Prof. Marcelo - DCC

Grupo de Materiais de Construção
Departamento de Construção Civil
Universidade Federal do Paraná
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Departamento de Construção Civil
Grupo de Materiais de Construção
Introdução:
Materiais metálicos = metais e ligas metálicas:
Subst. inorgânica c/ 1 ou + elementos metálicos (e não metálicos)
Elementos metálicos:
Ferro, cobre, alumínio, níquel, titânio...
Não metálicos em ligas:
Carbono, o nitrogênio e o oxigênio.
Disciplina: Materiais I
Turma: TC-030
DCC
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
Ponte sobre a grota do São João,
Estrada de Ferro
Curitiba-Paranaguá, (1885)
Departamento de
Construção Civil
Aço = 99,7% Fe + 0,3% C
ROCA engenharia
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1
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Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
TEMA: Corrosão dos Metais
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2
TEMA: Corrosão dos Metais
Introdução:
Introdução:
Corrosão
Minérios de metais:
Tendência do metal reverter ao seu estado original, o
de mais baixa energia.
Em geral formas oxidadas do metal.
Quantidade significativa de energia p/ reduzir minério
ao metal puro.
A tendência de decréscimo energético é a principal
encorajadora à corrosão metálica.
Fundição e conformação posterior do metal
envolvem processos onde mais energia é gasta.
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TEMA: Corrosão dos Metais
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TEMA: Corrosão dos Metais
Introdução:
Corrosão afeta diversos setores:
• Indústrias - química, petroquímica, etc.
CICLO
DO
FERRO
• Meios de transporte - aviões, automóveis, navios, etc.
• Medicina – implantes
• Monumentos
• Construção civil
( Pannoni, F. D.)
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Grupo de Materiais de Construção
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Universidade Federal do Paraná
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Introdução:
Gastos de paises europeus com manutenção e reparos:
Pais
Gastos com
construções novas
França
85,6 Bilhões de Euros
(52%)
79,6 Bilhões de Euros 165,2 Bilhões de Euros
(48%)
(100%)
Alemanhã
99,7 Bilhões de Euros
(50%)
99,0 Bilhões de Euros 198,7 Bilhões de Euros
(50%)
(100%)
Itália
58,6 Bilhões de Euros
(43%)
76,8 Bilhões de Euros 135,4 Bilhões de Euros
(57%)
(100%)
Reino
Unido
Gastos com
manutenção e reparo
60,7 Bilhões de Pounds
(50%)
61,2 Bilhões de
Pounds
(50%)
Gastos totais com
construção
É importante compreender os fenômenos que
envolvem a corrosão para que se possa melhor
combatê-la.
Gera perdas econômicas imensas
121,9 Bilhões de
Pounds
(100%)
(Ueda , Tanaka; 2007)
(Dados do ano 2004, p/ Itália ano de 2002)
Custos do combate à corrosão - ±1,8 % do PIB
FONTE: Revista Concreto - Ibracon
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Introdução:
Corrosão:
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TEMA: Corrosão dos Metais
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TEMA: Corrosão dos Metais
Conceito de
Corrosão:
Nos processos de corrosão, os
metais reagem com os elementos
não metálicos: O2, S, H2S, CO2 .....
Conceito de
Corrosão:
Deterioração dos materiais pela
ação química ou eletroquímica,
pode ou não estar associada a
esforços mecânicos.
Produz compostos
semelhantes aos
encontrados na
natureza, dos quais
foram extraídos.
Corrosão dos materiais
metálicos = corrosão metálica.
(G. S. Pimenta, 2006)
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TEMA: Corrosão dos Metais
Conceito de
Corrosão:
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TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão química:
Conceito de
Corrosão:
Processo menos freqüente na natureza
Sob temperaturas elevadas.
Processos corrosivos classificados em dois
grupos:
Caracterizada por:
• Ausência da água líquida;
• Temperaturas acima do ponto de orvalho da água;
• Interação direta entre o metal e o meio corrosivo.
• Corrosão Química
• Corrosão Eletroquímica
Não se necessita de água líquida.
Corrosão seca.
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TEMA: Corrosão dos Metais
Conceito de
Corrosão:
Corrosão química:
TEMA: Corrosão dos Metais
Conceito de
Corrosão:
Corrosão química:
Interação direta entre o metal e o meio corrosivo.
Ocorre em equipamentos que trabalham aquecidos:
Casos mais comuns: reação com o oxigênio (OXIDAÇÃO
SECA), a dissolução e a formação de compostos.
fornos, caldeiras, unidades de processo, etc.
OXIDAÇÃO DO FERRO AO AR SECO
Chapa de aço inox
atacada por ácido
clorídrico
Fe + ½ O2  FeO
T= 1000 C
3Fe + 2O2  Fe3O4
T= 600 C
2Fe + 3/2 O2  Fe2O3
T= 400 C
Carepa de laminação: produto aderente e resistente
(óxido de ferro)
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TEMA: Corrosão dos Metais
Conceito de
Corrosão:
Corrosão eletroquímica:
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TEMA: Corrosão dos Metais
Conceito de
Corrosão:
Corrosão eletroquímica:
(mais freqüente na natureza)
Corrosão: reação com a água
Caracterizada por:
• Necessidade da presença de água no estado líquido;
• Forma uma pilha ou célula de corrosão, c/ a circulação de
elétrons na superfície metálica.
forma ferrugem: produto não aderente, com baixa
resistência e muito expansivo (hidróxido de ferro)
Como o eletrólito contém água líquida, a corrosão
eletroquímica é denominada:
Corrosão em meio aquoso
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TEMA: Corrosão dos Metais
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
Este é o tipo de
Corrosão mais comum
Forma composto expansivo
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Corrosão
eletroquímica:
 NOBREZA CRESCENTE
Processo eletroquímico
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Série galvânica obtida em água do mar a 250C – simplificada
TEMA: Corrosão dos Metais
Conceito de
Corrosão:
Corrosão eletroquímica:
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Magnésio
Ligas de magnésio
Zinco
Aço galvanizado
Ligas de alumínio 5052, 3004, 3003, 1100, 6053
Cádmio
Ligas de alumínio 2117, 2017, 2024
Aço baixo carbono
...
