Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto...

1

Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA

Extração de TestemunhosDeve ser feita de preferência na direção perpendicular ao lançamento

A distância entre eixos de extração dever ser de no mínimo 2 diâmetros

A extração deve ser feita com refrigeração a água e sem uso de martelete

O diâmetro de extração deverá ser de 15 cm de preferência, porém sempre maior do que três vezes a dimensão do agregado graúdo

O diâmetro do testemunho usado normalmente é de 100 mm.

A relação máxima altura/diâmetro do testemunho será 2.

Quando a relação h/d for menor do que 2, poder-se-á utilizar a tabela a seguir.


Correção relativa a relação h/d

h/d Fator de correção

2,00 1,00

1,75 0,97

1,50 0,93

1,25 0,89

1,00 0,83

0,75 0,70

0,50 0,50

NBR-7680:Extração, Preparo,Ensaio e Análise de Testemunhos de Estruturas de Concreto


Resistência do concreto à penetração de pinosO ensaio consiste em medir a profundidade que um pino de aço penetra no concreto

ASTM C 803-82 Penetration of Hardened ConcreteEquipamento - pistola finca-pinos (Pistola de Windsor)

A fratura atravessa a matriz da argamassa e agregado graúdoO ensaio é útil na avaliação da homogeneidade

Pino

Zona afetada pela penetraçãodo pino

2


Resistência do concreto ao arrancamentoMais utilizado nos Estados Unidos e Canadá.O esforço é aplicado por macaco hidráulico e medido em um dinamômetro.ASTM 900 – Pull out Strength of Hardened Concrete.Peça inserida na concretagem. LOK- TEST

Supefíc ie do c oncreto

Superfíc ie idealde ruptura

Anel dereação

Forç a decompressão

Ângulo de abertura

Diâmetro da cabeç a

d 1

d 2


O ensaio consiste em medir a carga necessária para a extração de uma peça metálica inserida no concreto endurecido.Teste de fratura interna, em que é utilizado um torquímetro para medir a carga necessária à extração.

Esforço de TorçãoPorca de carregamento

Placa de reação

Linha de ruptura

Parafuso comluva de expansão

CAPO-TEST


3


DETERMINAÇÃO DA ESPESSURA DE COBRIMENTO E POSIÇÃO DAS ARMADURAS

• Uma série de equipamentos portáteis magnéticos podem determinar com relativa precisão a espessura de cobrimentoe a posição das armaduras inseridas na massa de concreto.

• Está baseado no principio em que a presença do aço afeta o campo de um eletro-imã.

• O modo de usar o instrumento é o seguinte: pega-se o apalpador e coloca-se sobre a superfície e movimenta-se atéconseguir uma leitura no dial, correspondente ao eixo da armadura.


PACÔMETRO


RECURSOS PARA A AVALIAÇÃO DA DURABILIDADEOs aspectos ligados à integridade das armaduras e do concreto são verificados com base na avaliação dos resultados dos ensaios e vistorias.

TEOR DE CLORETOS

• Cloretos geram a despassivação da armadura, causando o desequilíbrio eletroquímico.

• Os cloretos podem estar presentes devido ao uso de aditivos aceleradores de pega (CaCl2), provenientes da atmosfera marinha ou pelo contato com produtos que contenham cloro.

4


• O teor de cloretos é normalmente determinado através de dosagem potênciométrica com nitrato de prata, a partir da extração dos cloretos do concreto.

• Para a coleta utiliza-se: ponteiro e marreta; extração de testemunhos (lavagem); broqueamento, e outros equipamentos especiais.

• Os resultados são expressos em forma de ions cloro em relação a massa de concreto ou cimento.


NORMALIZAÇÃO PARA DETERMINAÇÃO DO TEOR DE CLORETOS

Cloretos totais no cimento através da ASTM C 114/94

Esta norma tem como objetivo determinar os componentes do cimento.

