Monografia passivação das armaduras

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE GOIÁS
TECNOLOGIA DA CONSTRUÇÃO CIVIL
CURSO SUPERIOR EM PLANEJAMENTO E CONSTRUÇÃO DE EDIFÍCIOS
Elizeth Neves Cardoso
Lívia Leite de Cantuária
ANÁLISE DO PROCESSO DE PASSIVAÇÃO
DAS ARMADURAS NO CONCRETO
Goiânia-GO, Agosto/2005

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE GOIÁS
TECNOLOGIA DA CONSTRUÇÃO CIVIL
CURSO SUPERIOR EM PLANEJAMENTO E CONSTRUÇÃO DE EDIFÍCIOS
Elizeth Neves Cardoso
Lívia Leite de Cantuária
ANÁLISE DO PROCESSO DE PASSIVAÇÃO
DAS ARMADURAS NO CONCRETO
Trabalho de Conclusão do Curso de
Planejamento e Construção de Edifícios
apresentado à Coordenação de
Construção Civil do Centro Federal de
Educação Tecnológica de Goiás.
Prof. Orientadora Giana Sousa Sena Rodrigues
Goiânia-GO, Agosto/2005

Cardoso, Elizeth Neves e Cantuária, Lívia Leite de
Análise do processo de passivação das armaduras no
concreto. Goiânia, 2005.
Orientadora: Giana Sousa Sena Rodrigues.
Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) –
Centro Federal de Educação Tecnológica de Goiás,
Planejamento e Construção de Edifícios.
1. Introdução, 2. Estrutura de concreto, 3. Corrosão
das armaduras, 4. Prevenção e reparos de estruturas de
concreto com corrosão nas armaduras, 5. Considerações
finais, I. Rodrigues, Giana Sousa Sena, II. Centro Federal de
Educação Tecnológica de Goiás, Tecnologia da Construção
Civil, Planejamento e Construção de Edifícios, III. Título.

Dedicatória
Dedicamos este trabalho à nossa família, pai, mãe e irmãos, que nos apoiaram a cada
instante de nossas vidas, pela busca constante do aprendizado e à grande amizade, que
cultivamos durante os anos de estudo nesta instituição de ensino, procurando desta
forma, finalizarmos juntas, mais uma etapa de nossas vidas.

Agradecimentos
A Deus que sempre nos iluminou dando forças para vencer os obstáculos do
dia-a-dia, aos amigos que, a cada momento, nos incentivaram com demonstração de
afeto sincero nos momentos de tristeza e alegria, a todos que nos apoiaram direta e
indiretamente para a conclusão desta pesquisa e a nossa querida orientadora, Professora
Giana Sena, pela dedicação e disciplina para conosco na convivência diária.

RESUMO
O uso do concreto como material estrutural não seria tão abrangente se não
fosse possível armá-lo com aço. Desta forma a união do concreto com o aço vem da
necessidade de uso de um material estrutural resistente aos vários tipos de esforços
gerados pela aplicação de carga em uma edificação. Isso porque o concreto – mistura de
cimento, agregados, aditivos e água – embora bastante resistente a esforços de
compressão, apresenta deficiências no combate aos esforços de tração. Dessa forma, a
armadura contribui com o desempenho estrutural do concreto, aumentando a resistência
à tração do conjunto.
No interior do concreto, o aço está protegido do fenômeno da corrosão,
devido à presença de uma capa ou película protetora de caráter passivo, que envolve o
mesmo. É a chamada proteção química, responsável pela passivação da armadura
devido à natureza alcalina do cimento.
O Brasil possui várias edificações em áreas industriais e nas proximidades
do mar, o que as torna vulneráveis aos ataques de agentes deletérios catalisadores da
corrosão. Além do mais, grande parte dos problemas estruturais no país deve-se ao
comprometimento dos projetistas e executores das edificações, principalmente no que
diz respeito a resguardar a durabilidade estrutural.
A presente pesquisa tem como objetivo a análise do processo de passivação
das armaduras no concreto, resguardando os aspectos benéficos, bem como a
identificação dos principais mecanismos, agentes agressivos e outros fatores
relacionados ao processo de corrosão.
Palavras Chaves: passivaçäo, concreto, armadura, corrosäo e reparo.

SUMÁRIO
Lista de Figuras
Lista de Tabelas
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................1
1.1 JUSTIFICATIVA.............................................................................................................2
1.2 OBJETIVOS GERAIS ......................................................................................................3
1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS..............................................................................................3
2 CONCRETO: MATERIAIS E PROPRIEDADES ...............................................4
2.1 MATERIAIS ..................................................................................................................4
2.1.1 Cimento....................................................................................................................4
2.1.2 Água.........................................................................................................................6
2.1.3 Agregados................................................................................................................7
2.1.3.1 Classificação dos agregados quanto à origem ....................................................8
2.1.3.2 Classificação dos agregados quanto às dimensões (NBR 7211/1983) ................8
2.1.3.3 Classificação dos agregados quanto ao peso unitário.........................................8
2.1.4 Aditivos....................................................................................................................9
2.1.5 Adições minerais ...................................................................................................10
2.1.6 Aço.........................................................................................................................11
2.2 PROPRIEDADES DO CONCRETO NO ESTADO FRESCO ...................................................12
2.3 PROPRIEDADES DO CONCRETO NO ESTADO ENDURECIDO...........................................13
2.3.1 Retração ................................................................................................................13
2.3.2 Porosidade.............................................................................................................13
2.3.3 Permeabilidade......................................................................................................14
2.3.4 Absorção capilar ...................................................................................................14
2.3.5 Durabilidade..........................................................................................................15
2.4 INTERAÇÃO DOS MATERIAIS E PASSIVAÇÃO DAS ARMADURAS...................................16
2.4.1 Produtos de hidratação .........................................................................................16
2.4.2 Silicato de cálcio hidratado (C-S-H).....................................................................16
2.4.3 Hidróxido de cálcio (Ca(OH)2).............................................................................17
2.4.4 Formação da película passivadora.......................................................................17
3 CORROSÃO DAS ARMADURAS.......................................................................20
3.1 CORROSÃO QUÍMICA..................................................................................................20

3.2 CORROSÃO ELETROQUÍMICA......................................................................................20
3.3 CLASSIFICAÇÃO DA CORROSÃO.................................................................................22
3.3.1 Classificação pela localização do ataque .............................................................22
3.3.1.1 Corrosão generalizada.......................................................................................22
3.3.1.2 Corrosão localizada ...........................................................................................23
3.3.2 Classificação baseada em fatores mecânicos .......................................................23
3.3.2.1 Corrosão-erosão.................................................................................................23
3.3.2.2 Corrosão sob tensão...........................................................................................24
3.4 CORROSÃO DAS ARMADURAS NO CONCRETO .............................................................24
3.4.1 Proteção física da armadura.................................................................................24
3.4.1.1 Cobrimento segundo NBR 6118 .........................................................................25
3.4.2 Fenômeno da despassivação das armaduras........................................................29
3.4.2.1 Fatores desencadeantes de corrosão .................................................................30
3.4.2.1.1 Lixiviação........................................................................................................30
3.4.2.1.2 Carbonatação ...................................................................................................31
3.4.2.1.3 Ácidos..............................................................................................................32
3.4.2.1.4 Sais ..................................................................................................................33
3.4.2.1.4.1 Ataque por cloretos....................................................................................34
3.4.2.2 Fatores aceleradores de corrosão......................................................................37
3.4.2.2.1 Conteúdo de umidade......................................................................................37
3.4.2.2.2 Proporção de cloretos ......................................................................................38
3.5 PARÂMETROS DETERMINANTES DA VELOCIDADE E PROFUNDIDADE DE ALCANCE DOS
AGENTES AGRESSIVOS ........................................................................................................39
3.5.1 Concentração de CO2............................................................................................39
3.5.2 Umidade relativa do ambiente ..............................................................................39
3.5.3 Tipo e quantidade de cimento................................................................................40
3.5.4 Relação água/cimento ...........................................................................................40
3.5.5 Condições de cura .................................................................................................40
3.5.6 Fissuras .................................................................................................................41
4 PREVENÇÃO E REPARO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO COM
CORROSÃO NAS ARMADURAS................................................................................42
4.1 TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS PARA AVALIAÇÃO DA CORROSÃO DAS ARMADURAS .....43
4.1.1 Técnicas de resistência elétrica.............................................................................43
4.1.2 Potencial de corrosão............................................................................................44

4.1.3 Ruído eletroquímico ..............................................................................................46
4.1.4 Curvas de polarização...........................................................................................47
4.1.5 Resistência de polarização....................................................................................48
4.2 ESTRATÉGIA DE REPARO ...........................................................................................49
4.2.1 Reparo localizado..................................................................................................53
4.2.2 Proteção catódica..................................................................................................55
4.2.2.1 Por corrente impressa ........................................................................................55
4.2.2.2 Por ânodo de sacrifício (proteção galvânica)....................................................56
4.2.3 Extração eletroquímica de cloretos.......................................................................57
4.2.4 Realcalinização do concreto carbonatado............................................................58
4.2.4.1 Realcalinização eletroquímica ...........................................................................59
4.2.4.2 Realcalinização por difusão e absorção de solução alcalina............................60
4.2.5 Inibidores de corrosão ..........................................................................................61
4.3 PROTEÇÃO E COBRIMENTO DAS ARMADURAS ............................................................63
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS.................................................................................65
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..........................................................................67

LISTADE FIGURAS
FIGURA 2.1 – Diagrama de equilíbrio termodinâmico de Pourbaix. Potencial x
pH para o sistema Fe-
H2O a 25°C (NEPOMUCENO, 1992).................................. 18
FIGURA 3.1 – Formação da pilha de corrosão (HELENE, 1986).......................... 21
FIGURA 3.2 – Morfologia da corrosão (ANDRADE, 1992).................................. 22
FIGURA 3.3 – Tipos de corrosão e fatores que provocam (CASCUDO, 1997)..... 23
FIGURA 3.4 – Representação esquemática da deterioração de um cilindro de
concreto exposto à água do mar (MEHTA e MONTEIRO,
1994)........................................................................................................................ 28
FIGURA 3.5 – Modelo de vida útil de (Tutti, 1982)............................................... 29
FIGURA 3.6 – Avanço do processo de carbonatação (CEB/BI 152, 1984)............ 31
FIGURA 3.7 – Corrosão com formação de pites (Araújo, 2004)............................ 35
FIGURA 3.8 – Esquema da influência de parâmetros relacionados com a
qualidade do concreto e umidade ambiental sobre o conteúdo crítico de cloretos
(CEB/BI 152, 1984)................................................................................................. 36
FIGURA 3.9 – Teor de umidade dos poros em função da umidade do ambiente
(Andrade, 1992)....................................................................................................... 38
FIGURA 3.10 – Corrosão em fissuras transversais e longitudinais (Andrade,
1992)........................................................................................................................ 41
FIGURA 4.1 – Origem das manifestações patológicas com relação às etapas de
produção e uso das obras civis de concreto armado (HELENE e FIGUEIREDO,
2003)........................................................................................................................ 42
FIGURA 4.2 – Instalação de sonda de resistência elétrica em tabuleiro de ponte
(CASCUDO, 1997).................................................................................................. 43
FIGURA 4.3 – Esquema para medida dos potenciais de corrosão (CASCUDO,
1997)........................................................................................................................ 45
FIGURA 4.4 – Diagrama de blocos mostrando a instrumentação para medida dos
ruídos eletroquímicos (CASCUDO, 1997).............................................................. 46
FIGURA – 4.5 Dispositivo básico para determinação das curvas de polarizaçã
(CASCUDO, 1997).................................................................................................. 47

