Uma condição importante a ser considerada no projeto de estruturas de concreto armado em ambiente marinho é a corrosão das armaduras de aço-carbono, em razão da presença de íons cloreto. Dentre as diversas formas conhecidas para mitigar a corrosão e prolongar a vida útil da estrutura, cita-se a adequada especificação do concreto e da espessura de cobrimento, a adoção de materiais alternativos às barras de aço-carbono e/ou o emprego de técnicas específicas de proteção das armaduras. Nesse cenário, a zincagem das barras de aço-carbono é considerada uma forma economicamente viável de promover a proteção contra corrosão. Assim, é importante conhecer a resistência à corrosão das barras de aço-carbono zincado, visando prever o seu desempenho. Além disso, para alcançar o melhor desempenho das barras de aço-carbono zincado, devem-se observar algumas condições adequadas de especificação, armazenamento e utilização das barras em campo. O presente trabalho tem como objetivo discutir as condições para que seja obtido o máximo desempenho dessas barras frente à corrosão e apresentar os resultados preliminares de ensaios acelerados de corrosão de barras de aço-carbono com e sem o revestimento de zinco embutidas em concreto. A análise das condições iniciais dos ensaios de desempenho visa suprir uma lacuna verificada na literatura especializada, contribuindo para o entendimento do mecanismo de proteção das barras de aço-carbono zincadas.

1. DESEMPENHO DE ARMADURAS DE
AÇO-CARBONO ZINCADAS EM ESTRUTURAS
DE CONCRETO FRENTE À CORROSÃO EM
AMBIENTE MARINHO TROPICAL

2. Agenda
Revisão da literatura
Características das barras zincadas
Mecanismo de proteção contra a corrosão
Desempenho das barras zincadas
Comparação entre barras com e sem revestimento
Metodologia
Resultados experimentais em 4 meses de ensaio
Conclusão
2

3. REVISÃO DA LITERATURA
Características das barras zincadas
Mecanismo de proteção contra a corrosão
Desempenho das barras zincadas
3

4. Características das barras zincadas
4
Zincagem por imersão a quente
Contato metalúrgico com o aço
(intermetálicos Fe-Zn)
Aço-C
Zn
Fe-Zn
Pode ser dobrado sem desplacamento Máximo 250 μm de espessura
para dobramento posterior

5. Mecanismos de proteção
contra corrosão do aço
5
Proteção catódica
Menor nobreza do zinco em relação ao aço-carbono
Proteção galvânica
Em temperaturas menores que 60 °C
Barreira
Camada de zinco funciona como barreira

6. Mecanismos da corrosão de zinco
6
Taxa de corrosão do Zn depende do pH
Yeomans (2004)
Nessa faixa o Zn se passiva

7. Mecanismos de proteção
contra corrosão
7
Presença de Ca(OH)2 no concreto
Yeomans (2004)

8. Mecanismos de proteção
contra corrosão
8
Presença de Ca(OH)2 no concreto
Lourenço e Sousa (2014)
Faixa ótima
Filme poroso Corrosão
generalizada

9. Mecanismos de proteção
contra corrosão
9
Presença de Ca(OH)2 no concreto
Formação da camada passiva no primeiro mês de preparo do
concreto
Pokorny, Tej e Kouril (2017)
ZnO e Zn(OH)2
não protetivo
Corrosão
generalizada
ZnO e Zn(OH)2
pouco protetivo
CaHZn
Passividade

10. Mecanismos de proteção
contra corrosão
10
Yeomans (2004)
Aço-C
Zn
Fe-Zn
Não ocorre formação de H2
sobre Zn puro
(cinética baixa)
Ocorre formação de H2 sobre
Fe-Zn
(devido do Fe)

11. Desempenho da barra zincada
Cromatização
• Protege durante armazenamento e transporte
• Deve ser evitada exposição a chuva em excesso
• Recomendada pela norma ASTM A767
• Pode ser feita pela adição de cromatos ao concreto
Uso parcial de armaduras zincadas em uma obra
• Não é recomendado, devido a altas taxas de corrosão na armadura
zincada devido ao par galvânico barra zincada/barra de aço
Produto de corrosão com menor volume
• Colmatação dos poros do concreto
• Menor formação de fissuras no concreto
11

12. COMPARAÇÃO ENTRE BARRAS
COM E SEM REVESTIMENTO
Metodologia
Resultados
12

13. Corpos de prova
Baseado nas normas ASTM A955: 2015 e ASTM G109: 2007
Dimensão de 400 mm x 150 mm x 150 mm
Fissura de 15 mm e cobrimento de 5 mm
Solução de NaCl 3 % (contaminação Aço-C) ou Ca(OH)2 (molhamento Zn)
Ciclos de 2 semanas de molhamento ou contaminação e 2 semanas secas
13
Fissura

14. Dosagem do concreto
Relação A/C de 0,535
Abatimento de (100 ± 20) mm
14
Cimento
CP V ARI RS
(kg/m³)
Metacaulim
(kg/m³)
Areia de
Quartzo
(kg/m³)
Areia
Artificial
(kg/m³)
Brita 0
(kg/m³)
Água (L/m³)
Aditivo super
glenium
35.000
(kg/m³)
420 30 225 439 924 225 2,7

15. COMPARAÇÃO ENTRE BARRAS
COM E SEM REVESTIMENTO
Metodologia
Resultados
15

16. Aço-carbono sem revestimento
Potencial de circuito aberto da barra superior
16
-200
-180
-160
-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
0 1 2 3 4 5
Potencial
(mV,
Ag/AgCl
3
mol/L)
Ciclo
AC-1
AC-2
AC-3
AC-4
AC-5
AC-6

17. Aço-carbono sem revestimento
17
Carga acumulada
Ciclos
Carga (C)
AC-1 AC-2 AC-3 AC-4 AC-5 AC-6
1 -0,03 -0,10 0,06 -0,09 0,10 -0,04
2 -0,03 -0,04 0,34 -0,10 0,31 -0,08
3 -0,04 0,14 0,58 -0,04 0,38 -0,12
4 0,04 0,31 0,78 0,04 0,35 -0,14

18. Aço-carbono sem revestimento
18
Curvas de polarização da barra superior
-170
-160
-150
-140
-130
-120
-110
-100
-90
-1E-07 -9E-08 -6E-08 -3E-08 0E+00 3E-08 6E-08
Potencial
(mV,
Ag/AgCl
3
mol/L)
Densidade de corrente (A/cm2)
Ciclo 1
Ciclo 2
Ciclo 3
-170
-160
-150
-140
-130
-120
-110
-100
-90
1E-11 1E-10 1E-09 1E-08
Potencial
(mV
,
Ag/AgCl
3
mol/L)
Densidade de corrente (A/cm2)
Ciclo 1
Ciclo 2
Ciclo 3

19. Aço-carbono zincado e cromatizado
19
Potencial de circuito aberto da barra superior
-800
-750
-700
-650
-600
-550
-500
0 1 2 3 4 5
Potencial
(mV,
Ag/AgCl
3
mol/L)
Ciclo de molhamento/secagem
Zn-1
Zn-2
Zn-3
Zn-4
Zn-5
Zn-6

20. Aço-carbono zincado e cromatizado
20
Carga acumulada
Ciclos
Carga (C)
Zn-1 Zn-2 Zn-3 Zn-4 Zn-5 Zn-6
1 0,03 0,03 0,05 0,02 0,03 0,02
2 7,7 13,5 13,7 7,9 5,5 4,5
3 24,2 37,7 34,1 23,8 16,2 13,0
4 36,7 58,5 52,3 29,7 24,9 19,2

21. Aço-carbono zincado e cromatizado
21
Comparação barras superiores e inferiores – ciclo 2
-700
-650
-600
-550
-500
-450
-400
0 1 2 3 4 5 6
Potencial
(mV,
Ag/AgCl
3
mol/L)
Corpo de prova Zn
Barras inferiores
Barra superior

22. Aço-carbono zincado e cromatizado
22
Curvas de polarização da barra superior
-800
-750
-700
-650
-600
-550
-1E-07 -9E-08 -6E-08 -3E-08 0E+00 3E-08 6E-08
Potencial
(mV,
Ag/AgCl
3
mol/L)
Densidade de corrente (A/cm2)
Ciclo 1
Ciclo 2
Ciclo 3
-800
-750
-700
-650
-600
-550
1E-11 1E-10 1E-09 1E-08 1E-07 1E-06
Potencial
(mV,
Ag/AgCl
3
mol/L)
Densidade de corrente (A/cm2)
Ciclo 1
Ciclo 2
Ciclo 3

23. Aço-carbono zincado e cromatizado
Aspecto da barra e produto de corrosão
23
Barra superior
Barra inferior
Produto de corrosão
escuro
Por EDS e XRD foram
identificados:
• zinco metálico
• carbonato de
cálcio
• sílica
• hidroxizincato de
cálcio (CaHZn)

24. Conclusão
Correlação com a literatura
• Condição passiva do aço-carbono sem revestimento
• Condição ativa do aço-carbono zincado e cromatizado
Identificação de produto de corrosão escuro diferente da cor
branca do ZnO e Zn(OH)2
Análises apontaram a presença de CaHZn
24