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IBRACON Structures and Materials Journal • 2012 • vol. 5 • nº 4
D.V. RIBEIRO | J.A. LABRINCHA
|
M.R. MORELLI
um ensaio acelerado de corrosão pela ação de cloretos. A célula
eletroquímica utilizada para as medidas do potencial de corrosão
foi composta pelo eletrodo de trabalho, a barra de aço do corpo
de prova prismático e o eletrodo de calomelano saturado, utilizado
como eletrodo de referência.
Antes da realização das medidas, os corpos de prova tinham a face
de leitura pré-umidificada por meio do seu posicionamento durante
um minuto sobre uma esponja molhada. O umedecimento destas
esponjas era feito com uma solução condutora, contendo 5 mL de
detergente neutro para um litro de água potável, de acordo com
a ASTM C-876/91
(“Standard Test Method for Half-Cell Potentials
of Uncoated Reinforcing Steel in Concrete”
). A solução apresentou
uma condutividade de 0,15 ± 0,02 mS/cm. Para a realização das
medidas, o eletrodo de referência era posicionado sobre a barra
que estava sendo analisada, aproximadamente no centro da área
de exposição da mesma. O contato entre o eletrodo de referência
e o corpo de prova foi feito por meio de uma esponja umedecida.
O ensaio de corrosão foi iniciado após 63 dias. quando os corpos
de prova apresentaram constância de massa (variação de 1,0 g
em leituras consecutivas de 24 h) e quando o potencial de corro-
são medido indicou a formação do filme passivo na superfície das
barras de aço utilizadas (E
cor
> -0,124 V). Este valor de referência
corresponde a uma possibilidade inferior a 10% de ocorrência da
corrosão, segundo a ASTM C 876/91, para o eletrodo de calome-
lano saturado, utilizado neste trabalho.
Em outros trabalhos [13, 14], achou-se necessário definir uma
idade específica, ou idade de referência, a partir da qual foram
iniciados os procedimentos dos ensaios acelerados de corrosão.
Estes autores atrelaram a idade de referência à estabilização do
processo de hidratação do cimento e definiram a idade de 63 dias
[14] e 80 dias [13] como suficientes para que a estrutura das pas-
tas analisadas apresentasse estrutura física relativamente desen-
volvida e grau de hidratação significativamente elevado.
Após atingir o “potencial de segurança”, os corpos de prova foram
submetidos a semi-ciclos de imersão parcial em solução com 3%
de cloreto de sódio (NaCl) com duração de dois dias e posteriores
semi-ciclos de secagem em estufa ventilada a 50ºC com dura-
ção de 5 dias. Durante o semi-ciclo de imersão parcial, o nível
da solução de imersão foi mantido em uma altura correspondente
à metade da área exposta da barra. Nesta condição, o ingres-
so de cloretos ocorre inicialmente por absorção capilar, já que os
corpos de prova apresentam-se inicialmente secos, e por difusão
após a saturação dos poros, e é acelerado devido à evaporação
da água através da parte exposta do concreto. De acordo com
MCCARTER apud SANTOS [13], em um material poroso, há uma
relação entre a força de sucção capilar e o grau de saturação.
Assim, quando existe uma região exposta e seca, as forças de
sucção serão maiores e irão resultar em um movimento da água
no interior do concreto mais rápido.
A concentração de 3% de NaCl foi adotada por ser uma concentra-
ção próxima à apresentada pela água do mar, além de ser a con-
centração crítica. A concentração da solução de imersão era me-
dida antes de iniciar cada semi-ciclo de umedecimento e ajustada
sempre que necessário. Além disso, esta solução utilizada foi troca-
da por uma nova com a mesma concentração a cada quatro ciclos.
Ao final de cada semi-ciclo foram medidos o potencial de corrosão
(E
cor
) e a massa dos corpos de prova. O potencial de corrosão foi
utilizado como um indicativo da condição de passivação das bar-
ras e a variação de massa dos corpos de prova após cada semi-
milhões de dólares da sociedade com a manutenção e a revitali-
zação de estruturas, e o passivo ambiental provocado pela dispo-
sição de resíduos sólidos industriais, uma das maiores questões a
serem resolvidas neste século.
2. Materiais e Métodos
2.1 Materiais
O concreto foi produzido com um cimento CP II Z-32. Este cimen-
to apresenta pozolanas em sua composição, sendo um dos mais
vendidos no estado de São Paulo, Brasil. O agregado graúdo (bri-
ta) utilizado foi proveniente de rocha granítica e o agregado miúdo
foi uma areia de rio disponível comercialmente em São Carlos, SP.
A lama vermelha utilizada foi proveniente da ALCOA do Brasil, em
Poços de Caldas. É constituída basicamente por 60% de partícu-
las sólidas, tendo sido coletada imediatamente após a produção
de alumina, em seu processo de digestão (Processo Bayer).
2.2 Métodos
2.2.1 Caracterização das Matérias primas e Dosagem
do Concreto
A caracterização dos materiais envolveram a difração de raios-X,
DRX, (Difratômetro Rigaku Geirgeflex ME 210GF2) e análise de
fluorescência por raios-X, FRX, (Philips PW1480 X-ray Fluores-
cence Spectrometer, enquanto os parâmetros físicos tais como
área superficial específica (estimados por BET, usando um equi-
pamento Micrometrics Gemini 2370 V1.02) e peso específico (Pic-
nômetro a Hélio Accupyc 1330 V2.01 da Micrometrics) também
foram determinados.
O traço do concreto utilizado neste estudo foi de 1,0 : 1,5 : 1,3
: 0,5 (cimento : areia : brita : água). O teor de argamassa foi de
75% e o consumo de cimento igual a 526 kg/m
3
. Após a mistura
em betoneira, foi usada mesa vibratória para uma melhor com-
pactação. Concretos contendo distintos teores de lama vermelha
adicionados (10, 20 e 30% em relação à massa de cimento) foram
preparados e analisados.
Para as medidas do potencial de corrosão foram moldados cor-
pos de prova prismáticos (50x70x90 mm
3
) e as barras de aço fo-
ram inseridas no momento da moldagem. Para o teste de resis-
tividade elétrica foram moldados grandes blocos de concreto de
200x200x100 mm
3
, aos quais foram imbutidos sensores.
Todos os corpos de prova foram desmoldados após 24 horas e
colocados em cura úmida (umidade superior a 95%) durante 28
dias. Um mínimo de quatro corpos de prova foi testado em cada
determinação.
2.2.2 Potencial de Corrosão
As barras de aço foram pesadas em uma balança analítica com
precisão de 0,01g. Em seguida, fez-se a delimitação com fita iso-
lante da área na barra a ser exposta ao ataque do agente agres-
sivo (cerca de 15,83 cm²), como pode ser visto nas Figuras 1a e
1b. As barras foram posicionadas de forma que a área exposta
estivesse localizada na região central dos corpos de prova como
pode ser visto na Figura 1d.
A verificação do potencial de corrosão consiste, basicamente, em