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RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 20074
oncreto é um velho pseudo-sólidoque combina expressão,
estrutura,qualidades comportamentais e, cla-
ro, a façanha de criar peças estruturais sobmedida. Qualquer
forma ou superfície ver-ticalmente imaginável pode ser moldada
comconcreto armado e protendido. Restrições?Sim, claro que há. O
aço, seu hóspede, é ummaterial reativo, susceptível às variaçõesdo
ambiente que, no final das contas, seestabelece como fator
condicionante. Ouseja, sua corrosão é o início do fim de todaaquela
criação.Por outro lado, vemos que o crescimentotecnológico no campo
dos reforços estru-
C turais está intimamente ligado ao campo doscompósitos
sintéticos. Material compósi-to, como alguns poderiam questionar,
nãoé novidade. A natureza que o diga. A cascado coco e a madeira
são típicos compósi-
fSurvey Practice
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aço
co
mp
ósit
o aço
co
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ósit
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aço
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aço
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aço
co
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Peso Expansãotérmica
Rigidez Resistênciaà tração
Resistênciaà fadiga
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o Parâmetros básicosentre o tradicionalaço e o compósito.
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TELA RGTele-atendimento
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tos de fibra de celulose em matriz de ligni-na. Nossos ossos, na
verdade, são fibrascurtas de colágeno imersas em uma
matrizdenominada apatita.Em 1995 esta revista apresentou, pela
pri-meira vez no Brasil, a manta de fibra de car-bono como elemento
para o reforço de es-truturas. A seguir, em 1996, a fibra de
Ke-vlar®. Em 1999, as mutações naturais dafibra de carbono na forma
de fita e barra.○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
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O ponto de partida foi com o tecido compó-sito. A última
novidade são as telas de com-pósito à base de fibras
ultra-resistentes.
Detalhe da nova tela posicionada sobre uma lajea ser
reforçada.
Posicionamento da nova tela sobre a laje deste pier, antes da
concretagem, objetivando reforço sempossibilidade de corrosão.
GLOSSÁRIO
Compósito – combinação de dois ou mais mate-riais, sem chance de
se misturarem e que traba-lham em conjunto. Sua composição
baseia-se emfibra e matriz envolvente.
As telas de fios ultra-resistentes
Tela, tradicionalmente na construção, é tran-çado de arame, fino
ou grosso, empregadoem lajes, pisos industriais, estruturas
pré-mol-dadas e na construção de tubos e galerias.No
repairbusiness, este fascinante e com-petitivo mercado, a procura
por materiaisde reforço resistentes, leves, de baixo cus-to e,
claro, não metálicos, é uma constante.
UMIDIFICADOR HRSMTele-atendimento
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RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 2007 7
Principais características das telascom fibras ultra
resistentes
• Não corrói. Obrigatória em ambientes corrosivos.• Elimina ou
minimiza a surgência de trincas e seu espalhamento.• Aumenta
enormemente a dutibilidade do concreto.• É oito a dez vezes mais
resistente à tração que a similar em aço.• Excelente aderência e
conseqüentes propriedades de reforço em
peças de concreto de pouca espessura.• Utiliza diminuta camada
de recobrimento.• Não conduz eletricidade e não é magnética.• É
facilmente cortada na obra.• Otimiza as propriedades de tração de
pisos, lajes e peças estru-
turais.• Absorve deformações sem escoar.• Controlam, de forma
inigualável, os efeitos da retração no con-
creto.• É fabricada com diversas aberturas em sua malha.
Aplicações
• Estruturas marítimas.• Aplicações obrigatórias em ambientes
com eletromagnetismo.• Recuperação e reforço do concreto armado.•
Overlays ou sobrelajes.• Peças pré-fabricadas, painéis etc.
Propriedades físicas
• Abertura da malha
......................................................... variável•
Espessura média
.................................................................
2mm• Resistência ao cisalhamento na transição
......................... 32kg• Tipo de resina
................................................................
epóxica• Peso (médio)
....................................................................
35g/m2• Resistência à tração (média)
................................ 5kg/m x 5kg/m
Fibras empregadas
Poliéster, carbono, vidro estrutural e Kevlar®
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fSurvey Practice
As telas comfibras já são
largamenteutilizadas em
locais comgrande
propensão àcorrosão.
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As TELAS com fios ultra-resistentes sãotrançadas uni ou
bidirecionais, mecânica e
quimicamente aderidas, feitas com três ti-pos de material
compósito, todos em matriz
epóxica: carbono, vidro resistente a álcalise Kevlar®. As duas
principais vantagens
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As telas com fios poliméricos evitam uma série de inconvenientes
pertinen-tes às telas de aço.
As novas telas são ideais para pisos submetidos a ataque
químico.
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fSurvey Practice
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destas telas em relação às de aço conven-cionais, está na
resistência mecânica bemsuperior e na aplicabilidade da camada
derecobrimento de concreto, que deixa de serimportante ou
obrigatória. Ou seja, são co-
locadas imediatamente abaixo da superfí-cie do concreto,
exigindo não mais que10mm de recobrimento, garantindo sufici-ente
defesa contra o natural estado de fis-suração (retração) do
concreto, além do que
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As telas com fios ultra resistentes... ...são extremamente leves
e sua aplicabilidade éinfinita.
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RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 200710
REFERÊNCIAS• Carlos Carvalho Rocha é Engenheiro Ci-
vil, especialista em serviços de recuperação.• Curbach, M.
(Hrsg.): Sondeforschungsberei-
ch 528 - Arbeits- und Ergebnisbericht für diePeriode
II/1999-l/2002. SFB 528, Technis-che Unibersität Dresden, D-01062
Dresden:Eigenverlag.
• Hegger, J. (Hrsg.): SFB 532: Arbeits- und Er-gebnisbericht
2002. SFP 532, RWTH Aachen,D-52056 Aachen: Eigenverlag.
• Hegger, J. (Hrsg.): 1. Fachkolloquium Textil-beton. RWTH
Aachen.
