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Universidade de Itaúna
André de Almeida e Freitas, Adilson Adriano Lemos,Eugênio Gonçalves Diniz, Felipe Abreu Campos,
Lucas Almeida Guimarães, Mariana Teixeira de Freitas Souza,Thiago de Oliveira Guimarães.
Recuperação de Armaduras em Corrosão
Engenharia Civil9º PeríodoMatheus de Faria e Oliveira BarretoTópicos em Engenharia
Itaúna – MG2016
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RESUMO
Este trabalho trata da recuperação de armaduras em corrosão. Sobre
formas de se recuperar uma estrutura armada que se encontra em estados
críticos causados pela corrosão.
A corrosão ocorre por causa de reações químicas da natureza ou de
outros agentes que quando se encontram com armaduras expostas ou sem a
proteção adequada ocorre à deterioração ou deformação do metal, podendo
gerar um grande problema para estrutura.
Encontraremos no trabalho a explicação dos tipos de corrosão: Corrosão
generalizada, corrosão localizada, corrosão sob tensão e corrosão galvânica.
Para esses tipos de corrosão existem varias formas de recuperar a estrutura, o
que será tratado neste trabalho.
Palavras-chaves: Armaduras; Recuperação; Corrosão.
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SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO 4
2. RECUPERAÇÂO DE ARMADURA EM CORROSÂO 4
2.1. Fundamentos da corrosão 4
2.2. Corrosão das armaduras de concreto armado 5
2.3. Tipos de corrosão 7
3. TRATAMENTO DA CORROSÂO 9
3.1. Limpeza 10
3.2. Proteção antioxidante 11
3.2.1. Recobrimento com argamassa 11
3.2.2. Recobrimento epóxi 12
3.2.3. Cuidados com o concreto 12
3.2.4. Tratamento da armadura 12
3.3. Recomposição 13
3.4. Escolha da argamassa de enchimento 13
3.4.1. Características da argamassa 13
3.4.2. Argamassa polimérica 14
3.4.3. Argamassa composta com resina epóxi 14
4. CONCLUSÃO 16
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 17
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1. INTRODUÇÃO
Quando as condições físicas se modificam e a estrutura de concreto
permite a penetração de gases e/ou líquidos corrosivos inicia-se a corrosão das
armaduras.
O aço em corrosão diminui perde parte de sua seção ou transforma-se
totalmente em óxido de ferro, há redução da aderência aço/concreto e
consequentemente, ocorre uma perda da capacidade estrutural do elemento de
concreto.
Para que ocorra o processo corrosivo é necessária à presença
simultânea de oxigênio e umidade. A presença destes dois componentes
acelera fortemente o processo, e a ausência deles detém o processo
completamente. (AGUIAR, 2006)
A corrosão está intimamente ligada à despassivação do aço pelo
processo de carbonatação e pela penetração de cloretos. A introdução de
determinados materiais cimentícios reduzem significativamente a
penetrabilidade no concreto, aumentando a sua resistência e,
consequentemente, reduzindo a velocidade de corrosão. (LAPA, 2008)
A qualidade do concreto e a espessura da camada de cobrimento são
fatores fundamentais na proteção das armaduras. Quanto melhor for a
qualidade do concreto e maior o cobrimento, maior será o intervalo de tempo
necessário para que a frente de carbonatação e os íons cloretos atinjam a
superfície das armaduras. (LAPA, 2008)
.
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2. RECUPERAÇÃO DE ARMADURA EM CORROSÃO
2.1. Fundamentos da corrosão
A corrosão metálica, quando tem lugar em meio aquoso, é um fenômeno
eletroquímico, isto é, supõe- se a existência de uma reação de oxidação e uma
de redução, e a circulação de íons através do eletrólito. Assim, sobre a
superfície do metal são geradas duas zonas, atuando como ânodo aquela em
que se produz a oxidação do metal, liberando elétrons, que migram através do
metal em direção a outro lugar, onde reagem para produzir uma redução de
alguma substância existente no eletrólito (AGUIAR, 2006).
