UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARAN

ADITIVOS EXPANSORES E INIBIDORES DE CORROSO CONSTRUO CIVIL III

Trabalho apresentado disciplina de Construo Civil III, do curso de Engenharia Civil, da UFPR.

CURITIBA JUNHO/2011

ADITIVOS INIBIDORES DE CORROSO

INTRODUO Inibidores de corroso so utilizados a cerca de 100 anos na indstria, porm, so usados a 40 anos como aditivos junto ao concreto. Os inibidores de corroso tm por funo proteger a armadura empregando substncias que atuam sobre a superfcie metlica anulando ou retardando as reaes andicas, catdicas ou ambas, por tanto se tem inibidores catdicos, andicos ou mistos, estes que agem sobre as duas reaes. O efeito dos inibidores se baseia na ruptura do circuito eletroqumico formado pela clula de corroso.

CARACTERISTICAS Os aditivos inibidores de corroso atuam como uma proteo anticorrosiva das armaduras do concreto, este aditivo aumenta consideravelmente a vida til do concreto. Pode-se dividi-los, conforme sua natureza, em inorgnicos e orgnicos conforme sua maneira de atuar, por outro lado, se pode classific-los em inibidores andicos, catdicos e mistos. Aditivos inibidores de corroso so muito utilizados como mtodo preventivo de corroso, por no exigirem mo-de-obra especializada e possurem um baixo custo se comparados com outras solues,

proporcionando ao concreto maior durabilidade, sua composio bsica de inibidores orgnicos e inorgnicos. O inibidor de corroso adicionado gua de amassamento, controlando-se ao mximo a homogeneidade da mistura do concreto e sua dosagem, corre-se o risco de pela no homogeneidade da mistura, a diferena de concentraes ocasionaria a corroso, portanto, recomenda-se conhecer os teores especficos de cada inibidor, pois muitos deles se usados em concentraes equivocadas podem causar a acelerao da corroso, portanto, a necessidade de escolher um inibidor que no altere as caractersticas qumicas, fsicas e mecnicas do concreto podem ser vista como uma desvantagem na utilizao deste aditivo.

CLASSIFICAO Classificar o inibidor como andico, catdico ou misto, vai depender da sua interferncia no processo de corroso, se sua atuao ser

preferencialmente na reao catdica, andica ou sero envolvidas em ambas, respectivamente, pois est relacionado com a direo de deslocamento do potencial de corroso. Os inibidores mais eficientes parecem ser os andicos, esses inibidores so recomendados para serem adicionados na gua de

amassamento do concreto quando houver presena de cloretos e os mesmo forem dosados em funo do teor de cloretos livres, presentes na massa do concreto. INIBIDORES ANDICOS Este aditivo recomendado para todos os concretos especialmente os concretos armados e protendidos que ficaro em contato com gua marinha a qual rica em cloretos, a inibio da corroso ocorrem atravs da conteno de sais nitrito que se integram a superfcie do ao protegendo-o contra os ataques de cloretos. Este aditivo pode ser usado na presena de outros aditivos, como os aditivos incorporadores de ar, redutores de gua, superplastificantes, retardadores de pega, sem impedir o resultado final de nenhum deles. Atuam controlando as reaes andicas atravs da formao de uma pelcula protetora de xido de ferro sobre a superfcie metlica, reduzindo a velocidade de corroso, sua dosagem na faixa de 3 a 4% sobre o peso do cimento no trao (3 a 4 kg para cada 100 kg de cimento). Os produtos formados aumentam a polarizao andica, deslocando o potencial de corroso para valores mais positivos.Os inibidores andicos so classificados em oxidantes e no oxidantes.

Oxidantes

Como exemplo tpico se tem os nions nitrito e cromato, estes inibidores atuam levando pela sua reao catdica o potencial de corroso a um valor em que a passivao do metal ocorre espontaneamente. No caso do cromato, esta atuao fortalecida pelo fato de que o resultado da sua reao catdica um slido (xido de cromo) que se forma sobre o metal e, no caso de ligas ferrosas, se forma ento um xido misto de ferro e cromo, bastante protetor.

No-oxidantes

Exemplos desses inibidores so benzoatos, boratos; molibdatos, vanadatos, tungstatos.Estes inibidores so de difcil explicao quanto ao seu mecanismo. Aparentemente possuem certa facilidade de adsoro na superfcie ativa do metal, no entanto depende bastante do tempo; parecem tambm depender da presena de oxignio que, talvez, auxilie no recobrimento da superfcie. Em alguns estudos, mostra-se que a corrente crtica para passivao diminuda bastante, o que deveria facilitar tambm a passivao, pelo oxignio dissolvido. No caso de molibdatos, vanadatos e tungstatos, teoricamente, se espera uma ao oxidante. No entanto, curvas catdicas realizadas em meios contendo estes inibidores no mostram uma reao catdica ntida importante que pudesse ser atribuda a eles. Isto, no entanto, no exclui a possibilidade de que em stios especficos possam atuar como oxidantes, facilitando passivao local. Estes trs ltimos tipos de nions, dada sua semelhana qumica com os cromatos foram propostos para substituir a estes, os quais so muito efetivos, porm dada a sua toxidez, vem sendo banidos em muitos pases. Na verdade os candidatos a substitutos so menos txicos, mas no incuos e sua atuao como inibidores pior que a dos cromatos.

Exemplos de alguns inibidores andicos para em meios alcalino e neutro:

Nitrito de sdio Nitrito de clcio Cromato de potssio Benzoato de sdio Molibdato de sdio Molibdato de amnia Fosfatos de sdio

Sendo o nitrito de sdio e o nitrito de clcio os inibidores de corroso mais citados e estudados em bibliografias. O nitrito de sdio um composto qumico que atua como inibidor andico, estudos tm mostrado que a passivao do ao carbnico no concreto armado pode ser obtida com concentraes deste inibidor, na faixa de 1% a 2 % em relao massa de cimento, dependendo do trao e da relao gua/cimento. O nitrito de sdio capaz de inibir o processo de corroso em meios alcalinos e neutros , tendo apresentando eficincia tanto sobre a ao de cloretos como a ao da carbonatao, porm sendo ineficaz quando atuam em conjunto estes dois agentes agressivos. O nitrito de sdio no altera significativamente as propriedades do concreto, embora a adio de nitrito de sdio ao concreto possa desencadear expanso por reao lcali-agregado.

INIBIDORES CATDICOS Aumentam a polarizao catdica, positivas que migram, portanto, para os micro-ctodos e a, dada a alcalinidade, precipitam sais de clcio que inativam o ctodo.

Exemplos de alguns inibidores catdicos para em meios alcalino e neutro:

Sulfitos Sais de Ca e Mg

INIBIDORES MISTOS Interferem tanto nas reaes andicas como nas reaes catdicas, provocando o deslocamento do potencial de corroso em ambas as direes. Como exemplo os silicatos que formam pelculas gelatinosas com os ctions do metal dissolvido que recobrem toda a superfcie.

Exemplos de alguns inibidores mistos para em meios alcalino e neutro: Aminolcool Polifosfato Base amina

PRODUTOS DISPONIBILIZADOS NO MERCADO

INIBIDOR DE CORROSO DCIS O DCIS um aditivo inibidor de corroso adicionado ao concreto durante o processo de produo. Pela sua composio ele inibe quimicamente a ao corrosiva dos cloretos sobre as barras de ao de reforo no concreto. O aditivo DCIS foi formulado para promover caractersticas de tempo de pega similar ao de concreto sem aditivo em temperatura da ordem de 21C.Seu peso especfico 1,28 kg/litro.

APLICAO NA ENGENHARIA O aditivo DCIS recomendado para todos os concretos

especialmente os concretos armados e protendidos que ficaro em contato com cloretos de ambiente marinhos que possam provocar o contato com ons cloretos. Por exemplos em estacionamentos subterrneos, peas protendidas, estruturas marinhas, pontes e estruturas de conteno, deck de portos e todas as estrturas de concreto na zona de respingo da mar. DCIS tambm pode ser utilizado em concretos onde os cloretos sero adicionados durante sua fabricao pelo uso de gua marinha por exemplo.

INIBIO QUMICA DA CORROSO DCIS inibidor de corroso um sistema patenteado contendo sais de nitrito que se integram na superfcie do ao de reforo, protegendo-o contra os ataques salinos. A reao qumica com a proteo natural do ao, xidos passivantes, proporciona uma barreira contra a penetrao dos cloretos. A reao do DCIS lenta e mantm os nveis de corroso abaixo dos valores crticos. A medida que a corroso inibida, os problemas de fissurao no concreto por expanso volumtrica passam a no ocorrer. Quando adicionamos o DCIS em teores adequados o ao estar protegido da ao de cloretos que esto do externamente no meio, O aditivo DCIS mantm um sistema ativo de controle de corroso desde as primeiras idades da concretagem das peas.

DOSIFICAO Os teores recomendados so de 10 a 30 L por m 3 de concreto. O nvel da proteo contra a corroso incrementado a medida que so aumentados os teores. As especificaes dos projetos estruturais indicaro a dosagem correta para a devida proteo. Quando existe a mistura de cloretos ao concreto ou em situaes especiais, ser necessrio realizar ensaios preliminares para obter a melhor dosificao.

COMPATIBILIDADE COM O CIMENTO DCIS compatvel com todos os tipos de cimento Portland, e concretos que contenham adies. Porm, devido as variaes significativas entre os cimentos, que podem ocorrer dentro de um mesmo tipo, diferentes resultados quanto a acelerao do tempo de pega ocorrem com o DCIS.

REDUO DE GUA DA MISTURA Ao acrescentar o DCIS, deve-se ajustar a quantidade de gua para manter a mesma relao gua/cimento. O fator de ajuste que pode ser utilizado 0,635 kg de gua por litro de DCI , todavia deve ser feito ensaios para averiguar este fator. Para altas redues de gua se recomendado utilizao de aditivos como ADVATM, MIRA ou DARACEM para manter a mesma trabalhabilidade com baixas relaes gua/cimento.

COMPATIBILIDADE COM OUTROS ADITIVOS DCI pode ser usados no concreto com outro tipo de aditivo - aditivo incorporador de ar, redutores de gua, superplastificantes, retardadores de pegar - sem impedir seu resultado. Quando utilizada combinao de aditivos, estes devem ser adicionados separadamente ao concreto.

TEMPO DE PEGA DCIS tem sua formulao ajustada para produzir um efeito neutro no tempo de pega do cimento. Em alguns casos, condies ambientais podem requerer a adio de um acelerador ou um retardador. Nestes casos, pode se fazer uso de um retardador do tipo DARATARD 12 ou utilizar o DCI(normal) que confere uma efeito acelerador na pega quando desejvel.

INCORPORAO DE AR DCI inibidor de corroso em teores normais pode reduzir moderadamente o contedo de ar incorporado. Dessa forma, pode ser necessrio o incremento do teor de aditivo de ar incorporado para compensar esta diminuio. Estas dosagens devem ser verificadas atravs de ensaios preliminares.

ENSAIOS PRELIMINARES Estes ensaios so extremamente importantes e recomendados anteriormente ao incio da utilizao. Isto permitir a verificao do comportamento do concreto no estado plstico permitindo a otimizao do trao. Dessa forma a GRACE oferece um corpo tcnico com engenheiros que podem ajudar na orientao e otimizao dos teores de aditivos no concreto.

FORNECIMENTO DCI est disponvel em tambores com 230 kg ou granel. DCITM 200 no deve ser misturado ou armazenado com substncias cidas, sua contaminao com tais espcies qumicas libera gases NOx, altamente perigoso aos seres vivos.

ADITIVOS EXPANSORES

INTRODUO

Seu desenvolvimento foi a primeira tentativa para prevenir a retrao do concreto.O principal responsvel pela expanso induzida a formao da etringita, uma espcie qumica normalmente considerada inconveniente, por causar danos muitas vezes irreversveis quando formada aps o

endurecimento do concreto. Deve-se atentar para o fato de que, no caso dos concretos expansivos, a formao da etringita no um efeito deletrio e sim desejado, e que no ir ocorrer em pontos isolados de uma pea de concreto, o que acontece se ocorrer de maneira retardada e sem que ela seja prevista. A distribuio uniforme e intencional da etringita faz com que o seu efeito deixe de ser negativo, conferindo ao material uma caracterstica desejada.

RETRAO E EXPANSO DE UM CONCRETO NORMAL E DE UM CONCRETO EXPANSIVO

Fonte: Anais do 49 Congresso brasileiro do Concreto CBC2007

CARACTERSTICAS So constitudos por Aluminatos ou sulfoaluminatos que reagem com a cal do cimento e a gua, desprendendo hidrognio que forma bolhas e provoca expanso. Provocam uma ligeira expanso ainda no estado fresco durante a pega (3 a 8% do volume dependendo do produto e da marca), aumentando a aderncia e a impermeabilidade. Mecanismo de ao dos aditivos expansores: Formao de etringita Formao de Ca(OH)2 e Mg(OH)2

APLICAO NA ENGENHARIA Em concretos expansivos, formados com cimento portland comum mais aditivo expansor, que reduz ou elimina os inconvenientes da retrao (fissurao). Os concretos expansivos podem ser: Concretos com retrao compensada Concreto quimicamente protendido Groutes para Reparo (restaurao de estruturas

degradadas) Encunhamento de alvenarias Ancoragem de equipamentos

VANTAGENS Reduz a retrao por secagem. Aumentam a aderncia e a impermeabilidade. Compensam os efeitos da retrao em concretos, caldas para injeo e argamassas.

DESVANTAGENS A porosidade criada prejudica as caractersticas mecnicas do concreto. Pode causar diminuio da resistncia a compresso

PRODUTOS DISPONIBILIZADOS NO MERCADO TEXSA E Aditivo expansor para argamassa e concreto CARACTERSTICA Aspecto: marrom lils Densidade: 1,16 Solubilidade em gua: total Teor de cloretos: isento Teor de sulfatos: isento.

APLICAO NA ENGENHARIA utilizado em situaes na qual se faz a necessidade de preencher os espaos vazios com argamassas de cimento e areia ou concreto sem que haja retrao ou que seja necessrio forar a entrada nos espaos, tais como: preenchimento de fissuras de rochas em fundaes, barragens e tneis.Travamento de paredes de alvenaria.- Preenchimentos de bainhas em concreto protendido.- Em argamassa para preparo de concreto coloidal, usado no enchimento de vazios em pedras gradas. MODO DE APLICAO Acrescentar o TEXSA-E aos agregados e mistur-los a seco, para depois adicionar a quantidade de gua necessria para obter a consistncia desejada. A dosagem do aditivo varia de 0,5% a 1,0% em relao ao peso do cimento. O tempo de atuao de, no mximo, 50 minutos aps a adio da gua.

DOSAGEM A dosagem do aditivo varia de 0,5% a 1,0% em relao ao peso do cimento, o tempo para sua utilizao ser de no mximo 50 minutos aps a adio de gua, quando lanado logo aps feita a mistura com os agregados, seu poder de expanso e auto nivelamento ser maior.

INTRAPLAST N Intraplast N um aditivo indicado para dar s injees de cimento fluidez, e alto poder de penetrao, reduzir ou eliminar a segregao, compensar a retrao pela secagem do cimento, de forma a obter uma perfeita colmatagem. CARACTERSTICAS Aditivos especiais derivados de alumnio e cargas minerais Aspecto: P Cor: Cinza

APLICAO NA ENGENHARIA Injeo de pasta ou argamassa de cimento em fissuras de rocha ou juntas de concreto, onde se deseje permeabilidade ou estabilizao, atravs do uso de um material to fluido quanto possvel e com um mnimo de retrao. Injeo de bainhas dos cabos de concreto protendido para proteo e aderncia. Encunhamento de argamassas. Para injees em bainhas de concreto protendido, recomendado iniciar a mistura (gua / cimento / Intraplast N) somente aps concludos os servios preliminares tais como: limpeza dos cabos (bainhas), ligao da mangueira do injetor ao cabo a ser colmatado, testes, etc. ou seja, a mistura prolongada no conveniente.

Misturar quantidades compatveis com os espaos a serem preenchidos. A fluidez tima poder ser obtida com fatores gua/cimento entre 0,35 e 0,45l/kg. oportuno fazer a lavagem da mangueira do injetor aps uma hora de injeo ininterrupta DOSAGEM De 0,5 at 1,5% de Intraplast N em relao ao peso do cimento, para injees impermeveis. A dosagem ideal dever ser determinada atravs de ensaios experimentais na obra.

Cebex 100 O Cebex 100 um aditivo expansor em p que contm um agente expansor com ao plastificante. A expanso gerada pelo aditivo compensa o assentamento natural e a retrao plstica de materiais cimentcios, promovendo estabilidade e coeso ao material, alm de melhorar as condies da interface com o substrato. APLICAO NA ENGENHARIA

Produo de concretos, argamassas e pastas com menor relao gua/cimento, gerando a expanso do material no estado fresco Aplicaes tpicas: concretos e argamassas isentos de retrao e pastas para bainhas de protenso VANTAGENS A expanso gerada pelo aditivo produz uma compensao proporcional retrao plstica e de assentamento A reduo da relao gua/cimento proporciona a diminuio da

permeabilidade e a ampliao da vida til de servio dos concretos, argamassas e pastas

Confere alta fluidez com baixa relao gua/cimento, melhorando as condies de lanamento e de injeo Proporciona o desenvolvimento de elevadas resistncias iniciais DOSAGEM Os teores de adio do Cebex 100 variam de 0,5 a 1,0% em relao massa de cimento, porm estudos de dosagem so recomendados para a otimizao deste teor. O excesso de adio produz aumento da expanso e pode causar a formao de espuma.

EXPANSOR (Vedacit) Plastifica as argamassas e preenche totalmente os espaos vazios, o que facilita a sua aplicao em frestas. Compensa a retrao natural das argamassas por meio do efeito de expanso moderada, evitando fissuras. CARACTERSTICAS Aparncia: P branco, isento de cloretos Composio bsica: cargas minerais Validade: 9 meses APLICAO NA ENGENHARIA Preenchimentos, argamassa tipo dry-pack.

PREPARO DO SUBSTRATO A superfcie deve estar ligeiramente mida.

PREPARO DO PRODUTO Adicionar expansor ao cimento a seco. Usar a menor quantidade de gua possvel devido a maior plasticidade. APLICAO DO PRODUTO Usar 1 parte de cimento portland, 3 partes de areia mdia e 1% de expansor misturados com a massa de cimento. Para um melhor

desempenho do produto, a argamassa deve ter consistncia seca e ser utilizada em, no mximo, 40 minutos (25C) aps a adio da gua. Encunhamentos Deixar uma fresta de 3 cm entre a alvenaria e a estrutura e socar bem a argamassa no interior da fresta para um perfeito preenchimento dos espaos vazios. CONSUMO APROXIMADO Expansor usado na proporo de 1% sobre a massa de cimento. 500 g expansor / 50 kg cimento. EMBALAGENS - Balde de 16 kg - Galo de 3 kg - Pote de 1 kg - Saco de 25 kg

Referncias

ftp://ftp.ufrn.br/pub/biblioteca http://publicacoes.pcc.usp.br http://www.ufrgs.br/lapec http://www.sika.com.br/ http://www.anchortec.com.br http://www.vedacit.com.br/ Anais do 49 Congresso brasileiro do Concreto CBC2007