FIGURA 4.6 – Sistema para medidas de resistência de polarização (CASCUDO,
1997)........................................................................................................................ 49
FIGURA 4.7 – Estrutura do método para resolução de problemas patológicos
(LICHTENSTEIN, 1985)......................................................................................... 51
FIGURA 4.8 – Método de proteção direta da armadura (HELENE, 1997)............. 52
FIGURA 4.9 – Método de proteção indireta da armadura, aplicados no concreto
ou na sua superfície (HELENE, 1997)..................................................................... 52
FIGURA 4.10 – Esquema de um sistema completo de reparo localizado
(ANDRADE et. al., 1997)........................................................................................ 53
FIGURA 4.11 – Esquema simplificado de proteção catódica por corrente
impressa (TULA & HELENE, 2001)...................................................................... 56
FIGURA 4.12 – Princípio da extração eletroquímica de cloretos (MIETZ, 1998).. 58
FIGURA 4.13 – Princípio da realcalinização eletroquímica................................... 59
FIGURA 4.14 – Esquema da realcalinização por absorção/difusão........................ 60
FIGURA 4.15 – Espaçamentos entre barras (mínimos) (CARVALHO e FILHO,
2004)........................................................................................................................ 64

LISTADE TABELAS
TABELA 2.1 – Efeitos de impurezas e seus limites de tolerância (ALVES,
1982)........................................................................................................................ 7
TABELA 2.2 – Tipos de aditivos e suas finalidades............................................... 10
TABELA 3.1 – Classes de agressividade ambiental (NBR 6118/2003).................. 26
TABELA 3.2 – Correspondência entre classe de agressividade ambiental e
cobrimento nominal para Δc = 10mm (NBR 6118/2003)........................................ 28
TABELA 3.3 – Exigências de durabilidade relacionadas à fissuração e à
proteção da armadura, em função das classes de agressividade ambiental (NBR
6118/2003)............................................................................................................... 29
TABELA 3.4 – Valores de cloretos relacionados com possibilidade de corrosão
em concreto.............................................................................................................. 39
TABELA 4.1 – Critérios de avaliação dos resultados das medidas de potenciais
de acordo com a ASTM C-876. (CASCUDO, 1997).............................................. 44
TABELA 4.2 – Vantagens e desvantagens dos métodos de proteção catódica por
corrente impressa (TULA e HELENE, 2001).......................................................... 56
TABELA 4.3 – Vantagens e desvantagens dos métodos de proteção catódica por
ânodo de sacrifício (TULA e HELENE, 2001)........................................................ 57
TABELA 4.3 – Ação de alguns inibidores de corrosão no concreto
(GONÇALVES et. al., 2003)................................................................................... 63

Capítulo 1 – Introdução
1
1 INTRODUÇÃO
O uso do concreto como material estrutural não seria tão abrangente se não
fosse possível armá-lo com aço. Desta forma a união do concreto com o aço vem da
necessidade de uso de um material estrutural resistente aos vários tipos de esforços
gerados pela aplicação de carga em uma edificação. Isso porque o concreto – mistura de
cimento, agregados, aditivos e água – embora bastante resistente a esforços de
compressão, apresenta deficiências no combate aos esforços de tração. Dessa forma, a
armadura contribui com o desempenho estrutural do concreto, aumentando a resistência
à tração do conjunto.
No interior do concreto, o aço está protegido do fenômeno da corrosão,
devido à presença de uma capa ou película protetora de caráter passivo, que envolve o
mesmo. É a chamada proteção química, responsável pela passivação1
da armadura
devido à natureza alcalina do cimento (LEEK & POOLE et. al., apud CASCUDO,
1997). No entanto, qualquer diferença de potencial que se produza entre dois pontos da
barra, por umidade, aeração, concentração salina ou mesmo por tensões diferenciais no
aço, é capaz de desencadear pilhas2
, cadeias de pilhas conectadas em série e na maioria
das vezes micro-pilhas; podendo até mesmo alternar a posição dos pólos, ocasionando a
corrosão generalizada (VERBECK, 1975 apud HELENE, 1986).
Entende-se por corrosão a interação destrutiva de um material com o
ambiente, seja por agentes agressivos químicos, físicos e/ou biológicos. Analisando o
processo de corrosão das armaduras no interior do concreto, o processo de
despassivação da armadura pode ser classificado como corrosão eletroquímica. Esta por
sua vez, ocorre em meio aquoso, havendo a necessidade de um eletrólito, diferença de
potencial, oxigênio e agentes agressivos. A formação do eletrólito carregado de agentes
agressivos como íons cloreto presentes na água ou no próprio concreto, permite a
propagação da reação anódica que ocasionará a dissolução do metal, conhecida como
1
Estado de certos metais que não reagem na presença de agentes oxidantes fortes por terem a superfície
recoberta por um filme inativo.
2
Fonte geradora de corrente onde se tem uma zona anódica (onde ocorrem as reações de oxidação, tendo-
se a dissolução do metal), uma zona catódica (onde ocorrem as reações de redução de espécies
eletroquímicas ou íons do eletrólito), um condutor metálico que permiti a condução do fluxo eletrônico no
sentido ânodo-cátodo e o eletrólito.

2
processo de oxidação3
e a reação catódica conhecida como processo de redução4
.
(HELENE, 1986 e CASCUDO, 1997).
1.1 Justificativa
Os maiores problemas de corrosão das armaduras nos EUA e países da
Europa se originaram pela aplicação de sais de degelo e pelo fenômeno do efeito de
congelamento/descongelamento levando à deterioração do concreto armado. A
realização de congressos sobre este assunto aborda, muitas vezes o alto custo do reparo
do problema em questão, onde são avaliadas as condições da estrutura, geralmente de
difícil recuperação, uma vez que já estão no seu estágio final de desenvolvimento da
corrosão. O relatório modelo para outros estudos sobre custos sociais da corrosão,
coordenado pelo Dr. T. P. Hoar (1971), a pedido do Ministério de Tecnologia da
Inglaterra, chegou à conclusão de que os gastos devidos à corrosão no Reino Unido
ascendiam a 3,5% do Produto Nacional Bruto (PNB) (FIGUEIREDO, 1994). Em estudo
apresentado por Hoar (1991), estima-se que os custos da corrosão atingem de 2% a 5%
do PNB de cada país, sendo que destes, de 15% a 25% poderiam ser evitados se os
métodos preventivos fossem aplicados (TEIXEIRA, 2002).
O Brasil, país de clima tropical, não sofre com os efeitos de congelamento.
No entanto, possui muitas edificações em áreas industriais e nas proximidades do mar, o
que as torna vulneráveis aos ataques de agentes deletérios. Além do mais, grande parte
dos problemas estruturais no país deve-se ao comprometimento dos projetistas e
executores das edificações, principalmente no que diz respeito a resguardar a
durabilidade estrutural.
Tratando-se da realidade brasileira, os profissionais da área de construção
civil devem estar sempre atentos a fim de resguardar a espessura do cobrimento das
armaduras, levando em consideração as espessuras adequadas quando as mesmas estão
inseridas em ambientes altamente corrosivos, buscando relacionar as condições
econômicas às técnicas de proteção indicadas em cada situação.
3
Processo em que ocorre o aumento do número de cargas positivas de um íon, ou processo de
combinação de substância com o oxigênio, ou seja, uma perda de elétrons.
4
Processo em que ocorre a diminuição do número de cargas positivas de um íon, ou seja, um ganho de
elétrons.

3
Sendo assim, com o fenômeno da corrosão que se propaga ameaçando
diversas construções no país, faz-se necessária uma análise do processo de passivação
das armaduras e sua importância protetora, contribuindo com a prevenção desse tipo de
manifestação patológica de forma a evitar possíveis gastos com recuperações e reparos.
1.2 Objetivos gerais
A presente pesquisa tem como objetivo a análise do processo de passivação
das armaduras no concreto, salientando seus aspectos benéficos, bem como a
identificação dos principais mecanismos, agentes agressivos e outros fatores
relacionados ao processo de corrosão.
1.3 Objetivos Específicos
 Dissertar sobre o concreto armado e seus materiais constituintes e
principais propriedades referentes ao estado fresco e endurecido do
concreto;
 Explicar como ocorre a interação aço-concreto, e o trabalho conjunto
dos dois materiais;
 Dissertar sobre o mecanismo de corrosão das armaduras e os
principais agentes despassivadores, bem como, a proteção física que
impede a atuação dos agentes, salientando ainda, a NBR 6118/2003 e
sua revisão na busca de maior durabilidade das estruturas;
 Dissertar sobre as estratégias disponíveis para prevenir e impedir a
propagação da corrosão e sobre os principais métodos de reparos para
correção de deterioração a fim de evitar a ruína da estrutura.

Capítulo 2 – Concreto: materiais e propriedades
4
2 CONCRETO: MATERIAIS E PROPRIEDADES
A união do concreto com o aço vem da necessidade de uso de um material
estrutural resistente aos vários tipos de esforços gerados pela aplicação de carga em uma
edificação. Isso porque o concreto – mistura de cimento, agregados, aditivos e água –
embora bastante resistente aos esforços de compressão, apresenta deficiências no
combate aos esforços de tração. Dessa forma, a armadura contribui com o desempenho
estrutural do concreto, aumentando a resistência à tração do conjunto. Vale ressaltar que
as resistências à tração e à flexão do concreto são da ordem de 10% e 15% da
resistência à compressão. Essa grande diferença entre a resistência à tração e à
compressão deve-se à estrutura heterogênea e complexa do concreto. Por isso, um
conhecimento da estrutura e das propriedades de cada fração constituinte do concreto e
a relação entre elas é útil para se exercer certo controle sobre as propriedades do
material e sua resistência (MEHTA e MONTEIRO, 1994).
O emprego do concreto armado como material estrutural data da segunda
metade do século passado. Lambot (1855) teve primeiramente a idéia de associar o ferro
ao concreto, exibindo um barco deste material, na Exposição de Paris. No entanto, a
primeira patente para obras de concreto armado foi obtida por Monier, em 1865
(CARDÃO, 1987).
Atualmente a engenharia usa concreto em campos muito diversos, em
vários casos sob ambientes extremamente agressivos (KAEFER, 1998). Para se adaptar
aos novos desafios, criou-se uma infinidade de tipos de concretos, utilizando uma
enorme gama de cimentos, agregados, adições, aditivos e formas de aplicação (concreto
armado, concreto protendido, concreto projetado etc.).
Desta forma, o grande desafio da tecnologia de concreto parece ser
aumentar a durabilidade das estruturas, recuperar estruturas danificadas e entender o
complexo mecanismo químico e mecânico dos cimentos e concretos.
2.1 Materiais
2.1.1 Cimento
Segundo Alves (1999), aglomerante é um material ativo, em geral
pulverulento, que promove a ligação entre os grãos do material inerte (agregado). O

5
aglomerante hidráulico mais conhecido é o cimento Portland, obtido através da moagem
do clínquer, resultante da calcinação até a fusão incipiente de materiais calcários e
argilosos, com gesso.
O cimento Portland é uma mistura complexa de vários óxidos minerais, tais
como cal (CaO), sílica (SiO2), alumina (Al2O3), óxido de ferro (Fe2O3), representando
componentes essenciais do cimento com 95% a 96% do total de análise de óxidos, com
presença de 2% a 3% de magnésia (MgO) e uma pequena porcentagem de anidrido
sulfúrico (SO3), que é adicionado após a calcinação para retardar o tempo de pega do
produto final.
De acordo com Bauer (1987), o cimento possui como constituintes menores
de impurezas, óxido de sódio (Na2O), óxido de potássio (K2O), óxido de titânio (TiO2) e
outras substâncias menos importantes. Os óxidos de potássio e sódio constituem os
denominados álcalis do cimento.
As misturas de matérias-primas em proporções convenientes, quando
submetidas à ação do calor no forno em temperaturas elevadas (em torno de 1500ºC)
dão origem ao clínquer Portland. Nesse processo ocorrem combinações químicas,
principalmente no estado sólido, que conduzem à formação dos principais compostos do
cimento:
 Silicato tricálcico (C3S) e Silicato bicálcico (C2S) – são dois silicatos
hidráulicos encontrados nos clínqueres de cimento Portland. Ambos
contêm pequenas quantidades de íons de magnésio, alumínio, ferro,
potássio, sódio e enxofre. O C3S é responsável pela resistência
mecânica nos primeiros dias de idade, início de pega rápido e calor
de hidratação elevado enquanto o C2S confere ao cimento o aumento
da resistência após 28 dias;
 Aluminato tricálcico (C3A) – principal aluminato do clínquer de
cimento contém na sua estrutura cristalina significativas quantidades
de impurezas como o magnésio, o sódio, o potássio e a sílica.
Proporciona ao concreto calor de hidratação elevado e pega
acelerada, além de contribuir para a resistência mecânica nos
primeiros dias;

6
 Ferroaluminato de cálcio (C4AF) – sua atividade é de certa forma
mais lenta do que a do C3A, responsável pelo enrijecimento (perda
de consistência) e pela pega (solidificação) da pasta do cimento
Portland (SOUZA, 1998).
Assim sendo, as resistências iniciais serão altas se o cimento contiver
grande quantidade de C3S e C3A, e será baixa se o cimento contiver uma proporção
elevada de C2S. Porém a resistência final de um cimento rico em C2S deverá ser maior
do que outro com baixo teor de C2S, uma vez que o C2S também contribui para a
resistência, porém de um modo mais lento (MEHTA e MONTEIRO 1994).
Alguns cimentos são mais adequados para serem utilizados em
determinados casos, pois conseguem maior resistência à ação dos agentes
despassivadores. O cimento pozolônico, devido à reação da pozolona com o hidróxido
de cálcio liberado durante a hidratação do C3S e C2S, apresenta uma resistência química
maior, pois o hidróxido de cálcio, que é um composto facilmente solúvel, encontra-se
combinado na forma de silicato de cálcio, de difícil solubilização. Esse tipo de cimento
é muito utilizado para construção de estruturas maciças de concreto, como barragens de
gravidade (SOUZA, 1998).
2.1.2 Água
Segundo Souza (1998), a água utilizada na mistura do concreto deve ser
potável (se não for, não deve apresentar cheiro, nem sabor), não devendo conter
matérias em suspensão, impurezas químicas (cloretos e sulfatos) e resíduos industriais,
especialmente os hidratos de carbono (açucares) que, mesmo em pequenas quantidades,
podem retardar muito ou até mesmo impedir a pega do concreto.
Segundo o manual do Bureau of Reclamation, apud Alves (1982), águas
com partículas sólidas em suspensão atingindo uma turgidez máxima de 2.000 partes
por milhão, podem ser adicionadas às misturas de concreto. Desta forma, pequenas
quantidades de impurezas são toleradas sem acarretar prejuízos às propriedades do
concreto.
O efeito dos agentes agressivos provenientes das impurezas da água de
mistura é bem menor do que os efeitos do mesmo líquido em contato permanente com o

7
concreto. Isto porque, no primeiro caso, encerradas as reações dos elementos com os
compostos do cimento, paralisa-se a agressão (ALVES, 1982).
A exemplo disto cita-se as águas puras com pequeno teor de sais
dissolvidos, com pH de caráter neutro. A água pura reage com o hidróxido de cálcio que
confere pH básico ao concreto dissolvendo-o. Dessa forma, a ação dessas águas
constitui um mecanismo de deterioração do concreto. Os limites de tolerância seguem
descritos na TABELA 2.1.
TABELA 2.1 – Efeitos de impurezas e seus limites de tolerância
COMPONENTES
CONCENTRAÇÃO
MÁXIMA
Águas de esgotos (matéria orgânica). 20 ppm
Sulfito de sódio. 100 ppm
Bicarbonato de cálcio e magnésio. 400 ppm
Iodato, fosfato, arseniato e borato de sódio. 500 ppm
Carbonatos, bicarbonatos de sódio e potássio. 1.000 ppm
Ácido inorgânico, tais como clorídrico, sulfídrico etc. 10.000 ppm
Sulfato de sódio e cálcio 10.000 ppm
Cloreto de sódio. 20.000 ppm
Água do mar (sais). 30.000 ppm
Cloreto de cálcio. 40.000 ppm
Sais de ferro. 40.000 ppm
A abordagem e transcrição da TABELA 2.1, mostrando os limites de
tolerância para as impurezas presentes nas águas para uso em misturas ou cura de
concreto são valores básicos que servem para determinar o tipo de água utilizado na
dosagem do concreto.
2.1.3 Agregados
Os agregados para concreto podem ser definidos como materiais de forma
granular, de origem natural ou artificial, relativamente inertes, classificados em função
das dimensões de suas partículas e que, ao serem misturados ao cimento Portland, em
presença de água, adquirem um aspecto compacto.
Os agregados constituem cerca de 70% a 80% do volume total do concreto,
sendo desta forma o maior constituinte presente na definição das características e
propriedades dos concretos podendo ser classificados conforme a origem, dimensões e
peso unitário.

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2.1.3.1 Classificação dos agregados quanto à origem
- Agregados naturais: são aqueles encontrados na natureza sob a forma de
areias de minas, areias de rios, seixos rolados e pedregulhos etc.;
- Agregados artificiais: são obtidos por processos industriais, tais como,
escória de alto forno, argila expandida, vermiculita etc.
2.1.3.2 Classificação dos agregados quanto às dimensões (NBR 7211/1983)
- Agregados miúdos: areia de origem natural ou resultante do britamento de
rochas estáveis ou a mistura de ambos, cujos grãos passam pela peneira ABNT 4,8mm e
ficam retidos na peneira 0,075mm;
- Agregados graúdos: pedregulho ou brita proveniente de rochas estáveis ou
a mistura de ambos, cujos grãos passam pela peneira de malha quadrada com abertura
nominal de 152mm e ficam retidos na ABNT 4,8mm.
2.1.3.3 Classificação dos agregados quanto ao peso unitário
A relação entre a massa de um determinado agregado e o volume ocupado
pelos seus grãos, incluindo-se os vazios, é definido como massa unitária. Através da
massa unitária, pode-se classificar os agregados como leves, normais ou pesados.
- Agregados leves (agregados com valor de massa unitária < 1 t/m³):
vermiculita, argila expandida, escória, isopor etc.;
- Agregados normais (agregados com valor de massa unitária 1 a 1,70 t/m³):
areia quartzosa, seixo, cascalho, brita etc.;
- Agregados pesados (agregados com valor de massa unitária > 1,70 t/m³):
hematita, magnetita, barita, limonita etc. (FRANÇA, 2003 e ALVES, 1999).

9
Os agregados exercem grande influência nas principais propriedades do
concreto, a saber, trabalhabilidade, resistência mecânica, módulo de deformação, massa
específica, características térmicas, variações volumétricas, exsudação e durabilidade.
No entanto, exercem influência negativa quando existem teores de impurezas orgânicas
significativas, interferindo nas reações do cimento. Desta forma, dependendo dos teores
de agregados reativos, estes podem reagir com os álcalis do cimento, gerando expansão
e fissuras, favorecendo a penetração dos agentes agressivos responsáveis pela
despassivação das armaduras.
De modo geral, alguns preceitos básicos devem ser observados para o
emprego dos agregados no concreto. Primeiramente, sabe-se que areias muito finas
absorvem mais água do que areias de módulo de finura maior. Esta elevação no
consumo de água reduz a resistência do concreto e aumenta a probabilidade de
ocorrência de fissuras decorrentes de retração hidráulica. Por outro lado, areias grossas
resultam em concretos ásperos, com baixa mobilidade, tendência à segregação e
exsudação excessivas. Assim sendo, areias médias são as mais aconselháveis para uso
na produção do concreto, permitindo uma composição mais trabalhável com menor teor
de água, conforme prescrito pela NBR 7211/1983.
As britas variam de graduação entre 0, 1 e 2, sendo dada preferência às
britas de maior graduação (nº 2), devido ao menor consumo de água, menor
permeabilidade, menor retração e obtenção de concretos mais econômicos. (FRANÇA,
2003 e ALVES, 1999).
2.1.4 Aditivos
Aditivos são produtos químicos, líquidos ou em pó, adicionados ao concreto
antes ou durante a mistura com a finalidade de incorporar, melhorar ou modificar
determinadas propriedades do mesmo (FRANÇA, 2003).
São classificados com a finalidade de melhorar as características do
concreto, conforme TABELA 2.2.

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TABELA 2.2 – Tipos de aditivos e suas finalidades.
TIPOS FINALIDADE
Redutores plastificantes
Os plastificantes são produtos finos que, além de
completar a granulometria da mistura tem ação física
na massa, melhorando sua estabilidade e a
homogeneidade, reduzindo a exsudação aumentando
a coesão. Esses aditivos são melhores para mistura
seca, devido à sua finura, melhorando bastante a
permeabilidade (ALVES, 1999).
Incorporadores de ar
Os aditivos incorporadores de ar têm a função de dar
origem à formação de bolhas de ar, corrigindo a
granulometria do agregado miúdo, permitindo a
redução da água de amassamento, melhorando a
qualidade do concreto, reduzindo a segregação e
aumentando a trabalhabilidade.
Retardadores e aceleradores
Retardam o tempo de pega conforme a dosagem,
prolongando, assim, a dissipação do calor de
hidratação ao longo do tempo, impedindo a perda
rápida da água do concreto lançado, devido à
elevação da temperatura. Aceleram a evolução da
resistência inicial do concreto e da pega da pasta de
cimento durante o endurecimento.
Alguns tipos de aditivos, como por exemplo os aceleradores de pega podem
prejudicar o concreto aumentando a possibilidade de retração, dependendo da
quantidade adicionada. Sendo assim, alguns cuidados devem ser tomados para utilizar a
dosagem adequada. Deverão ser realizados ensaios rigorosos para o controle de
dosagem para não haver nenhuma incompatibilidade entre o aditivo e o aglomerante
empregado.
2.1.5 Adições minerais
Adições minerais são materiais minerais inorgânicos processados, em estado
seco na forma pulverulenta, inertes ou ativos, derivados de subprodutos, rejeitos ou
processos industriais. O uso destes materiais tem efeito benéfico sobre as propriedades
do concreto, além de reduzir seu custo.
Em determinados casos, como a escória de alto forno, cinzas volantes ou a
sílica, o emprego de tais materiais como adições ao cimento Portland leva à resolução

11
do grave problema que representa a disposição destes materiais no meio ambiente
(NEVILLE, 1997 apud TEIXEIRA, 2002).
As partículas de sílica ativa são cerca de cem vezes menores que os grãos de
cimento e possuem formatos esféricos. Devido à forma das partículas e à sua extrema
finura, a sílica ativa modifica várias propriedades do concreto, ocasionando o melhor
desenvolvimento da reação de hidratação do cimento (SOUZA, 1998).
O emprego de adições como pozolonas ou cinza volante, se bem curados,
confere ao concreto um grau menor de permeabilidade, retardando a chegada da frente
corrosiva a armadura. Portanto, utilizar uma adição adequada em proporção não muito
elevada, pode resultar numa situação satisfatória (ANDRADE, 1992).
2.1.6 Aço
O aço é uma liga de ferro carbono, resultante da eliminação total ou parcial
dos elementos inconvenientes que se fazem presentes no produto obtido na primeira
redução do minério de ferro. Os processos de redução do minério de ferro são o de alto
forno e o de redução direta (ALVES, 1999).
A matéria prima passa no alto forno com uma temperatura
aproximadamente de 1.350ºC, derretendo o ferro. O ferro gusa (líquido) vai para aciaria,
transformando-se em aço, passando à próxima etapa de lingotamento contínuo. No
processo de lingotamento contínuo o aço líquido é transferido para moldes onde se
solidificará e sofrerá processo de laminação, podendo ser a quente ou a frio. Os
produtos laminados a quente podem ser chapas grossas ou barras, e laminados a frio,
chapas finas ou fios.
A classificação dos aços para armaduras de concreto armado é feita de
acordo com suas características mecânicas, sendo a mais importante, a resistência à
tração, que varia conforme o tratamento e a composição do aço. A ABNT adota para
essa classificação, as categorias designadas por números que representam o valor da
resistência de escoamento mínimo. Desta forma, as categorias dos aços para concreto
armado são: CA-25 (aço laminado a quente) com resistência ≥ 250 MPa, CA-50 (aço
laminado a quente ou com composição química especial) com resistência ≥ 500 MPa e
CA-60 (aço encruado, temperado) com resistência ≥ 600 MPa.

12
Ainda ressalta-se a presença de carepa de laminação, sendo uma camada de
óxido de ferro, com coloração cinza escura/azulada. Essa camada, dura e resistente, é
formada durante a laminação a quente de chapas de aço, barras ou perfis, ainda na
siderúrgica (TECHNE, 2001). Helene (1986) afirma que a carepa de laminação no aço
serve como proteção contra a corrosão úmida, de natureza preponderantemente
eletroquímica.
2.2 Propriedades do concreto no estado fresco
O concreto fresco ou plástico possui características e propriedades de grande
importância, pois é nessa fase, durante a preparação e execução, que pode ocorrer o
comprometimento da qualidade do concreto. A principal característica do concreto no
estado plástico passa a ser então, sua trabalhabilidade (TEIXEIRA, 2002). Alves (1999)
define trabalhabilidade, como sendo a propriedade do concreto de ser misturado,
transportado e aplicado sem perda de sua homogeneidade. Se o concreto mantém suas
características estáveis desde sua fabricação até a aplicação, é definido como
homogêneo.
Depois de misturado, o concreto é transportado, tendo o inconveniente de
ser sacudido e submetido a vibrações diversas, ocasionando a segregação. A segregação
da mistura é a perda da homogeneidade.
Após o lançamento do concreto, os sólidos da mistura começam a se
sedimentar, deslocando a água e o ar aprisionado. A água aparece na superfície
(exsudação) e a sedimentação continua até o endurecimento do concreto. Outras formas
de segregação ocorrem por deficiência do manuseio, vibração excessiva do concreto ou
excesso de água na mistura (ALVES, 1999).
Para medir a trabalhabilidade do concreto existem diversos métodos, sendo
o mais utilizado o ensaio de abatimento de tronco de cone. O ensaio consiste em medir a
capacidade do material de se manter coeso quando submetido à ação de seu próprio
peso (TEIXEIRA, 2002).

13
2.3 Propriedades do concreto no estado endurecido
O concreto dosado, misturado, colocado em fôrmas, adensado e curado,
adquire resistência aos esforços de compressão a que possa achar-se submetido. O
concreto endurecido tem propriedades específicas que devem ser conhecidas para sua
melhor utilização, quais sejam:
2.3.1 Retração
A princípio, toda estrutura executada em concreto está sujeita à ocorrência
do fenômeno da retração. Assim como todos os sólidos, o concreto se deforma quando
transportado e esta deformação prossegue durante muitos anos, fenômeno designado por
fluência ou deformação lenta.
A retração ocorre devido à evaporação da água e aproximação de seus
grãos. Durante o período inicial da hidratação, a zona de transição é fraca e vulnerável à
fissuração, ocasionada por deformações diferenciais entre a pasta de cimento e
agregados, induzida geralmente por retração de secagem, retração térmica e cargas
externas aplicadas prematuramente.
É por este motivo que existe a preocupação de se preparar um concreto com
baixa relação água/cimento, dosagem adequada de agregados miúdos (o excesso de
areia fina no concreto pode aumentar a retração) e o cuidado com a cura, evitando
secagem prematura e manutenção de saturação do concreto até que os espaços
preenchidos com a água na pasta tenham sido substancialmente reduzidos pelos
produtos de hidratação.
2.3.2 Porosidade
A água de mistura do concreto é dosada em excesso a fim de conferir certa
consistência à mistura. Depois de liberada, essa água tende a subir na vertical formando,
neste deslocamento, uma rede de poros intercomunicáveis que pode atingir a superfície
do concreto. Este fluxo, ao encontrar um grão de agregado, pode espraiar-se ou
simplesmente contorná-lo e prosseguir até chegar à superfície (ALVES, 1982).
Os tipos de poros que podem existir no concreto são os poros na pasta (gel e
capilar) e os poros de ar, sendo este segundo, em geral, de diâmetros grandes gerados

14
por deficiências na execução da estrutura. O tamanho da maioria dos íons e moléculas
de gases, danosos ao concreto são menores que os poros de gel, o que favorece a
penetração desses agentes agressivos através dos poros de gel.
2.3.3 Permeabilidade
Um sólido é permeável quando permite a passagem de líquidos através de
seus poros intercomunicáveis (ALVES, 1982). A permeabilidade está diretamente
ligada à porosidade, devido ao diâmetro dos poros, constituindo um dos principais
parâmetros de qualidade e representando a facilidade (ou dificuldade) com que dada
substância transpõe dado volume de concreto (CASCUDO, 1997).
A permeabilidade do concreto depende do tamanho, da distribuição e
continuidade dos poros da pasta, da zona de transição pasta/agregado, do lançamento,
adensamento e cura. Para que haja menor permeabilidade, é preciso seguir corretamente
certos cuidados de execução atentando-se para o emprego dos materiais e a adoção de
critérios de dosagem que evitem a formação de fissuras.
2.3.4 Absorção capilar
A absorção é o processo pelo qual a água penetra através dos poros do
concreto devido ao fenômeno de tensão superficial, que pode ser definida como a força
necessária para afastar as moléculas de água. Este fenômeno, além de depender das
características do sólido, como diâmetro, distribuição e continuidade dos poros, também
depende de fatores como a viscosidade, a densidade e a tensão superficial do líquido.
A influência da estrutura dos poros é determinante na absorção capilar, quer
seja no volume de água absorvido, na velocidade de absorção, como também na altura
de sucção (MONTEIRO, 2002 apud ARAÚJO, 2004).
Teoricamente, quanto menores os diâmetros dos poros, maior a pressão
capilar e maior a altura. Por outro lado, com poros mais largos têm-se alturas menores,
mas volumes absorvidos maiores (ARAÚJO, 2004). Sendo assim, a absorção depende
da maior porosidade e permeabilidade do concreto, que facilita a penetração de
substâncias agressivas, levando à deterioração do concreto.

15
2.3.5 Durabilidade
Um material é considerado durável quando resistir às ações do meio
ambiente no qual está inserido (ALVES, 1980). França (2003) define durabilidade como
sendo a propriedade do concreto de manter suas características ao longo do tempo,
permitindo à estrutura atender às condições previstas para sua utilização e desempenho,
sem necessidade de reparos freqüentes.
As estruturas de concreto armado devem ser projetadas, construídas e
utilizadas seguindo as exigências prescritas em norma relacionadas ao meio ambiente
em que será aplicado de forma a garantir sua durabilidade.
A vida útil do concreto armado é determinada a partir de sua exposição à
agressividade ambiental. As estruturas são dimensionadas para determinado período de
tempo correspondendo aproximadamente de 50 a 100 anos, prazo que pode ser elevado
através de adoção de práticas adequadas de manutenção. O mecanismo de deterioração
das estruturas depende dos agentes agressivos que penetram do exterior para interior do
concreto, sendo que a umidade relativa, calor e agentes químicos, representam fatores
de catalisação para as reações que diminuem a durabilidade estrutural.
Os processos que podem levar à diminuição da durabilidade do concreto
armado são vários e altamente complexos, sendo na maioria das vezes dependentes da
concepção estrutural escolhida durante o projeto, das características e composição do
concreto, da qualidade de execução, do meio ambiente, da forma de uso e da política de
conservação (FIGUEIREDO, 1994).
Conforme Souza (1998), deve-se entender que a concepção de uma
construção durável implica a adoção de um conjunto de decisões e procedimentos que
resguardem à estrutura e aos materiais que a compõem um desempenho satisfatório ao
longo da vida útil da construção. Para cada caso ou combinação de casos, as classes de
exposição indicarão níveis de risco ou parâmetro mínimos a serem observados como
primeira condição para que se consiga uma construção durável.

16
2.4 Interação dos materiais e passivação das armaduras
2.4.1 Produtos de hidratação
Em presença de água, os silicatos e os aluminatos presentes no cimento dão
origem aos produtos de hidratação do concreto. Estas reações ocorrem logo que o
cimento é disperso na água e os silicatos de cálcio entram em solução, juntamente com
os aluminatos. Pode-se dividir as reações em dois grupos principais, sendo que em uma
parte dos compostos ocorre a hidratação (incorporação direta das moléculas de água) e
na outra ocorre a hidrólise (processo em que os íons silicatos e aluminatos reagem com
água) (TEIXEIRA, 2002). Percebe-se que os produtos resultantes gerados pelo processo
de hidratação são pouco solúveis em água sendo este o principal fator que determina a
grande estabilidade da pasta hidratada. Os principais produtos obtidos são o silicato de
cálcio hidratado e o hidróxido de cálcio.
Na verdade, o enrijecimento (perda de consistência) e a pega (solidificação)
característicos da pasta de cimento Porltand são amplamente determinados por reações
de hidratação envolvendo aluminatos. Os silicatos de cálcio hidratados constituem cerca
de 50% a 60% do volume de sólidos de uma pasta de cimento Portland completamente
hidratado, tendo uma grande importância na determinação das propriedades da pasta
(MEHTA e MONTEIRO, 1994).
2.4.2 Silicato de cálcio hidratado (C-S-H)
Teixeira (2002) afirma que os silicatos de cálcio hidratados não são os
primeiros compostos a serem formados. Entretanto, são os principais responsáveis pela
resistência e durabilidade obtidas. O C3S (silicato tricálcico ou alita) é o composto
predominante no cimento. Já o C2S (silicato dicálcico ou belita) possui os mesmos
compostos, entretanto, proporcionalmente, gera uma maior quantidade de C-S-H que é o
principal componente responsável pela resistência adquirida pela pasta de cimento
hidratada.
De fato, o principal composto formado pela hidratação dos silicatos
hidratado é o C-S-H (conhecido como gel tobermorita). Mehta e Monteiro (1994),
afirmam que o termo C-S-H ser hifenizado significa que não é um composto bem

17
definido; a relação C/S varia entre 1,5% e 2,0% e o teor de água estrutural varia ainda
mais.
A hidratação de C3S produz 61% de C-S-H e 39% de hidróxido de cálcio
(Ca(OH)2), enquanto que a hidratação de C2S produz 82% de C-S-H e 18% de
hidróxido de cálcio. Sendo assim, a área específica é conseqüentemente, a propriedade
adesiva da pasta de cimento, devido principalmente à formação de silicatos de cálcio
hidratado, sendo esperado que a resistência final de um cimento Portland de alto teor de
C3S seja menor do que a de um cimento de alto teor de C2S.
2.4.3 Hidróxido de cálcio (Ca(OH)2)
O hidróxido de cálcio é o segundo composto em termos quantitativos, que
corresponde à cerca de 20% a 25% de sólidos na pasta hidratada. Ao contrário do C-S-
H, o Ca(OH)2 possui uma estequiometria definida. Desde que submetido a condições
favoráveis de cristalização, forma placas hexagonais de grandes dimensões. A
contribuição do hidróxido de cálcio na resistência é consideravelmente menor devido à
forma com que suas partículas se conectam (forças de Van der Waals), considerando
que estas estão sujeitas a uma área específica bem menor do que no caso do C-S-H. A
presença desse composto também gera um efeito desfavorável no quesito proteção
contra ataques químicos, já que sua solubilidade é bem maior do que a do C-S-H
(TEIXEIRA, 2002).
O hidróxido de cálcio é um composto com maior solubilidade do que C-S-
H, por isso possibilita a formação de um líquido de elevado pH existente nos poros, que
confere as condições necessárias para formação da película passivadora que protege a
armadura contra a corrosão.
2.4.4 Formação da película passivadora
Durante o processo de hidratação do cimento, fica em evidência que o
responsável pela alta alcalinidade do concreto é o Ca(OH)2 que tem um caráter básico e
se dissolve em água preenchendo os poros capilares do concreto, conferindo um pH
situado 12,7 e 13,8, ocasionando a formação da película de passivação da armadura.
Helene (1986) ressalta que ao concretar barras de aço com início de
corrosão, a película pode ser formada a partir da combinação da ferrugem superficial

18
(Fe(OH)3) com o hidróxido de cálcio, formando o ferrato de cálcio, um filme
transparente, fino, aderente e estável.
Conforme pode ser observado na FIGURA 2.1, que ilustra o diagrama de
Pourbaix, enquanto o concreto se mantiver com alta alcalinidade, com valor de pH
superior a 10, a armadura estará protegida da corrosão.
FIGURA 2.1 – Diagrama de equilíbrio termodinâmico de Pourbaix. Potencial x pH para o
sistema Fe-
H2O a 25°C (NEPOMUCENO, 1992).
Gentil (1996) explica que as duas linhas paralelas a e b representam as
condições de equilíbrio das reações eletroquímicas. Assim, abaixo da linha a, com pH2 =
1 atm, a água tende a se decompor por redução segundo demonstra a EQUAÇÃO 2.1.
EQUAÇÃO 2.1 2H+
+ 2e → H2 ou 2H2O + 2e → H2 + 2OH–
Acima da linha b, correspondente a pO2 = 1 atm, a água tende a se decompor
por oxidação, como demonstra a EQUAÇÃO 2.2.
EQUAÇÃO 2.2 2H2O → O2 + 4H+
+ 4e–
Assim, a região compreendida entre as linhas a e b é o domínio da
estabilidade termodinâmica da água.
Helene (1993) explica de forma clara as três distintas regiões do diagrama
de Pourbaix, segundo três conceitos:

19
1. Imunidade: É a região onde o potencial de eletrodo é menor que -0,6 V
em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio. Quando a armadura permanece nestas
condições, ela não reagirá com o meio qualquer que seja a natureza deste (ácido, neutro
ou alcalino).
2. Passividade: É a região pontilhada do diagrama e representa as condições
em que são formadas as películas de passivação. As duas retas tracejadas paralelas e
oblíquas representam a região de estabilidade da água, sendo que acima delas é o
domínio do oxigênio e abaixo o do hidrogênio.
3. Corrosão: É a terceira região do diagrama e representa as situações onde
pode ocorrer corrosão do aço.
Desta forma, pode-se afirmar que a película de passivação impede o acesso
de umidade, oxigênio e agentes agressivos à superfície do aço, protegendo a armadura
contra corrosão.

Capítulo 3 – Corrosão das armaduras
20
3 CORROSÃO DAS ARMADURAS
Define-se por corrosão das armaduras a interação destrutiva de um material
com o ambiente, seja por reação química ou eletroquímica. A corrosão é, em geral, um
processo espontâneo, que culmina com a destruição completa dos materiais metálicos.
3.1 Corrosão química
A corrosão química no metal ocorre de forma homogênea, em toda a sua
superfície, não havendo reações de oxidação-redução e, portanto, não havendo geração
de corrente elétrica (CÁNOVAS, 1988). Em geral esse tipo de corrosão é o que menos
afeta o concreto armado, por se tratar de corrosão seca, ou seja, não ocorre em meio
aquoso.
3.2 Corrosão eletroquímica
A corrosão eletroquímica é a principal responsável pela despassivação das
armaduras e só ocorre na presença de um eletrólito, diferença de potencial, oxigênio e
agentes agressivos. O eletrólito pode ser considerado como sendo a fase líquida presente
nos poros do concreto, e juntamente com os íons agressivos, é responsável pela geração
de corrente elétrica, ocasionando a diferença de potencial nas barras. Assim ocorre a
formação de pilha de corrosão, com conseqüente reação de oxidação do metal (ânodo),
e simultaneamente reação de redução dos íons do eletrólito (cátodo).
A reação anódica expressa pela EQUAÇÃO 3.1 é responsável pela
dissolução do metal no eletrólito, e recebe o nome de oxidação, ou seja, dissolução do
metal considerando-se a área do ânodo a região deteriorada e desgastada da armadura.
EQUAÇÃO 3.1 Fe → Fe2+
+ 2e–
A reação catódica expressa na EQUAÇÃO 3.2 é responsável pelo consumo
e redução dos íons do eletrólito, que foram produzidos pela reação anódica, ou seja, a
neutralização dos íons carregados negativamente (RAMANATHAN, 1978).
EQUAÇÃO 3.2 O2 + 2H2O + 4e–
→ 4OH–
Oxigênio Água

21
A referida diferença de potencial entre as áreas anódica e catódica pode ter
origem a partir de solicitações mecânicas distintas no aço e no concreto de regiões
próximas do mesmo componente estrutural, das diferenças na composição química e
superfície do aço, incluindo a heterogeneidade da fase metálica, da aeração diferencial
devida a maior ou menor compacidade e qualidade do concreto e da concentração salina
diferencial (FERNANDEZ (1984), apud CASCUDO, 1997).
A FIGURA 3.1 mostra um exemplo de penetração dos íons cloreto através
da parte superior de uma estrutura de concreto armado, atingindo a armadura superior,
que encontra-se conectada às armaduras inferiores através dos estribos. A armadura
superior sofre o processo corrosivo (região anódica), e a armadura inferior (região
catódica) se manterá passiva, até que os íons cloreto cheguem à profundidade em que se
encontra a armadura inferior possibilitando a formação de pilhas de corrosão e
possivelmente do processo de deterioração do concreto armado.
FIGURA 3.1 – Formação da pilha de corrosão (HELENE, 1986).
O concreto necessita ser compacto, sendo assegurado um bom cobrimento
da armadura e uma distribuição homogênea dos agregados, impedindo a penetração de
agentes agressivos. Deve-se também, evitar a utilização de aditivos à base de cloretos de
sódio no concreto, pois eles podem reagir com a armadura.
Quanto às armaduras, o estado supreficial do aço também influi na sua
passivação. Quando o aço se encontra recoberto de produto de corrosão de cor parda,
sua passivação será mais difícil e incompleta e a quantidade de agentes agressivos

22
necessários para despassiva-lo será comparativamente menor do que se sua superfície
estiver isenta de corrosão e outras impurezas (ANDRADE 1992).
3.3 Classificação da Corrosão
3.3.1 Classificação pela localização do ataque
A corrosão pode se apresentar de formas diversas. Os tipos de corrosão
geralmente são classificados pela extensão da área atingida, em quatro tipos principais,
a saber, generalizada uniforme, generalizada irregular, localizada puntiforme e
localizada fissurante, conforme FIGURA 3.2.
FIGURA 3.2 – Morfologia da corrosão (ANDRADE, 1992).
3.3.1.1 Corrosão generalizada
A corrosão generalizada acontece devido às reações físicas e químicas no
concreto, que através da penetração de agentes agressivos afeta as barras de aço em toda
sua extensão. A forma de corrosão generalizada pode ser uniforme ou irregular (não
uniforme).
A corrosão generalizada uniforme ocorre em toda a extensão da armadura,
podendo ter a tendência à superfície lisa e regular. Já a corrosão generalizada irregular
(não uniforme), ocorre em toda extensão da armadura e se apresenta na superfície de
forma rugosa e irregular, conforme pode ser visualizado na FIGURA 3.3.

23
FIGURA 3.3 – Tipos de corrosão e fatores que provocam (CASCUDO, 1997).
3.3.1.2 Corrosão localizada
A corrosão de forma localizada ocorre devido à atuação de íons
despassivantes que apresentam tipos diferentes, sendo os mais comuns no concreto
armado, os tipos puntiformes (pite) e fissurantes.
A corrosão localizada sob a forma de pites, isto é, pontos de desgaste
definidos na barra de aço, causa a ruptura pontual da barra. Essa cratera se forma na
região dos ânodos da pilha de corrosão, podendo ocorrer em altas taxas de dissolução
chegando a produzir a destruição das barras. Em geral a corrosão localizada por pites
ocorre em ambientes marinhos ou quando aditivos à base de cloretos encontram-se
presentes na mistura de concreto, podendo ser causado também pela utilização de sais
de degelo em estruturas de concreto armado localizadas em países de clima tipicamente
frio.
A corrosão localizada fissurante acontece devido aos poros existentes na
microestrutura do concreto, que constituem caminho livre para penetração de agentes
agressivos até as armaduras. As fissuras formadas acompanham o comprimento da
armadura.
3.3.2 Classificação baseada em fatores mecânicos
3.3.2.1 Corrosão-erosão
É o aumento na velocidade de ataque do metal devido ao movimento
relativo entre um fluido corrosivo e a superfície metálica. Na corrosão-erosão, os

24
produtos sólidos que se formam sobre a superfície são arrastados e/ou o metal removido
como íons. Freqüentemente, a película sobre a superfície metálica é removida devido à
ação abrasiva de fluidos (ou gases) movendo-se rapidamente, e o ataque localizado
ocorre em regiões onde a película foi removida (GENTIL, 1982).
3.3.2.2 Corrosão sob tensão
É uma forma de corrosão bastante grave, pois quanto maior a tensão, mais
rápida é a corrosão. Sempre que há protensão o aço é esticado; dessa forma, a diferença
de potencial elétrico é maior, o que leva as corrosões extremamente rápidas em
condições favoráveis (VERÇOZA, 1991).
3.4 Corrosão das armaduras no concreto
No concreto a corrosão se inicia quando a armadura é despassivada pela
penetração de agentes agressivos através da rede de poros existente no concreto.
Segundo Mehta e Monteiro (1994), a corrosão das armaduras é a transformação de aço
metálico em ferrugem acompanhado por um aumento no volume o qual, dependendo do
estado de oxidação, pode ser de até 600 por cento do volume original do metal.
Acredita-se que este aumento de volume seja a causa principal da expansão e fissuração
do concreto.
3.4.1 Proteção física da armadura
O concreto armado, além de apresentar características mecânicas muito
amplas, demonstra possuir uma durabilidade adequada para a maioria dos usos a que se
destina desde que resguardados certos cuidados na dosagem, mistura e aplicação. A
durabilidade das estruturas de concreto armado é resultado da dupla natureza que o
concreto exerce sobre o aço. Por uma parte, o cobrimento do concreto é uma proteção
física, e por outra, a elevada alcalinidade do concreto constitui uma camada passiva que
o mantém inalterado por um tempo indefinido, constituindo a chamada proteção
química (ANDRADE, 1992). Assim, o elevado pH do concreto proporciona o

25
recobrimento do mesmo com uma capa de óxido transparente, compacta e contínua, que
o mantém protegido mesmo em presença de umidade elevada.
Segundo Helene (1986), o papel do cobrimento do concreto é uma de suas
grandes vantagens uma vez que o cobrimento pode, por natureza e desde que bem
executado, proteger a armadura da corrosão. Desta forma, a garantia da espessura do
cobrimento das armaduras, com um concreto de alta compacidade, sem ninhos de
concretagem com teor de argamassa adequado e homogêneo, garante a maior proteção
do aço ao ataque de agentes agressivos externos.
De acordo com Silva (1991), a espessura do cobrimento não pode ser igual
para todos os concretos, sendo dependente da permeabilidade da camada superficial de
concreto, do meio a que a armadura está submetido, do diâmetro das barras de aço, da
dimensão máxima do agregado e também do micro-clima. Por outro lado, o cobrimento
excessivo torna-se antieconômico e pode conduzir ao aumento de fissuras, pois nem
sempre o aumento da espessura é adequado para atender a determinada estrutura.
Assim, a espessura vai variar de acordo com a agressividade do ambiente no qual a
estrutura está inserida.
3.4.1.1 Cobrimento segundo NBR 6118
A NBR 6118 (1978) foi revisada tendo como um de seus objetivos alcançar
e resguardar a maior durabilidade das estruturas de concreto armado. Embora a norma
de 1978 abordasse sobre durabilidade, não havia um capítulo exclusivo para tratar sobre
o assunto. A principal inovação foi a introdução de quatro classes de agressividade
ambiental (CAA), relacionada às ações físicas e químicas que atuam sobre os elementos
de concreto inseridas em cada tipo de ambiente, independentemente das ações
mecânicas, das variações térmicas e de retração hidráulica previstas no
dimensionamento das estruturas.
Na concepção dos projetos, a definição da CAA, conforme demonstra a
TABELA 3.1, passa a ser o ponto de partida, pois determinará o cobrimento da
armadura e abertura máxima de fissuras permitida, baseando-se no meio ambiente onde
será aplicado.

26
TABELA 3.1 – Classes de agressividade ambiental (NBR 6118/2003).
1. Atmosfera rural: São consideradas as regiões ao ar livre, com baixo teor
de poluentes. Esses ambientes são fracos na ação de agentes agressivos às armaduras,
sendo bastante lento o processo de corrosão. Não há gases ácidos em quantidades
suficientes para se depositarem sobre as estruturas, e conseqüentemente acelerar o
processo de corrosão.
Somente na existência de uma fonte natural, como, por exemplo, esterco
e/ou estrume, que possa liberar NH3 e SO2 na sua fermentação, ou rios poluídos que
liberem partículas de agentes agressivos, tais agentes podem desencadear a iniciação da
corrosão. No entanto, a atmosfera rural é considerada como livre ou de pouco risco no
que diz respeito ao processo corrosivo, devido aos baixos teores de partículas suspensas.
2. Atmosferas urbana e industrial: A quantidade de vapor d’água na
atmosfera constitui a umidade do ar, e quando essa umidade aumenta muito devido à
evaporação ou ao aumento de temperatura, diz-se que o ar está saturado de umidade. A
relação entre o valor de conteúdo de vapor de água na atmosfera e o valor de saturação
para uma dada temperatura é denominada umidade relativa (U.R.). De acordo com a
umidade relativa, caracteriza-se o ar seco com U.R. até 30%, ar normal com U.R. entre
50% e 60%, ar úmido com U.R. entre 80% e 90% e ar saturado com U.R. de 100%.
A umidade do ar é um dos fatores aceleradores mais importante que afeta a
velocidade de corrosão atmosférica. A presença de chuva ácida e agentes agressivos
também é responsável por reagir com os componentes do cimento acelerando a
despassivação das armaduras.
Classe de
agressividade
ambiental
Agressividade
Classificação geral do
tipo de ambiente para
efeito de projeto.
Risco de deterioração da
estrutura
I Fraca
Rural
Insignificante
Submersa
II Moderada Urbana Pequeno
III Forte
Marinha
Grande
Industrial
IV Muito forte
Industrial*
Elevado
Respingos de maré
*Ambientes quimicamente agressivos.

27
Nas grandes cidades, o ar atmosférico poluído é um dos responsáveis pelo
lançamento diário de partículas de agentes agressivos sobre as estruturas de concreto
armado. A presença desses agentes irá provocar a deterioração do concreto de má-
qualidade, permeável e poroso, permitindo a penetração dos íons agressivos, levando à
destruição da camada passivadora, e conseqüentemente o desencadeamento do processo
corrosivo. Ademais, as atmosferas urbana e industrial contêm, normalmente, impurezas
na forma de óxidos de enxofre (SO2), fuligem ácida e outros agentes agressivos, tais
como CO2, NO2, H2S, SO4 etc.
3. Atmosfera marinha: A atmosfera marinha contém cloretos de sódio e de
magnésio e íons sulfato que em processo de cristalização ou em forma de gotículas de
água salgada podem atuar para catalisar a reação de corrosão das armaduras de
estruturas de concreto armado próximas ao mar.
O concreto exposto ao ambiente marinho pode se deteriorar como resultado
de efeitos combinados da ação química dos constituintes da água do mar sobre os
produtos de hidratação do cimento, da expansão álcali-agregado (quando agregados
reativos estão presentes na mistura de concreto), da pressão de cristalização dos sais
dentro do concreto (se a estrutura está exposta a condições de molhagem / secagem), da
ação do congelamento em climas frios, da corrosão da armadura em elementos armados
e da erosão física devida à ação das ondas e objetos flutuantes (MEHTA e MONTEIRO,
1994).
A FIGURA 3.4 demonstra que os ataques da água do mar ocorrem
principalmente na zona de ação das marés. Quando o nível do mar está alto, o concreto
encontra-se saturado de água e quando o nível do mar desce, ocorre a evaporação da
água no interior dos poros do concreto, promovendo a cristalização de alguns sais que
se encontravam dissolvidos no meio aquoso. Desta forma, as estruturas estão
submetidas às oscilações de nível da água do mar sofrendo os fenômenos físicos e
mecânicos provocados pela influência alternada de molhagem e secagem.

28
FIGURA 3.4 – Representação esquemática da deterioração de um cilindro de concreto exposto
à água do mar (MEHTA e MONTEIRO, 1994).
Assim, no caso do ambiente mais agressivo previsto pela NBR 6118/2003, o
cobrimento nominal de 45mm de espessura para lajes e 50mm para pilares / vigas de
concreto armado na classe de agressividade nível IV. De forma inversa, para classe
ambiental menos agressiva, o cobrimento nominal é de 20mm de espessura para lajes e
25mm para pilares / vigas de concreto armado na classe de agressividade nível I, como
mostra a TABELA 3.2.
TABELA 3.2 – Correspondência entre classe de agressividade ambiental e cobrimento nominal
para Δc5
= 10mm (NBR 6118/2003).
TIPO DE
ESTRUTURA
COMPONENTE
OU ELEMENTO
CLASSE DE AGRESSIVIDADE
AMBIENTAL
I II III IV
Cobrimento nominal (mm)
Concreto armado
Laje 20 25 35 45
Viga/Pilar 25 30 40 50
Concreto protendido Todos 30 35 45 55
Desta forma, o cobrimento mínimo para proteção da armadura é definido em
função das condições de exposição da estrutura ao ambiente. Por isso, nas regiões de
5
Tolerância de execução

29
orla marítima o cobrimento deverá ter espessuras maiores, devido aos fortes impactos
sofridos pelos sais e demais agentes agressivos.
Outro ponto modificado na norma é o controle de fissuras. Por exemplo, na
norma de 1978, a abertura máxima de fissuras era da ordem de 0,2mm para peças não
protegidas em meios não agressivos e 0,3mm para peças protegidas. A NBR 6118/2003
permite aberturas de até 0,4mm em casos de baixa agressividade (CAA I), conforme
pode ser visualizado na TABELA 3.3. De maneira geral, a presença de fissuras, desde
que não exceda valores da ordem de 0,2mm a 0,4mm, sob a ação das combinações
freqüentes, não tem importância significativa na corrosão das armaduras passivas.
TABELA 3.3 – Exigências de durabilidade relacionadas à fissuração e à proteção da
armadura, em função das classes de agressividade ambiental (NBR 6118/2003).
Tipo de concreto
estrutural
Classe de agressividade
ambiental (CAA)
Exigências relativas à
fissuração
Combinação de
ações em serviço
a utilizar
Concreto simples CAA I a CAA IV Não há –
Concreto armado
CAA I ELS-W wk ≤ 0,4mm
Combinação
freqüente
CAA II a CAA III ELS-W wk ≤ 0,3mm
CAA IV ELS-W wk ≤ 0,2mm
3.4.2 Fenômeno da despassivação das armaduras
O conceito de vida útil pode ser definido como sendo a duração de
conservação da estrutura, ou seja, o período no qual a estrutura conserve características
mínimas de funcionalidade, diante das condições ambientais e de exposição a que esteja
submetida.
O fenômeno da despassivação das armaduras pode ser exposto através do
modelo de corrosão proposto por Tutti (1982), que subdivide a corrosão em dois
processos ou períodos (iniciação e propagação) conforme mostrado na FIGURA 3.5.
FIGURA 3.5 – Modelo de vida útil de (Tutti, 1982).

30
Segundo Andrade (1992), define-se como período de iniciação o tempo que
o agente agressivo demora para atravessar o cobrimento, alcançar a armadura e
provocar a despassivação. Define-se por período de propagação o período que
compreende uma acumulação progressiva da deterioração, até que se alcance um nível
inaceitável da mesma.
Com base em Andrade (1992), a presença de íons cloreto e dióxido de
carbono são considerados fatores desencadeantes que atuam durante o período de
iniciação, sendo que estes penetrarão no concreto até atingir a armadura, provocando de
acordo com o seu teor, a despassivação da mesma. Uma vez despassivada a armadura,
dá-se início ao período de propagação, onde o processo de corrosão é intensificado pela
presença do oxigênio e da umidade, considerados como fatores acelerantes.
3.4.2.1 Fatores desencadeantes de corrosão
3.4.2.1.1 Lixiviação
O hidróxido de cálcio (Ca(OH)2), originado pela hidratação do cimento,
apresenta uma solubilidade em água da ordem de 1,18 g/l. Assim sendo, a água,
principalmente de baixa dureza, isto é, contendo pequenas concentrações de sais de
cálcio e magnésio, pode solubilizar o Ca(OH)2, favorecendo a deterioração do concreto
(GENTIL, 1982).
O hidróxido de cálcio é transportado através do concreto pela ação da água
de chuvas ou infiltração de umidade e reage com o componente dióxido de carbono
(CO2), formando o carbonato de cálcio (CaCO3), segundo a EQUAÇÃO 3.3.
EQUAÇÃO 3.3 Ca(OH)2 + CO2  CaCO3 + H2O
De acordo com Gentil (1982) a lixiviação do hidróxido de cálcio com a
formação do carbonato de cálcio insolúvel é responsável pelo aparecimento de
eflorescências caracterizadas por depósitos na superfície do concreto.
A difusão do hidróxido de cálcio no concreto prossegue aumentando sua
porosidade, diminuindo sua resistência e criando um canal aberto para o ataque de

31
outros agentes agressivos com a formação de sais provenientes da lixiviação na
superfície do concreto, favorecendo o envelhecimento precoce da estrutura.
3.4.2.1.2 Carbonatação
Conforme Gentil (1992), 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 como observado na EQUAÇÃO 3.3.
Helene (1986) afirma que a diminuição da alcalinidade durante o processo
de carbonatação se dá devido à precipitação do carbonato de cálcio (CaCO3), possuidor
de pH da ordem de 9,4, o que altera substancialmente a condição de estabilidade
química da película passivadora do aço.
De acordo com Araújo (2004), com a perda da película de passivação
devido à carbonatação, em presença de umidade e oxigênio, a armadura começa a se
corroer. Na FIGURA 3.6, é possível observar a representação esquemática do processo
de carbonatação.
FIGURA 3.6 – Avanço do processo de carbonatação (CEB/BI 152, 1984).
Teixeira (2002) afirma que os principais fatores influentes sobre a
carbonatação são a qualidade do concreto e as condições a que este concreto está
submetido. Um concreto de boa qualidade, com baixa permeabilidade dificultará a

32
difusão dos gases e um cobrimento adequado não permitirá que a frente de carbonatação
atinja a armadura.
Os principais efeitos da carbonatação, decorrentes da precipitação do
carbonato de cálcio são, além da mencionada redução do pH, a redução da
permeabilidade, o aumento da resistência superficial, e um grande incremento na
resistividade elétrica, como efeito da neutralização da solução nos poros do concreto.
Com a continuação do processo de carbonatação, percebe-se que o CO2
dissolvido continua reagindo com a estrutura de concreto. Com a continuidade do
processo, tendo a solução dos poros sido neutralizada, uma série de compostos do
concreto começa a ser desestabilizada produzindo em muitos casos estágios amorfos de
CaCO3, CaSO4, Al(OH), SiO2 e H2O (TEIXEIRA, 2002).
3.4.2.1.3 Ácidos
O contato direto do concreto com soluções de ácidos (clorídrico, fluorídrico,
nítrico, sulfuroso e sulfúrico), ocasiona deterioração do concreto, uma vez que tais
compostos reagem com os componentes do concreto, diminuindo seu pH (GENTIL,
1982).
Os ácidos sulfúrico e sulfuroso são fortemente corrosivos, quando em
contato com o concreto armado. O ataque dos ácidos ao concreto pode ocorrer na
presença de produtos de combustão ou em áreas industriais. Quando se queima carvão
ou óleo combustível contendo enxofre ou seus compostos, essas substâncias (SO2 e
SO3) são expelidas para a atmosfera formando, em presença de umidade, ácido
sulfuroso (H2SO3) e sulfúrico (H2SO4), responsáveis pela constituição das chuvas
ácidas. Esses ácidos, sob forma de uma névoa, são depositados sobre a estrutura de
concreto, causando sérios inconvenientes devido à ação química sobre a pasta de
cimento e sobre a armadura.
Gentil (1982), afirma que em muitos casos o ataque ácido no concreto,
provoca a destruição da pasta de cimento, podendo-se observar o aspecto típico dos
agregados.
Os principais sulfatos, tais como os de magnésio, amônia, sódio, cálcio e
potássio, são encontrados principalmente nas águas do mar, em muitas águas
subterrâneas, em águas residuais e industriais e em águas de chuva (ANDRADE, 1997).

33
O mecanismo de ataque do sulfato pode ocorrer de acordo com exposto nas
EQUAÇÕES 3.4 e 3.5.
EQUAÇÃO 3.4 Ca(OH) + SO4
²–
+ 2H2O  CaSO4 . 2H2O + 2OH–
EQUAÇÃO 3.5 Ca(OH) + H2SO4  CaSO4 . 2H2O
O ataque dos sulfatos ocorre devido à reação de íons sulfato com o
hidróxido de cálcio, produto de hidratação presente na pasta de cimento ou com o
aluminato tricálcico (C3A), composto constituinte do cimento, de acordo com a
EQUAÇÃO 3.6.
EQUAÇÃO 3.6
3CaSO4 + 3CaO . Al2O3 . 6H2O + 19H2O  3CaO . Al2O3 . 3CaSO4 . 31H2O
Segundo Gentil (1987), a formação dos cristais de sulfoaluminato de cálcio
é acompanhada de considerável aumento de volume, desenvolvendo uma alta pressão
interna, que pode gerar fissuras e desagregação do concreto. O aumento de volume vai
ocasionar a expansão e desagregação, onde se verifica o grande volume molecular do
sulfoaluminato de cálcio em relação aos de sulfato de cálcio e aluminato tricalcico.
Vários fatores influenciam a durabilidade do concreto mediante ataque dos
sulfatos podendo ser devido a causas externas ou internas do próprio concreto. A causa
externa é o meio sulfatado e a interna é a permeabilidade do concreto, fator
determinante da difusão dos íons sulfatados até o interior do concreto. Geralmente, a
taxa de difusão de íons sulfato através dos poros do concreto é controlada por sua
permeabilidade. Porém, com o aparecimento de fissuras, o coeficiente de
permeabilidade tende a aumentar, acelerando o ataque (ANDRADE, 1997).
3.4.2.1.4 Sais

34
Alguns sais são bastante agressivos ao concreto, podendo a sua ação ocorrer
na pasta de cimento ou na armadura, uma vez que os sais possibilitam a formação de
pilhas que facilitam a corrosão do aço das armaduras (GENTIL, 1982).
Os sais podem ser encontrados nas indústrias, em águas agressivas e no
próprio ar atmosférico, sendo as soluções mais importantes e responsáveis pela corrosão
os sulfatos e cloretos.
3.4.2.1.4.1 Ataque por cloretos
A corrosão da armadura provocada pela ação dos íons cloreto é
frequentemente relatada como sendo uma das mais graves manifestações patológicas
sofrida por este material. Isto acontece devido à grande capacidade dos íons cloreto em
destruir a película passivadora que protege o aço no concreto, mesmo em ambiente de
elevada alcalinidade.
Helene (1986), afirma que pequenas quantidades de íons cloreto são o
bastante para desencadear o processo de corrosão, podendo chegar até o concreto
através do uso de aceleradores de pega que contêm CaCl2, impurezas indesejadas
contidas nos agregados e na água de amassamento, ação da atmosfera marinha
(maresia), uso de sais de degelo etc.
Os íons cloreto podem ser encontrados quimicamente combinados
(cloroaluminatos), fisicamente adsorvidos na superfície dos poros de hidratação e/ou
livres na solução dos poros do concreto.
É importante ressaltar que entre as três formas encontradas, os íons cloreto
livres em solução aquosa nos poros de concreto são prejudiciais, pois em certa
quantidade estão livres para atacar o filme passivante. Andrade (1992), afirma que o
cloroaluminato (C3A) ao reagir com os cloretos, forma um sal insolúvel ficando
incorporado às fases sólidas do cimento hidratado reduzindo a concentração dos íons Cl-
na solução.
Também deve ser considerada a ação dos sais de degelo lançados na
superfície do concreto, que podem ser adsorvidos pelos poros de hidratação,
desencadeando o processo de corrosão. A destruição da película passivadora, devido ao
ataque por cloretos, ocorre de forma pontual, provocando a chamada corrosão por pite,
conforme demonstrado na FIGURA 3.7.

35
FIGURA 3.7 – Corrosão com formação de pites (Araújo, 2004).
Segundo ACI 222 (1991), apud Araújo (2004), existem várias teorias para
explicar o efeito catalisador dos cloretos sobre a corrosão do aço:
1. Teoria do filme de óxido: de acordo com esta teoria, os íons cloreto
penetram nos defeitos do filme de óxido passivante, mais facilmente que outros íons
agressivos, além de poderem dispersar coloidalmente esse filme catalisando o ataque à
armadura.
2. Teoria da adsorção: segundo esta teoria, os íons cloreto são adsorvidos na
superfície do aço com as hidroxilas e o oxigênio dissolvido, promovendo a hidratação
do ferro e viabilizando sua dissolução em cátions.
3. Teoria do complexo transitório: conforme esta teoria, os íons cloreto
competem com os ânions hidroxila para a produção de compostos ferrosos de corrosão,
denominados complexos transitórios, os quais se difundem a partir do ânodo em direção
ao cátodo permitindo que o desenvolvimento da corrosão continue.
O transporte de íons cloreto só ocorre em presença de água. Nas situações
em que a água que contém os cloretos se encontra estagnada, a penetração no interior do
concreto ocorre por mecanismo de difusão, o qual é extremamente lento. Segundo as
leis de FICK, o fenômeno da difusão é direcionado pelas diferenças de concentração. Os
íons cloreto também podem penetrar por sucção capilar da água que os contém. Esta
última situação ocorre quando a estrutura do concreto está submetida a ciclos de
umedecimento com água que contém os íons cloreto, e posterior secagem (ARAÚJO,
2004).
O mecanismo de penetração dos íons cloreto através do concreto, para que
uma certa quantidade chegue até a armadura na forma de cloretos livres e consiga
desencadear o processo de corrosão, depende de uma série de fatores relacionados ao

36
tipo de cátion associado aos cloretos, ao tipo de acesso ao concreto (antes ou depois de
endurecido), à presença de outro ânion como o sulfato, ao tipo de cimento empregado
na produção do concreto, à relação a/c, ao estado de carbonatação do concreto, à
umidade ambiental, às condições de saturação dos poros e à quantidade por m³ de
cimento (FIGUEIREDO, 1994). A FIGURA 3.8 mostra a influência de alguns
parâmetros como umidade relativa, qualidade do concreto (cura e relação
água/cimento), saturação dos poros e carbonatação, no estabelecimento de um conteúdo
crítico de íons cloreto capaz de despassivar as armaduras do concreto.
FIGURA 3.8 – Esquema da influência de parâmetros relacionados com a qualidade do
concreto e umidade ambiental sobre o conteúdo crítico de cloretos (CEB/BI 152, 1984).
Segundo Figueiredo et. al. (1993), a quantidade de C3A do cimento
determina a capacidade de combinação com os íons cloreto. Cimentos com baixa
quantidade de aluminato tricálcico possuem baixa capacidade de imobilizar os íons

37
cloreto, através da formação de um sal complexo insolúvel denominado cloroaluminato
de cálcio hidratado (sal de Friedel), que reduz a concentração de íons cloreto livres na
solução aquosa dos poros do concreto.
Ademais, a introdução de microssílica em pastas de cimento reduz a
difusibilidade dos íons cloreto devido à diminuição da porosidade total e à distribuição
dos poros da argamassa com microssílica. Figueiredo et. al. (1993), afirma que a adição
de escória e cinza volante leva a uma diminuição da difusibilidade dos cloretos, em
relação ao cimento Portland puro e que um cimento resistente a sulfatos (com baixo
conteúdo de C3A) apresenta um significativo aumento de difusão.
Os cimentos com adições, quando submetidos à ação dos cloretos,
apresentam comportamento contrário àquele apresentado quando submetido a
carbonatação. Enquanto na carbonatação as adições parecem influir de forma negativa
na capacidade de retardar o ingresso de CO2 na iniciação pelos cloretos, as adições
agem de forma a frear a penetração dos íons cloreto.
Mangat et. al. (1992), apud Figueiredo (1993), estudando os fatores que
influenciam a corrosão das armaduras devido à ação dos cloretos, concluíram que a
quantidade de cimento possui uma insignificante influência sobre a despassivação.
3.4.2.2 Fatores aceleradores de corrosão
Segundo Andrade (1992), uma vez iniciada a corrosão e despassivado o aço,
a velocidade da deterioração é significativa, em termos de vida útil, para uma presença
suficiente de oxigênio e acima de um mínimo de umidade.
De acordo com Figueiredo et al. (1993) existe uma série de fatores que por
si só não representam risco de corrosão da armadura, mas que depois de desencadeado o
fenômeno, são responsáveis pela propagação da corrosão.
3.4.2.2.1 Conteúdo de umidade
O conteúdo de umidade no interior do concreto exerce importante papel
sobre a corrosão, quer seja porque a água é necessária para que ocorra a reação catódica
da redução do oxigênio, ou porque influi na resistividade do concreto e na
permeabilidade do oxigênio (FIGUEIREDO, 1994).

38
Cascudo (1997) define a resistividade elétrica do concreto, como sendo um
parâmetro que depende do teor de umidade, da permeabilidade e do grau de ionização
do eletrólito do concreto. Quando os poros contêm pouquíssima umidade, a
resistividade é muito elevada e o processo de corrosão fica dificultado. Assim, mesmo
que o concreto esteja carbonatado e contaminado de cloretos, a velocidade da corrosão é
baixa. Ademais, se os poros estiverem com alto teor de umidade, abaixo da saturação, a
velocidade é considerada máxima e o oxigênio chega livremente à armadura, sendo sua
resistividade suficientemente baixa para permitir a corrosão, conforme ilustrado na
FIGURA 3.9.
FIGURA 3.9 – Teor de umidade dos poros em função da umidade do ambiente (Andrade,
1992).
3.4.2.2.2 Proporção de cloretos
Segundo Mehta e Monteiro (1994), dependendo da relação Cl–
/OH–
, relata-
se que o filme protetor pode ser destruído mesmo para valores de pH consideravelmente
acima de 11,5. Quando os valores Cl–
/OH–
são maiores de 0,6, o aço parece não estar
mais protegido contra corrosão, provavelmente porque o filme de óxido de ferro se
torna permeável ou instável sob estas condições.
De acordo com CEB (1982) apud Gentil (1987), o teor máximo de cloretos,
que pode reagir com o C3A do cimento é de 0,4% em relação à massa de cimento, o que
possibilita a existência de cloretos livre para desencadear o processo de corrosão. Desta
forma, com teores de cloretos entre 0,4% a 1,0%, o risco de corrosão é considerado
médio podendo provocar a despassivação da armadura. Como exemplo, alguns valores
são apresentados por Gentil (1982), conforme TABELA 3.4.
TABELA 3.4 – Valores de cloretos relacionados com possibilidade de corrosão em concreto.
Cloretos em relação à massa de cimento (%)
Adicionado à mistura Proveniente do meio externo Risco de corrosão

39
< 0,6
0,6 a 1,0
> 1,0
< 0,4
0,4 a 1,0
> 1,0
Baixo
Médio
Alto
3.5 Parâmetros determinantes da velocidade e profundidade de alcance dos
agentes agressivos
A velocidade com que a reação de carbonatação e penetração dos íons
cloreto ocorre depende de fatores como o meio ambiente e das características finais do
concreto endurecido.
3.5.1 Concentração de CO2
A velocidade de carbonatação aumenta quando o ambiente possui uma
concentração maior de CO2, principalmente para concretos de elevada relação
água/cimento (SHRBERT et. al. (1974) apud FIGUEIREDO, 1994).
3.5.2 Umidade relativa do ambiente
A umidade relativa do ambiente exerce influência sobre a quantidade de
água contida nos poros do concreto, o que por sua vez, condiciona a velocidade de
difusão do CO2 através desses poros.
Se os poros estiverem secos, o CO2 se difundirá para o interior do concreto,
mas a carbonatação não ocorrerá pela ausência de água. No entanto, se os poros
estiverem preenchidos com água, quase não haverá carbonatação, devido à baixa taxa de
difusão de CO2 através da água. Quando os poros estiverem parcialmente preenchidos
com água, a frente de carbonatação avança devido à existência de água e à maior
possibilidade de difusão de CO2.
De acordo com Figueiredo (1994), observa-se que os maiores graus de
carbonatação ocorrem quando a umidade relativa situa-se entre 50% a 65%. Por outro
lado, com umidades inferiores a 20% ou superiores a 95% a carbonatação ocorre
lentamente ou simplesmente não ocorre.

40
3.5.3 Tipo e quantidade de cimento
O tipo e a quantidade de cimento por metro cúbico são alguns dos fatores
que determinam a ocorrência de corrosão no concreto armado.
Mehta e Monteiro (1994) citam que a deterioração do concreto, devido ao
ataque por sulfatos, pode ser afetada pelo consumo e tipo de cimento e de adições
minerais. Os resultados de um estudo de longa duração realizado em corpos-de-prova de
concreto expostos a um solo sulfatado (contendo 10% de NaSO4) em Sacramento,
Califórnia, mostraram que a baixa permeabilidade do concreto foi mais importante na
redução da taxa de deterioração que o conteúdo de C3A do cimento.
Em relação ao alto teor de C3A do cimento Portland, as adições minerais
oferecem uma forma de controle sobre o ataque dos sulfatos, reduzindo o conteúdo de
C3A no material cimentício total.
3.5.4 Relação água/cimento
Cascudo (1997) afirma que a relação água/cimento é um dos parâmetros
mais importantes em todo contexto da corrosão, pelo fato de que ela determina a
qualidade do concreto, ou seja, define as características de porosidade da pasta de
cimento endurecida. Quanto menor o valor da relação água / cimento maior a resistência
do concreto, menor sua permeabilidade e maior a durabilidade.
Figueiredo (1994) ainda ressalta que, quanto maior a relação água/cimento,
maior a porosidade e a permeabilidade de um concreto. Quanto maior a porosidade,
mais facilmente o CO2 pode se difundir através do concreto.
3.5.5 Condições de cura
As condições de cura exercem efeito sobre as propriedades de transporte na
pasta de cimento endurecido e, por conseguinte, sobre a difusão efetiva de íons
agressivos (cloretos, sulfatos, nitratos etc.).
Desta forma, quanto maior o tempo de cura, maior será o grau de hidratação
do cimento. Conseqüentemente, menor será a porosidade e a permeabilidade do
concreto e menores serão os efeitos da carbonatação (FIGUEIREDO, 1994).

41
3.5.6 Fissuras
Fissuras são fatores desencadeantes e acelerantes, pois os agentes agressivos
penetram através delas e desta forma rompem localizadamente a passividade da
armadura do concreto. No caso de fissuras transversais à armadura, as regiões próximas
à fissura atuarão como ânodo, enquanto que as regiões laterais atuarão como cátodo. No
caso de fissuras longitudinais à armadura, a região adjacente atuará como ânodo e a
região inferior da armadura, como cátodo.
De acordo com Andrade (1992), as aberturas inerentes ao concreto armado
constituem um caminho rápido de penetração dos agentes agressivos até a armadura. É
possível verificar na FIGURA 3.10, o fenômeno de despassivação das armaduras
quando agentes agressivos penetram no concreto através de fissuras.
FIGURA 3.10 – Corrosão em fissuras transversais e longitudinais (Andrade, 1992).
Devido ao elevado número de fatores que influenciam a carbonatação e
principalmente quando, uma estrutura de concreto está exposta à água, gases ou solo
que contêm cloretos e CO2, a quantidade necessária de íons Cl–
e CO2 para que se inicie
o processo de corrosão será primeiramente atingida nas regiões fissuradas.
De acordo com Figueiredo (1994), a velocidade com que a corrosão se
desenvolve depende da abertura da fissura, da qualidade do concreto e da relação área
catódica / área anódica.

Capítulo 4 – Prevenção e reparo de estruturas de concreto com corrosão nas armaduras
42
4 PREVENÇÃO E REPARO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
COM CORROSÃO NAS ARMADURAS
De acordo com Cascudo (1997), em estruturas debilitadas, o processo de
recuperação objetiva a devolução do seu estado original, seja do ponto de vista de
capacidade portante seja sob a ótica da durabilidade.
Normalmente, as manifestações patológicas se originam na etapa de
concepção dos projetos e execução e são, em geral, mais graves do que as falhas de
qualidade nos materiais ou de mau planejamento, conforme ilustração da FIGURA 4.1,
sendo possível observar a elevada porcentagem destas manifestações.
4%
10%
18%
28%
40%
Planejamento
Uso
Materiais
Execução
Projeto
FIGURA 4.1 – Origem das manifestações patológicas com relação às etapas de produção e uso
das obras civis de concreto armado (HELENE e FIGUEIREDO, 2003).
Várias são as técnicas atualmente empregadas para proteger e reparar as
estruturas de concreto armado atacadas pela corrosão (FIGUEIREDO, 1994). É evidente
que a manutenção preventiva pode tornar desnecessária a execução de manutenção
corretiva, reduzindo custos. A manutenção preventiva pode ser direcionada, por
exemplo, para a limpeza das estruturas, eliminação de áreas de estagnação de água e
fluidos agressivos, aplicação de revestimento protetor, recuperação de defeitos logo que
os mesmos apareçam etc. (GENTIL, 1996).

Capítulo 4 – Prevenção e reparo de estruturas de concreto com corrosão nas armaduras
43
4.1 Técnicas eletroquímicas para avaliação da corrosão das armaduras
4.1.1 Técnicas de resistência elétrica
A preocupação em estudar e mensurar a resistividade elétrica do concreto
reside no fato de que esta propriedade, juntamente com o acesso de oxigênio às barras,
constitui um dos elementos principais controladores do processo eletroquímico
responsável pela corrosão da armadura. Dessa forma, a velocidade de corrosão do aço
no concreto é em muito dependente da resistividade elétrica ou por outro lado, da
condutividade iônica do eletrólito (fase líquida do concreto) (CASCUDO, 1997).
A técnica de determinação da resistência elétrica está baseada no princípio
de que a área da seção transversal da armadura é o inverso da sua resistência elétrica,
que por sua vez, é diretamente proporcional à temperatura. As velocidades de corrosão
máximas ocorrem em concretos com altos teores de umidade (os quais apresentam baixa
resistividade), porém sem saturação dos poros (para não dificultar o acesso de oxigênio)
(CASCUDO, 1997).
Assim, admite-se que a corrosão do aço é causada pelo decréscimo na sua
seção transversal, podendo ser monitorada periodicamente pela medida de sua
resistência elétrica. É importante salientar que a proporcionalidade existente entre a
mudança na resistência elétrica e o incremento na corrosão só existe se o metal estiver
sofrendo corrosão de maneira uniforme.
A aplicação da técnica para medida de resistência elétrica consiste no uso de
sondas metálicas que são embutidas no interior do concreto, conforme ilustra a
FIGURA 4.2. Depois que as sondas são conectadas à armadura, serão formadas pontes
de corrente alternada. A relação da resistência das sondas fornece a taxa de corrosão da
armadura que está sendo corroída.
FIGURA 4.2 – Instalação de sonda de resistência elétrica em tabuleiro de ponte (CASCUDO,
1997).

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