Baixe Análise da Carbonatação no Concreto: Causas, Efeitos e Medidas Preventivas e outras Trabalhos em PDF para Engenharia Civil, somente na Docsity!
CARBONATAÇÃO DO CONCRETO
Bernardo Luís Fernandes Barbosa^1 Pablo Luiz Grandi^2 Raíssa de Almeida Rosa^3 Sara Fortunato da Silva Pereira^4 Prof. Ivan^5 RESUMO Este artigo analisa a carbonatação do concreto. Tal análise demonstra a ocorrência de manifestações patológicas no concreto armado, que provocam a diminuição da vida útil e desempenho das edificações sendo reconhecida como uma causa significativa de deterioração das estruturas de concreto, além de gerar um acréscimo de custo para recuperar e reforçar uma estrutura afetada. O propósito deste estudo é analisar quais são as origens das manifestações patológicas do concreto armado pela carbonatação. Para tal, foi verificado um pilar dentro da divisão de aços da empresa Mangels Industrial SA onde o mesmo apresenta fissuras, desplacamento, exposição das armaduras no concreto e consequentemente processo de corrosão. Foi retirado uma pequena seção onde foi aplicado a solução de fenolftaleína afim de verificar e dimensionar frente de carbonatação. Também foi verificado e perda dimensional dos aços após a limpeza da corrosão. PALAVRAS-CHAVE: Carbonatação. Concreto. Patologia. (^1) Aluno do Curso de Bacharelado em Engenharia Civil do Centro Universitário do Sul de Minas. E-mail: bernardo.barbosa@alunos.unis.edu.br (^2) Aluno do Curso de Bacharelado em Engenharia Civil do Centro Universitário do Sul de Minas. E-mail: pablo.grandi@alunos.unis.edu.br (^3) Aluna do Curso de Bacharelado em Engenharia Civil do Centro Universitário do Sul de Minas. E-mail: raissa.rosa@alunos.unis.edu.br (^4) Aluna do Curso de Bacharelado em Engenharia Civil do Centro Universitário do Sul de Minas. E-mail: sara.pereira@alunos.unis.edu.br (^5) Professor atuante no Centro Universitário do Sul de Minas – UNIS/MG. E-mail: ana.figueiredo@unis.edu.br
INTRODUÇÃO
Com o mercado da construção civil procurando se reconstruir após o fim da crise econômica no pais e a retomada gradual da economia brasileira, o setor projeta encontrar sua estabilidade no mercado. Para tal procura-se gerar mais demandas por novas moradias e produz um cliente mais informado sobre seus direitos nos contratos de aquisição de imóveis. Com a publicação da Norma NBR 15.575/2013 - Edificações Habitacionais – Desempenho, conhecida no meio técnico apenas por Norma de Desempenho, foram estabelecidos padrões de desempenho e vida útil para os elementos principais de uma construção, trazendo inúmeros benefícios ao consumidor, tais como conforto e segurança em suas habitações, além de atribuir responsabilidades à quem projeta, ao construtor e usuários. É legítima a reivindicação de um desempenho adequado de um determinado imóvel, uma vez que, ao adquirir o bem espera-se que ele cumpra com seu esperado desempenho por muitas décadas, ou até mesmo por uma vida inteira. Visando garantir essa durabilidade das construções, a Norma de Desempenho exige, por exemplo, que as estruturas de concreto apresentem uma Vida Útil de Projeto (VUP) igual ou superior a 50 anos. Diante deste cenário é necessária uma atenção maior aos materiais e suas formas de utilização, para que as novas construções não venham a apresentar um desempenho insatisfatório. Segundo a Norma de Desempenho (NBR 15.575, 2013), “patologia é uma não conformidade que se manifesta no produto em função de falhas no projeto, na fabricação, na instalação, na execução, na montagem, no uso ou na manutenção bem como problemas que não decorram do envelhecimento natural. ” Toda patologia tem a sua origem e está relacionada com a vida da estrutura que foi concebida e a predisposição a desencadear agentes e seus respectivos processos de formação. Abaixo estão listadas as origens das enfermidades do concreto: As manifestações a seguir podem indicar a existência de patologias do concreto. Fissuras e Trincas Desagregação Erosão e Desgaste Disgregação (Desplacamento ou Esfoliação) Segregação Manchas Eflorescência Calcinação
