Considerações iniciais

A degradação dos materiais é produzida por processos físico-químicos em função da interação do material com o ambiente. Esta interação ocorre devido às características dos materiais e pelos mecanismos pelos quais os agentes agressivos podem ser transportados. Em especial, o comportamento do concreto deve ser analisado frente aos agentes agressores em variadas circunstâncias. A durabilidade das estruturas é altamente dependente das características do concreto (relação água/cimento, resistência à compressão), da espessura e da qualidade do cobrimento da armadura (CARVALHO & FIGUEIREDO FILHO, 2007). A porosidade deste material é caracterizada por uma microestrutura de poros de várias dimensões, através dos quais podem penetrar as substâncias presentes no ambiente (BERTOLINI, 2010).

A incorporação de adições minerais em concretos pode ter um efeito benéfico sobre algumas de suas propriedades, fato esse que pode ser explicado devido à diminuição do tamanho dos poros, aumento da tortuosidade dos canais e à redução da interconectividade dos poros (HELENE, 1995).

Geralmente, quanto mais alta a resistência à compressão do concreto, maior é a durabilidade de uma peça confeccionada com ele. Porém, analisar isoladamente os valores de resistência não permite que seja feita uma projeção confiável da vida útil de uma estrutura (CARVAJAL et al., 2005).

Uma das principais responsáveis pela perda de durabilidade das estruturas de concreto é a agressividade do meio ambiente, que está relacionada às ações físicas e

químicas que atuam sobre as estruturas, independentemente das ações mecânicas, das variações volumétricas de origem térmica ou retração hidráulica (NBR 6118, 2007).

De acordo com Salomão & Silva (2008), os mecanismos de deterioração da armadura são um dos principais problemas que podem afetar a vida útil das estruturas de concreto. Os danos ao concreto resultantes da corrosão podem se manifestar na forma de expansão, fissuração e eventual lascamento do cobrimento do concreto. Além da perda do cobrimento, um elemento de concreto armado pode sofrer dano estrutural devido à perda de aderência entre o aço e o concreto, bem como a redução da seção transversal da barra de aço (MEHTA & MONTEIRO, 2008).

Desta forma, a corrosão da armadura pode ser definida como a interação destrutiva ou a interação que implica na sua inutilização, por meio de reações eletroquímicas entre o material e o ambiente. O metal é convertido a um estado não metálico, levando à perda de suas qualidades essenciais, tais como resistência mecânica, elasticidade e ductilidade (CASCUDO, 1997).

A corrosão pode ser seca ou aquosa, segundo a natureza do processo. A primeira, conhecida também por oxidação ou corrosão química, ocorre sob altas temperaturas e se dá pela reação gás metal, com a formação de uma película de óxido. Nas condições normais de uso das estruturas civis, este fenômeno não se mostra muito significativo. Por outro lado, a corrosão aquosa ou eletroquímica traz problemas consideráveis às obras civis. Este processo ocorre quando os materiais metálicos entram em contato com soluções aquosas, suscitando um movimento de elétrons ao longo de trechos da armadura e um movimento iônico através do eletrólito (meio aquoso), formando uma pilha ou célula de corrosão.

Além disso, segundo Gentil (1996), a corrosão eletroquímica da armadura no concreto também pode ser classificada quanto à tipologia: uniforme, puntiforme ou por pite, intergranular, transgranular, fragilização pelo hidrogênio. Elas podem se manifestar da seguinte forma:

 corrosão uniforme: corrosão em toda a superfície da armadura quando fica exposta ao meio agressivo;

 corrosão puntiforme ou por pite: os desgastes são localizados em áreas específicas, levando à formação de pequenas cavidades (pites), também chamados alvéolos;

 corrosão intergranular (ou intercristalina): processa-se entre os grãos da rede cristalina do metal e quando os vergalhões sofrem, principalmente, tensões da tração, podem fissurar ou fraturar perdendo a estabilidade;

 corrosão transgranular (ou intragranular ou transcristalina): realiza-se nos grãos da rede cristalina do metal, podendo levar à fratura da estrutura, quando houver esforços mecânicos; e

 fragilização pelo hidrogênio: corrosão originada pela ação do hidrogênio atômico na sua difusão pelos vergalhões da armadura, propiciando a sua fragilização e, em consequência, a fatura.

De forma geral, Cascudo (1997) definiu a corrosão da armadura quanto à sua morfologia, sendo classificada em: generalizada, por pite e sob tensão fraturante. Uma representação esquemática de cada tipo de corrosão foi apresentada na Figura 3.1, bem como os principais fenômenos causadores de cada um deles.

Figura 3.1 – Tipos de corrosão e fatores que os provocam

(Fonte: Cascudo, 1997)

A corrosão da armadura no concreto é iniciada quando a armadura perde a capa ou película protetora, de caráter passivo, que a envolve. Essa despassivação pode se dar pela carbonatação, devido à ação do gás carbônico da atmosfera, ou pela presença de elevado teor de cloretos. Quando a camada protetora é perdida, a armadura fica vulnerável à propagação da corrosão propriamente dita, por meio de processos eletroquímicos com a formação de uma pilha de corrosão.

Esta configuração é proposta por Tuutti (1982), citado por Cascudo (1997), que divide o processo corrosivo em duas partes: a iniciação e a propagação. Esse modelo de vida útil de uma estrutura de concreto armado foi apresentado na Figura 3.2, na qual pode se verificar os principais elementos que favorecem o desenvolvimento de cada etapa.

Generalizada

Carbonatação

Cloretos Sob tensão

Localizada

Fissuras Pites

Figura 3.2 _{– Etapas de um processo de corrosão de uma armadura}

(Fonte: adaptado de Cascudo, 1997)

A primeira etapa corresponde ao período de tempo que vai desde a execução da estrutura até a ação do agente agressivo em atravessar a barreira física (cobrimento) e química (película passivadora) do concreto que protege a armadura. A segunda fase, de propagação, consiste no desenvolvimento da corrosão até que se alcance um grau inaceitável do processo.