse fenômeno.
A carbonatação avança de fora para dentro no concreto,
por meio de uma frente carbonatada.
Quando atinge a profundidade das armaduras, provoca
desestabilização da camada passiva protetora,
propiciando, assim, o início da corrosão.

4. Como ocorre a carbonatação do
concreto?
Para que a carbonatação aconteça, três fatores precisam
estar dentro do concreto.
São eles:
•Umidade
•Gás carbônico
•Oxigênio.

5. Etapas do processo de carbonatação do
concreto:
• H2O entra nos poros do concreto pelas fissuras;
• Forma-se uma fina camada de água;
• A água dissolve o Ca formando Ca(OH)2;
• CO2 entra no poro pelas fissuras;
• CO2 reage com H2O, formando H2CO3 (ácido
carbônico);
• H2CO3 reage com o Ca(OH)2 formando CaCo3
(cristais);
• O consumo de Ca diminui o pH do concreto, deixando o
aço exposto à corrosão.

6. Sobre a ocorrência:
Na estrutura interna do concreto em que essa precipitação
ocorre, o material se altera fisicamente. Já do ponto de
vista químico, há uma redução da alcalinidade.
Como o CO2 se difunde no concreto de fora para dentro, a
carbonatação se dá nesse mesmo sentido, estando
intimamente ligada ao concreto de cobrimento.

7. Este, por sua vez, apresenta fundamental importância no campo
da conservação das estruturas, pois governa os mecanismos de
transporte no tocante à entrada de agentes agressivos para o
interior dos poros da pasta de cimento.
Essa espessura de cobrimento possui características
particulares que a diferem da massa de concreto confinada nas
partes mais internas dos elementos estruturais, pois está em
contato direto com as fôrmas na fase de moldagem.
A carbonatação do concreto se caracteriza pela formação de
uma frente homogênea de avanço, que promove a formação de
zonas de pH distintos.

8. Desse modo, quando a frente de pH mais baixa atinge a
região da superfície do aço, ocorre um ataque à película
passivadora da armadura, deixando esse material
suscetível à corrosão.
Concreto armado (concreto + aço) age perfeitamente em
sintonia. E o concreto com o pH elevado protege o aço.
Ou seja, quando ocorre a carbonatação, o pH do concreto
diminui, possibilitando a corrosão do aço.

11. Quais são as consequências dessa
carbonatação?
A carbonatação do concreto se manifesta inicialmente por
depósitos brancos na superfície do concreto e fica mais
evidente quando surgem fissuras na peça e
desplacamento da camada de recobrimento.
Por se tratar de um fenômeno que ocorre de forma
generalizada, a carbonatação do concreto pode fazer com
que as estruturas de uma construção sofram grandes
problemas na estabilidade global.
Em termos da extensão geral dos danos, há o
desenvolvimento continuado dos processos corrosivos das
armaduras.

12. Dessa forma, torna-se muito importante garantir a qualidade e
desempenho do concreto de cobrimento, pois é nessa região
que ocorre todo o processo de carbonatação.
Além da diminuição do pH do concreto, o processo de
carbonatação também pode gerar microfissuras provocadas
pela formação dos novos produtos que ocasionam aumento de
volume.
Com isso, é gerada uma modificação da estrutura dos poros e
alteração das condições de penetração dos gases envolvidos no
processo.
Dessa forma, torna-se necessário associar os estudos de
carbonatação e porosidade, uma vez que a penetração de
agentes agressivos, como o CO2, é basicamente controlada
pela estrutura de poros do material e pela umidade relativa dos
poros.

13. O que pode aumentar a ocorrência e
como evitar a carbonatação?
A ocorrência da carbonatação do concreto se dá através
das fissuras na estrutura desse material. Isso ocorre
devido à facilidade, a partir desse cenário, da entrada de
CO2.
Da mesma maneira, em locais com mais umidade, em
torno de 50% a 60%, o processo pode ocorrer com ainda
mais rapidez.

14. Além das consequências na superfície do
concreto e a despassivação do aço, também pode
acontecer a perda da seção de armadura e da
aderência desta com o concreto.

16. Fatores que podem aumentar a
incidência da carbonatação do concreto:
• Condições ambientais.
• Temperatura.
• Umidade relativa do ambiente.
• Poluição do ar.

