Ensaio acelerado de corrosão por ação de cloretos

Os corpos-de-prova utilizados para a determinação do período de iniciação do processo de corrosão em ensaio acelerado foram semelhantes aos corpos-de-prova desenvolvidos por Machado (1998) e utilizados por Pessôa (2002), Costa Filho (2005) e Neves (2005) em pesquisas anteriores. Estes possuíam a forma prismática, com dimensões de 45 mm x 70 mm x 90 mm, e continham duas barras de aço com espessuras de cobrimento de 1 cm ou 2 cm.

Conforme estudos desenvolvidos anteriormente (Costa Filho, 2005; Neves, 2005), foram moldados 4 (quatro) corpos-de-prova para cada mistura para serem utilizados nos ensaios acelerados de corrosão. Desta forma, foram 16 (dezesseis) os corpos-de-prova utilizados no ensaio acelerado de corrosão. Dos quatro corpos-de-prova moldados para cada mistura, dois possuíam armadura com espessura de cobrimento de 1 cm e os outros dois com espessura de cobrimento de 2 cm.

A Figura 3.3 apresenta as dimensões dos corpos-de-prova utilizados e a disposição da armadura para cada cobrimento de concreto.

Figura 3.3. Dimensões dos corpos-de-prova utilizados no ensaio de corrosão e

posicionamento das barras: a) com cobrimento de 1 cm e b) com cobrimento de 2 cm.

3.4.1.1 Preparação e escolha das barras

As barras de aço utilizadas foram do tipo CA-50 com 5 mm de diâmetro e 100 mm de comprimento.

Em uma etapa anterior à moldagem, as barras de aço foram submetidas a um processo de

adotado como uma tentativa de padronização da condição superficial inicial das barras utilizadas e foi desenvolvido conforme o procedimento utilizado por Bauer (1995), Pessôa (2002), Costa Filho (2005) e Neves (2005) segundo as recomendações da norma ASTM C-1152: 1992, conforme segue:

 Imersão da barra em uma solução de ácido clorídrico 1:1 com 3,5 g/L de hexametilenotetramina por quinze minutos para a remoção dos óxidos presentes sem atacar o metal;

 Lavagem e escovação das barras em água corrente com a utilização de uma escova com cerdas plásticas para remoção final dos óxidos;

 Imersão das barras em acetona por dois minutos para retirada de elementos gordurosos e facilitar a evaporação da água;

 Secagem das barras com jato de ar quente.

As 32 barras utilizadas foram escolhidas a partir de uma avaliação inicial na qual, após o procedimento de limpeza, 54 barras tiveram o seu potencial de corrosão medido tendo como referência o eletrodo de calomelano saturado.

Para a realização destas medidas montou-se uma célula eletroquímica composta por: barras de aço, tomadas como eletrodo de trabalho, uma chapa de aço inoxidável, utilizada como contra-eletrodo, e um eletrodo de referência, o eletrodo de calomelano saturado. Como eletrólito foi utilizada uma solução aquosa de cloreto de sódio (NaCl) a uma concentração de 3% na qual todos os componentes da célula foram imersos. As barras de aço foram presas em duas placas de acrílico furadas posicionadas próximo ao fundo e à superfície do recipiente plástico que as continham (Figura 3.4.(a)).

Figura 3.4. Célula eletroquímica montada para a medida do potencial de corrosão das

barras de aço.

b) a)

O contra-eletrodo foi posicionado na lateral do recipiente plástico de forma que parte dele permanecesse fora da solução aquosa.

As barras permaneceram imersas na solução (3% de NaCl) por 48 horas para que fosse formada na superfície o filme de óxidos resultantes do processo de corrosão. Após este período, o eletrodo de referência foi parcialmente imerso na solução aquosa e, conforme mostrado na Figura 3.4.(b) efetuou-se a medida do potencial das barras. As leituras do potencial de corrosão foram feitas utilizando o potenciostato desenvolvido pelo Laboratório de Ensaios de Materiais da UnB em conjunto com o Departamento de Engenharia Elétrica (Montalvão, 1992).

Esse procedimento objetivou detectar irregularidades e não-uniformidades nas barras que pudessem provocar comportamentos diferenciados quando estas fossem submetidas a um processo corrosivo. Desta forma, as barras escolhidas foram aquelas cujos potenciais medidos diferiram no máximo 5% do valor médio obtido.

As 32 barras escolhidas foram novamente submetidas ao procedimento de limpeza citado anteriormente e pesadas em uma balança analítica com precisão de 0,0001 g. Em seguida, fez-se a delimitação com fita isolante da área na barra a ser exposta ao ataque do agente agressivo equivalente a 6,28 cm², como pode ser visto na Figura 3.5(a).

Figura 3.5. a) Esquema da delimitação da área de exposição da barra; b) Posicionamento da

barra no corpo-de-prova (PESSÔA, 2002).

As barras foram posicionadas de forma que a área exposta se localizasse na região central dos corpos-de-prova como pode ser visto na Figura 3.5(b).

3.4.1.2 Moldagem e cura dos corpos-de-prova para ensaios de corrosão

Os corpos-de-prova foram moldados em formas de madeira compensada plastificada conforme mostrado na Figura 3.6(a).

Figura 3.6. a) Formas de madeira utilizadas para a moldagem dos corpos-de-prova

prismáticos; b) Vista das armaduras posicionadas na forma antes da concretagem.

As formas de madeira foram desenvolvidas por Machado (1998) e garantem o posicionamento correto das barras para que sejam obtidas as espessuras de cobrimento desejadas (Figura 3.6(b)). As formas utilizadas também minimizam o efeito da exsudação do concreto nos resultados dos ensaios pois posiciona a área de exposição da barra fora da região de exsudação.

Os corpos-de-prova foram moldados em duas camadas adensadas com o uso da mesa vibratória. Durante as primeiras 48 horas após a moldagem, os corpos-de-prova foram mantidos em câmara úmida cobertos com material impermeável para evitar a troca de água com o ambiente. Somente após este período, os corpos-de-prova foram desmoldados.

Logo após a desmoldagem, fios flexíveis foram conectados às barras (Figura 3.7(a)), envolvidos em fita isolante (Figura 3.7(b)), para a realização das medidas eletroquímicas). Em seguida, a face superior dos corpos-de-prova foi revestida com resina epóxi (Figura

3.7(c)) para garantir a proteção da parte externa das barras e para a delimitação da superfície

de exposição do concreto ao ambiente contaminado.

a) b)

Figura 3.7. a)Conexão dos fios de cobre para a realização de medidas eletroquímicas; b)

Isolamento com fita; c) Revestimento com resina epóxi.

Após a preparação dos corpos-de-prova, estes foram mantidos em câmara úmida por 7 dias e em seguida foram armazenados em ambiente de laboratório até o início do ensaio acelerado de corrosão.