• Curbach, M. (Hrsg.): Textile reinforced struc-tres:
Proceedings of the 2nd Colloquium on
fax consulta nº 06
Para ter maisinformações sobreAnálise.
confere enorme resistência à tração na peçaestrutural. Obtêm-se
valores da ordem de11,7KN/m na direção longitudinal e 110KN/m na
direção transversal.
O corte da tela é feitocom qualquer lixadeiracom disco de corte
ou
serra tipo Makita.
Textile Reinforced Structures (CTRS2). SFB,TU Dresden.
• Curbach, M; Offermann, P.; Weiland, S.: En-twurfsüberlegungen
zu einer Brücke aus tex-tilbewehrtem Beton - eine “Brücke”
zwischenden Disziplinen. In: Wissenschaftliche Zeits-chrift der TU
Dresden 52, Heft 1-2, Selbs-tverlag der Technischen Universität
Dreden.
• Butler, M.: Textilbewehrter Beton au undunter Wasser -
Bauingenieurstudenten wiede-rum erfolgreich bei der Deustchen
Betonka-nuregatta. In: Jahresmitteilungen, Schriften-reihe des
Instituts für Tragwerke und Bausto-ffe der TU Dresden, Heft 18.
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Sua fixaçaõ pode ser feita com pinos ou fita, do mesmo material,
chumbados previamente com epóxi.
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RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 200714
uito pouco se sabe sobre os fato-res que levam à
biodesintegraçãodeste fenomenal compósito cha-
mado concreto. Esta matéria de interessegeral, pelo que,
efetivamente, pode aconte-cer ao concreto, evidencia um método
ex-tremamente interessante e viável de acom-panhar e entender a
bio-alteração do con-creto, através da decomposição de suamatriz
cimentícia. Estudos realizados com oemprego da microscopia
eletrônica de var-redura (MEV) e da espectroscopia dos rai-
os-X com energia dispersiva (ERED), emamostras de argamassas e
concretos imer-sos, durante três anos, em solução aquosaextraída da
água freática, categorizada comonão corrosiva, pelo menos no local
coleta-do do subsolo de uma edificação, no cen-tro da cidade do Rio
de Janeiro, revelou apresença indesejável de depósitos de
mi-croorganismos. Análises posteriores, feitascom o emprego da
microscopia eletrônicacom transmissão (MET), revelaram
tambémimportantes informações a respeito da na-
fSurvey Practice
M tural bioreceptividade do concreto, atravésda análise daqueles
depósitos em seçõesultrafinas das amostras.A necessidade deste
estudo
Desde o início da indústria do cimento por-tland em 1850, muitos
estudos foram reali-zados de modo a melhorar a resistência
doconcreto frente a uma infinidade de dife-rentes ambientes. A
revista RECUPERARtem apresentado inúmeras matérias eviden-
RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 200714Continua na pág. 16
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RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 2007 15
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RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 200716
fSurvey Practice
durabilidade, causando mudanças tópicas,permeáveis e
absolutamente palatáveis, atra-vés de sua superfície, podendo
causar, pelacontinuidade do processo, alterações irrever-síveis em
suas propriedades petrográficas.Situações comuns como as que
ocorrem naregião superior de pilares de viadutos, nacidade do Rio
de Janeiro, submetidos a va-zamentos corriqueiros nas juntas de
dilata-ção dos tabuleiros, são casos típicos debiodeterioração.
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Como se forma o biofilme
Filme de condicionamento
Bactériaplanctônica
Estágio 1: Filme de acondicionamento acumu-la-se sobre a
superfície submersa.
ExopolímeroBactériaséssil
Estágio 2: Colônia de bactérias planctônica naágua (solução)
existente sobre a superfície,desencadeando a existência séssil
excretandoexopolímero que ancora a célula na superfí-cie.
Estágio 3: Diferentes espécies de bactérias sés-sil dobram para
trás na superfície do metal.
Estágio 4: Microcolônias de diferentes espéci-es continuam a
crescer estabelecendo, even-tualmente, relações entre si. O
biofilme aumentasua espessura. Mudam as condições na basedo
biofilme.
GLOSSÁRIO
Bactéria – Qualquer um dos grandes grupos deorganismos
microscópicos freqüentemente agre-gados em colônias e cercados por
paredes celula-res ou membranas. Bactérias podem existir
comoorganismos auto sustentados no solo, água ou namatéria
orgânica, assim como parasitas em corposvivos de plantas e
animais.Aeróbico – é aquele que se realiza aumentando oingresso de
oxigênio no organismo.Anaeróbico – ambiente sem oxigênio livre.
Bac-térias anaeróbicas são encontradas em tanquesséticos e são
benéficas para digerir a matéria orgâ-nica.
ciando a biodegradação do concreto sub-metido a ambientes
extremamente agressi-vos como os encontrados em estações
detratamento de efluentes e águas.A durabilidade do concreto, em
contato commeios cada vez mais agressivos, torna-secomprometida de
forma indiscutível. O com-prometimento de seu sistema
imunológicoaltera suas propriedades e induz sintomastípicos de
biodecomposição e a conseqüen-te degradação de armaduras existentes
emseu interior.Bio-alteração é um processo de envelheci-mento
precoce do concreto, promovido pormicroorganismos que,
obrigatoriamente, cri-am uma camada denominada biofilme, em
suasuperfície. Muito embora biofilmes não in-duzam, de forma
sistemática, processos debio-alteração, a verdade é que toda e
qual-quer bio-alteração é causada por biofilmes.Ao contrário do que
possa parecer, proces-sos de bio-alteração por
microorganismospatogênicos, que freqüentemente vemos emestruturas
de concreto armado, afetam sua
Os métodos e osmateriais empregados
Moldaram-se amostras de pastas e argamas-sas de cimento
portland, típicas de concre-to estrutural. As amostras foram
conserva-das de acordo com a norma francesa EM196-1. Estas
amostras, formatadas em cu-bos de 1cm de lado, foram imersas
durantetrês anos em solução aquosa extraída daágua freática do
subsolo de uma edificação
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Presença de biofilmes em “pescoço” de pilar compatologias de
esmagamento e corrosão.
RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 200716
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RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 2007 17
fSurvey Practice
situada no centro do Rio de Janeiro. Algu-mas amostras foram
imersas, pelo períodode uma hora, em solução de ácido sulfúricona
concentração 1mol l–1.As amostras analisadas com o MET
foramrevestidas com epóxi de ultrabaixa viscosi-dade, de modo a
penetrar profundamentena matriz cimentícia, a fim de conservá-la.
Aseguir, as amostras foram lixadas e polidascom o objetivo de se
ter seções extrema-mente finas, ou seja, em torno de
0,1mm.Revestiram-se novamente as amostras comepóxi com ultrabaixa
viscosidade, cortan-do-se posteriormente em diminutas
barrasquadradas com 4x4mm2.
As análises
As figuras A1, B1 e A2, B2 a seguir apresen-tadas são imagens
com MEV e as figurasA3, B3 são imagens com ERED das amos-tras de
pastas de cimento antes e após oataque com ácido sulfúrico. As
agulhas, evi-denciadas nas fotos, mostram a morfologiatípica da
etringita, confirmada pela presençado enxofre na figura B3.
Nota-se, aí, como éimportante uma análise com o MEV, quandoo
assunto é destruição química do concreto,identificando-se as mais
que conhecidas fa-ses cristalinas resultantes do ataque ácido.
GLOSSÁRIO
Colônia – grupo de organismos da mesma espé-cie que formam uma
entidade diferente dos orga-nismos individuais. Por vezes, alguns
destes indi-víduos especializam-se em determinadas
funçõesnecessárias à colônia.Corrosão – reação eletroquímica entre
as pilhasnaturais existentes no aço, devido ao seu ambi-ente, no
caso o concreto, o qual é responsávelpor sua desintegração.Pilha de
concentraçaõ iônica diferencial –esta pilha surge sempre que o aço
é exposto aconcentrações diferentes de seus próprios íons.Ela
ocorre porque determinada região do aço tor-na-se mais ativa quando
decresce a concentra-ção de seus íons no eletrólito. Esta pilha é
muitofreqüente em frestas, quando o meio corrosivo élíquido. Neste
caso, o interior da fresta recebepouca movimentação de eletrólito,
tendendo a fi-car com grande concentração de íons (área cató-dica),
enquanto que a parte externa da fresta ficacom menos concentração
(área anódica), comconseqüente corrosão das bordas da fresta.Mol –
massa numericamente igual ao peso mole-cular. Solução molal contém
1 mol de uma subs-tância dissolvido em 1000g de solvente.Peso
molecular – soma dos pesos atômicos detodos os átomos na
molécula.Figura 3 - Imagens eletrônicas secundárias (A1, B1) e
retrodispersa (A2, B2) de amostras de pasta de cimentocom o
correspondente espectro do raio X (A3, B3) antes (A) e depois (B)
do ataque pelo ácido sulfúrico.
Viaduto carioca com presença de biofilme ao longo da região
superior do pilar.
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7A) mostrou-se similar a de certos microor-ganismos. A análise
paralela destes depósi-tos, feita com o ERED, evidenciou a
presen-ça abundante de ferro. Nesta altura do cam-peonato,
questionava-se: poder-se-á desen-volver corrosão apenas nos
ambientes re-conhecidamente corrosivos? Bactérias, al-gas e fungos,
componentes obrigatórios detodo biofilme, estão cada vez mais
presen-tes em nossa água freática, devido ao au-mento crescente do
lançamento de esgo-tos em nossos rios e na própria Baía daGuanabara
(17m3 de esgoto por segundo) eà nossa escassez de redes de
saneamentobásico. Estudos sobre a biodesintegraçãodo concreto
geralmente são feitos em ambi-entes reconhecidamente agressivos,
prin-cipalmente em estações que tratam a águae efluentes (veja
RECUPERAR nº 24, 53, 56,66, 69 e 71) onde, freqüentemente,
depara-se com bactérias que se relacionam com oenxofre (sulfatos) e
com o ferro.A figura 7B mostra um biofilme em umaamostra de aço
típico da construção, após3 anos de imersão na mesma água
freática:morfologias bacterianas semelhantes.A análise prévia da
água freática eviden-ciou uma situação que temíamos: a presen-ça de
bactérias anaeróbicas redutoras desulfatos (desulfovíbrio e
desulfotomacu-lum), velhas atrizes de processos de bio-corrosão. O
flagrante, portanto, mal passada ponta do iceberg, exatamente
porquepesquisas comprovam que depósitos deferro têm ação
estimulante no crescimentode microorganismos do gênero
desulfoví-brio. Mas, de onde poderia ter vindo o fer-ro dos
depósitos encontrados? Da matrizcimentícia, rica em cálcio,
silício, alumínio,oxigênio e hidrogênio? Dos agregados ri-cos em
dióxido de silício? Muito pouco pro-
fSurvey Practice
Figura 4 - Microfotografia de um fluido escurotomado de um pite
existente sobre aço carbono(1000x). Note as células em forma de
espiras típicasda BRS.
Figura 5 - Microfotografia da BRS, aumentada1000X, extraída de
um biofilme. Note a forma delâminas curvas e espiralada das
células, além davariação do tamanho.
Figura 6 - Microfotografia (1000X) de bactériasoxidantes do
ferro, na forma de filamentos.Colonização na forma de fios,
facilitando o acesode nutrientes, gerando pilhas de corrosão.