A determinação é potenciométrica (AgNO3)

Com a titulação vai se formando o cloreto de prata, insolúvel e portanto o pH vai se aproximando de sete (neutralidade)

A extração é feita por dissolução (H2NO3)

No caso de determinação de cloretos livres, remete a C1218/92


ASTM C 1218/92 Cloretos solúveis em água de argamassas e concretos

• Determinação dos cloretos solúveis, ou seja livres

• Quanto a parte química remete a ASTM C 114

• Quantidade mencionada sempre é da ordem de 20g.

• Extração com água pura por ebulição durante 5 minutos.

ASTM C 1152/90 Cloretos solúveis em ácido de argamassas e concretos

• Determinação de cloretos totais, inclusive combinados

• Quantidade interessante sempre 20g.

• A análise química é a mesma utilizada no procedimento C 114.

5


POTENCIAIS DE ELETRODO

A tendência a oxidação dos metais é diferenciada.

Os denominados nobres, se conservam indefinidamente neste estado (metais).

A série eletroquímica ordena-os quanto a tendência de oxidar-se (tabela ao lado).

Padrão arbitrário, H+

(potencial zero)

Atividade Metal Potencial (V)

Ca+2 -2,76

Mg+2 -2,34

Al+3 -1,67

Zn+2 -0,76

+ Ativo

Fe+2 -0,44

Sn+2 -0,14

Pb+2 -0,13

H+ -0,00

Cu+2 +0,34

Ag+2 +0,80

Hg+2 +0,85

+ Nobre Au+3 +1,50


ANODO CATODO

Dissolução

6Fe+ + +

Produto de corrosão

6Fe(OH)2

Fe+ + +

FeCl3

Fe+ + + 3Cl- REAÇÃO AUTO SUSTENTÁVEL

Fe(OH)2

Produto de corrosão

e-

Hidrólise

6H O + 3O + 12e 12(OH)2 2--

Solução eletrolítica Na Cl+ -

ESQUEMAELETROQUÍMICODA CORROSÃO


PAÍS NORMA LIMITE MAX. DE CLORETOS REFERIDO A

USA ACI 318 ≤ 0.15 % em ambiente de Cloretos Cimento

USA ACI 318 ≤ 0.3 % em ambiente normal Cimento

USA ACI 318 ≤ 1 % em ambiente seco Cimento

INGLATERRA CP-110 ≤ 0.35 % em pelo menos 95% dos casos Cimento

AUSTRALIA AS 3600 ≤ 0.22 % Cimento

NORUEGA NS 3474 ≤ 0.6 % Cimento

ESPANHA EH 91 ≤ 0.40 % Cimento

EUROPA EUROCODIGO 2 ≤ 0.22 % Cimento

JAPÃO JSCE-SP 2 ≤ 10.6 kg/m3 Concreto

BRASIL NBR 6118 ≤ 0.05 % Água

6


CONTAMINANTES DISPERSOS NO ARNormas Utilizáveis:ISO 8044: Corrosion of Metals and alloys – VocabularyISO 8565: Corrosion of Metals and alloys – Atmospheric corrosion test general

requirements (Gravimetria).ISO 9223: Corrosion of Metals and Alloys - Corrosivity of Atmospheric ClassificationISO 9224: Corrosion of Metals and Alloys - Cossosivity of Atmospheres – Guiding

values for the Corrosivity Categories.ISO 9225: Corrosion of Metals and Alloys - Measurement of Pollution in the

atmosphere.ISO 9226: Corrosion of Metals and Alloys - Corrosivity of Atmosphres –

Determination of Corrosion rate of Standard Specimens of the evaluationof corrosivity

Deposição de Anidrido Sulfoso (S02): Prato de Sulfatação Alcalina ou Sulfatação pordióxido ou ainda Vela de Sulfatação por dióxido. (ISO 9225).

