Ensaios de Durabilidade

De acordo com Andrade et al. (2013) a penetração de cloretos ao concreto pode ser estudada por três formas distintas: por meio de imersão em solução rica em NaCl, em que os cloretos penetram naturalmente por difusão; por meio de ensaios de migração em que uma queda de tensão é aplicada por meio de dois eletrodos em corpo de prova em contato com a solução; e por testes de resistividade nos quais não há necessidade de haver uma solução rica em cloretos em contato com os corpos de prova.

Neste trabalho a avaliação dos concretos perante a ação dos íons cloreto foi feita por meio de ciclos de indução e aceleração da corrosão em solução rica em , monitoramento eletroquímico por meio da técnica do potencial de corrosão e o ensaio colorimétrico por aspersão do indicador químico nitrato de prata. Também foram conduzidos os ensaios de absorção de água por imersão e fervura e por capilaridade, executados na idade de 28 dias.

3.5.4.1 Absorção de água por imersão e fervura

Foram preparados 3 corpos de prova cilíndricos para cada percentual de adição de RBRO em cada nível de relação água/cimento, conforme NBR 9778 (ABNT, 2005), totalizando 36 corpos de prova para o ensaio de absorção de água e índice de vazios.

até a câmara úmida para saturação ficando imersos em recipiente com água a (23±2) °C por mais 72 horas. Completada esta etapa, os corpos de prova são levados a um recipiente cheio de água o qual é levado progressivamente à ebulição por 5h, conforme Figura 54 (a) e (b). Ao final os corpos de prova devem ser enxugados com pano úmido para a determinação das massas saturadas (msat) e massas imersas (mi) com auxílio de balança hidrostática.

Figura 54 – (a) Recipiente para manter a ebulição e (b) corpos de prova durante o processo de ebulição.

(a) (b)

Fonte: produção da autora.

3.5.4.2 Absorção de água por capilaridade

Foram preparados para o ensaio de absorção de água por capilaridade 3 corpos de prova cilíndricos para cada traço desta pesquisa, totalizando 36 corpos de prova. O ensaio foi efetuado conforme a norma NBR 9779 (ABNT, 2012). Determina-se a massa do corpo de prova ao ar em temperatura de (23 ± 2)ºC, depois os mesmos são levados à estufa à temperatura de (105 ± 5)°C até constância de massa para determinação da massa seca (ms).

Em seguida os corpos de prova são colocados sobre suportes em recipiente contendo uma quantidade de água capaz de molhá-los numa altura de 5 ± 1 mm, medida a partir da base do corpo de prova, Figura 55 (a). São determinadas as massas saturadas (msat) dos concretos após

3h, 6h, 24h e 48 horas de ensaio. Na última etapa do ensaio ocorre o rompimento dos corpos de prova por compressão diametral, conforme Figura 55 (b).

Figura 55 – (a) Corpos de prova em recipiente munido de suporte o qual garante o nível d’água de 5±1 mm acima de sua base; (b) corpos de prova após rompimento por compressão diametral.

(a) (b)

Fonte: produção da autora.

3.5.4.3 Indução e aceleração da corrosão por ataque de cloretos

A indução e aceleração da corrosão por cloretos consistem basicamente em submeter os corpos de prova a ciclos semanais de imersão parcial em solução agressiva, rica em cloretos, e posterior secagem em estufa. A solução utilizada nesta pesquisa teve concentração de NaCl de 5% em massa. Buscou-se assemelhar-se à concentração de NaCl da água marinha, que varia de 3 a 4 % (DEBIEB et al., 2010; HIGASHIYAMA et al., 2012).

Foram moldados 24 corpos de prova para a matriz completa e 12 corpos de prova para a matriz de repetição, num total de 36 corpos de prova prismáticos de 7 x 15 x 15 cm. Por dois dias os concretos ficavam parcialmente imersos na solução agressiva dentro de caixas plásticas, como mostra a Figura 56 (a). Em seguida eram acondicionados em estufa ventilada a 50 ºC por cinco dias, conforme Figura 56 (b). Os ciclos aconteceram até a despassivação das armaduras.

Figura 56 – Indução e aceleração da corrosão: (a) corpos de prova em imersão em solução rica em cloretos e (b) secagem em estufa ventilada.

3.5.4.4 Potencial de Corrosão

O ensaio de Potencial de Corrosão é normalizado pela ASTM C-876: 1991 (ASTM, 2009). Trata-se de um procedimento não destrutivo e qualitativo para obtenção dos potenciais de corrosão em armaduras inseridas em concretos, fornece apenas a probabilidade de despassivação e de corrosão da armadura.

São detectadas nos eletrodos de trabalho – armaduras – as linhas de corrente que ocorrem quando há instalado o processo eletroquímico de corrosão. A presença dos íons cloreto na solução de poros do concreto reduz sua resistividade, tornando os valores de potencial de corrosão mais eletronegativos, o que se traduz na mudança do estado superficial das barras de aço de passivo para ativo. São necessários um multímetro de alta impedância, com resolução ao nível de milivolts; um eletrodo de referência; uma esponja de alta condutividade e conexões elétricas. É medida uma diferença de potencial (ddp) nos eletrodos de trabalho (armaduras) com relação a um eletrodo de referência uma vez que é inviável a medida do valor absoluto da ddp entre metal e o eletrólito (solução) (CASCUDO, 1997).

Os equipamentos utilizados para o ensaio são mostrados na Figura 57 (a) e (b).

Figura 57 – (a) equipamentos utilizados no ensaio de potencial de corrosão; (b) procedimento do ensaio.

(a) (b)

Fonte: Ferreira, 2003.

O eletrodo de referência utilizado foi o de calomelano saturado – ECS – cujo intervalo de probabilidade de corrosão está definido na Tabela 21.

Tabela 21 – Probabilidade de haver corrosão eletroquímica como função do intervalo do potencial de corrosão medido por meio dos eletrodos de referência, de acordo com ASTM C-876:91 (ASTM, 2011).

ELETRODO

CORROSÃO ELETROQUÍMICA: PROBABILIDADE

< 10% 10% - 90% > 90%

NHEa >0,118 V (0,118V) – (0,032 V) < - 0,032V

Cu/CuSO4, Cu2+ (ASTM C 876) >-0,200 V (-0,200 V) –( 0,350 V) < - 0,350 V Hg, Hg2 Cl2/KCl (saturado)b >- 0,124 V (-0,124V) - (0,274 V) < - 0,274 V Ag, AgCl/KCl (1M) >-0,104 V (-0,124 V) – (0,254 V) < - 0,254 V a

Normal Hydrogen Electrode (NHE). b

Eletrodo de Calomelano Saturado (ECS) usado neste trabalho.

Fonte: Adaptado de Ribeiro et al. (2012)

O multímetro deve ser conectado ao corpo de prova pelo polo positivo, neste trabalho a conexão foi executada fixando-se um fio de cobre a uma pequena fenda feita na extremidade da armadura. O polo negativo, por sua vez, deve ser conectado ao eletrodo de referência o qual é posicionado na superfície de concreto de cobrimento da armadura, conforme Figura 58 (a) e (b). O potencial de corrosão foi monitorado duas vezes a cada ciclo, após a imersão dos corpos de prova e após a secagem dos mesmos, como esquematiza a Figura 59 (c)

Figura 58 –(a) esquema do ensaio de potencial de corrosão; (b) corpo de prova submetido ao ensaio.

(a) (b)

(c)

Fonte: (a) adaptado de ASTM C 876:91(ASTM, 2009); (b) e (c) produção da autora. Imersão por 2 dias Ecorr imersão Estufa a 50ºC por 5 dias Ecorr secagem