Figura 7 - (A) Biofilme sobre argamassanormatizada após 3 anos
de imersão em água dolençol freático. (B) BIofilme sobre aço após 3
anosde imersão em água do lençol freático.
As observações feitas com o MEV, nas amos-tras imersas durante o
período de 3 anos, emágua de subsolo ausente de
substânciascorrosivas, mostrou depósitos aleatoriamen-te
depositados na superfície do material. Amorfologia de alguns
depósitos (veja figura
vável. Olhos e mentes convergem entãopara a própria atividade
metabólica das fer-robactérias que oxidam o ferro. Um outroaspecto
de interesse foi a morfologia dosdepósitos e a porosidade
característica damatriz cimentícia. Para nos embrenharmosna
investigação da penetração dos biofil-mes na favela de poros,
característico damatriz cimentícia do concreto, preparamosseções de
amostras cortadas perpendicu-larmente à superfície principal
investigadae procedermos à investigação com o MEVe o MET, conforme
pode ser visto na figura7, enriquecida com a análise paralela
feitacom uma ERED.A análise com a ERED evidenciou ausênciade
biofilmes nos planos inferiores obtidos
Figura 8 - Viaduto Com. Elias Nagib Brein, emSão Paulo,
evidenciando presença de biofilme aolongo da travessa e
pilares.
RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 200718
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RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 2007 19
fSurvey Practice
com os cortes. A presença de cálcio dentrodas regiões analisadas
nos cortes tem a vercom a presença do cimento portland. O picode
cobre refere-s às bases de cobre, o oxi-
Figura 8 -(A) Imagem de uma MEV feita em amostra de
argamassa.(B) Imagem de uma MET feita da mesma amostra.(C) Espectro
de uma ERED feita da mesma amostra.
As ferro-bactérias, que oxidam o ferro, atu-am produzindo também
ácido sulfúrico, porvia indireta, pela oxidação de substânciascom
presença de enxofre, produzindo íonsférricos gerados pela
reação
Fe2+ = Fe3+ + e–
A presença destes microorganismos pro-duz, como resultado
principal ou final deseu metabolismo, substâncias de
naturezaagressiva, invariavelmente ácidos orgâni-cos e
inorgânicos.Um outro aspecto da fuzarca fiscal das dife-rentes
espécies de microorganismos, espe-cialmente no que se refere a sua
necessida-de de oxigênio, origina condições de aera-ção diferencial
criando condições adequa-das ao desenvolvimento de espécies
anae-róbicas, originando pilhas de concentraçãolocalizadas de
oxigênio. É comum este tipode corrosão ao longo da peças de
concretoarmado-protendido enterradas. A participa-ção dos
microorganismos não altera a natu-reza eletroquímica da corrosão do
aço.
condições para originar-se, no solo, corrosão induzida
pormicroorcanismos (CIM) nas estruturas
Bactéria Contagem de bactérias por grama de solo
Severa Moderada Sem condições
Enxofre aeróbico 15 10 – 15 10Enxofreanaeróbico
13 8 – 13 8
Ferro 6 6 3Redutora desulfatos
10 5 – 10 5
GLOSSÁRIO
Ferrobactéria – bactérias que oxidam o ferrocomo fonte de
energia. O ferro oxidado, na formade Fe(OH)3 é, então, depositado
no ambiente pelasecreção da bactéria. A energia obtida a
partirdestas reações é usada para transportar todas asetapas de
fabricação de substâncias básicas ne-cessárias às bactérias.Pilha
de aeração diferencial – pilha de corro-são causada por diferenças
na concentração deoxigênio em uma solução
(eletrólito).Desulfovibrio – são bactérias redutoras de sul-fato e
estão envolvidas em processos como bio-corrosão e metabolismo de
metais.Fungos – qualquer um dos grandes grupos deplantas paríticas
com carência de clorofila, inclu-indo-se mofo, bolor, cogumelos e
aqueles germesque causam fermentação, usados para fazer lico-res
etc.Metabolismo – conjunto das reações físico-químicas que ocorrem
em um organismo. Nosorganismos atuais tais conjuntos são
bastanteintrincados com milhares a milhões de reaçõesdiferentes
interconetadas. As reações têm suastaxas alteradas por estímulos
ambientais e tam-bém pela taxa de outras reações: pela alteraçãode
fatores como concentração de reagentes, quan-tidades de
catalisadores, ativadores, e inibidoresde reação assim como por
elementos físicoscomo temperatura e distribuição espacial dos
re-agentes.Microorganismo – forma de vida que não podeser
visualizada sem auxílio de um microscópio.Estes seres diminutos
podem ser encontrados naágua, no ar, no solo, e, inclusive, no
homem.Passivação – redução da velocidade da reaçãoanódica do aço
submetido a corrosão.
gênio, o hidrogênio e o carbono são perti-nentes à resina, o
alumínio tem a ver com osuporte das bases e, finalmente, o ouro e
osilício referem-se ao detector localizado sobas bases.
E aí?
A presença de bactérias do tipo thiobaci-llus e, principalmente,
as ferrobactérias sãomotivo de muita preocupação. As primei-ras,
literalmente, detonam o concreto aosecretarem ácido sulfúrico
(H2SO4) na su-perfície e nos capilares do concreto. As
fer-robactérias, uma vez em contato com as ar-maduras do concreto,
têm aí um prato feito,ou seja, literalmente, comem-nas.
fax consulta nº 11
Para ter maisinformações sobreAnálise.
REFERÊNCIAS• Michelle Batista é química.• Butlin, K.E. Adams,
M.E. e Thomas M., J.
Gen. Microbiol.3.• Starkey, R.L., Producers Monthly 22.•
Campbell, L.L., Frank, H.A. e Hall, E.R. Bac-
terial. Proc. 60.• Mechalas, B.J. e Rittemberg, S.C. J.
Bract.
80.• Bréchet, Y. Vieillissement des métaux, céra-
miques et matériaux granulaires. In: Echan-ges Physique-Industri
No.7.
Presença de biofilmes nas travessas do viadutodo Joá, no Rio de
Janeiro, devido aos vazamentosnas juntas de dilatação.
RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 2007 19
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RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 200720
fSurvey Practice
antigo, via de regra, fica submetida a umcaminhão de tensões,
começando pelasmudanças de volume a que se submete,periodicamente,
o concreto e que interferedrasticamente com o material aderido.
Nes-te rala-rala estão envolvidos os coeficien-tes de dilatação
térmica de ambos os mate-riais, seus módulos de elasticidade, a
retra-ção natural devido à secagem do aglome-rante e do material
novo e, finalmente, afluência, sempre retardada. O estado detensões
que se desenvolve na interface de
Continua na pág. 22
o contrário do que técnicos e enge-nheiros possam pensar, são
gran-des as exigências para uma cola-
gem estrutural com 100% de sucesso. Exis-tem algumas técnicas
que possibilitam talêxito, ou seja, uma perfeita aderência entreo
material de recuperação/reforço e o con-creto original. O segredo
para tal empreen-dimento é ser bem meticuloso e, na medidado
possível, testar a colagem.É sempre bom lembrar que, a interface
decolagem entre o novo material e o concreto
AGLOSSÁRIO
Tensões – força por unidade de área. Utiliza-se otermo
especialmente para indicar os esforços aque se submetem os sólidos,
reservando-se o ter-mo pressão para as tensões isotrópicas
exercidaspelos fluidos. A tensão pode ser de compressão,tração ou
de cisalhamento.Forças de Van der Walls – forças interatômi-cas de
longo alcance que acabam ligando átomos emoléculas, devido a
influência dos movimentosdos seus elétrons de valência.Elétrons de
valência de um átomo – são oselétrons ganhos, perdidos ou
compartilhados emuma reação química.Fluência – aumento da
deformação no concretocom o correr do tempo, quando submetido a
cargaconstante. Deformação lenta, dependente do tem-po que ocorre
sob tensão.
ANÁLISE
FilomenaMartins Viriato
RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 200720
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tando tensões de tração e cisalhamentodevido às cargas
aplicadas. Recuperação ereforço feitos com grauteamento ou
con-creto projetado sobre superfícies de con-creto escarificadas ou
cortadas a ponteiroficam submetidas a tensões de cisalhamen-to na
interface de colagem. A resistência aestas tensões são o somatório
do própriomecanismo de aderência, aliado ao disposi-tivo de
intertravamento entre agregados, oqual aumenta substancialmente a
capaci-dade aderente cisalhante. Na bula da boa
colagem varia consideravelmente, de acor-do com o tipo e o uso
da peça estrutural.Por exemplo, uma camada de concreto pro-jetado,
aplicada no interior de um tanque,poderá estar submetida a tensões
de cisa-lhamento juntamente com tensões de tra-ção e compressão,
produzidas pelo fenô-meno da retração ou por efeitos térmicos,além,
claro, de tensões de compressão e ci-salhamento devido à carga do
líquido. Umreforço com fibra de carbono, na região in-ferior de uma
laje, poderá estar experimen-○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
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Estratégia para a recuperação com colagem.
RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 200722
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• Intensidade das forças cisalhantes;• Propriedades do
graut/con-
creto novo;• Técnica de aplicação;• Qualquer combinação
entre
elas.
técnica da colagem estrutural também estáescrito que a
resistência inicial da colagemnão é tão ou mais importante do que
suaprópria durabilidade.
Procedimentos para umaexcelente aderência
Superfícies de concreto, bases para toda equalquer
recuperação/reforço precisamchegar a perfis típicos, dependendo
daadesão a ser feita:
Recuperação/reforço tradicional
Uma recuperação/reforço com graut ouconcreto (projetado) precisa
ter um perfil
fSurvey Practice
GLOSSÁRIO
Coeficiente de dilatação térmica – é o alon-gamento
correspondente a um aumento unitárioda temperatura. O coeficiente
de dilatação térmi-ca do concreto α é da ordem de 10–5, ou seja,
de10 microns por metro e grau de temperatura. Aretração térmica (R)
do concreto é uma tempera-tura θ, é dada pela fórmula R = α (θ, –θ)
onde t éa temperatura inicial do concreto.Polímeros – materiais com
altíssimo peso mole-cular, formados a partir de pequenas
moléculassubmetidas a ligações covalentes que permitem aligação
entre elas. Polímeros podem ser feitoscom apenas um tipo ou com
diversos tipos demoléculas. As propriedades dos polímeros,
sejamborrachas, plásticos, fibras ou adesivos são ba-seadas em seu
alto peso molecular, grande tama-nho de moléculas e a ligação entre
estas cadeiasindividuais em uma forma volumosa. Cadeia ourede de
unidades repetidas combinadas quimica-mente, formadas a partir de
monômeros pela po-limerização.Módulo de elasticidade – se em uma
peça deconcreto de dimensões fixas, com comprimentoigual a unidade
e de seção igual a unidade aplicar-mos uma tensão de tração muito
pequena T, have-rá um alongamento em seu comprimento de C. Tãologo
se suprima a tensão, o comprimento volta aovalor inicial. A relaçaõ
T/C é, por definição, o módu-lo de elasticidade. É o coeficietne
angulãr da retaque constitui o diagrama tensão-deformação.
de base suficientemente rugoso, de modoa acontecer aquele
intertravamento mecâ-nico que já comentamos. Este perfil nadamais é
do que a distância entre os pontosaltos e baixos, considerando-se
uma dis-tância especificada. Dependerá das seguin-tes
ocorrências:
Ferramentas e seus perfis típicos
o perfil ideal. A seguir apresentaremos asetapas básicas
necessárias a uma boa ade-rência.
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
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Como já se pode imaginar, testes tornam-semais do que
necessários para se encontrar
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RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 200724
REFERÊNCIAS• Filomena Martins Viriato é engenheira ci-
vil, especialista em serviços de recuperação.• Ohama, Y.,
Comparison of properties with
vairous polymer-modified mortars, in Synthe-tic Resins in
Building Construction 1, Eyrol-les, Paris.
• Ohama, Y., Adhesion durability of polymer-modified mortars
through ten-year outdoorexposure, in Polymers in Concrete, Proc.
3rd
As etapas
chôco
1ª Etapa
A superfície do concreto deverá estar firme elimpa, isenta de
qualquer substância que pos-sa inibir a aderência. Uma superfície
ideal éaquela onde se vê agregados graúdos firme-mente aderidos à
matriz cimentícia.
2ª Etapa
Após o corte inicial dever-se-á checar a su-perfície para a
existência de vazios e despla-camentos.
3ª Etapa
Após a preparação mecânica, checar-se-á operfil.
4ª Etapa
A superfície preparada deverá ter poros aber-tos, de modo que
haja a obrigatória absorçãodo material de recuperação/reforço. Se
os po-ros estiverem entupidos com poeira, calda decimento ou água,
o processo de absorção esta-rá comprometido e, conseqüentemente,
redu-zida a aderência.
5ª Etapa
Para proceder à limpeza dos poros faça o seguinte:•
Hidrojateamento.• Hidrojateamento com areia.• Hidrojateamento
seguido de limpeza com ar comprimido.
Uma estrutura de poros aberta promoverá sucção capilar do
material derecuperação/reforço ou do agente de colagem. Cheque a
superfície final.
6ª Etapa
O nível de umidade da superfície do concreto éfator crítico para
se obter a aderência. Superfí-cies excessivamente secas absorvem
muita águae material de recuperação/reforço, resultandoem retração
excessiva. Por outro lado, exces-so de umidade entope os poros e
impede aabsorção do material. O correto é fazer umaargamassa
fluida, com o próprio material, sa-turando a superfície,
imediatamente antes.
Como opção, poder-se-á utilizar agentes de colagem polimerizados
(e nãopoliméricos). Importante: precisam ser compatíveis tanto com
o concretoquanto com o novo material. Lembrem-se do rala-rala que
falamos noinício?
7ª Etapa
O material de recuperação/reforço deverá tersuficiente
quantidade de pasta, de modo a inte-ragir com a mesma ou com o
agente de cola-gem previamente aplicado.
?
8ª Etapa
A interface onde ocorre aaderência é um local decontato muito
íntimo, ondedeverá haver uma afeiçãomuito forte entre o novo eo
antigo. Esta desejada in-timidade, claro, poderá sermais intensa
com alguns
mecanismos:• O uso de vibradores adequados é bem vindo, pois
produz fluxo entre os
fluidos, pressão hidráulica e expele bolsões de ar entranhados.•
O uso de projeção mecânica. O novo material é lançado com alta
velocidade
de encontro ao concreto.• Projeção manual utilizando a força do
braço (baixa velocidade) ou utilizando
a técnica do dry-pack.
9ª Etapa
Como dissemos no início, é preciso ser meticulo-so para
assegurar que todas as etapas sejam segui-das e, se possível, fazer
um ou mais testes de ar-rancamento, de modo a monitorar a
resistênciade tração aderente. Para fazê-lo, é necessário ex-trair
parcialmente o material de recuperação/re-forço aplicado. A
resistência da aderência deveráser tal que a estrutura
recuperada/reforçada deve-
rá trabalhar como um todo ou monoliticamente sob as cargas
aplicadas. Aruptura deverá ocorrer no lado do concreto
original.
fax consulta nº 15
Para ter maisinformações sobreFundamentos.
RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 200724
Int. Congr. Poluymers in Concrete, Vol. 1,College off
Engineering, Nihon University,Koriyama, Japan.
• Kobayashi, K. and Ito, T., Several PhysicalProperties of Resin
Concrete, in Polymers inConcrete, Proc. 1st int. Congr. Polymer
Con-cretes, Construction Press, Lancaster, UK.
• Brocard, J. and Cirodde, R., Proprietes fonda-mentales des
betons de resine, RILEM Bull., 37.
• Ohama, Y., IV-1, Improvement of the Qualityof Concrete, 60.
Resistance of Resin Concre-tes to Rapid Freezing and Thawing in
Water.
-
RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 200730
fSurvey Practice
reas urbanas da cidade do Rio deJaneiro afastadas do mar,
enqua-dram-se, no verão, num contexto
de clima quente, chuvoso e úmido, comumidade relativa alta,
semelhante a maio-ria das cidades do país. O concreto destasáreas,
afastadas cerca de 30km do mar, pre-dominantemente, sofrem de
problemas decorrosão associados a carbonatação e nãoa contaminação
por sais da maresia. Em
Á conseqüência do crescimento demográfi-co acelerado,
edificações caracterizadaspor ter de um a três pavimentos,
foramconstruídas há cerca de 30 anos seguindopráticas tradicionais,
moldando-se concre-to em betoneiras pequenas e tipicamentecom 18 a
20MPa.A durabilidade do concreto, esse cuidadoprévio de fazê-lo com
qualidade, de modo aconservá-lo, naquela época (e até agora),
RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 200730Continua na pág. 32
GLOSSÁRIO
Carbonatação – transformação química na qualminerais são
alterados para carbonatos, devido aoácido carbônico.Pilha
eletroquímica – sistema eletroquímicoconstituído de anodo e catodo
em contato metáli-co e imerso em um eletrólito. No caso do
aço,existem milhares de pilhas eletroquímicas comáreas dissimilares
ao longo de sua superfície. Oaço é um metal extremamente reativo e
necessitade proteção complementar eletroquímica, quandoutilizado em
ambiente corrosivo.