Deposição de Cloretos: Método da Vela Úmida (ISO 9225)


>C5C3C2C3

864392229

150200200002000

LA VOSPUNTO FIJOMARACAIBOEL TABLAZO

VENEZUELA

>C5C5C3

3629125

502003000

PUERTO PROGRESSOPUERTO MORELOSMERIDA

MÉXICO

>C5C3C3

5144229

102003000

VIRIATOVIA BLANCARURAL

CUBA

Nível de Agressão

Valor da Corrosão (µm / ano)

Distância da Costa (m)

LocalPaís

Classificação de algumas áreas utilizando a ISO - 9223


Valores de Cloretos coletados utilizando a ISO-9225

568

26

63

27

S3

S1

S2

S1

LA VOZ

FUNTO FIJO

EL TABLAZO

MARACAIBO

VENEZUELA

471

234

10

S3

S2

S1

PUERTO PROGRESSO

PUERTO MORELOS

MERIDA

MÉXICO

919

40

16

S3

S1

S1

VIRIATO

VIA BLANCA

QUIVICAN

CUBA

Deposição Média de Cl- (mg/m2.d)

ClassificaçãoLocalPaís

7


Valores de SO2 coletado/Sulfatação Alcalina utilizando a ISO-9225

10

9

7

6

P0

P0

P0

P0

LA VOZ

FUNTO FIJO

EL TABLAZA

MARACAIBO

VENEZUELA

13

5

4

P1

P0

P0

PUERTO PROGRESSO

PUERTO MORELOS

MERIDA

MÉXICO

42

29

16

P2

P1

P1

VIRIATO

VIA BLANCA

QUIVICAN

CUBA

Deposição Média de SO2 (mg/m2.d)

ClassificaçãoLocalPaís


A integridade da armadura depende da alcalinidade do meio. A determinação das profundidades carbonatadas é de grande importância.

Para a determinação da profundidade de carbonatação, podem ser utilizados os indicadores químicos, fenolftaleina ou a timolftaleina.

A solução com aproximadamente 1% do indicador químico em uma mistura de 50% de água, 50% de álcool, e que deve ser aspergida sobre o concreto. A região em que não houve redução do pH fica com cor vermelho carmin para fenol e azul para timol.

PROFUNDIDADE DE CARBONATAÇÃO

SilicatosAluminatos

+ H2O(Hidratação)

→

SilicatosAluminatos(Hidratados)

+ Ca(OH)2

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O


A determinação através da fenolftaleína é um pouco a favor da segurança.

8,30

Incolor

149,5

Vermelho carmim

Róseo

Vermelho carmim

ESPECTRO DA FENOLFTALEINA

7,0

PROFUNDIDADE DE CARBONATAÇÃO

8


Ensaio de carbonatação com indicador químico tipo fenolftaleina


REAÇÃO ÁLCALI-SÍLICA- Detecção através de ensaios; químicos, físicos, atômicos e microscópicos;

na obra, com acetato de Uranil troca de cátions luz UV

flourescência (Cornell). “SPECTRO LINE”

- Detecção através de reagentes especiais “RAS 3000”

- Agregados contendo sílica: opala, obsidiana, tridimita, calcedônia e outras.

- Potencialidade e função: sílica ativa, álcali e umidade

imersão contínua em água

- Expansibilidade: testemunhos imersão contínua em NaOH (1N) 38oC

invólucro de polipropileno

- Ensaio da barra de argamassa ASTM 227-90 reativo se expansão for

maior que 0,05% após 3 meses.

- As NBR-9773 e 9774 definem procedimentos para avaliação da reatividade


REAÇÃO ÁLCALI-SÍLICA

Corpo de prova com RAS extraído de uma peça estrutural. Notar os depósitos brancos no entorno de diversos agregados escuros.

9


PorosidadeObjetivos

• Determinar a absorção capilar e a porosidade.

)m/s( z

tm 2

2====

NBR-9779 Determinação da absorção de água por capilaridade /Ascensão capilar

m

1s ====

DefiniçõesPorosidade são os espaços vazios da massa.Função da evaporação da água e do ar retido.Poros capilares – Interconectados - são a causa principal da permeabilidade influindo decisivamente na durabilidade.

Descreve a cinética da absorção capilar.


CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃOCom relação a NBR 9779

Para espessura de cobrimento de 30mm em ambientes severos, recomendam-se concretos com absorção capilar S ≤ 3mm /h1/2 (5.10-5 m/s1/2).

Em meios menos severos pode ser até 6mm/h1/2 (10-4 m/s1/2).

