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Frank Cabral de Freitas Amaral Frank Cabral de Freitas Amaral –– 11º Ten.º Ten.--Eng.ºEng.ºInstrutorInstrutor
EDIEDI--3333Materiais e Processos ConstrutivosMateriais e Processos Construtivos
Abril / 2006
Concreto
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ProgramaçãoProgramação
SEMANINHA29/abr a 6/mai
27/abr
24/abr8
AÇOS
20/abr
PROVA 1º BIMESTRE17/abr7
13/abr
10/abr6
6/abr
3/abr5
30/mar
CONCRETO
27/mar4
23/marAGLOMERANTES
20/mar3
16/marAGREGADOS
13/mar2
TIPOS DE MATERIAIS E PROPRIEDADES09/mar
APRESENTAÇÃO DO CURSO06/mar1
TÓPICOSDATASEMANA
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ConcretoConcreto
• Concreto fresco• Aditivos• Concreto endurecido
• Estrutura• Resistência• Estabilidade dimensional
• Durabilidade• Dosagem
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Definições e Conceitos básicos
Durabilidade das Estrutura de Concreto
Fatores intervenientes
Aspectos construtivos
SumárioSumário
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ConceitosConceitos BásicosBásicos
CONCRETO
Onde?
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ConceitosConceitos BásicosBásicos
EstruturaEstruturaInternaInterna
ProcessoProcesso de de produçãoprodução
MateriaisMateriais selecionadosselecionados
TipoTipo de de concretoconcreto
FacilidadeFacilidade de de penetraçãopenetração dos dos agentesagentes agressivosagressivos
Tempo de Tempo de vidavida útilútil dada estrutura/concretoestrutura/concreto
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TempoInicial Propagação
Está
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ConceitosConceitos BásicosBásicos
Durabilidade: (ACI)Habilidade de resisitr às ações de intempéries, ataquequímico, abrasão, ou qualquer processo de degradação
Concreto Durável:Mantém a forma original, qualidade e funcionalidade quandocolocado em serviço.
Como especificar um concreto durável ?
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EstruturaEstrutura do do ConcretoConcreto
Rede de porosRedeRede de de porosporos
Desenho: Maryangela G. de Lima
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tivos Distribuição do porosDistribuição do poros
Tipo de ligação(Mecanismo de Transporte)
DifusãoDifusão
CapilaridadeCapilaridade
PermeabilidadePermeabilidade
(micro) (micro) EstruturaEstrutura do do ConcretoConcreto
MigraçMigraçãoão
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tivos Distribuição do porosDistribuição do poros
Tipo de ligação(Mecanismo de Transporte)
DifusãoDifusão
CapilaridadeCapilaridade
(micro) (micro) EstruturaEstrutura do do ConcretoConcreto
MigraçMigraçãoãoPermeabilidadePermeabilidade
Desenho e foto: Carlos X. Regattieri
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DifusãoDifusão
Desenho e foto: Carlos X. Regattieri
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SumárioSumário
DefiniçõesDefinições e e ConceitosConceitos básicosbásicos
Durabilidade das Estrutura de Concreto
Fatores Intervenientes
Aspectos Construtivos
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DurabilidadeDurabilidade dasdas EstruturasEstruturas de de ConcretoConcreto
DegradaçãoDegradação ddo concretoo concreto
DegradaçãoDegradação da armadurada armadura
Ação conjunta ou em separado
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Causas QuímicasCausas Químicas
Causas FísicasCausas Físicas
Desgaste superficialDesgaste superficial
FissuraçãoFissuração
variações volumétricasvariações volumétricas
variações de temperaturavariações de temperatura
carregamentocarregamento
LixiviaçãoLixiviação
ExpansãoExpansão
DegradaçãoDegradação do do concretoconcreto
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AtaqueAtaque químicoquímico
LixiviaçãoLixiviação
ExpansãoExpansão
Foto: Paulo Helene
Foto: Maryangela G. de Lima
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AtaqueAtaque químicoquímico
ExpansãoExpansão
CaOCaO e e MgOMgO cristalinoscristalinosÁlcaliÁlcali--agregadoagregadoSulfatosSulfatos
EtringitaGesso
SO4- -
SiO2 reativaOpala
Calcedônia
Álcalis > 0,6%
CaO > 1%MgO > 6,5%
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DurabilidadeDurabilidade dasdas EstruturasEstruturas de de ConcretoConcreto
DegradaçãoDegradação ddo concretoo concreto
DegradaçãoDegradação da armadurada armadura
CorrosãoCorrosão
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CCorrosãoorrosão das das armadurasarmaduras
Corrosão Eletroquímica
MetalMeio aquoso
Oxigênio
Região anódicaRegião catódica
Foto: Maryangela G. de Lima
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ti
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Barra de armadura
pH ≥ 12,5
Superfície do concreto
Camada de óxidomicroscópica
(camada passiva)
Concreto = proteçãoConcreto = proteção
CCorrosãoorrosão das das armadurasarmaduras
Desenho: Maryangela G. de Lima
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CCorrosãoorrosão das das armadurasarmaduras
Desenho: M
aryangelaG
. de Lima
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CCorrosãoorrosão das das armadurasarmadurasFoto: André B. Eisinger
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Reações anódicas3Fe + 4H2O Fe3O4 + 8H+ +8e-
Fe Fe++ + 2e-
InterfaceInterfaceReações catódicas
2H2O + O2 + 4e- 4OH-
2H+ + 2e- H2EletrólitoEletrólito
Desenho: Maryangela G. de Lima
ReaçõesReações SimplificadasSimplificadas
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CCorrosãoorrosão das das armadurasarmaduras
DespassivaçãoDespassivação
Despassivação localizada
Corrosão localizada
Despassivação total
Corrosão generalizada
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CCorrosãoorrosão das das armadurasarmaduras
•• Penetração de íons destruidores de camadaPenetração de íons destruidores de camada•• Cloretos (Cloretos (ClCl--))•• Sulfatos (SOSulfatos (SO44
22--))
Principais causas de despassivaçãoPrincipais causas de despassivação
•• Acidificação do eletrólito:Acidificação do eletrólito:•• Processo de Processo de carbonataçãocarbonatação (CO(CO22))•• Lixiviação Lixiviação •• Penetração de substâncias ácidasPenetração de substâncias ácidas
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CCorrosãoorrosão das das armadurasarmaduras
Despassivação das armadurasDespassivação das armadurasCARBONATAÇÃOCARBONATAÇÃO
Mecanismo de transporteMecanismo de transporte•• Difusão iônicaDifusão iônica
Desenho: Maryangela G. de Lima
Principais causas de despassivação Principais causas de despassivação -- CARBONATAÇÃOCARBONATAÇÃO
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OHCaCOOHCaCO OH2322
2)( +⎯⎯→⎯+
OHCOKNaOHKNaCO OH232222
2)(, +⎯⎯→⎯+
Despassivação das armadurasDespassivação das armadurasCARBONATAÇÃOCARBONATAÇÃO
Mecanismo de açãoMecanismo de ação
Principais causas de despassivação Principais causas de despassivação -- CARBONATAÇÃOCARBONATAÇÃO
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Despassivação das armadurasDespassivação das armadurasCARBONATAÇÃOCARBONATAÇÃO
Mecanismo de açãoMecanismo de ação
Principais causas de despassivação Principais causas de despassivação -- CARBONATAÇÃOCARBONATAÇÃO
Foto: Maryangela G. de Lima
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AvançoAvançodada
Frente de Frente de CarbonataçãoCarbonatação
Frentede
Carbonatação
Armadura
Agregado
Frente de carbonatação
Placas decorrosão
Armadura
Agregado
Desenhos: Maryangela G. de Lima
Principais causas de despassivação Principais causas de despassivação -- CARBONATAÇÃOCARBONATAÇÃO
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tivos Avanço da Frente de Avanço da Frente de CarbonataçãoCarbonatação
Foto: André B. Eisinger
Principais causas de despassivação Principais causas de despassivação -- CARBONATAÇÃOCARBONATAÇÃO
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•• Penetração de íons destruidores de camadaPenetração de íons destruidores de camada•• Cloretos (Cloretos (ClCl--))•• Sulfatos (SOSulfatos (SO44
22--))
•• Acidificação do eletrólito:Acidificação do eletrólito:Acidificação do eletrólito:••• Processo de Processo de Processo de carbonataçãocarbonataçãocarbonatação(CO(CO(CO222)))••• Lixiviação Lixiviação Lixiviação ••• Penetração de substâncias Penetração de substâncias Penetração de substâncias ácidasácidasácidas
Principais causas de despassivaçãoPrincipais causas de despassivação
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tivos Despassivação das armadurasDespassivação das armaduras
CLORETOSCLORETOS
Mecanismos de transporteMecanismos de transporte•• ABSORÇÃO CAPILARABSORÇÃO CAPILAR•• DIFUSÃO IÔNICADIFUSÃO IÔNICA•• PERMEABILIDADEPERMEABILIDADE•• MIGRAÇÃO DE ÍONSMIGRAÇÃO DE ÍONS
Cl - Cl - Cl -Cl (Concentração)-
Desenho: Maryangela G. de Lima
Principais causas de despassivação Principais causas de despassivação -- CLORETOSCLORETOS
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•• Aceleradores de pega (CaClAceleradores de pega (CaCl22))••Impurezas nos agregadosImpurezas nos agregados•• Atmosfera marinhaAtmosfera marinha•• Água do mar (Água do mar (Estruturas “Estruturas “offoff--shoreshore” e “” e “inin--shoreshore))•• Sais de degelo Sais de degelo •• Processos industriais (papel e celulose)Processos industriais (papel e celulose)
COMO CHEGAM AO CONCRETO?COMO CHEGAM AO CONCRETO?
Principais causas de despassivação Principais causas de despassivação -- CLORETOSCLORETOS
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Despassivação das armadurasDespassivação das armadurasCLORETOSCLORETOS
Mecanismo de açãoMecanismo de ação
CLORETOS = CATALIZADORESCLORETOS = CATALIZADORES
xOHFeOOHFek
)(2 2
1⎯→⎯−++ +
[ ] −⎯→⎯−+⎯→⎯−++ +++ ClOHFeOOHFeClClFe xcomplex
k
).( 2
2
xOHFeOOHFek
)(2 2
1⎯→⎯−++ +
−⎯→⎯−+⎯→⎯−++ +++ ClOHFeOOHFeClClFe xcomplex
k
).( 2
2
Fotos: Maryangela G. de Lima
Principais causas de despassivação Principais causas de despassivação -- CLORETOSCLORETOS
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Fotos: Maryangela G. de Lima
Principais causas de despassivação Principais causas de despassivação -- CLORETOSCLORETOS
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SumárioSumário
DefiniçõesDefinições e e ConceitosConceitos básicosbásicos
DurabilidadeDurabilidade dasdas EstruturaEstrutura de de ConcretoConcreto
Fatores Intervenientes
Aspectos Construtivos
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Características e propriedadesdo concreto
Características do meio
Fatores intervenientesFatores intervenientes
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Relação a/c
Permeabilidade e absorção
Resistividade elétrica do concreto
Tipo de cimento, adições e aditivos
Tipo de aço
Fatores intervenientesFatores intervenientes -- Características e Propriedades do ConcretoCaracterísticas e Propriedades do Concreto
Desenho: Maryangela G. de Lima
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Relação a/c
Permeabilidade e absorção
Resistividade elétrica do concreto
Tipo de cimento, adições e aditivos
Tipo de aço
Fatores intervenientesFatores intervenientes -- Características e Propriedades do ConcretoCaracterísticas e Propriedades do Concreto
Desenho: Maryangela G. de Lima
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Relação a/c
Permeabilidade e absorção
Resistividade elétrica do concreto
Tipo de cimento, adições e aditivos
Tipo de aço
Pozolânico
RS
Comum
Idade (dias)R
esis
tivid
ade
(Ωm
)
Fatores intervenientesFatores intervenientes -- Características e Propriedades do ConcretoCaracterísticas e Propriedades do Concreto
Desenho: Maryangela G. de Lima
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Relação a/c
Permeabilidade e absorção
Resistividade elétrica do concreto
Tipo de cimento, adições e aditivos
Tipo de aço
Fatores intervenientesFatores intervenientes -- Características e Propriedades do ConcretoCaracterísticas e Propriedades do Concreto
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Características e propriedadesdo concreto
Características do meio
Fatores intervenientesFatores intervenientes
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Temperatura
Umidade relativa
Micro-região (micro-clima)
Fatores intervenientesFatores intervenientes -- Características do meioCaracterísticas do meio
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Fatores intervenientesFatores intervenientes -- Características do meioCaracterísticas do meio
Origem: Fabiano Morelli
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AMBIENTE CONTAMINADO POR CLORETOS
AMBIENTE NÃO CONTAMINADO
Fatores intervenientesFatores intervenientes -- Características do meioCaracterísticas do meio
Desenhos: Maryangela G. de Lima
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Temperatura
Umidade relativa
Micro-região (micro-clima)
Fatores intervenientesFatores intervenientes -- Características do meioCaracterísticas do meio
Desenho: Maryangela G. de Lima
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Temperatura
Umidade relativa
Micro-região (micro-clima)
Fatores intervenientesFatores intervenientes -- Características do meioCaracterísticas do meio
Desenho: Maryangela G. de Lima
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SumárioSumário
DefiniçõesDefinições e e ConceitosConceitos básicosbásicos
DurabilidadeDurabilidade dasdas EstruturaEstrutura de de ConcretoConcreto
FatoresFatores IntervenientesIntervenientes
Aspectos Construtivos
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cobrimento
armazenamento das barras
utilização de barras corroídas
espaçadores e fixadores de formas
cura
estanqueidade de formas / densidade de armadura / dosagem adequada
proteção temporária de esperas (arranques)
aspectos de execução/manutenção
escolha dos materiais
Aspectos construtivosAspectos construtivos
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cobrimento
armazenamento das barras
utilização de barras corroídas
espaçadores e fixadores de formas
cura
estanqueidade de formas / densidade de armadura / dosagem adequada
proteção temporária de esperas (arranques)
aspectos de execução/manutenção
escolha dos materiais
Aspectos construtivosAspectos construtivos
Fotos: Maryangela G. de Lima
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Aspectos construtivosAspectos construtivos
Fotos: Maryangela G. de Lima
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Aspectos construtivosAspectos construtivos
Fotos: Maryangela G. de Lima
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Aspectos construtivosAspectos construtivos
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Aspectos construtivosAspectos construtivos