Corrosão de armaduras

A corrosão do concreto é um assunto de extrema importância, pois sua existência poderá provocar não somente deterioração, mas também afetar a durabilidade e as vezes até mesmo a estabilidade das estruturas.

Helene (1986) define a corrosão como a interação destrutiva de um material com o ambiente, podendo ocorrer de duas formas: por reação eletroquímica ou por reação química.

Gentil (2007) cita que em muitos casos a armadura permanece por muito tempo resistente aos agentes agressivos. Porém, ocorrem outros casos onde o processo é rápido e progressivo. Isto ocorre devido a não conformidade de corrosão por toda a extensão da armadura, existem trechos em que o processo é mais acentuado do que em outros.

Em barras de aço são dois os principais processos de corrosão: a oxidação e a própria corrosão. A oxidação é provocada pela reação gás-metal, onde se forma uma película de óxido. Esta reação ocorre normalmente durante a fabricação do aço e esta película é formada na camada superficial da barra, podendo servir como proteção do aço contra a corrosão úmida, porém em estruturas de concreto armado no momento da trefilação do aço, que ocorre para melhoria de suas propriedades, esta deve ser substituída.

Contudo, a oxidação não é o processo mais crítico de deterioração do aço, a corrosão é que preocupa quando a isto. Ripper e Souza (1998) relatam que em qualquer caso o processo de corrosão de aço é eletroquímico, desencadeado por um potencial elétrico na presença de um eletrólito em contato com a própria barra de aço. O eletrólito forma-se a partir

da presença de umidade no concreto em contato com a armadura. O efeito pilha ocorre no momento onde a corrosão é instalada pela geração de uma corrente elétrica conduzida do anodo para o catodo quando o anodo é conduzido ao catodo através da água, e do catodo para o anodo quando o catodo é conduzido ao anodo através da diferença de potencial. Como identificado na figura 6, esta é uma das reações mais encontradas no concreto armado.

Figura 6 – Efeito Pilha em meio de concreto armado

Fonte: Ripper e Souza (1998, p. 67).

A corrosão pode ser classificada da seguinte forma: corrosão sob tensão fraturante, corrosão da fragilização pelo hidrogênio e corrosão por pite. A primeira ocorre em conjunto com uma tensão de tração, dando origem a propagação de fissuras. A segunda é ocasionada por hidrogênio atômico que difunde-se ao interior do aço da armadura e possibilita a fragilização com consequente perda de ductibilidade e possibilidade de fratura da armadura. Por fim a corrosão por pite pode se revelar de duas formas, localizada que é caracterizada pela ação de cloretos sempre que haja umidade e oxigênio e a generalizada que ocorre em função da redução de pH do concreto com valores menores que nove. (RIPPER; SOUZA, 1998). Por meio da figura 7 apresenta-se os tipos de corrosão citados acima.

Figura 7 – Tipos de Corrosão em uma barra de aço imersa em meio ao concreto

Fonte: Ripper e Souza (1998, p. 66).

Segundo Ribeiro et al. (2014) apud Marques (2015) explica que “a corrosão acarreta a formação de óxidos/hidróxidos de ferro, denominado ferrugem”. Para que ocorra esta manifestação faz-se necessário existência de agua que é representada pelo eletrólito, oxigênio e uma diferença de potencial (HELENE, 1986). Abaixo apresenta-se a reação principal da ferrugem:

4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe + (OH)3 Onde:

Fe = Ferro; O2 = Oxigênio; H2O = Agua;

Fe + (OH)3 = Hidróxido de ferro.

Quando se submerge um aço em uma solução transforma-se átomos desse material em cátions de ferro. Essa situação com presença de reagentes capazes de combinar com elétrons liberado na reação, acarreta na produção de íons de ferro (HELENE, 1986).

Qualquer diferença de potencial que se produza entre dois pontos da barra, por diferença de umidade a aeração, concentração salina, tensão no concreto e no aço, é capaz de desencadear pilhas ou cadeias de pilhas conectadas em série. Na maioria das vezes, formam-se micro pilhas que podem até mesmo alternar de posição os polos ocasionando a corrosão generalizada (VERBEK, 1975 apud HELENE, 1986, p.3)

Segundo Helene (1986) a formação de uma célula de corrosão ou pilha ocorre conforme figura 6. Existindo um anodo, catodo, eletrólito e condutor metálico “qualquer diferença de potencial que haja entre as zonas anódicas e catódicas acarreta o aparecimento de

corrente elétrica. Dependendo da magnitude dessa corrente e do acesso de oxigênio, poderá ou não haver a corrosão” (HELENE, 1986, p. 2) Por meio da figura 8 é possível visualizar os mecanismos da célula de corrosão no concreto armado.

Figura 8 – Célula de corrosão em concreto armado

Fonte: Helene (1986, p. 2).

Água, oxigênio, e íons de cloreto realizam funções de grande importância na corrosão de armadura, porém a permeabilidade do concreto é o principal fator para controlar os processos que envolvem este problema. Torna-se importante controlar parâmetros de dosagem do concreto de forma a garantir baixa permeabilidade, baixa relação de fator agua/cimento, consumo de cimento adequado, controle da granulometria e tamanho do agregado, e uso de adições minerais.

Entretanto, existem definições que proporcionam maneiras de evitar a corrosão e são menos prejudiciais do que produzir um concreto de baixa permeabilidade através do controle de qualidade, projeto e construção. Pode-se adotar revestimento para barras de aço e proteção catódica. Os revestimentos protetores para as barras de aço são de dois tipos: revestimento anódico, onde o aço é revestido com zinco e revestimento por barreira, onde o aço é revestido com epóxi. Já as técnicas de proteção catódica envolve a interrupção do fluxo de corrente na célula de corrosão, pela aplicação externa de um fluxo de corrente contraria ou uso de anodos de sacrifico. Carries e Cady (1974) apud Metha e Monteiro (1994), corroboram que os sistemas são comumente utilizados apresentando diversidade nos resultados.

Ao estudar-se o processo corrosivo é de fundamental importância esclarecer o seu mecanismo. Portanto torna-se necessário abordar o conjunto das variáveis dependentes do meio corrosivo, material e condições operacionais. Esclarecendo-se o mecanismo e quantificando-se as implicações econômicas decorrentes do processo pode-se indicar a mais adequada medida de proteção, tanto em relação a solução da corrosão, quanto fator econômico.