Se a espessura de cobrimento aumentar, a absorção capilar pode modificar-se proporcionalmente.

Com relação a porcentagem de Porosidade NBR-9778:

≤ 10% Indica um concreto de boa qualidade e compacidade.De 10% a 15% Indica um concreto de qualidade moderada.≥ 15% Indica um concreto de durabilidade inadequada.

% de porosidade = (((( ))))subsat

105osat

WsW

WW o

−−−−

−−−−

NBR 9778 - Determinação da Absorção de Água por Imersão - Índice de Vazios e Massa Específica


Resistividade elétricaObjetivo • Determinação da Resistividade Elétrica do Concreto.

Definição• A resistividade elétrica é uma propriedade dos materiais.• Corresponde ao recíproco de sua condutividade.

• Sua unidade de medida é o Ohm.cm ou Ohm.m.• Depende muito do grau de saturação dos poros do concreto. • Depende da presença de sais dissolvidos na fase aquosa.

Materiais e instrumentos• Pode ser efetuado, em laboratórios, ou diretamente sobre a estrutura.

• Sonda para retirada de testemunhos cilíndricos.• Medidor de resistividade com 4 eletrodos conforme o método de

Wenner.• Equipamento para medir dimensões, com precisão de décimos de

milímetro.

10


ProcedimentoEm laboratórioNBR-9204: Determinação de Resistividade Elétrica Volumétrica• Não fazer-se sobre a armadura.• A carbonatação da superfície do concreto também introduz a erros.• Para ensaios em laboratório após retirado o testemunho, tomar as suas

dimensões.• Montar o sistema a seguir; onde I representa o miliamperímetro e E, o

voltímetro.

• Placas metálicas adaptadas às faces laterais do testemunho.• Calcula-se a resistência elétrica (RE) como E/I.

ρρρρ = Re ( A/L ) Ohm

I

E

L

A


Para ensaios no local• Umedecer as pontas dos pinos.

• O instrumento que mede a resistividade é colocado sobre a estrutura.

• Através dos eletrodos externos passa-se uma corrente ( I ) e se mede a voltagem ( E ) entre os eletrodos internos.

• Calcula-se a resistência, Re.• A resistividade será dada por: ρρρρ = 2ππππ . a . Re Ohm.cm

a aab

Re

I

E

ASTM G57 Standard Test Method for field Measurament of soil Resistivity Using the WennerFour-eletrode.


Critérios de avaliação

• Não existe um acordo geral entre os investigadores sobre o nível limite de resistividade elétrica acima do qual o risco de corrosão das armaduras pode ser considerado desprezível.

• A prática tem demonstrado que pode-se utilizar como critério geral:

ρρρρ > 20 kΩΩΩΩ.cm - desprezível20 > ρρρρ > 10 kΩΩΩΩ.cm - baixa10 > ρρρρ > 5 kΩΩΩΩ.cm - alta

ρρρρ < 5 kΩΩΩΩ.cm - muito alta

Observações• Deve-se ter em conta que a resistividade é só um dos parâmetros que

controla a velocidade da corrosão da armadura, portanto não poderáser considerada como o único critério para definir ou prever um possível dano sobre a estrutura.

11


Medição da resistividade elétrica em laboratório utilizando o aparelho CNS Resistivity Meter Mk II


Aparelho CNS Resistivity Meter Mk II


12


DE 10 A 20 k

> 20 k

DE 5 A 10 k

LEGENDA

. cm)

10 20

m

k

l

1

j

h

i

g

e

f

2 3

d

b

c

a

4

< 5 k cm (probabilidade de corrosão muito a lta)

cm (probabilidade de corrosão a lta)

cm (probabilidade de corrosão baixa)

cm (probabilidade de corrosão desprez¡vel)

(k

(34,8)

(24,4)

(29,2)

(12,2)

(15,1)

(11,0)

(8,5)

(10,1)

(11,8)

(7,1)

(13,6)

(21,2)

(9,2)

(12,0)

(9,2)

(6,1)

(20,2)

(34,7)

(19,2)

(9,7)

(13,8)

(37,8)

(13,4)

(12,6)

(29,4)

(11,9)

(30,8)

(17,5)

(12,8)

(8,2)

(9,6)

(17,8)

(16,0)

(9,3)

(20,5)

(21,9)

(13,9)

(27,4) (37,0)

(9,6)

(52,5)

5

(ASTM G57)

0


POTENCIAL ELÉTRICO DE CORROSÃO

O potencial eletroquímico de corrosão das armaduras do concreto indica qualitativamente a situação ou de corrosão ou passividade das armaduras.

