curso de recuperação e proteção de estruturas de concreto...
TRANSCRIPT
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.
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
3
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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.
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
PACÔMETRO
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
• 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.
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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)
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
>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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
Ensaio de carbonatação com indicador químico tipo fenolftaleina
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
REAÇÃO ÁLCALI-SÍLICA
Corpo de prova com RAS extraído de uma peça estrutural. Notar os depósitos brancos no entorno de diversos agregados escuros.
9
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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.
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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.
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
Medição da resistividade elétrica em laboratório utilizando o aparelho CNS Resistivity Meter Mk II
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
Aparelho CNS Resistivity Meter Mk II
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
12
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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.
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
Potenciômetro
13
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
(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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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.
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
Equipamento “GECOR 6” - Geocisa
14
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
Eletrodo de Medida
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
VIDA ÚTIL DE ESTRUTURAS DE
CONCRETO ARMADO
5
15
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
• 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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
CLASSIFICAÇÃO DA
AGRESSIVIDADE AMBIENTAL
16
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
• 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.
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
• 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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
• Empíricos;
• Ensaios acelerados;
• Modelos deterministas;
• Modelos probabilísticos.
Métodos da Análise de Vida Útil
19
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
• 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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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)
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
• Para que a frente carbonatada não chegue em 50 anos até 20 mm de profundidade, k deveria ser:
82,250
20k ========
20
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
• Se tivermos um concreto com um k = 7, a profundidade da carbonatação aos 50 anos seria de:
50.7x ==== mm 50 07,7 . 7x ≅≅≅≅====
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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:
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
Modelo Utilizado - Determinista
• Período de propagação
Mecanismos:
- Perda de massa (equação de Faraday);
- Difusão dos produtos de corrosão.(Segunda Lei de Fick)
21
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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 ====
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
• 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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
PREPARAÇÃO DE SUBSTRATO
E LIMPEZA DE SUPERFÍCIES
O preparo do substrato é, segundo HELENE, responsável por pelo menos 50% do sucesso
6
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
ESCARIFICAÇÃO MANUAL
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
DISCO DE DESBASTE
24
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
ESCARIFICAÇÃO MECÂNICA
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
DEMOLIÇÃO
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
LIXAMENTO MANUAL
25
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
LIXAMENTO ELÉTRICO
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
ESCOVAMENTO MANUAL
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
JATO DE AREIA SECO OU ÚMIDO
26
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
DISCO DE CORTE
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
SATURAÇÃO COM ÁGUA
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
JATO DE ÁGUA FRIA
27
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
LAVAGEM COM SOLUÇÕES ÁCIDAS
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
JATO DE AR COMPRIMIDO
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
SOLVENTES VOLÁTEIS
28
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
7MATERIAIS PARA EXECUÇÃO DE
REPAROS E REFORÇOS
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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
Curso de Recuperação e Proteção de Estruturas de Concreto IBAPE-ACREEXATA
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