Migração de cloretos no estado não estacionário

O ensaio de migração de cloretos no estado não estacionário foi realizado conforme a NT BUILD 492:2011. Este ensaio permitiu a obtenção do coeficiente de migração de cloretos no estado não estacionário.

Foram confeccionados corpos de prova cilíndricos com dimensões de 10 x 20 cm, os quais foram posteriormente cortados em quatro partes iguais de 10 x 5 cm, utilizando-se para o ensaio as duas amostras centrais.

Após serem cortadas, as amostras passaram por um processo de limpeza em água corrente. Em seguida, com as superfícies secas, passaram pelo processo de pré-condicionamento, conforme apresentado na Figura 3.12. Neste processo, foram colocadas em um recipiente à vácuo com as duas faces expostas a uma pressão interna entre 1 e 5 KPa. O vácuo foi mantido por três horas e, posteriormente, o recipiente contendo as amostras foi preenchido com uma solução de Ca(OH)2 (hidróxido de cálcio dissolvido em água destilada), até que as amostras

ficassem totalmente imersas. O vácuo foi mantido no recipiente por mais 18 ± 2 h buscando garantir a saturação dos poros do concreto com a solução.

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Figura 3.12 – Pré-condicionamento das amostras.

Em seguida as amostras foram posicionadas na base de um aparato (Figura 3.13) e com um selante de silicone, vedou-se a parte inferior e superior do concreto em contato com o aparato, a fim de evitar vazamentos das soluções pelas bordas da amostra.

Figura 3.13 – Amostras posicionadas nos aparatos.

Depois do processo de vedação, foram posicionadas duas placas de aço inox nas extremidades da amostra para proporcionar a aplicação da diferença de potencial necessária à execução do ensaio. A placa de aço inox superior apresentava perfurações ao longo da seção para permitir o contato da solução com o concreto. Já a placa de aço inox inferior contava com suportes de plástico aderidos, buscando, assim, garantir um espaço suficiente para a solução catódica entrar em contato com a amostra. O conjunto formado por aparato/amostra foi posicionado sobre um suporte com inclinação de 30º e levados a um recipiente plástico. Na Figura 3.14 está apresentado o conjunto aparato/amostra posicionado sobre o suporte com inclinação de 30º.

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Figura 3.14 – Aparato/amostra posicionado sobre o suporte com inclinação de 30º.

Cada procedimento de ensaio de migração de cloretos foi composto por 4 amostras de um mesmo traço simultaneamente. Os 4 aparatos foram posicionados em um recipiente plástico contendo solução catódica de 10% de cloreto de sódio em massa de água (100g de NaCl para cada 900g de água), e cada aparato contendo a amostra foi preenchido com uma solução anódica de hidróxido de sódio em água destilada (1,2g de NaOH para cada 100g de água).

Após o procedimento de preenchimento com as soluções, ocorreu a conexão em paralelo de todos os aparatos, ou seja, os cátodos foram ligados ao polo negativo e os ânodos ao polo positivo da fonte de corrente contínua, a qual foi ajustada inicialmente para 30 V. A fonte de corrente contínua utilizada neste ensaio é da marca Minipa, modelo Power Supply MPC – 3003D. Em seguida, com o uso de um multímetro digital, foi medida a corrente inicial em cada amostra, e, em função dessa corrente inicial, o valor da tensão foi ajustado, conforme apresentado na Tabela 3.11.

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Tabela 3.11 – Tensões e correntes de referência para o ensaio de migração de cloretos no estado não estacionário (Fonte: NT BUILD 492:2011).

Corrente inicial I30V (Com 30V) (mA)

Tensão aplicada U (depois do ajuste) (V)

Provável nova corrente inicial (mA)

Duração do ensaio (h) I0 < 5 60 I0 < 10 96 5 ≤ I0 < 10 60 10 ≤ I0 < 20 48 10 ≤ I0 < 15 60 20 ≤ I0 < 30 24 15 ≤ I0 < 20 50 25 ≤ I0 < 35 24 20 ≤ I0 < 30 40 25 ≤ I0 < 40 24 30 ≤ I0 < 40 35 35 ≤ I0 < 50 24 40 ≤ I0 < 60 30 40 ≤ I0 < 60 24 60 ≤ I0 < 90 25 50 ≤ I0 < 75 24 90 ≤ I0 < 120 20 60 ≤ I0 < 80 24 120 ≤ I0 < 180 15 60 ≤ I0 < 90 24 180 ≤ I0 < 360 10 60 ≤ I0 < 120 24 I0 ≥ 360 10 I0 ≥ 120 6

Posterior ao ajuste de tensão anotou-se o valor da nova corrente (corrente inicial) para todas as amostras e a temperatura inicial da solução anódica. Ao final do período de ensaio, conforme a Tabela 3.11, foi medida novamente a corrente elétrica (corrente final) e a temperatura final da solução. Na Figura 3.15 está apresentado o ensaio em andamento.

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Após o processo de migração de cloretos (período de ensaio conforme a Tabela 3.11), as amostras foram rompidas à tração por compressão diametral. Posteriormente, foi aspergida na superfície fraturada de uma das metades da amostra, uma solução de nitrato de prata (AgNO3)

0,1 molar. O processo de aspersão de nitrato de prata foi realizado para possibilitar a medição da frente de penetração de cloretos, pois ao entrar em contato com o cloreto impregnado no concreto, este produto reage quimicamente formando o cloreto de prata (AgCl). Desta forma, foi possível medir a frente de penetração de cloretos devido ao contraste visual formado na superfície da amostra, em que a parte que contém cloretos se torna mais clara, prateada ou esbranquiçada. Na Figura 3.16 está apresentado o processo de leitura da frente de penetração de cloretos.

Figura 3.16 – Leitura da frente de penetração de cloretos nas amostras.

A NT BUILD 492:2011 estabelece que as leituras da frente de penetração de cloretos devem ser realizadas do centro para ambas as extremidades em intervalos de 10 mm, sendo realizadas no total de 7 medições. A norma destaca ainda que não se deve fazer medição na zona de aproximadamente 10 mm da borda, buscando evitar o efeito de borda devido a um grau não homogêneo de saturação, ou possível vazamento. Na Figura 3.17 está apresentado o procedimento indicado para a realização da medição da frente de penetração de cloretos.

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Figura 3.17 – Procedimento indicado para a medição da frente de penetração de cloretos (Fonte: Adaptado de NT BUILD 492:2011).

Por fim, com os dados obtidos na realização do ensaio foi possível calcular o coeficiente de migração de cloretos no estado não estacionário, de acordo com a Equação 13.

(Equação 13)

Sendo:

Dnssm = Coeficiente de migração de cloretos no estado não estacionário (10-12 m²/s); U = Valor da tensão (V);

T = Média entre as temperaturas finais e iniciais (ºC); t = Duração do ensaio (h);

L = Espessura do corpo de prova (mm);

Xd = Média da frente de penetração de cloretos (mm).

3.5.6. Efeito combinado de carbonatação acelerada e migração de cloretos