A medida in loco é realizada com equipamento portátil (eletrodo de cobre/ sulfato de cobre e voltímetro de alta impedância), de acordo com a ASTM C 876 Standard Test Method for Half-Cell Potentials of UncoatedReinforced Steel in Concrete.

A ASTM C 876 apresenta a probabilidade de corrosão em função do potencial eletroquímico.


Potenciômetro

13


(5) (20 ) (26, 3 ) (34 , 5) (36 ,4 ) (20 ) (2 8, 3 ) (20) (4, 6) (17 , 7)

(12 , 2)(6, 5) (28 ) (31 , 2) (13 )(31 ,6 )(3 3, 7 ) (4 1, 3 ) (2, 8)(14 ,6 ) (23 2) (2 52 )(22 4)(19 0)(22 5) (18 6. 4)(23 2)(23 2) (24 9)(24 5)

(284 )(20 2) (20 4)

a b c d e f g h i j j i h g f e d c b a

(1 73) (2 31)(132 . 3)(26 3) (18 2. 5) (304 ) (19 4)

A STM C 8 7 6


Corrente Elétrica de Corrosão

ÁREA AFETADA PELO SINAL

Contra eletrodocentral

Eletrodo de referência

Anel deguarda

- O objetivo é determinar a velocidade de perda de seção transversal;

- Os valores de icorr. podem ser transformados em perda de espessura.


Equipamento “GECOR 6” - Geocisa

14


Eletrodo de Medida


CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO

icorr (µµµµA/cm2) Nível de corrosão

< 0,1 Desprezível

0,1 – 0,5 Moderada

0,5 – 1,0 Grande

> 1,0 Muito grande


VIDA ÚTIL DE ESTRUTURAS DE

CONCRETO ARMADO

5

15


• O estudo da durabilidade evoluiu graças ao conhecimento dos mecanismos de transporte

• Há necessidade de conhecer o grau de agressividade do ambiente e sua correspondência com a durabilidade da estrutura


A redação da NB-1/78 era a seguinte:

• para concreto revestido

- em lajes no interior de edifícios 0.5cm

- em lajes ao ar livre 1.5cm

• para concreto aparente

- no interior de edifícios 2.0cm

- ao ar livre 2.5cm


CLASSIFICAÇÃO DA

AGRESSIVIDADE AMBIENTAL

16


3- Ambientes quimicamente agressivos, tanques industriais, galvanoplastia, branqueamentoem indústrias de celulose e papel, armazéns de fertilizantes, industriais químicas.

2- Pode-se admitir uma classe de agressividade mais branda (um nivél acima) em obras emregiões de clima seco, com umidade relativa do ar menor ou igual a 65%, partes da estrutura protegidas de chuva em ambientes predominantes secos, ou regiões onde choveraramente.

1- Pode-se admitir um microclima com uma classe de agressividade mais branda (um nivélacima) para ambients internos secos (salas, dormitórios, banheiros, cozinhas e áreas de serviço de apartamentos e residencias e conjuntos comerciais ou ambientes com concretorevestido com argamassa e pintura).

Respingos de maréElevado

Industrial (1,3)Muito Forte IV

Industrial (1,2)Grande

Marinha (1)Forte III

PequenoUrbana (1,2)ModeradaII

SubmersaInsignificante

Rural FracaI

Risco de deteriorização da

estrutura

Classificação geral do tipo de ambiente para efeito de projeto

Agressividade

Classe de agressividade

ambiental


3- CP corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto protendido

2- CA corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto armado

1- O concreto empregado na execução das estruturas deve cumprir os requisitos estabelecidos na NBR 12655.

