Carbonatação em Estruturas

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Patologia e Recuperação de Estruturas
Prof. Dr. Esequiel Fernandes Teixeira Mesquita
Janeiro, 2021
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Principais manifestações patológicas: 
carbonatação
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1. Introdução
• A carbonatação é um fenômeno físico-químico de neutralização da
solução intersticial dos poros do concreto, tendo como
consequência deletéria, a destruição da película passivadora que
envolve o aço, deixando o material suscetível à corrosão da
armadura.
• As reações ocorrem principalmente com o CO2 presente na
atmosfera, que penetra a partir da superfície para o interior do
material.
• A cinética de difusão depende, entre outros fatores, da
concentração de CO2 e sua condição de acesso no concreto, a qual
é função do tamanho, da distribuição de poros e da condição
hídrica desses poros. D
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MÉTODO DE ENSAIO – ASPERSÃO DE FENOFTALEÍNA
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Etapas:
1. Difusão do CO2, na fase gasosa, ao interior
do concreto através dos poros e posterior
solubilização e formação do ácido
carbônico;
2. Dissociação do ácido carbônico ocorre em
duas etapas pelo comportamento diácido
fraco do ácido;
3. O CO2 solubilizado em sua passagem
diminui a concentração de OH¯, que
ocasiona a dissolução de Ca(OH)2 na água
como meio de restabelecer o equilíbrio;
4. Finalmente ocorre a reação do CO2
dissolvido com o Ca(OH)2 e a precipitação
do carbonato de cálcio, CaCO2.
2. Processamento da carbonatação
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• A carbonatação ocorre, sobretudo, entre os hidratos do cimento e 
o CO2 da atmosfera, e reduz a alcalinidade do concreto.
14 pH
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• A carbonatação ocorre, sobretudo, entre os hidratos do cimento e 
o CO2 da atmosfera, e reduz a alcalinidade do concreto.
8 pH 14 pH
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• A carbonatação ocorre, sobretudo, entre os hidratos do cimento e 
o CO2 da atmosfera, e reduz a alcalinidade do concreto.
8 pH 14 pH
• Equação simplificada:
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• A carbonatação ocorre, sobretudo, entre os hidratos do cimento e 
o CO2 da atmosfera, e reduz a alcalinidade do concreto.
8 pH 14 pH
• Ocorre na presença de água ou umidade
• Equação simplificada:
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• A carbonatação ocorre, sobretudo, entre os hidratos do cimento e 
o CO2 da atmosfera, e reduz a alcalinidade do concreto.
8 pH 14 pH
• Ocorre na presença de água ou umidade
• Equação simplificada:
• Segundo Parrott (1987) e Baroghel-Bouny (1994), a reação do
Ca(OH)2 com o CO2 é a que se produz majoritariamente, enquanto
que a reação com o C-S-H ocorre apenas na carbonatação acelerada.
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Obs:
1. O ponto (a) representa a Portlandita em
meio isento de CO2;
2. Quando o CO2 penetra no concreto, se
dissolve na fase líquida intersticial e reage com
a portlandita se deslocando pela linha (ab) até
o ponto (b), que corresponde à precipitação
doCaCO3. Fica neste ponto até que toda a
portlandita é consumida.
3. Em seguida, o gás carbônico dissolvido pode
reagir com os géis de C-S-H seguindo a linha
(bc) com precipitação no ponto (c) da sílica
hidratada (SiO2.H2O).
4. Quando todo o C-S-H é consumido se
desloca pela linha (cd) até alcançar a
concentração em gás carbônico
correspondente à pressão parcial de equilíbrio.
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A carbonatação faz parte da iniciação do fenômeno da corrosão, pois
diminui a estabilidade química da capa protetora ou película passivadora do
aço (TUUTTI, 1982), sendo este efeito o maior motivador das pesquisas
sobre o assunto.
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Há a liberação de água...
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A carbonatação depende de diversos
fatores. Segundo Houst (1993), entre os
principais fatores que influenciam a
velocidade de carbonatação estão:
• a relação água/cimento,
• granulometria
• a cura, a quantidade e o tipo de
cimento,
• a concentração de gás carbônico,
• a quantidade de água,
• a temperatura,
• o teor de álcalis
• adições minerais
• existência de fissuras.
3. Fatores que influenciam a carbonatação
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Obrigado pela atenção!
emesquita@ufc.br