Relativamente à durabilidade do CPR

Um dos ensaios recorrentes ao Concreto de Pós Reativos para analisar sua durabilidade é o ciclo de gelo-degelo. Para Richardson et al. (2011), uma estrutura durável deve apresentar as necessárias condições de serviço, resistência e estabilidade durante a sua vida útil, sem perdas excessivas e sem requerer excesso de manutenção. Dito isso, torna-se importante analisar a influência que a ação do gelo-degelo tem na durabilidade.

No caso do gelo se formar nos poros presentes no concreto, a pressão nas paredes aumentará, podendo provocar danos na matriz cimentícia, mas a presença de bolhas de ar no betão pode permitir um alívio e dissipação dessas pressões. Quando o gelo se forma dentro destes espaços, atrai a água dos capilares, diminuindo assim as pressões hidráulicas passíveis de ocorrerem. Piltner e Monteiro (2000) verificaram que quando o gelo se forma nos vazios preenchidos por ar, a matriz cimentícia tende a retrair. No entanto, o que contribui com a resistência aos ciclos de gelo-degelo não é a quantidade de vazios presente no concreto, mas a dimensão do vazio e a distância entre um vazio e outro.

Através do estudo de Juanhong et al. (2009), foram feitos diversos ensaios referentes à durabilidade do CPR. O desempenho do CPR aos ciclos gelo-degelo foi consideravelmente superior aos concretos comuns. Enquanto os concretos comuns conseguem superar por volta de 300 ciclos gelo-degelo, após 1600 ciclos gelo-degelo o Concreto de Pós Reativos ainda não

apresentava nenhum sinal de fissuras na superfície dos provetes, sua perda de peso foi nula e seu módulo de elasticidade dinâmico teve uma diminuta variação.

Além dos ensaios de gelo-degelo, Juanhong et al. (2009) apresentam alguns outros ensaios para caracterizar a durabilidade do CPR, como o ensaio de resistência aos sulfatos, que simula sua ação em um ambiente acelerado. O mecanismo de ataque dos sulfatos consiste em reagir com alguns compostos do cimento, produzindo reações expansivas, podendo ocasionar fissuras e trincas ou até mesmo danos mais sérios nas estruturas a médio e longo prazos. Para este ensaio, normalizado pela ASTM C1012 (2004), foram comparados provetes imersos em uma solução apenas de água e provetes imersos em uma solução de sulfato de sódio.

Após ficarem imersos, os provetes foram colocados em estufa a uma temperatura de 90ºC por 48 horas para secagem, indicando um ciclo completo para a análise. A cada ciclo completo os provetes eram pesados. Em geral o peso dos provetes não se alteraram. Além disso, foram observadas as variações de resistência à compressão dos provetes em condições iniciais, após 10 ciclos, 20 ciclos e 30 ciclos, tanto para os provetes que se mantiveram em solução aquosa quanto para aqueles que ficaram imersos na solução de sulfato.

Pôde-se observar que a resistência do CPR alterou apenas 2% em comparação à condição inicial e após 30 ciclos, pois devido à baixa relação a/c e a ótima compacidade do CPR, confere a ele impermeabilidade e assim dificulta a permeabilidade do sulfato na estrutura. Ademais, a alta temperatura de 90℃ acelera a hidratação secundária da sílica ativa e a resistência do concreto continua a aumentar com o tempo. No entanto, a resistência do concreto curado na água não aumenta consideravelmente, visto que a hidratação secundária da sílica ativa no início acontece lentamente. A corrosão apresentou-se apenas na superfície, indicando a excelente durabilidade do CPR para mais de 50 anos.

Outrossim, a resistência à carbonatação é outro parâmetro bastante importante para os concretos, uma vez que ele está diretamente ligado à corrosão das armaduras. Para que a carbonatação ocorra são necessários três parâmetros: umidade, oxigênio e gás carbônico, os quais estão sempre presentes no ambiente. De forma resumida, o processo de carbonatação tem início quando o dióxido de carbono dissolvido em água, formando o ácido carbônico (H2CO3),

é difundido nos poros de concreto (difusão) e reage com o hidróxido de cálcio Ca(OH)2

resultante do processo de hidratação do concreto. Desta reação resultam cristais de carbonato de cálcio (CaCO3) e a diminuição da alcalinidade do concreto associado à redução do pH do

armaduras, porque contribui para a destruição da camada de despassivação das armaduras, ficando exposta ao desenvolvimento da corrosão.

O ensaio de resistência à carbonatação, normalizado pela ASTM C876 (2015), foi realizado no estudo de Juanhong et al. (2009), no qual os provetes são depositados em uma câmara de carbonatação para acelerar os resultados. Neste estudo as condições da câmara de carbonatação são com um teor de CO2 correspondente a 20% dos gases no interior da câmara

de carbonatação e uma temperatura de 20ºC. Nessas condições os provetes estariam expostos à uma realidade mais agressiva com o intuito de acelerar as reações de carbonatação do concreto, correspondendo aproximadamente a um período de 50 anos das condições reais a cada 28 dias que os provetes permanecem na câmara.

Passados 28 dias da colocação dos provetes na câmara de carbonatação, a profundidade de carbonatação obtida dos provetes retirados da câmara de carbonatação foi de zero, sendo que para concretos comuns a profundidade de carbonatação é tida proporcional à raiz quadrada da concentração de gás carbono presente. Esta exposição na câmara de carbonatação a estas condições de concentração e temperatura corresponde a um período de degradação em condições naturais de 50 anos, indicando uma ótima resistência à corrosão do Concreto de Pós Reativos, uma vez que passados 28 dias nessas condições de ensaio a profundidade carbonatada foi nula. Tal resultado foi obtido principalmente pelo fato de existir no CPR uma quantidade mínima de água para que o Ca(OH)2 e o CO2 consigam reagir, evitando assim a corrosão da

estrutura.

Ainda em relação à corrosão das armaduras no concreto, o coeficiente de difusão de íons cloreto no CPR é uma propriedade relevante para caracterizar a durabilidade do CPR. A difusão iônica acontece quando se busca o equilíbrio pela diferença de concentração de cloretos encontrados dentro e fora do concreto, gerando o deslocamento dos íons. Segundo Zhang e Gjørv (1994), a sucção capilar pode dominar a penetração da camada superficial do concreto que é muito porosa e parcialmente saturada, mas, se a porosidade for reduzida ou o concreto for úmido, o mecanismo de difusão pode dominar a penetração de íons cloreto. Ainda, a penetração de íons cloreto não reduz a resistência do concreto e não altera a sua aparência superficial (Hilsdorf et al., 1995).

Através do estudo de Juanhong et al. (2009), o coeficiente de difusão de íons cloreto obtido para o CPR foi de 0,405.10-8_cm2_/s-1_{, que indica aproximadamente metade do valor}

CPR foi consideravelmente baixo devido à reduzida quantidade de água utilizada na mistura e por consequência da menor porosidade no concreto e sua elevada densidade.

Pormenorizando sobre as propriedades do CPR, Washer et al. (2004) estudaram ensaios ultrassônicos em provetes de Concretos de Pós Reativos para fornecer dados inicias a respeito da velocidade de propagação de ultrassons e chegaram a algumas conclusões a respeito deste material. Devido à densidade do Concreto de Pós Reativos ser superior à de outros concretos, pode-se observar no estudo de Washer et al. (2004) uma praticidade em utilizar os modos de eco-pulso para distâncias superiores a 400 mm, facilitando a aferição dos seus valores. Em relação às ondas ultrassônicas e sua propagação no CPR, elas foram estabelecidas em 1 MHz como um valor suficiente para realizar os ensaios neste tipo de material, quando o valor padrão nos demais tipos de concreto gira em torno de 50 kHz. Além disso, notou-se que as fissuras em CPR podem ser detectadas usando um equipamento padrão de ultrassom.

Sobre a velocidade de propagação das ondas em concretos, Whitehurst (1951) estabeleceu alguns intervalos para definir a qualidade do concreto através deste parâmetro. Para concretos que possuem uma velocidade de propagação de ondas, este apresentou melhor classificação com base na sua qualidade. Tal informação encontra-se na Tabela 6.

Tabela 6 - Relação entre a qualidade do concreto e a velocidade de impulso de onda Velocidade de propagação da onda

ultrassônica no concreto (m/s) Qualidade do concreto

> 4500 EXCELENTE 3500 a 4500 BOM 3000 a 3500 REGULAR 2000 a 3000 MAU < 2000 PÉSSIMO Fonte: Whitehurst,1951.

A pesquisa realizada por Washer et al. (2004) indica valores de velocidade longitudinal de propagação de 5000 m/s com desvio padrão de 2%, portanto, como já esperado, o CPR possui uma excelente qualidade ao encaixar os valores apresentados na Tabela 6, com os valores propostos por Whitehurst. Ainda, observou-se que as fibras na mistura de concreto têm influência na velocidade de ondas ultrassônicas, sendo seus valores ligeiramente inferiores para os concretos isentos de fibras.