O processo de corrosão pressupõe, portanto, a constituição de uma
pilha eletroquímica. A corrosão através do metal e do eletrólito, entre o ânodo e
o cátodo, pressupõe o funcionamento de um circuito fechado. Se o circuito se
interrompe em algum de seus pontos, a pilha não pode funcionar e a corrosão
se detém (ANDRADE, 1992).
Ressalta- se que é necessário não só considerar se um dado metal está
em corrosão ou não, como também considerar a velocidade deste processo, já
que a corrosão pode evoluir tão lentamente que seu efeito seja desprezível. No
processo corrosivo influem além da natureza do eletrólito, o conteúdo de
oxigênio e a resistividade do meio (AGUIAR, 2006).
2.2. Corrosão das armaduras no concreto armado
A corrosão eletroquímica da armadura do concreto pode ocorrer devido
à falta de uniformidade do aço (diferentes aços, soldas), do contato com metais
com menor potencial eletroquímico, assim como da heterogeneidade do meio
físico e químico que rodeia o aço (FERREIRA, 2000).
Quando as condições de serviço se modificam, e o concreto se altera
através da penetração de substâncias agressivas, ocorre o rompimento da
película passivante, e inicia- se a corrosão das armaduras. Os óxidos
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expansivos, gerados na corrosão, ocupam um volume várias vezes maior que o
volume do aço original, causando fissuras e destacamento da camada de
cobrimento, facilitando o ingresso de mais agentes agressivos (AGUIAR, 2006).
O aço em corrosão diminui de seção ou converte- se totalmente em
óxido, há redução da aderência aço/concreto e consequentemente, ocorre uma
perda da capacidade estrutural do elemento de concreto (AGUIAR, 2006).
Essencialmente são duas as causas que podem dar lugar a destruição
da capa passivante. A presença de uma quantidade suficiente de cloretos,
adicionada durante o amassamento do concreto ou penetrada do exterior, ou
outros íons despassivantes em contato com a armadura, e a diminuição da
alcalinidade do concreto por reação com substâncias ácidas do meio
(ANDRADE, 1992).
Figura 1 – Armadura em corrosão
Em um concreto com uma umidade relativa abaixo de 60%,
provavelmente não haverá corrosão. O mesmo acontece quando o concreto
estiver saturado com água. A umidade ótima para ocorrer o processo encontra-
se entre 70 a 80%, sendo que, acima deste nível, a difusão de oxigênio é
reduzida consideravelmente (ARANHA, 1994).6
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2.3. Tipos de corrosão
a) Corrosão generalizada
A corrosão uniforme ou generalizada ocorre devido a uma perda
generalizada da película de passivação, resultante da frente de carbonatação
no concreto e/ou presença excessiva de cloretos. Também pode ocorrer por
efeito de lixiviação do concreto produzido pela percolação e/ou lavagem por
águas puras ou ligeiramente ácidas. (LAPA, 2008)
b) Corrosão localizada
A corrosão localizada forma- se por dissolução localizada da película de
passivação, tipicamente causada pela penetração de íons cloretos no meio,
vindos do exterior ou pertencente a algum constituinte do concreto. Forma- se
uma célula de corrosão onde existe uma área passivada intacta, atuando como
um cátodo, e uma pequena área atuando como anodo, que perdeu a película
passiva e onde se reduz o oxigênio dissolvendo o aço. As pequenas áreas
despassivadas, conhecidas pelo nome de pite, podem gerar condições
suficientes para a sua continuidade e crescimento, e decrescem o pH
localmente. (LAPA, 2008)
c) Corrosão sob tensão
A corrosão sob tensão se caracteriza por ocorrer em aços submetidos a
elevadas tensões, em cuja superfície é gerada uma microfissura que vai
progredindo muito rapidamente, provocando uma ruptura brusca e frágil do
metal, ainda que a superfície não mostre evidências de ataques. Este tipo de
corrosão acontece, preferencialmente, em concretos protendidos, sendo um
fenômeno muito específico e normalmente associado à má qualidade do
concreto (bainhas mal preenchidas, lixiviação do concreto) ou a presença de
determinados íons. (LAPA, 2008)
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d) Corrosão galvânica
Este tipo de corrosão ocorre quando existem diferentes tipos de metal no
mesmo meio eletrolítico. O metal com menor atividade eletroquímica é
corroído. Uma das situações mais comuns encontradas é o uso de alumínio
dentro do concreto armado (EMMONS, 1993).
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3. TRATAMENTO DA CORROSÃO
É realizado em sete etapas para esse tratamento: delimitação da área
com corte com serra circular; escarificação do concreto solto e deteriorado;
limpeza do produto de corrosão formado, que pode ser feito de forma manual,
com jato de areia ou jato de água; pintura na superfície do metal para maior
proteção; aplicação de uma ponte de aderência; preenchimento com
argamassa de reparo e acabamento da superfície; e, por último, cura da
argamassa de reparo, geralmente feita com água da rede de abastecimento de
água potável. (MEDEIROS, 2008)
Figura 2 – Escarificação do concreto
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3.1. Limpeza
A limpeza do concreto deteriorado deve ser feita mecanicamente, até
encontrar o melhor suporte que tenha um PH maior que nove e o percentual de
cloro abaixo de valor crítico de corrosão. O ferro deve ficar totalmente
descoberto em toda a área em que se apresenta oxidado. A melhor limpeza se
faz com um jato de sílica, que é indispensável para a limpeza da ferrugem. Há
também outro modo de tratamento: utilizar inibidor de ferrugem que, aplicado
sobre a ferrugem do ferro, transformada em fosfato de ferro e incorpora-lhe
uma fina película de asfalto. Se a seção do ferro da armação tiver escorrido
(diminuído) em mais de 10%, ou não seja suficiente para a carga que vai
suportar a estrutura, a armação deve ser completada ou substituída por novas
ferragens. (ANFI, 2007)
Figura 3 – Limpeza e reforço da armadura.
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Nos pilares ou vigas, se as ferragens estiverem muito oxidadas, os
reforços se fazem mediante a técnica de envolvimento, pela parte externa, com
ferros achatados, isto é, ferros mais achatados do que grossos, e compostos
de epóxi. (ANFI, 2007)
3.2. Proteção antioxidante.
Os ferros que pouco diminuem de espessura e que se encontram enferrujados,
devem ser tratados com uma imprimação de inibidor de ferrugem, que tem
propriedade fosfatizante, permitindo, dessa maneira, uma proteção
antioxidante, do tipo pintura, sobre a qual o concreto novo tem uma boa
aderência. O concreto a ser aplicado deve ser composto com uma argamassa
especial, fabricada industrialmente, à base de cimento, sílica e aditivos que
provêm aderência e pequeno graute. (ANFI, 2007)
Figura 4 – Pintura epóxi.
3.2.1. Recobrimento com argamassa especial.
Também se usa o recobrimento com argamassa polimérica que é feita
com mistura de cimento - cola e uma dispersão de polímeros líquidos,
desenvolvidos para esse fim. A argamassa de enchimento aplica-se
posteriormente ao trabalho do chapisco, que é feito com plastificante acrílico
(dispersão de polímeros acrílicos a serem misturados com cimento - cola até se
obter uma massa de consistência cremosa). Plastificante acrílico/cimento -
cola: 1/2 parte em volume. (ANFI, 2007)
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3.2.2. Recobrimento epóxi.
No caso de recobrimento com epóxi, faz-se a mistura dos componentes
sem solventes e aplica-se em duas camadas, porém, antes de fazer a segunda
aplicação, deve-se verificar se a primeira está dando aderência à segunda, pois
há um tempo livre para promover esta aderência. (ANFI, 2007)
Lembrar que a segunda camada de epóxi tem dupla função: promover
aderência tanto para a argamassa hidráulica como para a argamassa de resina
epóxi, que sempre se aplica quando a segunda camada tiver aderência. Nas
misturas de sílicas de granulometria de ± 0,2mm, projetadas manualmente,
caso o tempo seja exíguo, aplica-se a argamassa de enchimento no período
aberto da aderência. Faz-se imprimação líquida de dois componentes de
epóxi, de 20 a 25ºC, com tempo de aderência de 3 horas. (ANFI, 2007)
