Danos Mecânicos Aplicados
em Vergalhões de Aço em
Estruturas de Concreto Sob
Corrosão
“Damage Mechanics Applied for Steel
Reinforcements in Concrete Structure
Under Corrosion”
São barras de aço queconferem ao sistemaconcreto – armaduramelhor resistência àtração. São colocadosnas estruturas deconcreto onde a osistema possivelmentereceberá solicitações decargas de tração.
Por que ocorre a corrosão nos vergalhões de aço?
• Camada muito finado revestimento deconcreto;
• Concreto de má qualidade;
• Fissuras no concreto;
• Ambientescorrosivos.
Cálculo do Modelo Matemático da Tensão
• Cada amostra possui uma seção transversal semelhante;
• O estresse efetivo é a medida da força aplicada pela área daseção transversal do material;
• As amostras apresentam danos de corrosão após submetidasao “Salt Spray Test”, bem como danos mecânicosprovenientes do estresse ao qual foram submetidosposteriormente.
Área Total de Defeitos
Área total da seção que resiste aos esforços (área efetiva)
Área de seção transversalÁrea total de
defeitos
SD = SDC + SDmÁrea de danos mecânicos
Área de danos devido à corrosão
Estresse Efetivo Para um Caso Unidimensional
Força aplicada na seção
Partindo da equação da área efetiva:
E relacionando com a equação do tensão:
Área total que resiste aos esforços (área efetiva)
Temos:
Aplicação do Modelo Matemático
Variável de Dano (0 a 1)
Se D = 1, a superfície está totalmente danificada, e a Tensão aplicada não encontra resistência mecânica na superfície.
Se D = 0, a superfície não apresenta dano e a Tensão aplicada é igual a Tensão total.
O ensaio e corrosão acelerada(Pilha eletroquímica) éfundamentado em trêscondições básicas para que oprocesso de corrosão sedesenvolva:
• Existência de um eletrólito;
• Diferença de potencial de eletrodo;
• Presença de oxigênio.
Elasticidade do elemento após exposição à corrosão
Elasticidade após a corrosão e danos mecânicos
Elasticidade do elemento íntegro
Conclusões
• A ruptura dos corpos de prova sem corrosão e dos expostos à corrosão (até2.376 h,) ocorreu com um dano crítico (Dc) de aproximadamente Dc = 0,45.Isso valida o modelo matemático utilizado, já que o dano crítico é umacaracterística do material quando submetido às mesmas condições de teste.
• Por um tempo de exposição acima de 2.376 horas, alguns espécimessubmetidos ao teste de corrosão apresentaram um comportamentodiferente na evolução do dano (apresentaram diferentes danos iniciais ediferentes danos críticos). Isso indica que o modelo matemático utilizado éválido até um período de exposição à corrosão (2.376 horas), a partir desteperíodo, a distribuição dos danos ocasionados pela corrosão não éhomogênea, ou seja, as condições do volume do elemento representantenão satisfaz o modelo matemático usado.