17. • Traço do concreto – relação água/cimento: altas
relações entre água/cimento resultam em concretos
porosos e, portanto, aumentam as chances de difusão
de CO2 entre os poros. Ou seja, quanto maior essa
relação, maior será a porosidade. Como consequência,
gera-se uma intensidade de propagação da
carbonatação.
• Traço do concreto – relação cimento/agregado:
fixando-se a consistência, a profundidade de
carbonatação é menor para relação cimento/agregado
maior. Como consequência, há maior necessidade de
água para a mesma trabalhabilidade.
Fatores que podem aumentar a
incidência da carbonatação do concreto:

18. • Lançamento e adensamento: se o concreto tiver baixa
permeabilidade (compacto), dificultará a entrada de
agentes agressivos. Outro ponto de atenção é a correta
posição da armadura, que precisa respeitar o
cobrimento especificado no projeto.
• Cura: processo fundamental para reduzir o efeito da
carbonatação, já que ela afeta majoritariamente as
condições de hidratação dos milímetros superficiais da
estrutura.
Fatores que podem aumentar a
incidência da carbonatação do concreto:

19. Pilhas eletroquímicas
• Processo espontâneo na eletroquímica.
• Necessita para ocorrer de: um ânodo, um cátodo, um eletrólito e
presença de um condutor elétrico. A ausência já impedirá o início
da corrosão ou interrompê-la se já tiver iniciado o processo.

20. Macropilha
• Micropilha – ânodos e cátodos microscopicamente afastados
entre si, região de maior heterogeneidade do concreto.
• Macropilha – ânodos e cátodos bem mais afastados entre si
(macroscopicamente), região de grande heterogeneidade do
concreto, ou seja, ambientes diferenciados do mesmo concreto,
pode ser por: aeração diferencial, concentração salina, diferença
na qualidade do concreto (porosidade, permeabilidade, etc.).
• Só é possível em ambientes com alta condutividade elétrica,
geralmente meio aquoso.
• A região do ânodo (corroída – sofre oxidação) distinguem-se
nitidamente, alternando regiões catódicas (perfeitas).

21. Formação da pilha de corrosão no
concreto armado
• 1 – A película passivante da armadura é destruída pela ação da
umidade, oxigênio e agentes agressivos (cloretos).
• 2 – Surge uma corrente elétrica que sai das áreas anódicas para o
concreto (eletrólito)
• 3- A concentração por ser diferente ao longo da armadura causa
uma DDP (diferença de potencial) entre ânodo e cátodo,
originando uma pilha de corrosão.
• 4 – Ânodo – fluxo de elétrons para o cátodo através da ferragem
da armadura. Também há transformação de Fe em Fe2+ que é
transportado através do eletrólito até o cátodo.
• 5 – Cátodo – graças ao ganho de elétrons, desenvolve-se uma
combinação de hidrogênio da água (poros do concreto) gerando
íons OH- (hidroxila) que se encontram com os íons Fe2+,
formando Fe(OH)2 também conhecido como Hidróxido ferroso,
uma das formas da ferrugem.

23. Considerações
• Não há corrosão em concretos secos, apenas
em meios aquosos ou de alta umidade (60% ou
mais).
• As pilhas que ocorrem com mais frequência no
concreto armado são:
• Pilha da aeração diferencial, pilha de
concentração salina diferencial, pilha de tensão
diferencial, pilha de temperatura diferencial e
pilha imposta.

24. Efeitos e sintomatologia:
Os produtos da corrosão ocupam, no interior do concreto,
volumes de 3 a 10 vezes o volume original do aço,
podendo causar tensões internas maiores que 15 Mpa,
podendo atingir valores de até 40MPa.

25. Classifica-se estas fissuras
como ativas progressivas,
pelo fato de elas vão
aumentando sua abertura
com o decorrer da corrosão.
Desplacamento do Concreto
Manchas causadas pela corrosão

26. Sugere-se que ,com a finalidade de
aumentar a durabilidade da estrutura,
se evite cantos e bordas que possam
haver concentração de substâncias
deletérias.
Pilares redondos são mais duráveis
que os de seção retangular.
Entretanto, nem sempre ocorre a
fissuração do concreto com a corrosão
da armadura.
Em casos onde o concreto seja
poroso, haja muita umidade, os óxidos
que são gerados a uma velocidade
constante são solubilizados e migram
para a superfície, causando manchas
de coloração marrom-avermelhado.
Neste caso a durabilidade da estrutura
é afetada pela perda de seção de aço
e pelo comprometimento da aderência
aço/concreto. Nem sempre as
manchas irão coincidir com a posição
das armaduras.

27. Fatores que podem aumentar a
incidência da macropilha:
• Cobrimento;
• Relação A/C;
• Tipos de aço;
• Influência do meio ambiente;
• Fissuração;
• Resistividade Elétrica;
• Temperatura;
• Permeabilidade e Absorção;
• Tipo de cimento e adições.

28. Obrigado!