PAT_Aula_7-1_Corrosao

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Patologia e Recuperação de Estruturas
Prof. Dr. Esequiel Fernandes Teixeira Mesquita
Janeiro, 2021
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Principais manifestações patológicas: 
corrosão
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1. Introdução
Diversos autores (MEHTA & MONTEIRO, 2007; CABRAL, 2000;
HOFFMANN, 2001; DAL MOLIN, 1988; PEREIRA, 2011;) destacam que a
corrosão das armaduras tem se apresentado com maior frequência e
com danos bem mais sérios as estruturas, o que constitui, portanto um
fator de grande impacto no desempenho da durabilidade.
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Um levantamento realizado pela Federal Hightway Administratation nos
Estados Unidos existem 134.000 pontes que requerem medidas de reparo
imediatas e 226.000 pontes que apresentavam problemas de corrosão
(Mehta & Monteiro, 2007).
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Na Espanha, de acordo com Chamoza e Ottis (1985), citados por Nepomuceno
(1992), foi realizado um levantamento estatístico de 586 casos, dentre os quais
7,3% estavam relacionados à corrosão das armaduras.
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Um levantamento realizado por Dal Molin (1988) no estado do Rio
Grande do Sul, no Brasil, em 275 edificações de pequeno e médio
porte, verificou-se que 40% das manifestações patológicas estavam de
algum modo relacionadas com a corrosão das armaduras.
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Carmona e Marega (1988)
citados pro Helene (1993)
avaliaram 700 relatórios
técnicos sobre manifestações
patológicas de todo o Brasil, e
verificaram que a corrosão
apresentava-se em 27% do total
das obras analisadas.
Helene e Pereira (2007)
estimam que a corrosão das
armaduras seja responsável por
20% dos casos das
manifestações patológicas.
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A corrosão pode ser:
• Química (ou seca): ocorre com contato
direto entre o material e o agente
corrosivo, sem presença de eletrólito
(solução aquosa) e sem formação de
corrente elétrica. Exemplo: formação da
ferrugem pela reação entre ferro
metálico e oxigênio do ar, com produção
de óxido de ferro.
• Eletroquímica (ou úmida ou galvânica):
ocorre na presença de eletrólito (solução
aquosa) e envolve a formação de
corrente elétrica. É o tipo mais comum
de corrosão que ocorre na boca.
2. Corrosão das armaduras
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A corrosão é um fenômeno eletroquímico que tem como produtos os
óxidos e hidróxidos de ferro, e que possui como agentes limitantes de
sua ocorrência um meio eletrolítico, uma diferença de potencial e o
oxigênio. Podendo esse mecanismo ser acelerado pela presença de
agentes agressivos, que dentre os principais destacam-se os cloretos
(HELENE & PEREIRA, 2007)
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O concreto oferece uma camada passiva para a permanência e durabilidade
das armaduras, uma vez que apresenta pH básico (em torno de 13), e com
isso constitui um meio que propicia uma elevada vida útil ao aço. Atribui-se
a elevada basicidade do concreto, principalmente, aos hidróxidos de cálcio
(Ca(OH)2) formados durante a etapa de hidratação do cimento (ANDRADE,
1996).
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Link do vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=cX2FdjV4eOY
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Diagrama de Pourbaix
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A composição precisa dessa película ainda é objeto de discussão.
Embora haja algumas teorias, uma das mais aceitas prevê a formação de
uma película composta de duas camadas: uma mais interna, composta
principalmente por magnetita, e outra mais externa, composta por
óxidos férricos (NAGAYAMA & COHEN, 1962 apud ALONSO et al., 2010).
A película passivadora protetora do aço é gerada a partir de uma rápida e
extensa reação eletroquímica que resulta na formação de uma fina
camada de óxidos, transparente e aderente ao aço (POURBAIX, 1987).
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A ação dos íons cloretos é apontada
como um dos mais importantes
fatores relacionados ao início da
corrosão.
Os íons 𝑪𝒍! podem chegar até o
interior do concreto por diferentes
formas:
• Uso de aceleradores que
contenham CaCl2;
• Impurezas dos agregados e da água;
• Água do mar;
• Spray (aerossol) marinho;
• Uso de sais de degelo;
• Processos industriais
(branqueamento da celulose, por
exemplo).
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Os íons Cloretos podem ser encontrados no interior do concreto nas
formas seguintes:
• Quimicamente combinado com as fases alumino-ferríticas para
formar os cloroaluminatos;
• Fisicamente adsorvido na superfície dos poros capilares;
• Livres na solução dos poros do concreto.
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O mecanismo de entrada dos cloretos
no interior do concreto pode se dar
por:
• Permeabilidade:
• Absorção capilar;
• Difusão e migração;
• Mecanismos combinados
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LIMITE CRÍTICO DE CLORETOS
Esquema de variação do teor crítico de cloretos / CEB-
FIP, 1992
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O BUILDING Research
Establishment (1982) considera
que:
• um baixo risco de corrosão está
associado a uma quantidade de
cloretos por massa de cimento
inferior a 0,4%;
• um risco intermediário de
corrosão se dá entre 0,4% e
1,0% de cloretos por massa de
cimento;
• Elevado risco, para teores de
cloreto por massa de cimento
superior a 1%.
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3. Mecanismos eletroquímicos da corrosão e condições 
para seu desenvolvimento
A corrosão eletroquímica pressupõe a formação de uma pilha
eletroquímica de corrosão, em que há a presença de:
• um ânodo o qual se caracteriza pela passagem do material do
estado metálico para o estado iônico (oxidação);
• um cátodo onde são consumidos os elétrons gerados na região
anódica (redução);
• uma diferença de potencial entre ambos, sendo o ânodo de
potencial mais eletronegativo;
• uma ligação metálica entre o ânodo e o cátodo, que pode ser
caracterizada pelo mesmo material metálico;
• e uma ligação externa caracterizada pela condução iônica através
do eletrólito.
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Eletrólito Diferença de 
potencial
Oxigênio
Corrosão metálica
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Dissolução 
do metal
Oxidação
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TIPOS DE CORROSÃO
Na corrosão generalizada, o ataque é
produzido em uma grande superfície do
metal, na qual existem inúmeros
ânodos e cátodos, formando
micropilhas que mudam a todo tempo.
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A corrosão localizada trata-se de
um ataque intermediário entre a
corrosão uniforme e a corrosão por
pites, que pode ser associado à
heterogeneidades dos materiais.
Na corrosão por pites, o ataque se
produz em zonas discretas do
material, as quais são mais ativas
do que o resto da superfície.
A corrosão com fissuras ocorre
quando, além da ação da corrosão,
o metal se encontra submetido a
tensões importantes de tração.
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4. Fatores que influencia o início da corrosão
• Com a penetração das moléculas de
dióxido de carbono no concreto
ocorrem as reações que fazem
decrexer a alcalinidade, para níveis
próximos de um pH 8.00.
• Com esta redução, há um
comprometimento da estabilidade da
película passivadora, uma vez que o
metal sai da zona de passivação e
entra na zona de corrosão.
CARBONATAÇÃO
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CLORETOS
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• Interface aço-concreto
• Possibilidade de acúmulo pontual de cloretos em locais
específicos;
• Falhas na formaçãoda película passivadora
• Fatores relacionados ao concreto
• Potencial alcalino da matriz
• Capacidade de fixação de cloretos á microestrutura do concreto
• Estabilidade das condições no entorno da amadura
• Relação a/c
• As variáveis relacionadas a fatores externos
• Tipo de cloreto envolvido (cátion associado)
• Forma de penetração no concreto
• Presença de oxigênio
• Condições de umidade e temperatura
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• Formas de representação
• [Cl-]/[OH+]
• % Cloretos livres (em relação à massa de cimento)
• % Cloretos total (em relação à massa de cimento)
• Limites usuais
• 0,4% (massa do cimento) – Concreto armado
• 0,2% (massa do cimento) – Concreto protendido
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FATORES AMBIENTAIS
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• O concreto seco possui uma alta resistividade, que nessas
condições, não permite a mobilidade dos íons.
• À medida que a umidade interna do concreto aumenta, a
resistência õhmica vai diminuindo e o processo de corrosão
pode se desenvolver caso a armadura esteja despassivada.
• Quando os poros do concreto estão saturados de água, a
resistividade é a menor possível, porém esta condição limita a
entrada de oxigênio.
• As velocidades máximas de corrosão ocorrem em concretos
com teores de umidade altos, porém sem saturação total dos
poros.
UMIDADE, RESISTIVIDADE E OXIGÊNIO
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EFEITO DA TEMPERATURA
• O aumento da temperatura estimula a mobilidade das
moléculas, favorecendo seu transporte através da
microestrutura do concreto.
• A cada aumento de 20°C a velocidade da corrosão aumenta 2x
(Raphael & Shalon, 1971).
• Tutti(1982) examinou os efeitos da temperatura a - 20°C e os
resultados sugerem que a velocidade da corrosão é reduzida
10x a cada redução de 20°C abaixo de 0°C
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3. Caso de estudo
b)a)
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b)a)
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b)a) c)
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b)a)
A1
A2
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b)a)
A3
A4
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DETERMINAÇÃO DO DIÂMETRO DAS ARMADURAS
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DETECÇÃO ELETROMAGNÉTICA
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Módulo de Elasticidade Dinâmico do concreto (Ed), calculado conforme a
equação 2, onde V é a velocidade do pulso ultrassônico, em metros por
segundo, Ed é o módulo de elasticidade dinâmico, em GPa, e v é o coeficiente
de Poisson, adotado como 0,30, e ρ é a massa específica do concreto, em
Kg/m3, adotada como sendo 2400 Kg/m3.
b)a)
A6
A5
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b)a)
A9
A7
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PROFUNDIDADE DE CARBONATAÇÃO MÉDIA
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Fachada 
Oeste
Fachada 
Norte 
Fachada 
Leste
Fachada 
Sul
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POTENCIAL DE CORROSÃO
Fachada 
Oeste
Fachada 
Norte 
Fachada 
Leste
Fachada 
Sul
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Fachada 
Oeste
Fachada 
Norte 
Fachada 
Leste
Fachada 
Sul
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Fachada 
Oeste
Fachada 
Norte 
Fachada 
Leste
Fachada 
Sul
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Obrigado pela atenção!
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