Presença de regiõesdesplacadas e corrosão
nas marquises.
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RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 200732
não era uma preocupação. Nossa práticaconstrutiva para este
importante e vitalmaterial estava norteada no critério capen-ga da
obtenção da resistência à compres-são necessária e suficiente. Só.
Assim, edi-ficações pipocavam a cada dia, assentadasem estruturas
de concreto com elevado fa-tor água-cimento (0,70 para cima),
tornan-do-as altamente porosas e, de certa forma,comprometidas pelo
fato de quase tudo serfeito na própria obra, sem o devido contro-le
de qualidade. Para engessar ainda mais acombalida durabilidade,
percebemos quetodo esse concreto desova com camadasde recobrimento
próximo a zero centímetros.Com base neste quadro, o Instituto de
Pa-tologias da Construção objetivou investi-gar o efeito da
carbonatação em três prédi-
os sintomáticos, situados em ambiente ur-bano, localizados em
três diferentes bair-ros do Rio de Janeiro.
Os procedimentos
Selecionaram-se três prédios, todos com trêspavimentos, com base
nos sintomas apre-sentados (desplacamentos da camada
derecobrimento), no tipo de deterioração (ex-posição e corrosão nas
armaduras) e no tem-po de construção. O prédio A, situado
emMadureira e o prédio B, situado em Realen-go apresentavam emboço
e pintura sobre asuperfície do concreto. No prédio C, situadoem
Irajá, a superfície do concreto era apa-rente e pintada. Todos os
prédios foramconstruídos com marquise e, exatamentenesta região da
edificação, foram feitas asanálises, escolhendo-se locais em suas
fa-ces inferiores, afastadas uma da outra de 3metros e 0,50m
afastadas da viga periférica,
removendo-se a pintura e o emboço, desco-brindo-se a superfície
do concreto. Estabe-leceu-se em cada marquise, duas áreas
detrabalho com dimensões de 30cm x 30cm.Nestas áreas foram feitos
exames para a ob-tenção da resistência à compressão do con-creto
via exclerometria, análise da presença,diâmetro e profundidade das
armaduras como SCANNER X (Ferroscan), verificação dopH da
superfície do concreto com lápis es-pecífico, levantamento dos
potenciais decorrosão com a semipilha CPV-4 e a análiseda frente de
carbonatação, através de fura-ção do concreto e checagem automática
dopó do concreto com spray de fenolftaleína.Este método particular
de verificação da fren-te de carbonatação é, também, padronizadopor
normas internacionais, tipo a BS 1881,“Testing Concrete”, parte
124, “Métodos deanálises para concreto endurecido” e foi es-colhido
tendo em vista que os proprietáriosnão permitiram a quebra do
concreto e muitomenos a extração de corpos de prova. Osdesejados
coeficientes de carbonatação (K)foram obtidos a partir da fórmula K
= x.t–1/2,utilizando-se a idade aproximada da estrutu-ra, t, em
anos e a medida da frente de carbo-natação, x, em milímetros.
Os resultados
A tabela abaixo apresentada evidencia valo-res médios obtidos em
cada área de 30cm x30cm, de cada marquise.
RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 200732
GLOSSÁRIO
ASTM – American Society for Testing and Ma-terials.
* coeficientes de carbonatação até o valor de 6mm.ano–1/2
costumam ser característicos de concreto de média qualidade.
PrédioRegião
damarquise
Espessurado
recobrimento(mm)
Diâmetrodas
barras(positivas)
Resistênciaa
compressão(MPa)
pHda
superfíciedo
concreto
Potencialde
corrosão(mV)
Profundidadeda
carbonatação(mm)
Coeficiente*de
carbonatação(mm.ano–1/2)
A1 3 6mm 19 9 –358 9 1,9AMadureira A2 2 6mm 18 10 –290 5 1,5
B1 4 6mm 26 8 –340 7 2,0BRealengo B2 5 6mm 28 9 –380 7 2,5
C1 8 8mm 17 9 –450 16 5,7CIrajá C2 10 8mm 17 9 –390 22 7,8
Desplacamentos evidenciam a presença decorrosão: a causa é a
carbonatação.
Situação dos 3 bairros na região metropolitana do Rio de
Janeiro.
-
RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 2007 33
K = x.t–1/2 onde
x é a espessura ou profundi-dade carbonatada, em mm.
t o tempo de exposição, emanos.
K coeficiente de carbonata-ção, que depende da difusão do
CO2.Sua unidade é mm.ano–1/2
fSurvey Practice
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
○ ○
RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 2007 33
O fenômeno da carbonatação
O dióxido de carbono, CO2, presente no ar,adentra nos poros do
concreto, dissolve-sena água ali presente, originando uma solu-ção
ácida, que acaba por reduzir o pH damatriz cimentícia, extremamente
alcalina,caracterizada principalmente pelo hidróxidode cálcio,
transformando-o em carbonatocálcico. O pH do concreto descamba
paravalores próximos do neutro (7). Este pro-cesso, que
progressivamente adentra noconcreto, chama-se carbonatação.
Nessemeio tempo, ou seja, quando o pH do con-creto já apresenta
crachá com pH 11, a cor-
rosão nas armaduras já pede passagem. Masnem todos os concretos
carbonatam-se coma mesma velocidade. Uma série de variáveis,como a
quantidade de cimento introduzida noconcreto, sua porosidade, o
próprio tipo decimento, a umidade relativa do ar etc, inter-ferem.
À medida que o concreto torna-se car-bonatado, adquire, com o
tempo, uma certavelocidade de avanço em direção às armadu-ras
estabelecendo, naturalmente, uma linhaavançada, chamada frente de
carbonatação.Esta linha de frente, quer dizer, esta frentede
carbonatação, que adentra em direção àsarmaduras, com uma certa
velocidade, natu-ralmente, estabelece duas regiões com pH
di-ferentes: uma com pH geralmente menor que9 (carbonatada) e a
outra com o pH originalentre 12 e 13 (não carbonatada). Esta
velo-cidade com que se move à frente de carbona-tação reduz-se
exponencialmente, à medida
Concreto de boaqualidade (pH=13/14)aço encontra-sepassivado.
Dióxido de carbonoentra, pH começa adiminuir. O aço aindanão é
afetado.
O pH do ambienteem torno da armaduradiminui abaixo de9,5. Começa
acorrosão.
A expansão voluntáriada corrosão causatrincas
edesplacamentos.
CARBONATAÇÃO
Reações para a carbonatação
Fase 1: Os poros do concreto contém:água e cal livreH O e
Ca(OH)2 2
Fase 2:
Fase 3:
Quando o dióxido de carbono do ar entra nosporos do concreto,
forma-se o ácido carbônico:dióxido de carbono + água = ácido
carbônico
CO +2 2 2 3H O = H CO
O ácido carbônico neutraliza a cal livre e formasólidos de
carbonato de cálcio em pH neutro.
+ = CaCO +cal livre + ácido carbônico = carbonato de cálcio +
água
Ca(OH) H CO H O(alto pH) (baixo pH) (pH neutro)
2 2 3 3 2
É importante ressaltar que, em concretos mo-lhados ou saturados,
a rapidez com que o CO2adentra no concreto é 104 vezes mais
baixaque no concreto em condições normais. Lem-bramos mais uma vez
que é necessário quehaja umidade (vapor d’água) dentro dos po-ros
para que se proceda à reação com o CO2de modo a ocorrer a
acidificação do concreto.
que o processo avança em direção às arma-duras e é regulada por
uma equação:
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Para ter maisinformações sobreAnálise.
fSurvey Practice
E a carbonatação?
Todas as marquises analisadas apresenta-vam sintomas localizados
de corrosão emsuas armaduras positivas. Os testes reali-zados foram
feitos em regiões distantesdaqueles sintomas. Os potenciais de
cor-rosão com a semipilha foram obtidos ape-nas nas armaduras
positivas.A ASTM C-876, “Método padrão para ob-tenção de potenciais
com a semipilha nas
armaduras do concreto” prescreve o méto-do de ensaio para a
obtenção dos potenci-ais de corrosão no concreto armado, alémdas
informações pertinentes ao ensaio. Osvalores encontrados são
associados à pro-babilidade de corrosão.O concreto armado das
marquises, emboravisivelmente sintomáticos de corrosão,
foianalisado nas regiões “aparentementeboas” o que, na prática
antiga do diagnós-tico da corrosão, nos serviços de recupera-ção
estrutural, é tido como “sem compro-metimento”. O que se viu, nos
três prédios,ao contrário, foram sintomas inerentes decorrosão nas
armaduras positivas o que,em princípio, pode não significar um
qua-dro problemático, considerando-se que asarmaduras negativas é
que respondempela estabilidade destas peças estruturais.No entanto,
com todas as armaduras in-terligadas e com pilhas de corrosões
jáinstaladas (pelo menos) na ferragem po-sitiva promove-se,
automaticamente, no-
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
○ ○
REFERÊNCIAS
• Joaquim Rodrigues é engenheiro civil, mes-tre em corrosão,
membro de diversos institu-tos nos EUA, em assuntos de patologias
daconstrução, É editor e diretor da RECUPE-RAR, além de consultor
de diversas empre-sas.
• E.I. moreno, R.G. Solis, E. Cob, “ReinforcingSteel Corrosion
in Houses Due to ConcreteCarbonatation in Urban Tropical
Environ-ments”, CORROSION/2003.
• E.I. Moreno, P. Castro, J. Leal-Murguia, “Car-bonation-Induced
Corrosion if Urban Con-crete Buildings in Yucata, Mexico”,
CORRO-SION/2002.
• P. Castro, E.I. Moreno, J. Genescá, “Carbo-natation-induced
Corrosion of Concrete Co-astal Buildings in the North of Yucatan,
Me-xico”, CORROSION/99.
• O. Trocónis-Rincón, A. Romero-Carruyo, C.Andrade, P. Helene,
I. Díaz, “Manual for Ins-pecting, Evaluating and Diagnosing
Corrosi-on in Reinforced Concrete Structure”.
• ASTM C 642, “Standard Test Method forSpecific Gravity,
Absorption, and Voids inHardened Concrete”, Annual Book of
ASTMStandards.
• G. Fagerlung, “On the Capillarity of Concre-te”, Nordic
Concrete Research.
Avaliação dos resultados segundo a ASTM C-876Potencial de
corrosão utilizando-sesemipilha de cobre-sulfato de cobre
(milivolts)
Probabilidade de corrosão(%)
Mais negativo que –350 95
Mais positivo que –200 5
De –200 a –350 Incerta
Parece, mas não éUm fenômeno parecido com o da redução dopH do
concreto pelo CO2, é a lixiviação, quemuitos técnicos chamam
erradamente decarbonatação, que ocorre quando a águapermeia por
seus poros interiores e acabasaindo através de sua superfície, sob
a for-ma de corrimentos esbranquiçados, denomi-nados de
eflorescências. Este processotambém provoca o abaixamento do pH,
de-vido ao fato da água comumente ter um pH8 e, através da
“lavagem” constante, acabapor reduzir o pH (12-13) do concreto.
vas pilhas de corrosão ativa-passiva.Como o concreto envolvente
apresentadiferenças de pH, nutre-se, involuntaria-mente, pilhas de
corrosão por concentra-ção diferencial, tanto pelas diferençasnas
características da solução instertici-al (eletrólito) que permeia
pela interfaceconcreto-armaduras quanto pela oxigena-ção
diferenciada presente nas vielas doscapilares do concreto.
Desplacamentona ponta daviga quesustenta amarquise.
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001_75002b_75003_75004_75