Chumbo
Estanho
Ligas de cobre
...
Aços inoxidáveis
...
Prata
Titânio
Grafite
Ouro
Platina
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Série galvânica obtida em água do mar a 250C – simplificada
TEMA: Corrosão dos Metais
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Corrosão
eletroquímica:
Metais diferentes:
(pilha galvânica)
Dois metais ou ligas
diferentes em contato
elétrico na presença de
eletrólito.
www.abraco.org.br
 NOBREZA CRESCENTE
Corrosão
eletroquímica:
Magnésio
Ligas de magnésio
Zinco
Aço galvanizado
Ligas de alumínio 5052, 3004, 3003, 1100, 6053
Cádmio
Ligas de alumínio 2117, 2017, 2024
Aço baixo carbono
...
Chumbo
Estanho
Ligas de cobre
...
Aços inoxidáveis
...
Prata
Titânio
Grafite
Ouro
Platina
TEMA: Corrosão dos Metais
O metal com menor
potencial torna-se o ânodo,
isto é, perde elétrons para
o metal de maior potencial.
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TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão
eletroquímica:
Corrosão
eletroquímica:
Fe
Cu
Fe
Cu
Caso 1
Caso 2
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TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão
eletroquímica:
Fe
20
e-
i
Cu
22
TEMA: Corrosão dos Metais
Pilha galvânica de
corrosão eletroquímica
Zn
Corrosão
eletroquímica:
e-
i
Fe
Pilha galvânica de
corrosão eletroquímica
Fe+2
Fe+3
ânodo
cátodo
ânodo
Caso 3
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Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
cátodo
Caso 4
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Grupo de Materiais de Construção
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TEMA: Corrosão dos Metais
Metais diferentes:
Exemplos reais de
corrosão Galvânica:
(Corrosão galvânica)
Exemplo de aplicação:
Proteção catódica de tubos de aço enterrados
TEMA: Corrosão dos Metais
Metais diferentes:
(Corrosão galvânica)
Exemplos reais de
corrosão Galvânica:
Nível do terreno
Incompatibilidade do aço
inox do corrimão
com o aço carbono do
apoio.
Aço inox
Ânodo de
sacrifício
Solo
Mg
Tubulação de aço carbono
Aço carbono
(Panonni, F. D.)
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TEMA: Corrosão dos Metais
Metais diferentes:
Exemplos reais de
corrosão Galvânica:
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TEMA: Corrosão dos Metais
Metais diferentes:
(Corrosão galvânica)
Exemplos reais de
corrosão Galvânica:
(Corrosão galvânica)
Tubulação em aço galvanizado
unida com tubulação de cobre.
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Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
TEMA: Corrosão dos Metais
Metais diferentes:
(Corrosão galvânica)
Exemplos reais de
corrosão Galvânica:
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TEMA: Corrosão dos Metais
Metais diferentes:
(Corrosão galvânica)
Exemplos reais de
corrosão Galvânica:
Gradil unido por solda às armaduras
de aços diferentes. Aço carbono
comum com aços para concreto
armado.
(Granato - Basf)
Brise unido por solda às
armaduras (aços diferentes)
(Martin McGovern- CONCRETE TECNOLOGY TODAY)
(Granato - Basf)
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Grupo de Materiais de Construção
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Universidade Federal do Paraná
TEMA: Corrosão dos Metais
Metais diferentes:
(Corrosão galvânica)
Exemplos reais de
corrosão Galvânica:
TEMA: Corrosão dos Metais
Metais diferentes:
(Corrosão galvânica)
Detalhe de fixação de tubo de
cobre com alça de aço
galvanizado com afastador de
PVC p/ evitar a corrosão
galvânica.
Isolamento do contato
(José Freitas Jr.)
Telhas galvanizadas ou de alumínio em contato com a estrutura de ferro.
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Prof. Dr. Marcelo Medeiros
Exemplos reais de
corrosão Galvânica:
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Prof. Dr. Marcelo Medeiros
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Pilha de Corrosão
eletroquímica:
Pilha de Corrosão
eletroquímica:
Elementos fundamentais:
• Área anódica: (metal que perde ou cede elétrons)
Superfície onde ocorre a corrosão (oxidação);
Condições termodinâmicas para que haja
corrosão eletroquímica:
• ddp
• eletrólito
• Área catódica: (metal que recebe os elétrons)
Superfície protegida onde não há corrosão
(reações de redução);
• Eletrólito:
Solução condutora – envolve as áreas anódica e catódica.
(Em geral solução de água c/ ácidos ou bases) ;
• conexão elétrica
• Ligação elétrica entre as áreas anódica e a catódica.
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TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
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Prof. Dr. Marcelo Medeiros
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Causas para a
Pilha de Corrosão
diferença de potencial:
eletroquímica:
Causas para a
Pilha de Corrosão
diferença de potencial:
eletroquímica:
• Em metais iguais
• Metais diferentes → Corrosão galvânica
Fe
i
e-
Fe
Cu
Fe
Aeração diferencial
Concentrações diferentes
de oxigênio causa
diferença de potencial.
Fe+2
ânodo
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Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
O2
O2
O2
Cátodo
ânodo
cátodo
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
O2
O2
Caso 3
Fe+3
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Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
Caso 5
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
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Grupo de Materiais de Construção
Departamento de Construção Civil
Universidade Federal do Paraná
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Pilha de Corrosão
eletroquímica:
Causas para a
Pilha de Corrosão
diferença de potencial:
eletroquímica:
• Em metais iguais
Aeração diferencial
Concentrações diferentes de oxigênio.
Eletrólito no interior de uma fresta, concentra menos oxigênio
(área anódica) que na parte externa (área catódica).
O desgaste se processará no interior da fresta.
(C. T. Tebecherani)
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Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
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TC030 – Materiais de Construção I
(Panonni,
D.) Grupo de docentes – Materiais de Construção
Material
deF.aula:
38
(Panonni, F.
D.) Dr. Marcelo Medeiros
Prof.
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Causas para a
Pilha de Corrosão
diferença de potencial:
eletroquímica:
Causas para a
Pilha de Corrosão
diferença de potencial:
eletroquímica:
• Em metais iguais Concentração iônica diferencial
• Em metais iguais
Fe
Freqüente em frestas quando o meio corrosivo é líquido.
O interior da fresta concentra íons de metal (área
catódica), a parte externa fica menos concentrada (área
anódica), Corroi as bordas da fresta.
Fe
Concentração
iônica diferencial
Fe+3
Fe+3
Fe+3
Fe+3
Fe+3
Fe+3
Fe+3
Fe+3
+3
Cátodo Fe
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Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
Fe+3
ABRACO
Quando um metal é exposto
a concentrações diferentes
de seus próprios íons.
Ânodo
Caso 6
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Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
(Panonni, F. D.)
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Prof. Dr. Marcelo Medeiros
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Causas para a
Pilha de Corrosão
diferença de potencial:
eletroquímica:
Causas para a
Pilha de Corrosão
diferença de potencial:
eletroquímica:
• Em metais iguais
• Em metais iguais
Energia diferencial
Energia diferencial
Correntes externas ou situações diversas que levam a deformações
no reticulado cristalino do metal, causam diferença de potencial.
Peça com diferentes
deformações
Região curvada de um
vergalhão para concreto
armado apresentando início de
corrosão na região curvada.
(Freitas Jr., J.)
(Gentil, 1996)
(reticulado cristalino sob tensão)
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Grupo de Materiais de Construção
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TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Causas para a
Pilha de Corrosão
diferença de potencial:
eletroquímica:
Causas para a
Pilha de Corrosão
diferença de potencial:
eletroquímica:
• Em metais iguais
• Em metais iguais
Energia diferencial
Energia diferencial
Região curvada do
tubo tem seu
reticulado cristalino
deformado. Esta área
torna-se o ânodo.
Diversas situações podem criar diferenças nos níveis de
energia interna no reticulado cristalino dos metais:
• Estados diferentes de tensões
• Estados diferentes de deformações
• Acabamento superficial
• Tratamentos térmicos diferentes
• Gradiente de temperatura
(Gentil, 1996)
Corrosão sob tensão em aço inoxidável
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TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Causas para a
Pilha de Corrosão
diferença de potencial:
eletroquímica:
Pilha de Corrosão
eletroquímica:
• Em metais iguais
Energia diferencial
(Gentil, 1996)
Estados diferentes
de tensões
Corrosão sob tensão em
aço inoxidável
RIMT®
Cordoalhas de concreto
protendido
(Gentil, 2003)
Extremidades das vigas
sob maior tensão levou a
corrosões localizadas.
Corrosão sob tensão
(Gentil, 1996)
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TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Pilha de Corrosão
eletroquímica:
Corrosão intergranular
ou intercristalina:
(Costa, E. M.)
Corrosão sob tensão
Ataque no contorno
dos grãos.
Comum em
aços
inoxidáveis.
(Gentil, 2003)
(Tebecherani; C. T)
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TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão intergranular
ou intercristalina:
Corrosão intergranular
ou intercristalina:
met-tech.com
Fissura devido a corrosão
intergranular por stress em um
tubo trocador de calor de liga
INCONEL (liga de Ni-Cr para
altas temperaturas). Mag: 500X
ABRACO
ABRACO
Corrosão intergranular (sensitização) em bloco fundido de aço inox
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TEMA: Corrosão dos Metais
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TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão transgranular
ou transcristalina:
 Forma trincas que se propagam pelo
interior dos grãos do material.
(Tebecherani; C. T)
Tanto a corrosão intergranular
como a transgranular levam a
ruptura de corrosão sob tensão
ABRACO
Corrosão sob-tensão em aço inoxidável
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TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Passivação:
Passivação:
Termo que significa que o metal está passivo ao
processo de corrosão.
Mesmo existindo:
Decorrente da formação de uma película fina de óxido
estável e aderente na superfície do metal.
Alguns metais são formadores desta película protetora,
como: Chumbo, cromo, alumínio, aço inoxidável, ferro,
cromo e titânio....
Condições termodinâmicas para que haja
corrosão eletroquímica:
• ddp
• eletrólito
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• conexão elétrica
+
Aço Passivo
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Não existe corrosão
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TEMA: Corrosão dos Metais
Passivação:
Passivação:
Aço Patinável
– adição de 0,2 a 0,5% de Cobre
Uma fina camada de óxido atua como
barreira contra a continuação da corrosão.
Exemplos:
• Aço inoxidável;
TEMA: Corrosão dos Metais
• Aço patinável;
• Ligas de alumínio.
Edifício Kaze (São Paulo-SP)
Barreira de óxido recristalizado
em aço patinável
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
Aço Patinável
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56
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Passivação:
Principais Meios
Corrosivos:
– adição de 0,2 a 0,5% de Cobre
Ponte Pedro Ivo
Campos –
Florianópolis
SC
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Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção www.vitruvius.com.br
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Ponte
Colombo
Salles
Ponte Pedro Ivo Campos
wikipedia
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57
58
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Principais Meios
Corrosivos:
Principais Meios
Corrosivos:
Atmosfera:
São responsáveis pelo aparecimento do eletrólito e
dos agentes corrosivos.
Corrosão
atmosférica em
pé de pilar
Resistência à corrosão de um aço patinável (ASTM A242) e de um aço carbono comum (ASTM A36) . A
TC030
– Materiais
de termos
Construção
I
medida
é feita em
da perda
de massa metálica em função do tempo de exposição em meses.
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais (Pannoni,
de Construção
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
F. D.)
Ar contém umidade, sais em suspensão, poeira, poluição
gases industriais (Cl-, CO2, SO2, H2S, NO2)...
ABRACO
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
59
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
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60
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10
Grupo de Materiais de Construção
Departamento de Construção Civil
Universidade Federal do Paraná
TEMA: Corrosão dos Metais
Principais Meios
Corrosivos:
Atmosfera:
Ar contém umidade, sais em suspensão, poeira,
poluição gases industriais (Cl-, CO2, SO2, H2S, NO2)...
Ambiente Urbano
Ataque por CO2
TEMA: Corrosão dos Metais
Principais Meios
Corrosivos:
Solos:
Contêm umidade,
acidez, sais minerais
e bactérias.
Corrosão
localizada causada
pelo solo
ABRACO
Águas naturais (rios, lagos e do subsolo):
Podem conter sais minerais, eventualmente ácidos ou bases,
resíduos industriais, bactérias, poluentes diversos e gases
dissolvidos.
Ambiente Marítimo
Ataque por ClTC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
Água do mar:
61
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TC030 – Materiais de Construção I
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62
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Principais Meios
Corrosivos:
Principais Meios
Corrosivos:
Ambientes industriais:
Contêm quantidade apreciável
de sais. (Cloretos, sulfatos,
bicarbonatos...)
Produtos químicos:
O cloro é utilizado como agente
de branqueamento de celulose
na indústria de papel.
Água do mar: Eletrólito por
excelência.
Corrosão de pilares
de aço em água
marinha
Corrosão por pite em
alumínio e ferro
(Gentil, 1996)
TC030 – Materiais de Construção I
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Estações de
Tratamento de água
TC030 – Materiais de Construção I
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(Gentil, 1996)
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64
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Principais Meios
Corrosivos:
Principais Meios
Corrosivos:
Ambientes industriais:
Atmosfera:
Produtos químicos:
Presença de água (eletrólito)
e ar (oxigênio) em contato
com o aço (Fe), já é o
suficiente para a formação da
célula de corrosão.
Materiais ácidos (como ácido sulfúrico) estão
presentes nos processos de produção da indústria
de fertilizantes.
Meio altamente corrosivo para os metais
TC030 – Materiais de Construção I
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(Gentil, 1996)
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65
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66
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Grupo de Materiais de Construção
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Taxa de corrosão:
Depende de:
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Velocidade de
Corrosão:
Velocidade de
Corrosão:
Taxa de corrosão 
OUTROS FATORES:
Aeração do meio corrosivo: velocidade de corrosão
aumenta com o acréscimo da taxa de oxigênio dissolvido.
Massa desgastada 1

Área
t
pH de eletrólito: taxas de corrosão aumentam com a
diminuição do pH.
• Diferença de potencial entre áreas anódicas e catódicas;
• Resistência de contato das áreas anódicas e catódicas.
(G. S. Pimenta, 2006)
A ddp pode ser influenciada por:
• Resistividade do eletrólito;
• Superfície de contato das áreas anódicas e catódicas;
• Fenômenos de polarização e passivação.
TC030 – Materiais de Construção I
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TC030 – Materiais de Construção I
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68
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Velocidade de
Corrosão:
Velocidade de
Corrosão:
OUTROS FATORES:
OUTROS FATORES:
Efeito da velocidade: velocidade de fluxo do eletrólito.
Sob movimento turbulento tem-se > ação erosiva.
Temperatura:
aumento acelera as
reações químicas.
(G. S. Pimenta, 2006)
LWC – Concreto leve
SSC – Concreto auto adensável
OC – Concreto convencional
Efeito da velocidade
relativa do metal / eletrólito
na corrosão do aço em
água do mar
Fonte: Wasim e Hussain (2015)
TC030 – Materiais de Construção I
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69
TC030 – Materiais de Construção I
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70
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Formas da corrosão:
Formas da corrosão:
Perda de massa e modo de ataque sobre o material
ocorre de formas diferentes.
Corrosão uniforme:
Aproximadamente uniforme em toda a superfície atacada.
Comum em metais que não formam películas protetoras.
(F. D. Pannoni)
www.portaldagalvanizacao.com.br
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TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Formas da corrosão:
Formas da corrosão:
 Corrosão em frestas:
Corrosão
uniforme
(F. D. Pannoni)
TC030 – Materiais de Construção I
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Interior da fresta
acumula eletrólito
(água), tem menos
oxigênio (área
anódica) que na
parte externa
(área catódica).
Corrosão no
interior da
fresta.
Corrosão
atmosférica
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TC030 – Materiais de Construção I
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TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Formas da corrosão:
Formas da corrosão:
 Corrosão Galvânica:
Formas físicas da corrosão
Corrosão Alveolar
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TC030 – Materiais de Construção I
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TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Formas da corrosão:
Formas da corrosão:
 Muito localizada
 Desgaste localizado,
com o aspecto de crateras.
 Profundidade < diâmetro
 Fundo arredondado
Corrosão Alveolar
Corrosão Alveolar
ABRACO
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ABRACO
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TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Formas da corrosão:
Corrosão Alveolar
 Muito localizada e de alta intensidade.
 Profundidade > diâmetro.
Desgaste localizado em regiões
onde a película protetora (pintura,
cromagem, pátina, ...) encontra-se
com falhas
www.sikkens.com
 Comum em aços
inoxidáveis
Corrosão por pite:
ABRACO
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ABRACO
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(Tebecherani; C. T)
79
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80
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Formas da corrosão:
Corrosão por pite:
Corrosão por pite:
Corrosão por pite em aço inox
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TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão associada ao
fluxo de materiais
Corrosão associada ao
fluxo de materiais
CORROSÃO-EROSÃO
CORROSÃO-EROSÃO
Meio líquido
Erosão é o desgaste mecânico provocado pela abrasão
superficial de uma substância sólida, líquida ou gasosa.
Metal
• Fluxo de material sólido
• Fluxo de líquido contendo partículas sólidas
• Fluxo de gás contendo partículas líquidas ou sólidas
Remove as películas protetoras
constituídas de produtos de corrosão.
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TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão associada ao
fluxo de materiais
Corrosão associada ao
fluxo de materiais
CORROSÃO-EROSÃO
CAVITAÇÃO
Desgaste devido a ondas de choque do líquido, oriundas
do colapso de bolhas gasosas.
Cavitação em
bomba
centrífuga
Erosão de rotor de
bronze de bomba
(Gentil,1996)
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TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão associada ao
fluxo de materiais
Corrosão associada ao
fluxo de materiais
CAVITAÇÃO
CAVITAÇÃO
- Para todo fluido no estado líquido pode ser
É o nome que se dá ao fenômeno de vaporização
estabelecida uma curva que relaciona a pressão à
de um líquido pela redução da pressão, durante seu
temperatura em que ocorre a sua vaporização.
movimento.
Por exemplo: na pressão atmosférica a temperatura
de vaporização da água é de cerca de 100°C.
- Contudo, a uma pressão menor, a temperatura de
vaporização também se reduz.
TC030 – Materiais de Construção I
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CAVITAÇÃO
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88
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão associada ao
fluxo de materiais
Corrosão associada ao
fluxo de materiais
CAVITAÇÃO
Teorema de Bernoulli:
Então ocorrerá a "implosão“
dessas bolhas.
Um fluido escoando, ao ser acelerado, tem uma
redução da pressão, para que a sua energia
mecânica se mantenha constante.
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CAVITAÇÃO
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão associada ao
fluxo de materiais
Corrosão das
armaduras de concreto
Medeiros (2008)
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TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão das
armaduras de concreto
Corrosão das
armaduras de concreto
A corrosão de
classificada em:
armaduras
pode
ser
Concreto novo é um meio bastante alcalino
(pH=12,6)
As armaduras estão passivas à corrosão.
• Corrosão generalizada;
• Corrosão por pite (ou puntiforme);
Com o tempo pode ocorrer a perda de
passivação das armaduras por:
• Corrosão sob tensão fraturante:
 Ocorre eminentemente em estruturas protendidas;
• Carbonatação do concreto
• Presença de íons cloreto
• Lixiviação do concreto
 Podem ocorrer em estruturas de concreto armado;
 Sua ocorrência é grande em ambientes ricos em
cloretos e com níveis elevados de tensão.
TC030 – Materiais de Construção I
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TC030 – Materiais de Construção I
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TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão X Carbonatação
Corrosão X Carbonatação
DESPASSIVAÇÃO POR CARBONATAÇÃO DO CONCRETO
DESPASSIVAÇÃO POR CARBONATAÇÃO DO CONCRETO
Carbonatação
Carbonatação
Nas superfícies expostas a alta alcalinidade devido ao
Ca(OH)2 liberado na hidratação, este composto pode
ser reduzido pela ação do CO2.
Felizmente, o processo de carbonatação é lento,
atenuando-se com o tempo devido aos produtos de
hidratação e pelos próprios produtos da carbonatação
É um causador em potencial de corrosão das
armaduras.
(CaCO3),
que
colmatam
os
poros
superficiais,
dificultando a entrada de CO2 do ar.
TC030 – Materiais de Construção I
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TC030 – Materiais de Construção I
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Grupo de Materiais de Construção
Departamento de Construção Civil
Universidade Federal do Paraná
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão X Carbonatação
Corrosão X Carbonatação
Avaliação:
• Em concretos novos, ambiente alcalino pH=12,6; sem a presença
de cloreto o aço está PASSIVO ao fenômeno.
• CARBONATAÇÃO – reduz o pH e despassiva o aço.
PROFUNDIDADE DA
CARBONATAÇÃO
Foto: Marcelo Medeiros (2005)
Frente de
carbonatação
Fenolftaleina reage com o
hidróxido de cálcio e fica
na cor “vermelho carmim”
indicando pH > 9,5.
Inspeção e Diagnóstico Edf.
Lyon, Piracicaba - SP
Arquivo pessoal
Carbonatação:
Ca(OH) + CO → CaCO + H O
TC030 – Materiais de Construção I
(J.S. Coutinho)
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2
2
3
2
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97
TC030 – Materiais de Construção I
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98
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão X Carbonatação
Corrosão X Cloretos
Medeiros
(2008)
DESPASSIVAÇÃO PELA PRESENÇA DE CLORETOS
• Cloretos promovem a despassivação precoce do aço,
mesmo em ambientes alcalinos.
No Brasil
• Teor crítico 0,3% m.c. (CYTED, 1997)
DESPASSIVAÇÃO POR
CARBONATAÇÃO DO
CONCRETO
Caso publicado em:
Medeiros et al. (2012)
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
NBR 12655/2006
• Origem dos cloretos:
•
•
•
•
•
Inspeção e Diagnóstico no
Palacio de la Luz, Uruguai.
Arquivo pessoal
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
99
usamos a NBR
12655/2006
Difusão de íons a partir do exterior (atmosfera marinha)
Aditivos aceleradores de pega (CaCl2)
Areia ou água contaminada por sal (NaCl)
Tratamentos de limpeza com ácido muriático (HCl)
Sal (NaCl) como agente anticongelante
TC030 – Materiais de Construção I
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Prof. Dr. Marcelo Medeiros
100
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão X Cloretos
Corrosão X Cloretos
Tipo de estrutura
Teor máximo de íons
cloreto (Cl-) no concreto %
sobre a massa de cimento
Concreto protendido
0,05
Concreto armado exposto a cloretos nas
condições de serviço da estrutura
0,15
Concreto armado em condições de exposição
não severas (seco ou protegido da umidade
nas condições de serviço da estrutura)
0,40
Outros tipos de construção com concreto
armado
0,30
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
DESPASSIVAÇÃO PELA PRESENÇA DE CLORETOS
Areia marinha
contaminada com
cloreto
(MANUAL CYTED)
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
101
TC030 – Materiais de Construção I
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102
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Grupo de Materiais de Construção
Departamento de Construção Civil
Universidade Federal do Paraná
TEMA: Corrosão dos Metais
Caso publicado em:
Paim et al. (2012)
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão X Cloretos
Caso publicado em:
Medeiros et al. (2013)
Corrosão X Cloretos
Medeiros e Helene (2004)
DESPASSIVAÇÃO PELA
PRESENÇA DE CLORETOS
Parte
inferior
de
piscina
com
água
tratada com NaCl
Inspeção e Diagnóstico no
Clube Santa Mônica, Paraná.
Medeiros e Helene (2004)
Medeiros (2011)
TC030 – Materiais
de Construção
I
Arquivo
pessoal
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103
Inspeção e Diagnóstico no
Condomínio
AthaydeVille,
Rio de Janeiro.
Arquivo pessoal
TC030 – Materiais de Construção I
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Prof. Dr. Marcelo Medeiros
104
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão X Cloretos
Corrosão X Cloretos
www.cp-tech.co.uk
TEMA: Corrosão dos Metais
Ação dos Cloretos (Cl-):
Os íons cloretos eram introduzidos
intencionalmente nas estruturas de
concreto como agente acelerador de
pega e endurecedor.
Ação dos Cloretos (Cl-):
Mecanismos de transporte dos íons cloretos (Cl-):
• Absorção capilar;
• Difusão iônica;
• Permeabilidade;
• Migração iônica.
Aparecem
também através de
agregado ou água contaminados.
Em climas frios, podem vir através
dos sais anticongelantes.
Também através de salmouras
TC030
– Materiais de e
Construção
I
industriais
maresias.
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
DESPASSIVAÇÃO PELA PRESENÇA DE CLORETOS
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
105
TC030 – Materiais de Construção I
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Prof. Dr. Marcelo Medeiros
106
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão X Cloretos
Corrosão X Cloretos
Ação dos Cloretos (Cl-):
Ação dos Cloretos (Cl-):
Mecanismos de transporte dos íons cloretos (Cl -):
Mecanismos de transporte dos íons cloretos (Cl -):
Difusão iônica
Absorção capilar
A absorção capilar é a primeira porta de entrada dos
íons cloreto, provenientes, por exemplo, de névoa
marítima.
Depende da porosidade, viscosidade e tensão superficial
do líquido.
TC030 – Materiais de Construção I
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Prof. Dr. Marcelo Medeiros
107
A absorção capilar ocorre na superfície do concreto, sendo
que a difusão iônica é o principal mecanismo de transporte no
interior da estrutura, em meio aquoso.
Permeabilidade
Representa a facilidade de penetração por uma pressão.
TC030 – Materiais de Construção I
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108
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Grupo de Materiais de Construção
Departamento de Construção Civil
Universidade Federal do Paraná
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão X Cloretos
Corrosão X Cloretos
Ação dos Cloretos (Cl-):
Penetração de
Cloretos
Mecanismos de transporte dos íons dos cloretos (Cl -):
Migração iônica
Os íons cloretos por serem cargas negativas, promovem
migração iônica, o qual pode se dar pelo próprio campo
gerado pela corrente elétrica do processo eletroquímico,
como por ação de campos elétricos externos.
TC030 – Materiais de Construção I
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109
Medeiros (2008)
TC030 – Materiais de Construção I
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110
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão X Cloretos
Corrosão X Cloretos
DESPASSIVAÇÃO PELA PRESENÇA DE CLORETOS
Ataque por cloretos
Cl-
Rompem a película de óxidos de
forma pontual
Cl-
Fe(OH)2
Cl-
Cl-
FeCl2
Cl-
Cl-
O ânodo formado atrai Íons de cloro, de carga negativa, continuamente
para o mesmo ponto causando uma corrosão localizada e profunda (pite).
TC030 – Materiais de Construção I
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111
Corrosão por
pites
TC030 – Materiais de Construção I
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112
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão X Cloretos
Corrosão X Cloretos
Corrosão por pites:
Barra corroída de um pavimento de concreto armado exposto
ao uso de sal como anti-congelante.
DESPASSIVAÇÃO PELA PRESENÇA DE CLORETOS
Corrosão por pites
(alta concentração de cloro)
TC030
– Materiais
Construção I M. ; GROCHOSKI, M (2007)
Publicado
emde
MEDEIROS,
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113
TC030 – Materiais de Construção I
www.efcweb.org
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19
Grupo de Materiais de Construção
Departamento de Construção Civil
Universidade Federal do Paraná
Caso publicado em:
Medeiros et al. (2013)
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão X Lixiviação
Corrosão X Lixiviação
Condomínio Ilhas Gregas,
Cristo Rei, Curitiba.
Arquivo pessoal
Medeiros e Helene (2004)
Medeiros (2013)
Inspeção e Diagnóstico no
Condomínio
AthaydeVille,
Rio de Janeiro.
Arquivo pessoal
Reduz o pH do Concreto pelo
carreamento de CaOH do concreto
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
115
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão X Lixiviação
Medeiros (2014)
Hotel na Avenida Boa
Viagem, Recife, Pernambuco.
Arquivo pessoal
116
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
TEMA: Corrosão dos Metais
SUPERFÍCIE DO CONCRETO
H2O
concreto
O2
(OH)¯
perfuração
Fe++
aço
ZONA
ANÓDICA
(corroída)
CONDUTOR (Barra de aço)
e¯
ZONA
CATÓDICA
(não corroída)
ELETRÓLITO
(difusão)
camada passivadora
SUPERFÍCIE DO CONCRETO
Evolução da Lixiviação
Por que?
TC030 – Materiais de Construção I
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Menos
Ca(OH)2
(Adaptação de P.Helene, 1986)
117
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
TC030 – Materiais de Construção I
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TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão do aço carbono – REAÇÃO EXPANSIVA
Ferro, produtos da corrosão e seus volumes relativos:
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
118
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão das
armaduras de concreto
(Cascudo, 1997)
Marcelo Medeiros
TC030 – Materiais de Construção I
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Força de expansão
 15 MPa
119
TC030 – Materiais de Construção I
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120
Direitos Reservados UFPR
20
Grupo de Materiais de Construção
Departamento de Construção Civil
Universidade Federal do Paraná
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão das
armaduras de concreto
Corrosão das
armaduras de concreto
Fases:
• Iniciação
• Propagação
Desenvolvimento da corrosão: Presença de H2O e O2.
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
121
Marcelo Medeiros
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
TEMA: Corrosão dos Metais
122
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão do aço carbono – REAÇÃO EXPANSIVA
Progressão da deterioração da estrutura devido à corrosão das armaduras
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
Cuidados:
Prevenção da corrosão
no Concreto Armado
• Cobrimento
– Maior tempo p/ camada carbonatada chegar ao aço
• Concreto menos permeável
– Menor relação a/c e maior fck
• Cuidados com formas arquitetônicas e drenagem
• Proteção da superfície do concreto - revestimentos
• Armaduras especialmente passivas:
– Aços revestidos (epoxi, galvanização)
– Aços inoxidáveis
– Armaduras de fibras (carbono, vidro, kevlar)
(P.Helene, 1986)
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
Cuidados:
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
123
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
124
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Prevenção da corrosão
no Concreto Armado
Prevenção da corrosão
no Concreto Armado
• Cuidados no uso de aditivos que contenham em sua
fórmula o cloreto de cálcio;
Cobrimento - Maior tempo p/
camada carbonatada chegar ao aço
(P.Helene, 1986 de Soretz, 1967)
• Espessura de cobrimento das armaduras adequado a
agressividade do meio;
• Cuidados especiais se o concreto estiver sujeito à
correntes elétricas;
• Utilizar dosagem adequada, com o mínimo de água para a
hidratação.
TC030 – Materiais de Construção I
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125
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
Profundidade de
carbonatação
com o tempo e
relação a/c
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126
Direitos Reservados UFPR
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Grupo de Materiais de Construção
Departamento de Construção Civil
Universidade Federal do Paraná
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Prevenção da corrosão
no Concreto Armado
Prevenção da corrosão
no Concreto Armado
Concreto menos permeável Menor relação a/c e maior fck
(P.Helene, 1986 de Soretz, 1967)
O tipo de cimento influencia a velocidade de
carbonatação já que a reserva alcalina é função da
composição química do cimento e das adições.
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
Influência da relação
a/c na profundidade
de carbonatação
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
127
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
128
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Carbonatação X Corrosão
Carbonatação X Corrosão
Prof. De Carbonatação (mm)
12
10
8
6
4
Medeiros et al. (2016/2017)
Artigo em desenvolvimento
2
KCO2
Câmara de carbonatação do
laboratório LAME/DCC da UFPR
0
0
1
2
3
4
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
0.5)
Raiz quadrada do tempoProf.(Semana
Dr. Marcelo Medeiros
129
TEMA: Corrosão dos Metais
4,00
KCO2 (mm/semana0,5)
3,5
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00
-40%
TEMA: Corrosão dos Metais
pH < 9,0
pH > 9,0
Carbonatação X Corrosão
3,00
2,50
SUBSTITUIÇÃO
-30%
-20%
ADIÇÃO
-10%
0%
10%
20%
30%
40%
% de Cinza Volante
CIMENTO COM ADIÇÕES
• CP III
• CP IV
≠
Medeiros et al. (2016/2017)
Artigo em desenvolvimento
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
y = -0,02x + 4,012
R² = 0,87
0,5
0,0
CIMENTO SEM ADIÇÕES
• CP II F
TC030 – Materiais de Construção I
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Prof. Dr. Marcelo Medeiros
130
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
pH < 9,0
Medeiros et al. (2016/2017)
Artigo em desenvolvimento
3,50
KCO2 (mm/semana0,5)
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
0
20
40
60
80
100
120
140
Portlandita (Kg/m3)
131
TC030 – Materiais de Construção I
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Grupo de Materiais de Construção
Departamento de Construção Civil
Universidade Federal do Paraná
TEMA: Corrosão dos Metais
Prevenção da corrosão
no Concreto Armado
NBR 6118/2014
TEMA: Corrosão dos Metais
Classe de
agressividade
ambiental
O que faz a NBR 6118/2014 para prevenção
da corrosão?
Prevenção da corrosão
no Concreto Armado
NBR 6118/2014
Agressividade
Classificação geral do
tipo de ambiente para
efeito de projeto
Risco de
deterioração da
estrutura
Rural
Simplificação!!!
I
Fraca
Insignificante
Submersa
Concreto menos permeável = Menor relação a/c e maior fck
II
Moderada
Urbana
Pequeno
Marinha
Estabelece!!!
III
Forte
Grande
Industrial
Relações a/a máximas e fck mínimo - NBR 6118 (2014)
Industrial
IV
TC030 – Materiais de Construção I
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133
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
TEMA: Corrosão dos Metais
Prevenção da corrosão
no Concreto Armado
NBR 6118/2014
Classe de
agressividade
Agressividade
I
II
III
IV
Fraca
Média
Forte
Muito forte
Risco de
deterioração da
estrutura
Insignificante
Pequeno
Grande
Elevado
Muito forte
Elevado
TC030 – Materiais de Construção I
Respingo deProf.
maré
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Dr. Marcelo Medeiros
Corrosão dos Metais
ClasseTEMA:
de agressividade
ambiental
NBR 6118/2014
Tipo de
estrutura
I
Componente ou
elemento
Concreto
armado
134
II
IVc
III
Cobrimento nominal (mm)
Lajeb
20
25
35
45
Viga/Pilar
25
30
40
50
40
50
Elementos
estruturais em
contato com o solod
30
b Para a face superior de lajes e vigas que serão revestidas com argamassa de contrapiso, com
revestimentos finais secos tipo carpete e madeira, com argamassa de revestimento e acabamento,
como pisos de elevado desempenho, pisos cerâmicos, pisos asfálticos e outros, as exigências desta
Tabela podem ser substituídas pelas de 7.4.7.5, respeitado um cobrimento nominal ≥ 15 mm.
c Nas superfícies expostas a ambientes agressivos, como reservatórios, estações de tratamento de
água e esgoto, condutos de esgoto, canaletas de efluentes e outras obras em ambientes química e
intensamente agressivos, devem ser atendidos os cobrimentos da classe de agressividade IV.
d No trecho dos pilares em contato com o solo junto aos elementos de fundação, a armadura
deve ter cobrimento nominal ≥ 45 mm.
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
NBR 6118/2014
136
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
TEMA: Corrosão dos Metais
Prevenção da corrosão
no Concreto Armado
Prevenção da corrosão
no Concreto Armado
NBR 6118/2014
Classe de agressividade ambiental
Componente ou
elemento
Laje
Concreto
Protendidoa
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
TEMA: Corrosão dos Metais
I
Tipo de
estrutura
135
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
Viga/Pilar
II
III
IVc
Cobrimento nominal (mm)
25
30
30
35
40
45
50
55
a Cobrimento nominal da bainha ou dos fios, cabos e cordoalhas. O cobrimento da
armadura passiva deve respeitar os cobrimentos para concreto armado.
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
Tipob,c
I
II
III
IV
Relação
água/aglomerante em
massa
CA
 0,65
 0,60
 0,55
 0,45
CP
 0,60
 0,55
 0,50
 0,45
Classe de concreto
(NBR 8953)
CA
 C20
 C25
 C30
 C40
CP
 C25
 C30
 C35
 C40
a O concreto empregado na execução das estruturas deve cumprir com os requisitos
estabelecidos na ABNT NBR 12655.
c Nas superfícies expostas a ambientes agressivos, como reservatórios, estações de
tratamento de água e esgoto, condutos de esgoto, canaletas de efluentes e outras obras em
ambientes química e intensamente agressivos, devem ser atendidos os cobrimentos da
classe de agressividade IV.
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
Classe de agressividade
Concretoa
137
b CA corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto armado.
c CP corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto protendido.
a/a = água/aglomerante
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a/c= água/cimento
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TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Prevenção da corrosão
no Concreto Armado
Prevenção da corrosão
no Concreto Armado
DETALHES CONSTRUTIVOS
FORMAS ARQUITETÔNICAS E DRENAGEM
Marquises em balanço
-Lajes s/ vigas !!
-Drenagem / limpeza ?
-Impermeabilização ?
- Cobrimento ?
(Granato - Basf)
Marquise desabou na Avenida
Churchill 97, RJ. 19/12/2008
O DIAONLINE
Brise unido c/ as armaduras
(corrosão galvânica)
(José A. