CORROSÃO
EM
CONCRETO
Alisson André Silva Balbino
José Jadeilson Felix da Silva
INTRODUÇÃO
INTRODUÇÃO
O concreto é um material de construção de grande uso, as
estruturas de concreto são projetadas para manter condições
mínimas de segurança, estabilidade e funcionalidade durante um
tempo de vida útil.
O concreto é constituído principalmente de cimento, areia, água e
agregados de diferentes tamanhos.
As matérias-primas usada na fabricação do cimento portland são,
principalmente, calcário, sílica, alumina e oxido de ferro.
CORROSÃO – DETERIORAÇÃO
Mecânicos – vibrações e erosão;1
Físicos – variações de temperatura;2
Biológicos – bactérias;3
Químicos – produtos químicos
como ácidos e sais.
4
FORMAS DE CORROSÃO
Deterioração por ação química:1
Corrosão por ação eletroquímica:2
Pasta de cimento
Armadura
MECANISMO
No mecanismo químico tem-se o ataque
do concreto por ácidos como o clorídrico,
HCl, com a formação de cloretos de cálcio
e sílica gel (SiO2), de acordo com a equação
da reação de ataque do silicato tricálcico:
3CaO.2SiO2.3H2O + 3HCl → 3CaCl2 + 2SiO2 + 6H2O
MECANISMO
O mecanismo eletroquímico do processo
corrosivo origina, nas áreas anódicas e
catódicas, as reações cujas equações, para
o caso de ferro, são:
Área anódica (corrosão)1
Área catódica (sem corrosão)2
Não aerada – 2H2O + 2e → H2 + 2OH-
Aerada – H2O + 1/2O2 + 2e → 2OH-
Fe → Fe2+ + 2e
FATORES ACELERADORES DE CORROSÃO
Admita-se que a armadura está protegida,
devido à alta alcalinidade e a ação isolante
da massa de concreto.
A alta alcalinidade decorre do hidróxido de
cálcio, Ca(OH)2
pH em torno de 12,5 que possibilita a
passivação do aço
FATORES ACELERADORES DE CORROSÃO
LIXIVIAÇÃO – EFLORECÊNCIA
O hidróxido de cálcio quando em contato
com a água, pode ser dissolvido e
carregado para fora da superfície de
concreto.
A lixiviação do hidróxido de cálcio, é
responsável pelo aparecimento de
eflorescência caracterizada por depósitos
de cor branca na superfície do concreto.
FATORES ACELERADORES DE CORROSÃO
CARBONATAÇÃO
O dióxido de carbono, CO2, existente no ar
ou em águas agressivas, pode se combinar
com o Ca(OH)2, formando o carbonato de
cálcio, CaCO3 insolúvel:
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
Diminuindo o valor do pH para 8,5-9, e
possibilitando a despassivação do aço.
FATORES ACELERADORES DE CORROSÃO
CARBONATAÇÃO
Se houver excesso de CO2, como no caso
de águas agressivas, pode-se ter a reação,
com formação de bicarbonato de cálcio,
Ca(HCO3)2, solúvel:
CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2
Maior deterioração, pois a solubilidade do
bicarbonato de cálcio é bem maior do que
a do carbonato de cálcio.
FATORES ACELERADORES DE CORROSÃO
ÁCIDOS
O contato direto de concreto com soluções
de ácidos, como, por exemplo, clorídrico,
fluorídrico, nítrico, sulfuroso e sulfúrico
ocasiona deterioração do concreto, pois
eles reagem com os componentes do
concreto e diminuem o valor de pH.
FATORES ACELERADORES DE CORROSÃO
SAIS
Alguns sais são bastantes agressivos para o
concreto, podendo a sua ação ocorrer na
pasta de cimento ou na armadura, pois,
sendo eletrólitos, possibilitam a formação
de pilhas que facilitam a corrosão do aço
das armaduras.