Notas

> C40> C35> C30> C25CP

> C40> C30> C25> C20CAClasse de concreto (NBR

8953)

< 0,45< 0,50< 0,55< 0,60CP

< 0,45< 0,55< 0,60< 0,65CARelação de água/ cimento

em massa

IVIIIIII

Classe de agressividadeTipoConcreto

Correspondência entre classe de agressividade e qualidade do concreto


3- Nas faces inferiores de lajes e vigas de reservatórios, estações de tratamento de água e esgoto, condutos de esgoto, canaletas de afluentes e outras obras em ambientes quimicae intensamente agressivos, a armadura deve ter cobrimento nominal > 45 mm.

2- Para a face superior de lajes e vigas que serão revestidas com argamassa de contrapiso, com revestimentos finais secos tipo carpete e madeira, com argamassa de revestimento e acabamento tais como pisos de elevado desempenho, pisos cerâmicos, pisos asfalticos e outros tantos, as exigências desta tabela podem ser substituidas por7.4.7.5, respeitado um cobrimento nominal > 15 mm.

1- Cobrimento nominal da armadura passiva que envolve a bainha ou os fios, cabos e cordoalhas, sempre superior ao específicado para o elemento de concreto armado, devidoaos riscos de corrosão fragilizante sob tensão.

55453530TodosConcreto

protendido (1)

50403025Viga/ Pilar

45352520Laje (2)Concreto armado

Cobrimento nominal mm

IV (3)IIIIII

Classe de agressividade ambiental

Componenteou elemento

Tipo de estrutura

Correspondência entre classe de agressividadeambiental e cobrimento nominal para ∆∆∆∆c = 10 mm

17


Classificação da agressividade do ambiente sobre as armaduras

Classe de

agressividade

Macroclima Microclima Gás carbônico,

CO2, no

ambiente

(%)

Cloretos,

Cl-

(mg/l)

I rural UR(*) ≤ 60 %

interiores secos

≤ 0,3 ≤ 200

II urbano 60 % ≤ UR.≤ 95 %

U.R. = 100 %

(submersa)

≤ 0,3 < 500

III marinho ou

industrial

65 % ≤ UR≤ 100 %

(variável)

≥ 0,3 > 500

IV pólos

industriais

interiores úmidos

de indústria com

agentes agressivos

≥ 0,3 > 500


Classificação da agressividade do ambiente sobre o concreto

Classe de

agressividade

pH CO2

(mg/l)

Amônia,

NH4+

(mg/l)

Magnésio,

Mg2+

(mg/l)

Sulfato,

SO42-

(mg/l)

Sólidos

dissolvidos

(mg/l)

I > 6,0 < 20 < 100 < 150 < 400 > 150

II 5,9 - 5,0 20 - 30 100 - 150 150 - 250 400 - 700 50 - 150

III 5,0 - 4,5 30 - 100 150 - 250 250 - 500 700 - 1.500 < 50

IV < 4,5 > 100 > 250 > 500 > 1.500 < 50


Carbonatação

• AF/POZ: Cimento de Alto-Forno e Pozolânico necessitam maior cobrimento (20% e 10%) porque tem menor quantidade de clínquere reação pozolânica com o Hidróxido de Cálcio, facilitando a carbonatação.

18


• A microssílica melhora a finura do concreto, aumenta a compacidade, melhorando a barreira física, reduzindo a penetração do cloreto e portanto o cobrimento pode ser reduzido de 20%.

• Grandes quantidades de aluminato tricálcico reduzem a penetrabilidade de cloretos e portanto se pode reduzir o cobrimento, porém tais obras se em presença de ambientes que contêm sulfatos de magnésio, cálcio e sódio sofrem degradação por expansão.


• Definição: Período de tempo no qual a estrutura pode cumprir sua função sem custos importantes de manutenção;

• É função:Tipo de degradação;Mecanismos;Evolução no tempo;Grau inaceitável.

Análise de Vida Útil


• Empíricos;

• Ensaios acelerados;

• Modelos deterministas;

• Modelos probabilísticos.