3.2.3. Cuidados com o concreto.
Após a remoção do concreto que envolve a área atacada do ferro, a
superfície do concreto - base precisa ser devidamente limpa, isenta de poeira e
totalmente livre de elementos soltos, isto é, deve-se deixar o concreto firme e
coeso, para se lançar o novo concreto. (ANFI, 2007)
3.2.4. Tratamento da armadura.
Quando o ferro estiver totalmente descoberto, deve-se observar se
existe carepa a ser eliminada. Para tanto, deve-se bater, com outro ferro, a
superfície da carepa. Se a carepa é simplesmente uma finíssima camada de
óxido de ferro, de alta dureza e fortemente aderida ao ferro base, processa-se
à pintura com inibidor de ferrugem em uma demão, como pré-primer, que, além
de incorporar o óxido de ferro (ferrugem) ao ferro base, transformará a
ferrugem em fosfato, perfeitamente aderido ao ferro base. Passadas 72 horas
da pintura feita com inibidor de ferrugem, verificar se houve alguma parte da
ferrugem que deixou de reagir com a superfície do ferro base. Neste caso
processa-se a uma leve raspagem da área que não reagiu e repinta-se o local
com o inibidor de ferrugem. (ANFI, 2007)
Segundo ANFI, as principais funções do inibidor de ferrugem são:
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Proteger a corrosão do ferro;
Eliminar os vestígios de ferrugem do ferro;
Duplicar a proteção anticorrosiva do concreto;
Promover melhor aderência da pasta cimento-cola;
Reduzir os efeitos da corrosão eletroquímica.
3.3. Recomposição
Segundo ANFI, quando o volume da argamassa de enchimento tem
espessura (profundidade) superior a seis centímetros, a técnica de enchimento
é a seguinte:
I - Os ferros deverão estar protegidos, por mais de 72 horas, com inibidor de
ferrugem “OXIPRIMER”.
II - Aplica-se uma nata de cimento – cola “DIPLAS EXTRA FORTE” e, em
seguida, a argamassa industrializada, como argamassa de enchimento e
graute “R MORTER”.
Para os demais casos, a recuperação se faz com as argamassas
industrializadas que podem ser preparadas com polímeros líquidos que
substituem a água de amassamento, obtendo-se assim uma argamassa
impermeável. (ANFI, 2007)
Há outras argamassas feitas com resinas reativas, de endurecimento na
temperatura ambiente, sendo estas argamassas à base de epóxi. O processo
de aplicação será diferente, porém, pois tanto a polimérica como a reativa,
exigem que o suporte receba uma imprimação prévia. (ANFI, 2007)
3.4. Escolha da argamassa de enchimento
Para decidir sobre a argamassa de enchimento, é necessário
estabelecer as características mais relevantes a exigir de cada obra de
recuperação do concreto. (ANFI, 2007)
3.4.1. Características da argamassa
Segundo ANFI, a argamassa de recuperação será mais adequada
quanto mais satisfizer às seguintes propriedades:13
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Máxima resistência à compressão e à flexotração.
Máxima rapidez de pega e de endurecimento.
Módulo de elasticidade e compressão similar ao do concreto do suporte.
Máxima resistência ao CO2, à água, tanto na forma liquida como na de
vapor.
Ser isenta de fissuras, e sem nenhuma retração.
Máxima resistência à agressividade química ambiente.
Perfeita aderência ao concreto suporte, superior à coesão do mesmo.
Menor custo de recuperação, tanto dos materiais, como da mão-de-obra
de aplicação.
3.4.2. Argamassa polimérica
Segundo ANFI, Não é suficiente introduzir uma parte de polímero em
dispersão na argamassa de cimento e areia, feita, de modo empírico, nas
obras. Para se conseguir uma argamassa de recuperação de concreto, torna-
se necessário fazê-la de acordo com a parábola de Fuller, ou seja: y = 100 d/D
sendo:
y = percentagem da sílica que passa pelas peneiras.
D = tamanho máximo da sílica, em mm.
d = abertura de cada peneira utilizada, em mm.
Estes são alguns dos requisitos para se conseguir uma argamassa com
propriedades adequadas de impermeabilidade e de resistência à
compressão. Isto, em resumo, nos leva a uma argamassa absolutamente
inorgânica, duradoura, capaz de não se deteriorar, mesmo que fique exposta
ao intemperismo ambienta. (ANFI, 2007)
3.4.3. Argamassa composta com resina epóxi.
Neste caso o aglomerante será constituído por resinas reativas que são
encontradas em dois componentes que, uma vez misturados, seu processo de
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endurecimento é rápido, alcançando, em poucas horas, alta resistência
mecânica. (ANFI, 2007)
Dessa maneira obtêm-se as argamassas feitas com aglomerantes à
base de epóxi. Estas argamassas superam tecnicamente as que são
compostas de polímeros acrílicos, exceto no que se refere ao módulo de
elasticidade; porém, no que se refere à aderência, há possibilidade de
aplicação de argamassa de maior espessura, e de mantê-la seca por longos
anos e imune aos agentes químicos. (ANFI, 2007)
Ela também é recomendada quando se necessita alcançar, em poucas
horas, maior resistência mecânica, nos casos em que o enchimento supere a
espessura de seis centímetros. A temperatura de aplicação da argamassa
epóxi não deve ser superior a 60º C, para evitar que, ao esfriar, os esforços de
cisalhamento que são produzidos na sua união com o concreto suporte, afetem
sua resistência à tração. (ANFI, 2007)
Figura 5 – Etapas da recuperação.
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4. CONCLUSÃO
A corrosão da armadura e a deteorização da estrutura é problema grave
que podemos encontrar principalmente nas obras executadas com baixo
controle de qualidade. A falta de uma mão de obra de qualidade, sendo esta
nos projetos ou execução, é o principal fator que acarretam este tipo de
patologia.
É necessário prevenir este tipo de patologia no inicio da obra para evitar
problemas futuros. É de suma importância conhecer os materiais utilizados na
construção, principalmente seus fatores limitantes, além de ter um
acompanhamento técnico na obra periodicamente. Mas nos casos em que o
problema já ocorreu, existem várias formas de recuperar a estrutura
dependendo somente de um estudo aprofundado no ocorrido para fazer a
utilização do método correto.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ANDRADE, W. P. Abrasão do concreto de superfícies hidráulicas. In:
Congresso Brasileiro do Concreto. REIBRAC, 34, 1992, Curitiba - PR. Anais.
São Paulo: IBRACON, 1992.
ANFI – Associação Nacional de Fabricantes de Materiais para
Impermeabilização. Introdução a impermeabilização: Conceito e Abrangência.
São Paulo, 2007.
AGUIAR, José Eduardo de. Avaliação dos ensaios de durabilidade do concreto
armado a partir de estruturas duráveis. Dissertação (Mestrado em Engenharia
Civil) - Escola de Engenharia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo
Horizonte, 2006.
ARANHA, P. M. F. Contribuição ao estudo das manifestações patológicas nas
estruturas de concreto armado da região da Amazônia. Dissertação de
Mestrado. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 1994.
EMMONS, Peter H. Concrete Repair and Maintenance. Kingston: R. S. Means
Company, 1993. ISBN 0-87629-286-4
FERREIRA, Rui Miguel. Avaliação dos ensaios de durabilidade do betão.
Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Escola de Engenharia,
Universidade do Minho, Braga, 2000.
LAPA, José Silva. Patologia, recuperação e reparo das estruturas de concreto.
Escola de Engenharia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte,
2008.
MEDEIROS, Marcelo H. F. Corrosão do concreto é causada por umidade e
gases nocivos. Redação AECweb / e-Construmarket, 2008. Fonte:
http://www.aecweb.com.br/cont/m/rev/corrosao-do-concreto-e-causada-por-
umidade-e-gases-nocivos_6412_0_1. Acessado em: 22/04/2016.
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