Sinduscon 2015 parte 3_reduzida

Patologias nas estruturas de concreto armado e técnicas
de recuperação e proteção
Parte 3
técnicas de recuperação e proteção
Adriana de Araujo
Laboratório de Corrosão e Proteção
23/setembro/2015

Técnicas de proteção e recuperação das estruturas
NACE RP0187: Design Considerations for Corrosion
Control of Reinforcing Steel in Concrete
Seleção do metal:
o uso de aços mais resistentes como os aços inoxidáveis.
Tratamento do concreto:
substituição do concreto deteriorado/ contaminado por outro
com características melhores (a/c, espessura de cobrimento,
propriedades), uso de inibidores de corrosão, realcalinização e
extração de cloretos do concreto e/ou tratar a sua superfície.
Tratamento do aço:
aplicar revestimento orgânico ou metálico.
Técnicas eletroquímica:
proteção catódica (corrente impressa ou anodos de
sacrifício), realcalinização e extração de cloretos.

Impedir ingresso dos agentes (H2O, O2, Cl- e CO2)
que determinam ou aceleram a corrosão (adequado
para concretos não contaminados ou pouco contaminados.
Para concretos contaminados, estende a vida por alguns anos).
Classe 1
Tratamento da superfície do concreto
Reparo (retirada do concreto danificado e
reconstrução)
Realcalinização ou extração de cloretos
Proteção catódica:
Alterar o meio junto às armaduras (adequadas para
estruturas contaminadas)
Classe 2NACE RP 0390
Maintenance and
Rehabilitation
Considerations for
Corrosion Control of
Atmospherically
Exposed Existing
Steel-Reinforced
Concrete Structures

ACI 201.2R: GUIDE TO DURABLE CONCRETE
• revestimento da armadura;
• proteção catódica;
• mantas impermeabilizantes;
• substituição do concreto por outro com
inibidor;
• impregnantes poliméricos;
• proteção superficial por barreira: silanos,
siloxanos, epóxis, poliuretanos e metacrilatos;
• revestimento superficial e de reparo.

Part 1: Definitions
Part 2: Surface protection systems for concrete
Part 3: Structural and non-structural repair
Part 4: Structural bonding
Part 5: Concrete injection
Part 8: Quality control and evaluation of conformity
Part 9: General principles for the use of products and systems
Part 10: Site application of products and systems and quality
EN 1504: Products and systems for
the protection and repair of
concrete structures

EN1504 Parte 1: classifica e define os tipos de produtos e sistemas para
proteção e recuperação, manutenção, ou reforço de estruturas
de concreto.
Parte 9: princípios
para a utilização de
sistemas de proteção
e recuperação de
estruturas, com regras
para a seleção
adequada
Parte 10: aplicação de
produtos e sistemas de
proteção e reparação,
incluindo o controlo de
qualidade, manutenção,
saúde e segurança.
Parte 2 a 7: produtos:
Proteção da superfície;
Argamassa de reparo;
Materiais de
ancoragem; injeção e
ponte de aderência;
Revestimento para aço.
Realcalinização e
extração de cloretos.
Parte 8: procedimentos para a
amostragem, verificação da
conformidade, marcação de produtos e
identificação de sistemas para a proteção
e reparação de estruturas
Normasdemétodos
deensaios

PRINCÍPIO 1
PROTEÇÃO CONTRA O INGRESSO (PI)
MÉTODO 1.1
IMPREGNAÇÃO
HIDROFÓBICA
MÉTODO 1.2
IMPREGNAÇÃO
MÉTODO 1.3
PINTURA
Protegendo a superfície do concreto contra
o ingresso de líquidos e gases
PRINCÍPIO 2
CONTROLE DA UMIDADE (MC)
Ajuste e manutenção do teor de
umidade no concreto

PRINCÍPIO 3
RECOMPOSIÇÃO DO CONCRETO (CR)
Substituir e recompor o concreto
danificado
MÉTODO 3.1
ARGAMASSA
APLICADA
MANUALMENTE
MÉTODO 3.2
LANÇAMENTO DE
CONCRETO OU
ARGAMASSA
FLUIDA
MÉTODO 3.3
CONCRETO OU
ARGAMASSA
PROJETADA
MÉTODO 3.4
SUBSTITUIÇÃO DE
ELEMENTOS DE
CONCRETO

PRINCÍPIO 4
REFORÇO ESTRUTURAL (SS)
Incremento ou restauração da capacidade de
suportar cargas estruturais
MÉTODO 4.5
INJEÇÃO DE FISSURAS
OU VAZIOS NO
CONCRETO
MÉTODO 4.3
LÂMINAS OU PLACAS
ADERIDAS
MÉTODO 4.4
AUMENTO DE SEÇÃO POR
ADIÇÃO DE ARGAMASSA OU
CONCRETO
PRINCÍPIO 5
AUMENTO DA RESISTÊNCIA FÍSICA (PR)
Incremento da resistência
do concreto ao ataque
físico/mecânico
MÉTODO 5.3
AUMENTO DE SEÇÃO POR
ADIÇÃO DE CONCRETO OU
ARGAMASSA

PRINCÍPIO 7
PRESERVAÇÃO OU RESTAURAÇÃO DA PASSIVIDADE (RP)
MÉTODO 7.2
SUBSTITUIÇÃO DO
CONCRETO
CARBONATADO /
CONTAMINADO
Regularização e restauração da superfície do
concreto
MÉTODO 7.4
REALCALINIZAÇÃO
POR DIFUSÃO DO
CONCRETO
CARBONATADO
MÉTODO 7.5
EXTRAÇÃO DE
CLORETOS
PRINCÍPIO 6
RESISTÊNCIA QUÍMICA (RC)
Incremento da resistência do concreto ao
ataque químico
MÉTODO 7.1
AUMENTO DO
COBRIMENTO COM
ARGAMASSA OU
CONCRETO

PRINCÍPIO 8
AUMENTO DA RESISTIVIDADE (IR)
Incremento da resistividade elétrica do
concreto para reduzir o risco de corrosão
October 4, 201511
PRINCÍPIO 9
CONTROLE CATÓDICO (CC)
MÉTODO 9.1
LIMITANDO O CONTEÚDO DE OXIGÊNIO
NO CÁTODO POR APLICAÇÃO DE
REVESTIMENTO
Prevenir a corrosão do aço das armaduras

PRINCÍPIO 10
PROTEÇÃO CATÓDICA (CP)
MÉTODO 10.1
APLICAÇÃO DE POTENCIAL
ELÉTRICO
Prevenir a corrosão do aço das
armaduras
PRINCÍPIO 11
CONTROLE DE ÁREAS ANÓDICAS (CA)
MÉTODO 11.1
REVESTIMENTO
ATIVO NO AÇO DAS
ARMADURAS
MÉTODO 11.2
REVESTIMENTO POR
BARREIRA NO AÇO
DAS ARMADURAS
MÉTODO 11.3
INIBIDORES DE
CORROSÃO NO
CONCRETO

de concreto.
e recuperação de
para a seleção
adequada
Parte 2: Proteção
superficial do concreto
Normasdemétodos
deensaios

Revestimento superficial do concreto
uma das maneiras mais práticas e econômicas de garantir
e/ou aumentar a durabilidade das estruturas de concreto.
Estruturas íntegras (preventiva): minimizar o
ingresso de agentes agressivos e da água. Princípio
1 (PI) da EN 1504-9
.....além disto, devem ser duráveis e compatíveis
com as condições de serviço (NACE SP0187)
Estruturas deterioradas (conservação): controlar o
ingresso da água, aumento da resistividade.
Princípios 2 (MC) e 8 (IR) da EN 1504-9

Impregnação hidrofóbica
Impregnação
Revestimentos
(baixa e alta espessura)
Restringe a penetração da
água (< porosidade) e
aumenta dureza superficial.
Forma filme não uniforme.
Repele a água líquida,
permitindo a liberação de
seus vapores. Não forma
filme.
Restringe a penetração de
água, cloretos e gases.
Forma filme uniforme.
O atendimento a essas exigências deve ser verificado por
meio da avaliação de certas propriedades:

Concreto com corrosão:
proteção contra o aumento da resistividade do
concreto: revestimento interno dos poros
(impregnante) ou por barreira física (revestimento
por pintura).
Concreto com anomalias:
proteção contra o ingresso de agentes: redução da
porosidade da superfície;
controle de umidade: ajustar e manter o teor de
umidade entre limites específicos.
aumento da resistência física e/ou química: reduzir
o efeito da ação de agentes sobre o concreto.

Ensaio
Método
de ensaio
Princípios de proteção e realização do
ensaio
Requisito
Resistência à
abrasão
EN ISO
5470-1
(1999)
Ensaio requerido para a proteção
por resistência física. Adotado para
proteção superficial de pisos.
Perda de massa
< 3000 mg (roda
H22/1000 ciclos/ 1kg)
Permeabilida
de ao gás
carbônico
(CO2)
EN 1062-6
(2002)
contra o ingresso. Condicionamento
de amostra ver EN 1062-11 (2002).
SD > 50 m
Permeabilida
de ao vapor
de água
EN ISO
7783-1 e 2
(1999)
contra ingresso, controle da
umidade e aumento da
resistividade.
Classe I: SD ≤ 5 m
(permeável),
Classe II:
5 m ≤ SD ≤ 50 m e
Classe III: SD > 50 m
(não-permeável)
Permeabili-
dade a água
líquida e
absorção
capilar
EN 1062-3
(2008)
contra ingresso, controle da
umidade, aumento da resistividade
e resistência física, podendo ser
realizada para resistência química.
Taxa de transmissão
 0,1 kg/(m2.h0,5).
Requisitos de desempenho para revestimento por pintura

Ensaio Método Requisito
Profundidade de
penetração de
água
EN 14630
A afetiva impregnação é dada pela
profundidade da zona seca, medida
a exatidão de 0,5 mm, após corte e
spray de água conforme EN 14630
(2006). Classe I: profundidade
< 10 mm e Classe II: ≥ 10 mm.
Absorção de água e
resistência à
alcalinidade
EN 13580 (2002)
A taxa de absorção deve ser < 7,5 %
comparado com proveta não
tratado, após imersão em solução
alcalina, < 10 %.
Difusão dos íons
cloreto
EN 13580 (2002)
< 0,01 kg/m2 h0, 5 não é
esperada a difusão.
Requisitos de desempenho para impregnantes hidrofóbicos

Ensaio
Método
de
ensaio
Princípios de proteção e realização do
ensaio
Requisitos
Não-
estrutural
Estrutural
Classe
R1
Classe
R2
Classe
R3
Classe
R4
Teor de
cloretos
EN
1015-17
(2000)
Ensaio sempre requerido para
reparo, restauro e reforço de
concreto armado. Para aplicações
especiais, como exposição a água
do mar sem proteção superficial,
adotar EN 13396 (2004)
≥ 0,05 %
Resistên-
cia à
carbona-
tação
EN
13295
(2004)
Ensaio sempre requerido para
verificar durabilidade em reparo,
restauro e reforço de concreto
armado, quando não há proteção
superficial eficiente. Adoção de
substrato da EN 1766 (2000).
_
dk ≤ ao
concreto de
controle.
Absorção
capilar
EN
13057
(2002)
Ensaio que pode ser requerido para
qualquer princípio, dependendo das
condições de exposição.
_ ≤ 0,5 kg/m-2.h-0,5
Requisitos de desempenho para revestimento

Tipo de
ambiente/
classe segundo
EN 206-1
Exemplo de condições de
exposição do concreto
Fatores de degradação
Proteção superficial
sugerida
Corrosão induzida por carbonatação
Principal
Gás carbônico
Seco/ XC1
Ambiente interno com baixa
umidade relativa (< 60 %)
Secundária
Fissuração, erosão e abrasão
Principal
Gás carbônico, vapor de água e
água de condensação
Moderada
umidade/ XC3
Ambiente externo com
concreto abrigado da ação
da água pluvial e ambiente
interno com média à alta
umidade relativa
(60 % < U.R. < 90 %)
Secundária
Fissuração, erosão, abrasão e
radiação solar
Principal
Gás carbônico, água líquida,
vapor de água e água de
condensaçãoMolhagem e
secagem cíclica/
XC4
Concreto em contato com
água
Secundária
Fissuração, erosão, abrasão e
radiação solar
Revestimento por pintura
ou argamassa
Recomendações de proteção superficial

Tipo de
ambiente/
classe segundo
EN 206-1
Exemplo de condições de
exposição do concreto
Fatores de degradação
Proteção superficial
sugerida
Corrosão induzida por cloretos (ambiente marinho)
Principal
Cloretos, vapor de água e água de
condensação.
Radiação solar
Impregnante (hidrofóbico
ou não) e revestimento por
pintura ou argamassa
Erosão/ abrasão
Gás carbônico
Impregnante não-
hidrofóbico e revestimento
por pintura ou argamassa
Névoa salina/
XS1
Concreto em ambiente
atmosférico da costa
marinha
Secundária
Fissuração
ou argamassa
Principal
Cloretos e água líquida.
Radiação solar
Impregnante (hidrofóbico
ou não) e revestimento por
pintura ou argamassa
Erosão/ abrasão
Gás carbônico
Impregnante não-
hidrofóbico e revestimento
por pintura ou argamassa
Respingos de
maré/ XS3
Concreto de elementos de
estrutura marinha
Secundária
Fissuração
ou argamassa
Recomendações de proteção superficial

Pintura epóxi
Região protegida com
os vernizes ensaiados
Tubo de plástico rígido para o
eletrodo de referência
Eletrodo de trabalho (armadura)
Contra-eletrodo de cobre
Corpo-de-prova armado
ACP
Corpo-de-prova não-armado
NCP
10 cm
5 cm
2 cm

Ensaio acelerado de exposição ao CO2
Profundidade de carbonatação em m (média/desvio padrão)
NCP – AC2 NCP – AC3 NCP – AC3 ENV NCP - SP
Ref.* – 1,0/0,0 Ref.* – 0,0/0,0 Ref.* – 0,5/0,5 Ref.* –1,0/0,0
8o
dia** – 14,8 /1,5 8o
dia** – 8,8/3,7 8o
dia** – 23,4/2,4 8o
dia** – 16,0/2,0
15o
dia*** – 20,2/4,9 15o
dia*** – 7,5/4,2 15o
dia*** – 25,0/0,0 15o
dia*** – 25,0/0,0
-
29o
dia*** – 25,0/0,0 29o
dia*** – 15,0/5,0 29o
dia*** – 25/0 29o
dia*** – 25,0/0,0
P1 P2 P3
P4 P5 P6
P1 P2 P3
P4 P5 P6
P1 P2 P3
P4 P5 P6
P1 P2 P3
P4 P5 P6

Ensaio acelerado de exposição ao CO2
Profundidade de carbonatação (média/desvio padrão)
NCP – PU2 NCP – PU3 NCP – PU3 ENV NCP - SP
Ref.* – 0,8/0,7 Ref.* – 0,8/0,7 Ref.* – 0,8/0,7 Ref.* –1,0/0,0
8o
dia** – 7,8 /3,2 8o
dia** – 8,3/2,2 8o
dia** – 11,7/2,8 8o
dia** – 16,0/2,0
15o
dia*** – 10,7/1,1 15o
dia*** – 14,0/3,6 15o
dia*** – 16,5/4,0 15o
dia*** – 25,0/0,0
-
29o
dia*** – 12,5/3,8 29o
dia*** – 16,7/3,6 29o
dia*** – 25,0/0,0 29o
dia*** – 25,0/0,0
- -
43o
dia*** – 15,2/4,6 43o
dia*** – 22,3/4,0 43o
dia*** – 25,0/0,0 43o
dia*** – 25,0/0,0
P1 P2 P3
P4 P5 P6
P1 P2 P3
P4 P5 P6
P1 P2 P3
P4 P5 P6
P1 P2 P3
P4 P5 P6

Ensaio acelerado de exposição ao NaCl
TEMPO ACP –AC2 ACP –AC3 ACP –AC3 ENV ACP –SP
1o ciclo
Média*= -162
Desvio padrão = 16
Média** = -160
Desvio padrão = 14
Média* = -200
Desvio padrão = 14
Média*= -187
Desvio padrão = 53
2o ciclo
Média*= -162
Desvio padrão = 16
Média** = -244
Desvio padrão = 140
Média* = -190
Desvio padrão = 14
Média*= -269
5o ciclo
Média*= -221
Média** = -256
Média* = -520
Média*= -404
Desvio padrão = 72
6o ciclo
Média*= -246
Média** = -254
Média* = -530
Média*= -402
Desvio padrão = 85
7o ciclo
Média*= -246
Média** = -317
Média* = -490
Média*= -415
Desvio padrão = 65
8o ciclo
Média*= -262
Média** = -350
Média* = -500
Média*= -417
Desvio padrão = 63
9o ciclo
Média*= -205
Média** = -306
Média* = -490
Média*= -393
Desvio padrão = 73
10o ciclo
Média*= -236
Média** = -410
Desvio padrão = 41
Média* = -550
Desvio padrão = 41
Média*= -407
Desvio padrão = 77
11o ciclo
Média*= -251
Média** = -446
Desvio padrão = 19
Média* = -550
Desvio padrão = 19
Média*= -403
Desvio padrão = 70

Ensaio acelerado de exposição ao NaCl
TEMPO ACP –PU2 ACP –PU3 ACP –PU3 ENV ACP –SP
1o ciclo
Média*= -168
Desvio padrão = 12
Média** = -168
Desvio padrão = 12
Média* = -125
Desvio padrão = 38
Média*= -187
Desvio padrão = 53
2o ciclo
Média*= -141
Desvio padrão = 11
Média** = -153
Desvio padrão = 34
Média* = -192
Média*= -269
5o cicl
Média*= -139
Desvio padrão = 36
Média** = -150
Desvio padrão = 52
Média* = -222
Média*= -404
Desvio padrão = 72
6o ciclo
Média*= -143
Desvio padrão = 34
Média** = -131
Desvio padrão = 39
Média* = -520
Média*= -402
Desvio padrão = 85
7o ciclo
Média*= -125
Desvio padrão = 26
Média** = -132
Desvio padrão = 51
Média* = -234
Média*= -415
Desvio padrão = 65
8o ciclo
Média*= -123
Desvio padrão = 32
Média** = -163
Desvio padrão = 61
Média* = -266
Média*= -417
Desvio padrão = 63
9o ciclo
Média*= -100
Desvio padrão = 20
Média** = -107
Desvio padrão = 13
Média* = -178
Média*= -393
Desvio padrão = 73
10o ciclo
Média*= -108
Desvio padrão = 15
Média** = -116
Desvio padrão = 13
Média* = -288
Média*= -407
Desvio padrão = 77
11o ciclo
Média*= -112
Desvio padrão = 14
Média** = -116
Desvio padrão = 14
Média* =-219
Média*= -403
Desvio padrão = 70
Desvios elevados = ao ensaio de CO2

Coeficiente de difusão de cloretos no estado não estacionário
(MEDEIROS, 2008)

de concreto.
e recuperação de
para a seleção
adequada
Parte 3: Reparo
estrutural e não
estrutural
Normasdemétodos
deensaios

Recuperação da estrutura
 argamassa polimérica;
 argamassa epóxi;
 argamassa polimérica com inibidores de
corrosão;
 graute subaquático;
 graute cimentício fluido;
 graute cimentício tixotrópico;
 microconcreto fluido.
CC Cement Concrete
PCC Polymer modified Cement Concrete
PC Polymer Concrete

PREPARO DO SUBSTRATO - geral
• Trabalhos Preliminares:
- Hidrojateamento
- Transferências de Carga
1a. etapa:
Demarcação/Delimitação da seção de
reparo
2a. etapa:
Remoção do concreto deteriorado
e/ou contaminado
3a. etapa:
Limpeza do concreto e da armadura:
- jateamento abrasivo/lixamento
- Hidrojateamento da armadura (Cl-)

TRATAMENTO DAS ARMADURAS
Aplicação de primer no aço:
- Região de reparo;
- Região logo adjacente ao reparo.
Aderência adequada à armadura e ao
material de reparo!

PONTE DE ADERÊNCIA
• Adesivos de base epóxi: Reparos e
Reforços de grande responsabilidade;
• Colagem de argamassa/microconcreto
“novo” ao concreto “velho/original”;
• Colagem de chapas metálicas ao
concreto em reforços estruturais.

• Microconcreto fluido
• Argamassas à base de cimento
modificadas com polímeros
• Argamassas à base de cimento
modificadas com polímeros
(alta espessura)
• Materiais à base de epóxi ou
cimento para reparos ou
reforços rápidos
• Fibra de carbono
• Somente boa saturação (água)
• Epóxi (casos especiais).
• Emulsões poliméricas
• Pasta de cimento modificada
com polímero
• Emulsões poliméricas
• Adesivo epóxi (substrato seco)
• Produto específico
Material de Reparo/Reforço: Ponte de Aderência:
PONTE DE ADERÊNCIA

RECOMPOSIÇÃO DO CONCRETO
Polímeros utilizados:
- Emulsões/dispersões (acrílico, SBR)
Ação dos polímeros:
- Plastificante/redutor de água;
- Alta trabalhabilidade;
- Resistência à tração e flexão;
- Retração compensada;
- Elevada aderência;
- Baixa permeabilidade.
ARGAMASSA POLIMÉRICA
Substitui o concreto de cobrimento

Características:
• Modulo de elasticidade compatível com o
concreto;
• Pode ser vertido por gravidade e bombeado;
• Alta resistência inicial e final;
• Retração compensada;
• Elevada aderência;
• Baixa permeabilidade.
GRAUTES/MICROCONCRETOS FLUIDO:
Substitui o concreto em recomposição de peças e reforço
estrutural
RECOMPOSIÇÃO DO CONCRETO

Materiais à base de
cimentos Cura Adequada
CURA
Mínimo: 7 dias
 Material absorvente e
saturado sobre a superfície.
 Aspersão ou cortina de
água na superfície.
 Película de cura.

Preenchimento de fôrmas com
graute cimentício fluido

O que falta para completar o
preparo dessas áreas?

Pastilha de Zinco encapsulada
por argamassa alcalina:
Protege a armadura além da área
do reparo funcionando como ânodo
de sacrifício aumentando a vida útil
do reparo.
Proteção catódica galvânica/de sacrifício:
Contato elétrico do aço a um metal menos nobre
(embutido no concreto ou na superfície) que se
dissipa gradualmente

1. Após a limpeza das barras fixar firmemente aos da
seção de reparo espaçamento máximo de 75 cm;
2. Checar a continuidade elétrica através da armadura;
3. Mediatamente após, aplicar o primer rico em Zinco em
toda a superfície das barras
Magnésio
Alumínio
Zinco
Ferro
-2,36
-1,66
-0,76
-0,44
Argamassa especial
alta condutividade
Pastilha de Zn (“puro”)
Arames para
conexão elétrica

1. Escarificar o concreto atrás da armadura e limpeza geral
2. Abrir furos no concreto nas laterais do reparo
3. Umedecer os furos e preencher com argamassa alcalina
especial
4. Instalação dos ânodos de 2ª geração garantido a cobertura
com a argamassa alcalina especial
5. Conectar os ânodos às armaduras usando presilha plástica
6. Preencha os reparos com argamassa de reparo desejada
TRATAMENTO DAS ARMADURAS - ANODO

ANTES DO REPARO
Região catódica Região catódicaRegião anódica
Linha da
escarificação
Anodos incipientes
Concreto contaminado

APÓS O REPARO
Nova região
anódica
Nova região
anódica
Nova região
catódica

M2
Ânodo de sacrifício - Zn
APÓS O REPARO

APÓS O REPARO

concreto
anodo galvânico

 aplicação associada ao
reforço da peça
(encamisamento);
 aplicação em estrutura
exposta à variação de
maré;
 obras novas e existentes.
Forma de fibra de
vidro já com anodos
de malha de zinco
(pode ser de Ti para
anodo inerte)

 aplicação requer preparação da
superfície e adesivo iônico
condutivo como primer;
 aplicação requer equipamento
apropriado e pessoal treinado;
 pode ser associada à corrente
impressa;
 obras novas e existentes,
expostas a umidade,
especialmente variação de maré.

51
Folha de zinco (0,25 mm)
Adesivo hidrogel (0,75 mm)
Folha de proteção de silicone
Folha de zinco
Adesivo hidrogel
H2O + O2 OH-
Fe3O4
 há adequada corrente de proteção ao longo dos anos, mas
fatores ambientais, características do concreto e
envelhecimento do adesivo interferem na sua eficiência;
 instalação relativamente simples para obras novas e
existentes;
 uso em estrutura exposta à umidade, especialmente
variação de maré.

Substâncias que quando adicionadas em
quantidades adequadas podem retardar a
ocorrência da corrosão ou reduzir a sua taxa.
Inibidor
• Reação química entre produto de corrosão
do aço e o inibidor, resultando na formação
de uma película de óxido protetor;
• Adsorção por interação química ou física,
ou seja, retenção/fixação do inibidor na
superfície do aço, formando uma barreira
protetiva;
• Reação química entre o inibidor e o
componente potencialmente corrosivo
presente no meio aquoso.

Inibidor Anódico (passivação)
Suprime a reação anódica (ex.: carbonato, nitrito de cálcio ou
de sódio)
Estabilização do filme passivante, usualmente, pela reação
do ferro/íons de ferro com o inibidor, produzindo um
produto estável, insolúvel e aderente ao aço que eleva seu
potencial para valores mais positivos
(polarização anódica).
Exemplo de reação:
CO3
2- + 2H2O  2OH- + H2CO3
2Fe + NaNO2 + 2H2O  γFe2O3 + NaOH + NH3
Fe2+ + 2OH- + 2NO2
-  2NO + Fe2O3 +H20
Dosagens baixas podem falhar em
eliminar todas as áreas anódicas,
aumentando a relação entre área
catódica/anódica, e assim , também
a taxa de corrosão.

Inibidor Catódico (precipitação)
Oposto do anódico, suprime a reação catódica (ex.: composto
de zinco, polifosfatos)
Atua como barreira a reação de redução do
oxigênio no catodo.
Exemplo de reação:
HCO3
- + OH- = CO3
2- + H2O

Proteção mista (inibidor multifuncional)
Suprime as reações anódicas e catódicas (ex.: carboxilato
de amina, amino álcool)
A proteção ocorre por meio de adsorção na
superfície do metal, com formação de uma
película sobre as áreas anódicas e catódicas,
interferindo nas reações eletroquímicas.

o tamanho e a continuidade dos poros controlam o coeficiente de permeabilidade
A proteção é dependente da concentração que
penetra até a interface concreto/aço, das condições
da superfície do aço e de alterações na concentração
de agentes agressivos no meio ao longo do tempo.
Há uma concentração crítica mínima
para conferir proteção. Se for baixa,
a proteção não é uniforme ao longo
da superfície a proteger.
A eficiência do inibidor é expressa pelo
percentual de redução da taxa de corrosão.
Espera-se um bom
desempenho quando a
relação [Cl-]/ [agente
inibidor] é < 1.

o
Em obras sem corrosão, os inibidores estendem o
prazo de início de corrosão. Quando do avanço da
frente carbonatação e o ingresso de certo teores de
cloretos, reduzem a área atingida e taxa de corrosão.
Em obras com corrosão, os inibidores impregnantes
podem ser eficientes, mas há limitações, podem-se
não ocorrer a repassivação do aço. Quanto mais cedo
foram introduzidos, melhor será a eficiência da
proteção. É importante a realização de estudos e
monitoramento da obra para verificação da
necessidade de reaplicações, uso de revestimento
superficial etc.

Curvas de polarização anódica em solução salina sem (referência) e
com adição (5 %, 10 % e 15 %) do IVC-B
Corrosão generalizada Corrosão por pite e em
fresta perimetral
Corrosão em fresta
perimetral
Sem sinais visíveis de
corrosão
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
1,0E-08 1,0E-07 1,0E-06 1,0E-05 1,0E-04 1,0E-03 1,0E-02
Potencial(mV,Ag/AgCl)
i (A/cm²)
15 % 10 % 5 % 0 %
15 %10 %5 %0 %
5 %, 10 % e 15 %
elevação do potencial
~500 mV!
0 % e 5 %
comportamento típico
de corrosão em curso!

Resultados
Corrosão generalizada Corrosão por pite
(com forte
coalescimento) e em
fresta perimetral
Corrosão por pite Sem sinais visíveis de
corrosão
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
1,0E-08 1,0E-07 1,0E-06 1,0E-05 1,0E-04 1,0E-03 1,0E-02
Potencial(mV,Ag/AgCl)
i (A/cm²)
15 % 10 %
5 %
0 %
10 %0 % 15 %5 %
Proteção
total na
concentração
de 15 %!
0 %, 5 % e 10 %
comportamento
típico de corrosão
em curso!5 %, 10 % e 15 %
elevação do
potencial ~600 mV!
Curvas de polarização anódica em solução salina sem (referência) e
com adição (5 %, 10 % e 15 %) do IVC-A
Taxa de corrosão
baixa ( 1 µm)!

o
ACI 212.3-2010:
Atualmente há 4 tipos de inibidores para proteção
contra corrosão em concreto:
• Carboxilato de amina (inibidor misto formador
de filme por adsorção): molécula bipolar, carga
positiva e negativa atraídas no anodo e no
catodo, respectivamente;
• Emulsão orgânica de éster-amina;
• Nitrato de cálcio - Ca(NO2)2 (inibidor anódico,
com reação com íons metálicos);
• sal de ácido dicarboxílico alcenilo orgânico.
ASTM G109: Standard test method for determining the effects of chemical
admixtures on the corrosion of embedded steel reinforcement in concrete
exposed to chloride environments

o
Usualmente são uma solução contendo aminoálcool ou
carboxilato de amina e, um ou mais, componentes
orgânicos ou inorgânicos (frequentemente um ácido)
que têm a função de evitar a evaporação preferencial do
inibidor em vez de sua penetração no concreto.
Os mecanismos de transporte de inibidor no concreto são
por capilaridade e difusão (fase líquida) e por vapor (fase
gasosa), seguindo esta ordem, na penetração até a superfície
da armadura.
Inibidor impregnante
O tempo de penetração depende de diversas variáveis:
permeabilidade, cobrimento e umidade do concreto,
temperatura e umidade do ambiente etc

Inibidor impregnante
1. penetração da fase líquido do inibidor por capilaridade;
2. difusão da fase vapor do inibidor;
3. atração iônica das moléculas do inibidor pela superfície do
metal, com formação de um filme muito fino protetor.

Tratamento da barra com aplicação de primer com
inibidor, aplicação de argamassa aditivada com o
inibidor e aspersão de solução em todo o elemento.
Pode-se ainda aplicar pintura com inibidor

Proteção catódica impressa: Contato elétrico do aço a
anodo inerte e, por meio de uma fonte externa, aplicação de
uma corrente elétrica (polo positivo conectado ao anodo e o
negativo à armadura), de modo a tornar a armadura catódica.
Cl-
Catodo:
Migração do ions Cl- para o
anodo e produção de OH-
(repassivação)
O2 + H2O + 4e  4OH-
2H2O + 2e  H2 + 4OH-
Cl-
Anodo:
4OH-  O2 + H2O + 4e
2 H2O  O2 + 4H+ + 4e

Classicamente, o potencial da interface é levado para
o domínio da imunidade (diagrama de Pourbaix). Em
concreto aplica-se o mesmo conceito somente em
estruturas submersas ou enterradas.
Nas estruturas atmosféricas, o conceito é de
proteção e repassivação. Em concreto protendido,
mesmo imerso, os potenciais mais baixos alcançados
não devem ultrapassar o potencial de equilíbrio do
hidrogênio, pois há perigo de danificação por
hidrogênio.
Critério de proteção catódica
Em estruturas atmosféricas, aplica-se o
critério de 100 mV de decaimento!

Fe
Domínio da imunidade
HFeO2
-
Fe3O4
Fe2O3
Fe2+
-0,8
1,6
0 2 4 6 8 10 12 14 pH
-1,6
-1,2
-0,4
0
0,8
1,2
Potencial(VEH)
0,4
Fe2+ + 2e  Fe
Na proteção catódica clássica: potencial metal/meio
no domínio da imunidade: 2H+ + 2e  H2
3Fe + 4H2O  Fe3O4 + 8H+ + 8e-
Eequilíbrio ~ -0,8 VEH = -1,024 VECS
= -1,1 VECSC

Fe
Domínio da imunidade
HFeO2
-
Fe3O4
Fe2O3
Fe2+
-0,8
1,6
0 2 4 6 8 10 12 14 pH
-1,6
-1,2
-0,4
0
0,8
1,2
Potencial(VEH)
0,4
Fe2+ + 2e  Fe
Com a evolução de hidrogênio há alcalinização.
Alcalinização moderada é bom: recompõe a alcalinidade do
concreto. Alcalinização excessiva: é ruim......
2H+ + 2e  H2
Eequilíbrio ~ -0,73 VEH = -0,97 VECS
= -1,03 VECSC

Alcalinização
Acidificação

Curva típica de decaimento de potencial após o
desligamento da corrente de proteção
Em estruturas atmosféricas, aplica-se o
critério de 100 mV de decaimento!

).
Aplicação de proteção catódica
É mais usado em estruturas existentes sujeitas a
contaminação com cloretos devido ao fato a sua
presença diminuir a resistividade elétrica do
concreto.

• continuidade elétrica entre as armaduras.
• ausência de anomalias como fissura e
segregação, pois são caminhos preferenciais de
corrente.
• presença de peças metálicas soltas dentro da
massa de concreto (fuga de corrente).
 Não recompõe o aço: se a armadura perdeu
seção, deve ser trocado;
 Desagregação do concreto por reação álcali
agregado: se cuidados não foram tomados, deve-
se evitar a alcalinização excessiva;

Proteção catódica – níveis de corrente aplicados
Condição
Corrente
(mA/cm2)
Concreto alcalino, sem corrosão e baixo teor de
oxigênio 0,1
Concreto alcalino, sem corrosão, exposição
atmosférica 1-3
Alcalino, com cloreto, seco, concreto de boa
qualidade, alta espessura de cobrimento,
corrosão leve
3-7
Cloreto presente, úmido, concreto de má
qualidade, muita corrosão 8 a 20
Alto teor de cloreto, flutuação de molhamento e
secagem, alto teor de oxigênio, corrosão severa 30 a 50

TRATAMENTO DAS ARMADURAS EM CONCRETO CARBONATADO
Realcalinização: mesmo princípio da proteção
catódica clássica, que é usada para promover a
alcalinização do concreto na região da armadura,
restaurando as condições para a sua passivação.
Anodo:
2H2OO2+4H++4e
2OH-1/2O2+H2O++2e
Catodo
1/2O2+H2O+2e2OH-
2H2O+2eH2+4OH-
OH-
Na+K+
Migração
Migração
Protendidonão!

Polarização
catódica da
armadura
Geração de
OH- (aumento
do pH, > 13,5):
Manta de feltro
ou celulose,
argamassa
porosa etc
Transporte por
absorção e
migração iônica
Concreto
O2 +H2O + 4e  4OH-
2H2O + 2e  H2 + 4OH-
Malha
Anódica
encapsulada
no eletrólito
Conectada no polo
+ da fonte
Conectada no polo
-de fonte
Na+
Eletrólito alcalino
(carbonato de
sódio - Na2CO3)
2H2O  O2 + 4H+ + 4e K+
OH-
OH-
OH-
OH-
Na2CO3 + CO2 + 2H2O +  2NaHCO3
Realcalinização por difusão
OH-
OH-
OH-
Ca2+

Realcalinização por difusão
Revestimento do elemento com sistema composto de 2
camadas de manta (fibra de celulose) saturada com solução
alcalina, tendo entre elas, malha de anodo (malha de
titânio/MMO). Posteriormente, foi feita o encapsulamento
com película plástica.
BERTOLINI; CARSANA; REDAELLI, 2008

TRATAMENTO DAS ARMADURAS EM CONCRETO CARBONATADO
Extração de íons cloreto: mesmo princípio da
proteção catódica clássica, porém as correntes
aplicadas são bem maiores (50 a 500 vezes) e o
período de sua imposição são poucas semanas.
Os íons cloreto são transportados pela corrente
gerada entre dois eletrodos, ou seja, migram da
armadura (catodo) para a região a superfície do
concreto (anodo). Além disso, altas correntes
podem alcançar a reação do cloreto, o que diminui
a concentração de seus íons no concreto.

Polarização
catódica da
armadura
Geração
de OH- :
Manta de feltro
ou celulose,
argamassa etc
Direção
dos
cloretos
Concreto
O2 +H2O + 4e  4OH-
2H2O + 2e  H2 + 4OH-
Malha
anódica
Conectada no polo
+ da fonte
Conectada no polo
-de fonte
Cl-
Cl-
Cl-
Eletrólito
(água)
+
-
2H2O  O2 + 4H+ + 4e
2Cl-  Cl2 + 2e
Redução da razão
[Cl-]/[OH-])
Na+
K+
Ca2+

• Defeito < 1% da área a cada 0,3 m
• Permite reparo dos defeitos com
tintas ricas em zinco.
A zincagem é resultado da imersão a quente do aço em
um banho de zinco (galvanização a fogo) e posterior
cromatização.
Uma vez iniciada a corrosão, o zinco atua como
proteção galvânica. A sua taxa de consumo é em
função da estrutura da camada, como também, em
função do tipo e concentração de contaminantes.
Classe I
Ø =10 mm 915 g/m2 130 µm
Ø ≥13 mm 1070 g/m2 150 µm
Classe II Ø ≥10 mm 610 g/m2 85 µm
ASTM A A767:

 Proteção por barreira, isolando o aço-carbono do meio.
 Anodo de sacrifício, sendo consumido preferivelmente ao
aço em locais de sua exposição.
 Preenchimento de vazios e capilares do concreto pelos
produtos de sua corrosão (diminuição da permeabilidade
do concreto).
O revestimento da armadura é feito por sua imersão em
banho de zinco fundido, sendo obtida uma camada externa
de zinco puro e outras de intermetálicos (zinco e ferro).
PROCESSO DE IMERSÃO A
QUENTE

Três processos de aplicação...
Eletrodeposição
(eletrozincado)
Espessuras baixas (< 40 m)
Aspecto decorativo superior
Não uniformes (espessura local)
Imersão a quente
(galvanizado)
Ampla faixa de espessura (5 m a
300 m)
Mais uniformes (espessura média)
Aspersão térmica
(metalizado)
Espessura elevadas (50 m a 300 m)
Aplicação pode ser em campo
Uniformidade depende... (média)

Extensão da vida útil
O revestimento de zinco pode tolerar maior abaixamento do
pH do que o aço-carbono não revestido, com isso a sua taxa
de corrosão é menor.
Cuidado!
O desempenho
depende da presença
de zinco puro e
espessura das camadas
e da cromatização

Extensão da vida
útil
4 a 5 VEZES
O revestimento de zinco pode tolerar maior teor crítico de
íons cloreto do que o aço-carbono não revestido, com isso o
inicial da corrosão pode ser retardada, sendo a sua taxa de
corrosão também menor.
Cuidado!
O desempenho
depende da presença
de zinco puro e
espessura das camadas
e da cromatização

Museu Iberê Camargo
– Porto Alegre
Obra com utilização de 100% de vergalhão
galvanizado.
Inaugurado em 2008 – Arquiteto Álvaro Siza

A proteção é feita por pintura epoxídica das barras e estribos
de aço-carbono ou por zincagem.
A epoxídica é uma pintura eletrostática que atua como
barreira de proteção ao ingresso da H2O, Cl-, O2 (NACE
SP0187).
• Permite reparo com tinta
epoxídica especifica;
• Espessuras:
175 µm a 300 µm (Ø ≤10 mm) e,
175 µm e 400 µm (até Ø ≤ 58 mm).
ASTM A775:
REVESTIMENTO SUPERFICIAL DA ARMADURA

FBE (Fusion Bond epoxy)
inicialmente, a pintura apresentava muitas falhas de
qualidade e de aplicação e era manuseada sem
critério (falhas mecânicas);
década de 90: melhoria da qualidade do barras
revestidas, cuidados na produção, no transporte, no
armazenamento e montagem das armaduras:
aumento significativo do tempo de inicio de corrosão
da armadura;
 devido a possibilidade de corrosão intensa em
defeitos foi proibida pelo departamento de
transporte Britânico - DMRB BA75/01.

Há ainda sistema duplo que é resultado da zincagem
por aspersão térmica seguida da pintura epoxídica
(FBE) das barras de aço-carbono.
Em locais de falha da pintura
revestimento, há a proteção do zinco.
ASTM A1055:
• Permite reparo dos defeitos com
tinta epoxídica específica;
• Camada de zinco mínima de 35 µm;
• Camada da pintura zinco mínima de
175 µm até 300 µm.

 o FBE é muito usado em tubulações, mas sobre o
mesmo é aplicado um adesivo e um revestimento
de polietileno ou polipropileno para protegê-lo de
falhas no manuseio e transporte e armazenamento;
 linha de produção: linha industrial completa de
revestimento com zincagem (para sistema duplo) ou
sistema de jateamento para abertura de um alto perfil de
rugosidade par pintura (FBE), equipamentos de
aquecimento das barras para sua pintura em cabine de
aplicação do FBE com pistolas e sistema ar comprimido,
sistema de resfriamento a agua e, finalmente,
equipamento de inspeção por Holyday detector no final
da linha.

 linha de produção tem de ser certificada, seguindo
CRSI;
 dobragem na obra é mais trabalhoso, pois exige
novas conformações e equipamento com roletes
protegidos. Para o sistema duplo, a norma (ASTM
A1055) recomenda o aquecimento (em torno de 80
graus) previamente a dobragem (sistema duplo);
 transporte e armazenagem com barras protegidas,
especialmente se foram permanecer em ambiente
externo, evitando contato com outros metais ou
barras não revestidas (evitar abrasão);
 reparo com produto epóxi liquido bicomponente
de cura rápida.

Os aços inoxidáveis apresentam uma elevada resistência
à corrosão em concreto, sendo utilizado no exterior em
estruturas que requerem vida útil ≥ 100 anos.
ARMADURA DE AÇO INOXIDÁVEL
Apresentam elevada resistente à corrosão devido à
presença de filme passivante muito protetor. Esse filme é
resultante da presença de Cr (> 12 %), dentre outros
elementos: Mo, Ni, Mn etc. Recentemente, foram
disponibilizados aços de custo mais reduzidos (lean dúplex),
em que há baixa concentração de Ni e Mn.
Muitas vezes, o seu uso é
limitado a partes críticas da
estrutura, podendo se usada
só nas barras mais externas!

 os aços inoxidáveis apresentam elevada resistente à
corrosão devido à presença de camada passiva que tem sua
formação e integridade dependente de inúmeras variáveis
provenientes do meio de exposição, da composição
química e dos fatores metalúrgicos característicos de cada
tipo de aço inoxidável.
Os aços inoxidáveis são ligas que contêm predominantemente
Fe e uma porcentagem de Cr não inferior a 12 %, que é
essencial para a formação de camada passiva. Outros
elementos usualmente presentes são: Mo, N, Ni e Mn, sendo
que no lean dúplex há baixa concentração de Ni e Mn.

Normalizações estrangeiras de vergalhões de aço inoxidável
BS 6744:2009
Manutenção
inaceitável
Atender a vida
útil de projeto
Áreas críticas Diminuição do
concreto de
cobrimento e da
qualidade do
concreto

Normalizações estrangeiras de vergalhões de aço inoxidável
ASTM A955:2010
Avaliação do risco de corrosão
(taxa de corrosão ≤ 0,50 µm/ano)

Galvanização Pintura Aço inox
Aderência ao aço-carbono JJJJ JJJ _
Aderência ao concreto JJJJ JJJ JJJ
Resistência à corrosão JJJ JJJ JJJJ
Resistência química JJJ JJ JJJJ
Resistência à abrasão JJJJ JJ JJJJ
Resistência ao impacto JJJ JJJ JJJJ
Resistência aos íons cloreto JJ JJJ JJJJ
Resistência aos raios ultravioleta e a umidade JJJJ JJJ JJJJ
Resistência à carbonatação JJJ JJJ JJJJ
Proteção catódica JJJ JJ _
Proteção por barreira JJJJ JJJJ _
J JJ JJJ JJJJ
Inexistente/Muito Pouca Baixo Regular Elevado
Item
Revestimento
Zincagem

Galvanização Pintura Aço inox
Reação química c/ o cimento LLL L L
Alterações no projeto estrutural convencional LL LLL LL
Dificuldade de manuseio na obra (dobrar, transportar
e armazenar) LL LLLL L
Geração de falhas no manuseio LL LLLL _
Necessidade de correção de falhas após fabricação LLL LLLL _
Necessidade de correção de falhas após instalação
na obra LL LLL _
Diminuição de desempenho em função de falhas
remanescentes LL LLL _
Custo adicional ao de fabricação do aço LL LLL LLLL
Custo adicional ao do aço-carbono LL LLL LLLL
Elevação do custo adicional ao da obra
convencional LL LLL LLLL
Necessidade de pré-tratamento do aço para receber
o revestimento L LL _
Necessidade de tratamento após revestimento LL L _
L LL LLL LLLL
Inexistente/Muito Pouca Baixa Regular Elevada
Revestimento
Item Zincagem

Vídeo – Lab. De Corrosão e Proteção
Google: IPT + Corrosão

aaraujo@ipt.br
Aaraujobonini@gmail.com
lcp@ipt.br
Laboratório de Corrosão e Proteção
Fone: +55 (11) 3767-4044
http://www.ipt.br/centros_tecnologicos/CTMM
http://lattes.cnpq.br/7121918010413028
Obrigada!
“A mente que se abre a uma nova
ideia jamais voltará ao seu
tamanho original.”
Albert Einstein

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