Métodos da Análise de Vida Útil

19


• Período de iniciação;

• Função dos mecanismos de transporte:• Difusão ⇒ diferença de concentração

em líquidos ⇒ Segunda lei de Fick;

• Absorção Capilar ⇒ líquido com um sólido poroso ⇒ Jurin;

• Permeabilidade ⇒ pressão diferenciada entre faces ⇒ Hagen Puiseuille.

• Convecção ⇒ diferença de concentração em gases

tk e ⋅⋅⋅⋅====

Modelo Utilizado - Determinista


VALORES DO

COEFICIENTE DE CONVECÇÃO

2 < k < 6 - Concretos de elevada compacidade e quantidade

de cimento ( > 350 kg/m3)

6 < k < 9 - Concretos compacidade média

k > 9 - Concretos porosos de baixa qualidade (< 250 kg/m3

e elevada relação a/c)


• Para que a frente carbonatada não chegue em 50 anos até 20 mm de profundidade, k deveria ser:

82,250

20k ========

20


• Se tivermos um concreto com um k = 7, a profundidade da carbonatação aos 50 anos seria de:

50.7x ==== mm 50 07,7 . 7x ≅≅≅≅====


tD)z(2x

CC

CC-1 erf(z)

Cl

-

efCl

0Cl

sCl

0Cl

xCl

××××⋅⋅⋅⋅××××====

−−−−

−−−−====

−−−−−−−−

−−−−−−−−

−−−−

• Cálculo da vida útil de projeto utilizando conceito mais moderno, Segunda Lei de Fick:


Modelo Utilizado - Determinista

• Período de propagação

Mecanismos:

- Perda de massa (equação de Faraday);

- Difusão dos produtos de corrosão.(Segunda Lei de Fick)

21


INTENSIDADE DE CORROSÃO

• Velocidade de corrosão (icorr.) é a perda de metal por unidade de superfície e tempo. A unidade básica utilizada é µA/cm2

• O equipamento utilizado é o potenciostato capaz de medir a resistência de polarização (Rp), que se relaciona com a (icorr) através da fórmula de Stern e Geary:

2corr.

2P

cmA/i

cmR

constante B

µµµµ====

⋅⋅⋅⋅ΩΩΩΩ====

====

corrp i

BR ====


• A icorr. pode ser transformada em perda de espessura por unidade de tempo utilizando-se a lei de Faraday:

corr.corr. i6,11iFn

Mano

m××××====××××

××××××××δδδδ====

µµµµ

Onde:

M = massa atômica do metal

n = número de elétrons transferidos

F = Constante de Faraday

δ = densidade do metal


Nomograma de Vida Útil Residual (Lei de Faraday)

100 µA/cm2

20 mm φ

iniciação

20 40

DESPASSIVAÇÃO

propagaçãovida útil residual

2

4

6

8

10

12

14

16

% R

eduç

ão

φ 10 µA/cm2

60

Tempo (anos)80 100

25

10

5

% R

eduç

ão d

a se

ção1 µA/cm2

0,1 µA/cm2

22


Des

emp

enh

o

TempoVida útil de projeto (t)

0

Vida útil de serviço 1 ( t+ t)0 1

Vida útil de serviço 2 ( t + t)0 2

Vida útil última ou total ( t + t )0 f

Vida útil residual total

Vida útil residual de serviço

Despassivação

ManchasFissuras

Redução de secçãoPerda de aderência

Destacamentos

Mínimo de projeto

Mínimo de serviço

Mínimo deruptura

Modelo de Helene - Ampliado


Esp

ess

ura

to

tal c

orro

ida

da

ba

rra

Diâmetro da barra - mm

10. m

m

25

20

15

10

5

00 5 10 15 20 25

Concreto fissurado

Fissuras podem ou nãoocorrer em função da natureza dos produtos da corrosão.

