Eletroquímica...

As armaduras de aço estão naturalmente protegidas no interior do concreto devido a natureza alcalina do concreto. O aço em meio alcalino sofre passivação, isto é, cria uma camada de óxidos na superfície do aço que o protege do ambiente quando exposto às intempéries. Com o passar do tempo, o concreto armado exposto sem proteção, sofre carbonatação, absorvendo o dióxido de carbono do ar e consequentemente, perdendo seu caráter alcalino e isto acontecendo, ocorre a destruição da camada de passivação do aço deixando-o exposto a corrosão. Portanto, ao proteger a superfície do concreto está-se protegendo também a armadura de aço.

Corrosão é a interação destrutiva de um material com o ambiente, seja por reação química, ou eletroquímica, que ocorre em meio aquoso. A corrosão de armadura no concreto armado é um fenômeno que só acontece quando as condições de proteção proporcionadas pelo cobrimento desse concreto são insuficientes. Para muitos, o fenômeno da corrosão das armaduras é mais frequente do que qualquer outro fenômeno de deterioração das estruturas de concreto armado, comprometendo-as tanto do ponto de vista estético quanto do ponto de vista da segurança. O que causa a corrosão de armaduras? O mecanismo de corrosão do aço no concreto é eletroquímico, tal qual a maioria das reações corrosivas em presença de água ou ambiente úmido. Esta corrosão conduz à formação de óxidos/hidróxidos de ferro, produtos de corrosão avermelhados, pulverulentos e porosos, denominados ferrugem, e só ocorre nas seguintes condições: Deve existir um eletrólito; Deve existir uma diferença de potencial; Deve haver oxigênio; Podem existir agentes agressivos. No interior do concreto, o aço está protegido por uma camada passivadora que envolve o metal. Esta camada é formada e mantida devido ao elevado pH na solução dos poros do concreto. Dessa forma, para que haja corrosão é necessário que a camada passivadora seja destruída (despassivação). Agentes agressivos como os íons cloretos e a carbonatação podem promover a despassivação, deixando o aço suscetível ao processo corrosivo. No concreto armado a corrosão é considerada eletroquímica (como vimos acima), ocorrendo em meio aquoso, necessitando de um eletrólito, uma diferença de potencial, oxigênio e agentes agressivos. A corrosão afeta diretamente a durabilidade, pois diminui a seção do aço, reduzindo a vida útil da estrutura. A deterioração de inúmeras obras devido à corrosão da armadura é um dos principais problemas associados à durabilidade do concreto. Tanto pela gravidade do problema quanto pela frequência de ocorrência de corrosão da armadura, evidencia-se a necessidade de buscar soluções que contribuam para minimizar a incidência e evolução do processo corrosivo nas estruturas de concreto. Um dos agentes agressivos que pode desencadear um processo corrosivo é o dióxido de carbono. Falamos de uma reação físico-química entre os compostos hidratados do cimento e o CO2 .Neste caso, a carbonatação provocará uma redução do pH, que desestabilizará a camada passivante, podendo iniciar um processo de corrosão generalizada. Por que a corrosão de armaduras é realmente preocupante? A corrosão de armaduras pode levar a sérios danos estruturais. Por motivos de falha de impermeabilização, o concreto pode ser “lavado”, e isso acaba expondo as armaduras. Quando isso acontece, a estrutura corre sérios riscos de perder a sua capacidade de resistência aos esforços solicitantes. A corrosão das armaduras é a patologia mais recorrente nas estruturas de concreto armado, causando problemas tanto na estética quanto na utilização e segurança das estruturas. O processo corrosivo se caracteriza por provocar a destruição do aço e, consequentemente, danos estruturais. Os sinais mais comuns são: fissuras e trincas, manchas na superfície, desagregações, deformação excessiva, destacamento do concreto, entre outros. Como danos estruturais entendemos a diminuição da área de seção transversal, a perda de aderência entre o concreto e a armadura e a fissuração do concreto, provocada pelo acúmulo de produtos de corrosão junto às barras de armadura, que podem levar ao desplacamento do concreto nos estágios mais avançados. Além do dano causado pela patologia no que diz respeito à resistência mecânica da estrutura, ainda há o agravante de facilitar a penetração de outros agentes nocivos, que podem prejudicar ainda mais as armaduras e o concreto. Em resumo, a corrosão das armaduras em estruturas de concreto é considerada uma anomalia grave com consequências que podem levar ao colapso estrutural, com desabamentos de edifícios, marquises, pontes etc. Após iniciada, caso não haja intervenções de tratamentos e recuperações, a corrosão adquire uma constante de progressão ininterrupta em praticamente 100% dos casos. Como a sílica ativa pode reduzir a corrosão de armaduras? A adição de sílica ativa ao concreto é uma excelente saída para minimizar a incidência e evolução da corrosão nas estruturas de concreto, já que ela apresenta um melhor desempenho frente aos ataques agressivos. Em função do reduzido tamanho e da elevada reatividade pozolânica, a sílica ativa promove a densificação da matriz cimentícia, proporcionando uma diminuição significativa da porosidade e permeabilidade da pasta de cimento, o que pode impedir ou retardar o ingresso dos agentes agressivos desencadeadores da corrosão. Devido a sua alta reatividade pozolânica, a sílica ativa reage com o excesso de hidróxido de cálcio formado na reação do cimento com a água. Nesta reação são formados silicatos de cálcio hidratados (componentes que conferem resistência ao concreto). Este processo diminui a porosidade do concreto, evitando a penetração dos íons cloreto e do díoxido de carbono, além de consumir o hidróxido de cálcio, que reage com o dióxido de carbono diminuindo o pH do concreto. A presença de cloretos ede gás carbônico, que acarreta a diminuição da alcalinidade, são os dois principais fatores desencadeantes do processo corrosivo. Uma vez despassivada a armadura e iniciado o processo de corrosão, a velocidade da deterioração (taxa de corrosão da armadura) depende de outros fatores, como disponibilidade de umidade e oxigênio, bem como a resistividade elétrica do concreto. Como esses fatores estão diretamente relacionados com a porosidade e permeabildade do concreto, consequentemente são beneficiados com a adição da sílica ativa. Quando a corrosão é desencadeada por íons cloreto, percebe-se uma expressiva redução em sua penetração em concretos ou argamassas com sílica ativa. Não há dúvidas de que, na realidade, a forma mais econômica de prevenir a corrosão de armaduras é atuar na prevenção. E utilizar meios que evitem a penetração de agressivos que possam causar essa corrosão é muito importante para tal resultado. Assim, a melhor maneira é a utilização da sílica ativa, pois esta é adicionada no concreto, formando a proteção das barras de aço (armadura). Quais as principais formas de tratamento desse mal? Para que não haja exposição da armadura, as normas brasileiras recomendam um cobrimento mínimo de concreto sobre as seções de aço. Ou seja, deve haver um volume mínimo de concreto ao redor da ferragem para evitar a corrosão. Caso o cobrimento mínimo não seja respeitado, a estrutura corre sério risco de não atender às exigências técnicas. Portanto, um bom cobrimento das armaduras, com um concreto de alta compacidade, sem “ninhos”, com teor de argamassa adequado e homogêneo, com adição de sílica ativa, irá garantir através da impermeabilidade a proteção necessária do aço ao ataque de agentes agressivos externos. Mas se a corrosão realmente ocorrer, a recuperação estrutural deve começar pelo diagnóstico das possíveis causas, feito por um especialista. O procedimento padrão para a recuperação das áreas contaminadas por corrosão das armaduras consiste em retirar todo o concreto deteriorado até que se obtenha a exposição completa de uma superfície do concreto sã e íntegra. Todo o produto de corrosão aderido às superfícies das barras das armaduras deverá ser completamente retirado antes que sejam colocados os materiais de reparo. Viabilizam-se os procedimentos de eliminação da corrosão baseados em limpeza rigorosa, utilizando lixas e mesmo jatos de areia ou limalhas. Se a contaminação for decorrente de cloretos, ou se o material a ser utilizado no reparo for epoxídico ou polimérico, a limpeza com a utilização de jato de areia é altamente recomendável. Escovação intensa (escova de aço) e lixamento também fazem parte do processo. Para recuperações em áreas com altas taxas de armadura, estruturas complexas e locais de difícil acesso, recomenda-se o uso de concreto fluido com características de autonivelamento, dispensando praticamente a vibração. O engenheiro civil Marcelo Medeiros, professor de Mestrado em Engenharia de Construção Civil da Universidade Federal do Paraná (UFPR), separa dessa maneira a realização do tratamento das áreas afetadas pela corrosão: Delimitação da área com corte com serra circular; Escarificação do concreto solto e deteriorado; Limpeza do produto de corrosão formado, que pode ser feito de forma manual, com jato de areia ou jato de água; Pintura na superfície do metal para maior proteção; Aplicação de uma ponte de aderência; Preenchimento com argamassa de reparo e acabamento da superfície; Cura da argamassa de reparo, geralmente feita com água da rede de abastecimento de água potável. Quais são as outras formas de prevenção além da sílica ativa? A corrosão nas armaduras do concreto armado pode ser evitada com a qualidade da concretagem da estrutura, conforme vimos há pouco. O processo de corrosão passa, então, a ser postergado ou evitado a partir da prevenção, minimizando falhas futuras. Proteger a superfície aplicada sobre o concreto também é outro caminho a seguir. Os materiais de proteção de superfície para concreto podem ser classificados em formadores de película, hidrofugantes de superfície (de poro aberto) e bloqueadores de poros. Esses produtos de proteção de superfície tendem a elevar a vida útil do concreto armado. Os formadores de películas são as tintas e vernizes. As tintas são formuladas a partir de quatro componentes básicos: resinas, solventes, pigmentos e aditivos. Já os vernizes são constituídos por resinas, solventes e aditivos. Pela ausência de pigmentos, não apresentam cor e geralmente têm durabilidade inferior a das tintas. Os hidrofugantes de superfície visa impedir ou dificultar a absorção de água. Na prática, atualmente se utilizam silanos, siloxanos oligoméricos e misturas destes dois compostos. Já os bloqueadores de poros são produtos compostos por silicatos, que penetram nos poros superficiais e reagem com a portlandita, formando um produto semelhante ao C-S-H. O silicato de sódio é o produto mais usado para esse fim. Tal tratamento forma uma camada menos porosa na superfície da peça de concreto, alterando a penetração de água. Enquanto isso, a proteção da armadura pelo concreto faz com que o aço seja protegido através de uma película passivante e do efeito barreira, em que a penetração de agentes agressivos é impedida.