provocando a redução de ph de 12,5 para 9,4 (AGUIAR, 2006), e desestabilizando a camada passiva protetora da armação. Figura 2 – Pilar com corrosão nas armaduras devido a carbonatação. Fonte: (AGUIAR, 2006, p.49). Abaixo segue um resumo do processo de formação do CaCo 3 e como ocorre a carbonatação do concreto: São três fatores que são necessários para que haja a carbonatação do concreto. Umidade Co2 Gás Carbônico Oxigênio Etapas do processo de carbonatação do concreto: H 2 O entra nos poros do concreto pelas fissuras; Forma-se uma fina camada de água; A água dissolve o Ca formando Ca(OH) 2 ; CO 2 entra no poro pelas fissuras; CO 2 reage com H2O, formando H2CO3 (ácido carbônico); H 2 CO 3 reage com o Ca(OH) 2 formando CaCo 3 (cristais); O consumo de Ca diminui o pH do concreto, deixando o aço exposto à corrosão. Manifestação da carbonatação:
Inicialmente a carbonatação se manifesta por depósitos brancos na superfície do concreto, ficando mais visível quando surgem fissuras na peça e desplacamento da camada superficial “camada de recobrimento”. Este fenômeno ocorre de forma generalizada e pode provocar grandes problemas em estruturas através de processo corrosivo das armaduras. Sendo assim, é muito importante garantir a qualidade e desempenho do concreto e ter um bom recobrimento ou proteção externa como revestimentos, pinturas, pois a carbonatação se inicia por exposição a umidade externa. Com mais detalhes segundo Souza, Vicente Custódio (1948). A carbonatação, resulta diretamente da ação dissolvente do anidrido carbônico (C0 2 ), presente no ar atmosférico, sobre o cimento hidratado, com a formação do carbonato de cálcio e a consequente redução do pH do concreto até valores inferiores a 9. Quanto maior for a concentração de CO 2 presente, menor será o pH, ou, por outro lado, mais espessa será a camada de concreto carbonatada. A carbonatação em si, e se ficasse restrita a uma espessura inferior à da camada de cobrimento das armaduras, seria até benéfica para o concreto, pois aumentaria as suas resistências químicas e mecânicas. A questão é que, em função da concentração de C0 2 na atmosfera e da porosidade e nível de fissuração do concreto, a carbonatação pode atingir a armadura, quebrando o filme óxido que a protege, corroendo-a. Encontrando ambiente propício, como é o proporcionado por um concreto altamente poroso, a propagação da carbonatação, em profundidade, faz-se segundo a lei representada pela equação abaixo, como se pode observar na Figura 3. − x = k n
√ t
onde: x - profundidade de penetração da carbonatação; k - constante, função da porosidade c permeabilidade do concreto; n = 2, em ambientes interiores; n < 2, em ambientes exteriores. Figura 3 – Propagação da Carbonatação com tempo Fonte. (C.E.B. – Boletim n°183 (1989)) E com a relação à umidade exposta no ambiente se torna favorável ao desenvolvimento da frente de carbonatação. O gráfico abaixo mostrado na figura 4 indica que nos ambientes com umidade em torno de 60% proporcionam uma carbonatação máxima.
Figura 5 – Vista aérea da divisão avaliada Fonte: autor Para obtermos uma análise de carbonatação, foi retirado algumas amostras de pequenas seções em pontos do pilar a imediatamente aplicado a solução com 1% de fenolftaleína para a medição da frente de carbonatação. Figuras 6, 7, 8, 9, 10.