Concreto não fissurado

LEGENDACoefic iente de expansão dos produtos de corrosão = 3

Coefic iente de expansão dos produtos de corrosão = 10VIDA ÚTIL - ANOS

25 2,5 0,25

20 2,0 0,20

15 1,5 0,15

10 1,0 0,10

5,0 0,5 0,05

0,1 1,0 10,0

i = . A /cm c o r r

µ2

-3

Nomograma de Vida Útil de Serviço em Estado de Utilização


Comitê Europeu de Normalização

CEN / EN 206, 1994

vida útil tipo de estrutura

1 a 5 anos temporárias

> 25 anos substituíveis

> 50 anos edifícios novos

> 120 anos obras de arte novas

23


PREPARAÇÃO DE SUBSTRATO

E LIMPEZA DE SUPERFÍCIES

O preparo do substrato é, segundo HELENE, responsável por pelo menos 50% do sucesso

6


ESCARIFICAÇÃO MANUAL


DISCO DE DESBASTE

24


ESCARIFICAÇÃO MECÂNICA


DEMOLIÇÃO


LIXAMENTO MANUAL

25


LIXAMENTO ELÉTRICO


ESCOVAMENTO MANUAL


JATO DE AREIA SECO OU ÚMIDO

26


DISCO DE CORTE


SATURAÇÃO COM ÁGUA


JATO DE ÁGUA FRIA

27


LAVAGEM COM SOLUÇÕES ÁCIDAS


JATO DE AR COMPRIMIDO


SOLVENTES VOLÁTEIS

28


7MATERIAIS PARA EXECUÇÃO DE

REPAROS E REFORÇOS


Argamassas, grautes, microconcretos e concretos de base mineral:

• As adições podem ser; aditivos do tipo plastificantes, redutores de água, impermeabilizantes, escória de alto-forno, cinza volante e sílica ativa

• Os materiais industrializados são mais vantajosos, pois reduzem o número de variáveis de controle de qualidade de produção e execução


Argamassas, grautes, microconcretos e concretos de base mineral e polímero:

• Estes materiais podem ser formulados com resinas do tipo acrílico, estireno-butadieno (SBR) ou acetato de polivinila (PVA)

• Quando industrializados, são fornecidos em pó, com adição de polímero

29


Argamassas, grautes, microconcretos e concretos de base polimérica:

• As argamassas orgânicas mais comuns são de base epóxi, fenólica, poliéster, estervinílica e base furânica

• Em geral são fornecidos como conjuntos bi ou tricomponentes

• São aplicadas manualmente com espátula ou desempenadeira


Compostos líquidos de Endurecimento Superficial:

• Líquido à base de meta silicato de sódio, fluossilicato de magnésio, sódio ou zinco e modernamente os siliconatos alcalinos (Seal Hard)

Ca(OH)2 + NaSiO2 → C-S-H + NaOH


Pintura de fundo para armadura:

• Pintura protetiva na forma de primer da armadura à base de epóxi com ou sem carga de zinco

• Os produtos enriquecidos com zinco conferem maior durabilidade por proteção catódica

Concreto com agregado pré-colocado

• É produzido pela colocação dos agregados seguido do preenchimento com graute ou argamassa

30


Concreto e argamassa projetados:

• A projeção de concreto ou argamassa apresenta vantagens, tais como a redução ou mesmo ausência de fôrmas e a rapidez executiva

• Em reparos generalizados pode ser uma escolha imperiosa.

• Adições minerais, aditivos, emulsões poliméricas, fibras metálicas ou plásticas podem ser usados

• A projeção pode ser via seca ou úmida


Inibidores da corrosão

• Materiais que podem reduzir a corrosão quando presentes na superfície do aço ou próxima a ela.

CLASSIFICAÇÃO:•Anódicos: impedem a formação do Fe 2+

(dissolução)

•Catódicos: impedem a formação de (OH) -

2H2O + O2 + 4e- → 4[OH-]•Mistos


INIBIDORES TRADICIONAIS:

• Nitrito de Sódio e Cálcio (RENDEROC NC)

2Fe + NaNO2 + 2H2O → Fe2O3 + NaOH + NH3

• Benzoato de Sódio

• Molibdato de Sódio

• Óxido de Zinco

INIBIDORES MODERNOS:

• Impregnação - (Ferrogard 903) Penetração por capilaridade e polarização

• Incorporação - (Ferrogard 901) Penetração por polarização

Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto...

Documents

Transcript of Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto...