PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES II

CORROSÃO DAS ARMADURAS

Corrosão é a interação destrutiva de um material com o ambiente, seja por reação química, ou eletroquímica.

Generalidades

A corrosão das armaduras é uma das principais manifestações patológicas, responsáveis por enormes prejuízos.

Como material de construção denso e resistente, se pensa que o concreto armado tem uma duração ilimitada. No entanto, atualmente se constata um número crescente de estruturas prematuramente deterioradas por corrosão das armaduras de reforço.

A corrosão das armaduras é uma área claramente interdiciplinária, onde a química, eletroquímica e cinética tem papel fundamental.

A displicência na execução do concreto armado tem se demonstrado na principal causa do início precoce da corrosão das armaduras, principalmente pelos seguintes fatos:

·      Recobrimento das armaduras abaixo dos valores recomendados pelas normas da

ABNT;

·      Concreto executado com elevado fator água/cimento, acarretando elevada porosidade

do concreto e fissuras de retração;

·      Ausência ou deficiência de cura do concreto, propiciando a ocorrência de fissuras,

porosidade excessiva, diminuição da resistência, etc.;

·      Segregação do concreto com formação de ninhos de concretagem, erros de traço,

lançamento e vibração incorretos, formas inadequadas, etc.

O concreto proporciona às armaduras uma dupla proteção:

·      Uma barreira física que separa o aço do contato direto com o meio ambiente que

contém elementos agressivos ao aço;

·      Capa passivadora formada meio alcalino do concreto.

A corrosão das armaduras do concreto consiste na oxidação destrutiva do aço, pelo meio que o envolve.

Mecanismo da corrosão das armaduras

A corrosão das armaduras pode-se originar por uma ação química ou eletroquímica, resultando numa modificação do aço de forma contínua, até que todo o aço se transforme em ferrugem.

A corrosão eletroquímica do aço do concreto resulta da falta de uniformidade do aço (diferentes tipos, soldas, elementos ativos sobre a superfície do aço, assim como também a heterogeneidade química e física do concreto que envolve a armadura).

Ainda que a potencialidade para a corrosão do aço pode existir devido à falta de uniformidade do aço, a corrosão normalmente é prevenida pela formação de uma película de óxidos de ferro passivadora. No entanto, quando as condições de utilização e ataque do meio ambiente sobre o concreto armado ocorrem, se produz a perda da capa passivadora, desencadeando uma tríplice consequência:

·      O aço diminui sua seção, e se converte completamente em óxidos;

·      O concreto pode fissurar ou delaminar-se devido às pressões de expansão dos óxidos;

·      A aderência da armadura diminui ou desaparece.

O processo de corrosão pode ser subdividido em:

Corrosão química

Também denominada oxidação, é provocada por uma reação gás-metal, isto é, pelo ar atmosférico e o aço, formando compostos de óxido de ferro. Este tipo de corrosão é muito lento e não provoca deterioração substancial das armaduras. Como exemplo, o aço estocado no canteiro de obra, aguardando sua utilização sofre este tipo de corrosão.

Corrosão eletroquímica ou eletrolítica

Também denominada corrosão catódica ou simplesmente corrosão, ocorre em meio aquoso, é o principal e mais sério processo de corrosão encontrado na construção civil. Neste processo de corrosão, a armadura se transforma em óxidos e hidróxidos de ferro, de cor avermelhada, pulverulenta e porosa, denominada ferrugem.

Para ocorrer a corrosão eletrolítica, devem interagir as seguintes condições:

·      Presença de um eletrólito;

·      Diferença de potencial;

·      Presença de oxigênio.

Corrosão em espaços confinados

A corrosão em espaços confinados pode ocorrer quando sobre a superfície do aço existe um espaço suficiente resguardado que evita o acesso contínuo de oxigênio, podendo criar zonas diferenciais de oxigênio que induzem à corrosão. Existem várias condições para esta corrosão, como por exemplo, a injeção de fissuras com resina epóxi, quando o meio agressivo já chegou à armadura, sendo esta região onde se acelera pela falta de acesso do oxigênio. Outra forma de ocorrer esta corrosão é o da execução de um revestimento do aço com epóxi, quando a sua adesão ao aço está deteriorada.

Corrosão sob tensão

Este tipo de corrosão ocorre em presença de duas circunstâncias conjuntas:

·      Esforços de tração;

·      Meio agressivo.

Este efeito ocorre preferencialmente em concreto protendido, onde se utiliza aço de alta resistência, devido, em geral, a presença de hidrogênio atômico difundido através do metal. Este hidrogênio pode estar presente de diferentes fontes, como corrosão do aço, proteção catódica, etc. A corrosão sob tensão é um fenômeno muito específico, geralmente associado ao concreto de baixa qualidade. A única maneira de se confirmar a fragilidade do hidrogênio ou a corrosão sob tensão é mediante a observação microscópica da superfície fraturada do aço. Este dano é considerado catastrófico, já que é associado a uma perda de ductibilidade e fratura do aço.

Corrosão por correntes de interferência

As correntes de interferência, chamadas também como erráticas ou de fuga, pode ser definido como as correntes que fluem em uma estrutura e que não formam parte do circuito elétrico ou célula eletrolítica. Para que ocorra a corrosão por correntes de interferência deve existir um intercâmbio de corrente entre o aço e um meio eletrolítico. A corrente contínua é a que tem um efeito mais pronunciado, já que flui continuamente em um único sentido. Ao contrário, a corrente alternada, que inverte sua direção, ao redor de uma centena de vezes por segundo, pode causar um efeito muito menos pronunciado.

As fontes mais comuns deste tipo de corrente são: sistemas de proteção catódica operando nas cercanias de estruturas de concreto armado, especialmente em meios de muito baixa resistividade, como em água salobra, sistemas com potência elétrica, como os trens elétricos, metrô, máquinas de soldar, onde a estrutura conectada à terra se encontra a certa distância dos eletrodos de solda; correntes telúricas (associadas a atividade solar e ao campo magnético da terra).

Corrosão uniforme generalizada

A corrosão uniforme é o resultado de uma perda generalizada da película passiva, resultante da carbonatação do concreto ou a quantidade excessiva de íons cloretos. Também pode ocorrer por efeito de “lixiviação” de componentes alcalinos do concreto, devido à percolação de águas puras ou ligeiramente ácidas.

Corrosão galvânica

Este tipo de corrosão pode-se dar quando existem dois metais diferentes no meio eletrolítico. No aço do concreto, esta situação se dará cada vez que em alguma zona se danifique, ou não se forma uma capa passivadora característica. Esta zona atuará como um ânodo, frete ao restante do material, onde permanece a passivação, o qual atuará como cátodo. Também se poderia apresentar quando o aço se encontra em contato com outros condutores mais nobres.

Corrosão por cloretos

A corrosão por ação dos cloretos ocorre pela dissolução da capa passivadora de corrosão, pelo ingresso de através do meio externo de íons cloretos no concreto ou no caso de contaminação da massa do concreto, como por exemplo, através da água, aditivos aceleradores inadequados ou areia do mar. A ação de íons de cloretos forma uma célula de corrosão onde existe uma capa passiva intacta, atuando como cátodo, no qual se produz oxigênio e uma pequena área onde se perdeu a capa passivadora, atuando como cátodo, na qual se produz a corrosão. As corrosões por cloreto são autocatalíticas, e se generalizam em contínuo crescimento.

Fatores que afetam e desencadeiam a corrosão das armaduras ou concreto

Um conjunto de circunstâncias pode afetar e desencadear a despassivação do aço do concreto. Já foi mencionado que a baixa alcalinidade do concreto desencadeia o processo corrosivo.

Existem vários fatores que afetam, desencadeiam ou produzem ambos os efeitos no processo de corrosão das armaduras, como a dosagem de cimento no concreto, a sua compacidade e homogeneidade, como também a espessura do recobrimento da armadura, o estado superficial da armadura e a umidade ambiental. Também são importantes como fatores, os ninhos e falhas de concretagem junto às armaduras, altas tensões mecânicas, correntes erráticas ou de interferência, contato galvânico entre os metais, íons despassivantes ou qualquer outro líquido que neutraliza a alcalinidade, lixiviação por águas brandas, e as fissuras.

Dentre os fatores, está a(o):

·      Dosagem do concreto;

·      Compacidade e homogeneidade;

·      Espessura de recobrimento;

·      Umidade ambiental;

·      Oxigênio;

·      Temperatura;

·      Estado superficial do aço;

·      Tensão mecânica no aço;

·      Corrente errática ou de interferência;

·      Contato galvânico;

·      Íon despassivante;

·      Ataque ácido;

·      Carbonatação;

·      Álcali-sílica;

·      Lixiviação por águas puras;

·      Fissura.

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O vídeo mostra o efeito do tempo sobre uma estrutura de concreto armado, no qual a peça de concreto entra em ruína devido ao inchamento do aço por corrosão em armaduras expostas.