Figura 6 – Corte de uma pequena seção no pilar Fonte: autor Para o corte da seção foi utilizado uma marreta e um punção conforme figura 7. Figura 7 – Ferramentas utilizadas para o corte no pilar. Fonte: autor Imediatamente após o corte foi aplicado através de um borrifador a solução de fenolftaleína para a verificação da frente de carbonatação, figura 8.
Figura 10 – Medição da frente de carbonatação – Ponto 1 - 1,5cm Fonte: autor Na medição, foi utilizado um paquímetro da empresa para obter a dimensão da frente de carbonatação. Neste ponto medido chamamos de ponto 1, onde foi encontrado uma frente de carbonatação de 15mm ou 1,5 cm.
Figura 11 - Medição da frente de carbonatação – Ponto 2 – 10mm ou 1cm Fonte: autor Medida da frente de carbonatação do ponto 2, 10mm ou 1cm.
Na medição verificamos que houve uma pequena perda na seção da barra de aço onde entramos o dimensional de Ø 24,98mm sendo que o dimensional da barra era Ø 25mm. Figura 14 – Medição da barra transversal da seção Fonte: autor Na imagem da figura 14, a perda dimensional foi maior, sendo que o especificado é a dimensão de Ø 6,5mm e encontramos Ø 6,27mm.
3. CONSIDERAÇÕES FINAIS De acordo com as pesquisas feito nas bibliografias, os vários mecanismos que levam a deterioração do concreto armado prejudicando a durabilidade das edificações está ligado à qualidade dos materiais e as condições de exposição da estrutura. No processo de carbonatação não é diferente, e sem dúvida é uma importante fonte de degradação em estruturas. Este processo depende das características dos materiais, preparo e ambiente onde a interação simultânea pode potencializar a patologia. Assim neste contexto, verificamos um pilar que serve de sustentação para uma ponte rolante na empresa Mangels Industrial SA na divisão de aços situada em Três Corações-MG, verificamos também que a idade aproximada desta construção é de 50 anos. Essa estrutura apresenta desplacamento e fissuras alinhadas com a localização das armaduras longitudinais ocasionadas pelo processo de corrosão devido a exposição da carbonatação do concreto que foi comprovado com meio de análise de fenolftaleína e medido a frente de carbonatação. Verificamos também houve a perda dimensional dos aços provocada pela corrosão da armadura deste pilar.
REFERÊNCIAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 15575/2013 – NBR 6118 (Projeto de estruturas de concreto – Procedimento): Edificações Habitacionais - Desempenho. Rio de Janeiro, 2013. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6118/2014: Projeto de estruturas de concreto – procedimento. Rio de Janeiro, 2014. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 7200/1997: Execução de revestimento de paredes e tetos de argamassas inorgânicas – procedimento. Rio de Janeiro, 1998. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15.575-1: Edificações Habitacionais — Desempenho. Parte 1: Requisitos gerais. Rio de Janeiro, 2013, 60 p. CASCUDO, O. O Controle da Corrosão das Armaduras em Concreto: Inspeção e Técnicas Eletroquímicas. Ed. PINI, São Paulo, Ed. UFG, 1997, 237p. FUSCO, PÉRICLES BRASILIENSE. Tecnologia do Concreto Estrutural : Tópicos aplicados , Câmara Brasileira do livro, SP, Brasil ROSSIGNOLO, JOÃO ADRIANO. Concreto Leve Estrutural: Produção, Proriedades, Microestrutura e Aplicações – São Paulo: PINI, 2009 SOUZA, VICENTE CUSTÓDIO. Patologia, Recuperação e Reforço de Estruturas de Concreto. de, 1948 – São Paulo : PINI, 1998 TASCA, M. Estudo da carbonatação natural de concretos com pozolanas: monitoramento em longo prazo e análise da microestrutura. 2012. 178 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria/RS, 2012.