FATORES ACELERADORES DE CORROSÃO
SAIS
Sais de amônio são destrutivos porque
reagem com o meio alcalino do concreto,
eliminando o hidróxido de cálcio. Pode-se
exemplificar o cloreto de amônio, NH4Cl:
2NH4Cl + Ca(OH)2 → 2NH3(g) + 2H2O + CaCl2
FATORES ACELERADORES DE CORROSÃO
SAIS
Cloretos solúveis, como o cloreto de sódio,
NaCl, podem diminuir a ação protetora da
película de passivação existente no meio
alcalino ou básico proporcionado pela
pasta de cimento
Podem também diminuir a resistividade do
concreto, facilitando o processo
eletroquímico de corrosão das armaduras.
FATORES ACELERADORES DE CORROSÃO
BACTÉRIAS
A presença de bactérias, como Thiobacillus
thiooxidans, que oxidam enxofre ou
compostos de enxofre a ácido sulfúrico
(H2SO4)
Originando a diminuição de pH e formação de
sulfoaluminato de cálcio com deterioração do
concreto e posterior ataque a armadura.
FATORES ACELERADORES DE CORROSÃO
RESISTIVIDADE ELÉTRICA
A presença de sais como cloretos, sulfatos
ou nitratos possibilita a corrosão das
armaduras, pois como são eletrólitos
fortes permitem que o meio apresente
baixa resistividade elétrica e
consequentemente alta condutividade
possibilitando o fluxo de elétrons,
ocasionando a corrosão das armaduras ou
dos arames de proteção.
FATORES ACELERADORES DE CORROSÃO
POROSIDADE E PERMEABILIDADE
A penetração de soluções de eletrólitos e
de gases, como o oxigênio, vai ocorrer nas
áreas mais permeáveis e porosas,
tornando a resistividade do concreto baixa
e acelerando o processo de corrosivo.
FATORES ACELERADORES DE CORROSÃO
FISSURAS OU TRINCAS
O concreto, devido a solicitações mecânicas,
pode apresentar fissuras ou trincas,
possibilitando assim o ataque corrosivo na
armadura, pois haverá penetração de
soluções de eletrólitos, gases etc.
PROTEÇÃO
FORMULAÇÃO DO CIMENTO
Cimento contendo aluminato tricálcico é
usado para aumentar a resistência a ação
de cloretos e sulfatos.
PROTEÇÃO
MATERIAIS COMPOSTOS COM
POLIMEROS
Concreto impregnado com polímeros1
o concreto previamente seco é
impregnado com um monômero de
baixa viscosidade e polimerizado, em
seguida, por aquecimento, radiação
ou processo químico.
monômeros termoplásticos
metacrilato de metila, estireno e
acrilonitrila.
PROTEÇÃO
MATERIAIS COMPOSTOS COM
POLIMEROS
Concreto com cimento e polímeros2
é a pré-mistura da pasta de cimento e
agregado na qual se adiciona um
monômero antes da secagem.
Concreto polimérico3
constituído de agregado, ligado com
polímero no lugar do cimento.
PROTEÇÃO
REVESTIMENTOS PROTETORES
Aplicado sobre o concreto1
Tintas à base de resina epóxi,
poliuretana, vinílica, acrílica, tintas
asfálticas e emulsões;
Pintura com impregnação de uma
solução de silicato de sódio;
Revestimento com argamassas ou
cimentos antiácidos.
PROTEÇÃO
REVESTIMENTOS PROTETORES
Aplicado sobre a armadura2
Aplicação de tintas epóxi e tintas ricas
em zinco (epóxi-zinco);
Revestimento com zinco;
Armadura cladizada com aço
inoxidável.
PROTEÇÃO
REMOÇÃO DE CLORETO E
REALCALINIZAÇÃO
São técnicas eletroquímicas, usadas mais
recentemente, que visam restabelecer a
passivação da armadura, removendo cloreto
existente no concreto, e restabelecendo a
alcalinidade em torno da armadura.
PROTEÇÃO
REMOÇÃO DE CLORETO E
REALCALINIZAÇÃO
Materiais1
Fonte de corrente contínua;
Anodo: titânio revestido com oxido de
cério;
Eletrólitos: água com hidróxido de
cálcio (para a remoção de cloreto) e
solução de carbonato de cálcio (para
realcalinização);
PROTEÇÃO
REMOÇÃO DE CLORETO E
REALCALINIZAÇÃO
Materiais1
Armadura: ligada ao catodo da fonte;
Suporte para permitir o contato do
eletrólito com o anodo e o catodo:
fibra de celulose umedecida ou feltro
umedecido ou tanques.
PROTEÇÃO
REMOÇÃO DE CLORETO E
REALCALINIZAÇÃO
Tempo2
4 a 8 semanas para a remoção do cloreto
e uma semana para a realcalinização.
Benefícios3
remoção de 40-95% de cloreto
imediatamente em torno da armadura e
geração de OH-, hidroxila, meio alcalino.
PROTEÇÃO
REMOÇÃO DE CLORETO E
REALCALINIZAÇÃO
Remoção do cloreto4
os íons cloreto, negativos, são atraídos
para o anodo externo, positivo,
ocorrendo a reação responsável por sua
remoção
2Cl- → Cl2 + 2e
PROTEÇÃO
REMOÇÃO DE CLORETO E
REALCALINIZAÇÃO
Realcalinização5
presença de meio alcalino ao redor da
armadura, devido a formação de OH-,
íon hidroxila, proveniente na reação no
catodo
2H2O + 2e → H2 + 2OH-
CONCLUSÃO
CONCLUSÃO
A corrosão do concreto é de grande importância, pois provoca não
somente a deterioração, mas também pode afetar a estabilidade e a
durabilidade das estruturas.
A armadura não é suscetível de sofrer corrosão, a não ser que
ocorram contaminação e deterioração do concreto.
Os constituintes do concreto inibem a corrosão do material metálico
e se opõem a entrada de contaminantes. Daí se pode afirmar que,
quanto mais o concreto se mantiver inalterado, mais protegida
estará a armadura.
REFERÊNCIA
GENTIL, V. Corrosão. In:__. Corrosão em concreto. 6. ed. Rio de janeiro:
LTC, 2004. cap.17, p. 210-221.

Corrosão em concreto

  • 1.
    CORROSÃO EM CONCRETO Alisson André SilvaBalbino José Jadeilson Felix da Silva
  • 2.
  • 3.
    INTRODUÇÃO O concreto éum material de construção de grande uso, as estruturas de concreto são projetadas para manter condições mínimas de segurança, estabilidade e funcionalidade durante um tempo de vida útil. O concreto é constituído principalmente de cimento, areia, água e agregados de diferentes tamanhos. As matérias-primas usada na fabricação do cimento portland são, principalmente, calcário, sílica, alumina e oxido de ferro.
  • 4.
    CORROSÃO – DETERIORAÇÃO Mecânicos– vibrações e erosão;1 Físicos – variações de temperatura;2 Biológicos – bactérias;3 Químicos – produtos químicos como ácidos e sais. 4
  • 5.
    FORMAS DE CORROSÃO Deterioraçãopor ação química:1 Corrosão por ação eletroquímica:2 Pasta de cimento Armadura
  • 6.
    MECANISMO No mecanismo químicotem-se o ataque do concreto por ácidos como o clorídrico, HCl, com a formação de cloretos de cálcio e sílica gel (SiO2), de acordo com a equação da reação de ataque do silicato tricálcico: 3CaO.2SiO2.3H2O + 3HCl → 3CaCl2 + 2SiO2 + 6H2O
  • 7.
    MECANISMO O mecanismo eletroquímicodo processo corrosivo origina, nas áreas anódicas e catódicas, as reações cujas equações, para o caso de ferro, são: Área anódica (corrosão)1 Área catódica (sem corrosão)2 Não aerada – 2H2O + 2e → H2 + 2OH- Aerada – H2O + 1/2O2 + 2e → 2OH- Fe → Fe2+ + 2e
  • 8.
    FATORES ACELERADORES DECORROSÃO Admita-se que a armadura está protegida, devido à alta alcalinidade e a ação isolante da massa de concreto. A alta alcalinidade decorre do hidróxido de cálcio, Ca(OH)2 pH em torno de 12,5 que possibilita a passivação do aço
  • 9.
    FATORES ACELERADORES DECORROSÃO LIXIVIAÇÃO – EFLORECÊNCIA O hidróxido de cálcio quando em contato com a água, pode ser dissolvido e carregado para fora da superfície de concreto. A lixiviação do hidróxido de cálcio, é responsável pelo aparecimento de eflorescência caracterizada por depósitos de cor branca na superfície do concreto.
  • 10.
    FATORES ACELERADORES DECORROSÃO CARBONATAÇÃO O dióxido de carbono, CO2, existente no ar ou em águas agressivas, pode se combinar com o Ca(OH)2, formando o carbonato de cálcio, CaCO3 insolúvel: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O Diminuindo o valor do pH para 8,5-9, e possibilitando a despassivação do aço.
  • 11.
    FATORES ACELERADORES DECORROSÃO CARBONATAÇÃO Se houver excesso de CO2, como no caso de águas agressivas, pode-se ter a reação, com formação de bicarbonato de cálcio, Ca(HCO3)2, solúvel: CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2 Maior deterioração, pois a solubilidade do bicarbonato de cálcio é bem maior do que a do carbonato de cálcio.
  • 12.
    FATORES ACELERADORES DECORROSÃO ÁCIDOS O contato direto de concreto com soluções de ácidos, como, por exemplo, clorídrico, fluorídrico, nítrico, sulfuroso e sulfúrico ocasiona deterioração do concreto, pois eles reagem com os componentes do concreto e diminuem o valor de pH.
  • 13.
    FATORES ACELERADORES DECORROSÃO SAIS Alguns sais são bastantes agressivos para o concreto, podendo a sua ação ocorrer na pasta de cimento ou na armadura, pois, sendo eletrólitos, possibilitam a formação de pilhas que facilitam a corrosão do aço das armaduras.
  • 14.
    FATORES ACELERADORES DECORROSÃO SAIS Sais de amônio são destrutivos porque reagem com o meio alcalino do concreto, eliminando o hidróxido de cálcio. Pode-se exemplificar o cloreto de amônio, NH4Cl: 2NH4Cl + Ca(OH)2 → 2NH3(g) + 2H2O + CaCl2
  • 15.
    FATORES ACELERADORES DECORROSÃO SAIS Cloretos solúveis, como o cloreto de sódio, NaCl, podem diminuir a ação protetora da película de passivação existente no meio alcalino ou básico proporcionado pela pasta de cimento Podem também diminuir a resistividade do concreto, facilitando o processo eletroquímico de corrosão das armaduras.
  • 16.
    FATORES ACELERADORES DECORROSÃO BACTÉRIAS A presença de bactérias, como Thiobacillus thiooxidans, que oxidam enxofre ou compostos de enxofre a ácido sulfúrico (H2SO4) Originando a diminuição de pH e formação de sulfoaluminato de cálcio com deterioração do concreto e posterior ataque a armadura.
  • 17.
    FATORES ACELERADORES DECORROSÃO RESISTIVIDADE ELÉTRICA A presença de sais como cloretos, sulfatos ou nitratos possibilita a corrosão das armaduras, pois como são eletrólitos fortes permitem que o meio apresente baixa resistividade elétrica e consequentemente alta condutividade possibilitando o fluxo de elétrons, ocasionando a corrosão das armaduras ou dos arames de proteção.
  • 18.
    FATORES ACELERADORES DECORROSÃO POROSIDADE E PERMEABILIDADE A penetração de soluções de eletrólitos e de gases, como o oxigênio, vai ocorrer nas áreas mais permeáveis e porosas, tornando a resistividade do concreto baixa e acelerando o processo de corrosivo.
  • 19.
    FATORES ACELERADORES DECORROSÃO FISSURAS OU TRINCAS O concreto, devido a solicitações mecânicas, pode apresentar fissuras ou trincas, possibilitando assim o ataque corrosivo na armadura, pois haverá penetração de soluções de eletrólitos, gases etc.
  • 20.
    PROTEÇÃO FORMULAÇÃO DO CIMENTO Cimentocontendo aluminato tricálcico é usado para aumentar a resistência a ação de cloretos e sulfatos.
  • 21.
    PROTEÇÃO MATERIAIS COMPOSTOS COM POLIMEROS Concretoimpregnado com polímeros1 o concreto previamente seco é impregnado com um monômero de baixa viscosidade e polimerizado, em seguida, por aquecimento, radiação ou processo químico. monômeros termoplásticos metacrilato de metila, estireno e acrilonitrila.
  • 22.
    PROTEÇÃO MATERIAIS COMPOSTOS COM POLIMEROS Concretocom cimento e polímeros2 é a pré-mistura da pasta de cimento e agregado na qual se adiciona um monômero antes da secagem. Concreto polimérico3 constituído de agregado, ligado com polímero no lugar do cimento.
  • 23.
    PROTEÇÃO REVESTIMENTOS PROTETORES Aplicado sobreo concreto1 Tintas à base de resina epóxi, poliuretana, vinílica, acrílica, tintas asfálticas e emulsões; Pintura com impregnação de uma solução de silicato de sódio; Revestimento com argamassas ou cimentos antiácidos.
  • 24.
    PROTEÇÃO REVESTIMENTOS PROTETORES Aplicado sobrea armadura2 Aplicação de tintas epóxi e tintas ricas em zinco (epóxi-zinco); Revestimento com zinco; Armadura cladizada com aço inoxidável.
  • 25.
    PROTEÇÃO REMOÇÃO DE CLORETOE REALCALINIZAÇÃO São técnicas eletroquímicas, usadas mais recentemente, que visam restabelecer a passivação da armadura, removendo cloreto existente no concreto, e restabelecendo a alcalinidade em torno da armadura.
  • 26.
    PROTEÇÃO REMOÇÃO DE CLORETOE REALCALINIZAÇÃO Materiais1 Fonte de corrente contínua; Anodo: titânio revestido com oxido de cério; Eletrólitos: água com hidróxido de cálcio (para a remoção de cloreto) e solução de carbonato de cálcio (para realcalinização);
  • 27.
    PROTEÇÃO REMOÇÃO DE CLORETOE REALCALINIZAÇÃO Materiais1 Armadura: ligada ao catodo da fonte; Suporte para permitir o contato do eletrólito com o anodo e o catodo: fibra de celulose umedecida ou feltro umedecido ou tanques.
  • 28.
    PROTEÇÃO REMOÇÃO DE CLORETOE REALCALINIZAÇÃO Tempo2 4 a 8 semanas para a remoção do cloreto e uma semana para a realcalinização. Benefícios3 remoção de 40-95% de cloreto imediatamente em torno da armadura e geração de OH-, hidroxila, meio alcalino.
  • 29.
    PROTEÇÃO REMOÇÃO DE CLORETOE REALCALINIZAÇÃO Remoção do cloreto4 os íons cloreto, negativos, são atraídos para o anodo externo, positivo, ocorrendo a reação responsável por sua remoção 2Cl- → Cl2 + 2e
  • 30.
    PROTEÇÃO REMOÇÃO DE CLORETOE REALCALINIZAÇÃO Realcalinização5 presença de meio alcalino ao redor da armadura, devido a formação de OH-, íon hidroxila, proveniente na reação no catodo 2H2O + 2e → H2 + 2OH-
  • 31.
  • 32.
    CONCLUSÃO A corrosão doconcreto é de grande importância, pois provoca não somente a deterioração, mas também pode afetar a estabilidade e a durabilidade das estruturas. A armadura não é suscetível de sofrer corrosão, a não ser que ocorram contaminação e deterioração do concreto. Os constituintes do concreto inibem a corrosão do material metálico e se opõem a entrada de contaminantes. Daí se pode afirmar que, quanto mais o concreto se mantiver inalterado, mais protegida estará a armadura.
  • 33.
    REFERÊNCIA GENTIL, V. Corrosão.In:__. Corrosão em concreto. 6. ed. Rio de janeiro: LTC, 2004. cap.17, p. 210-221.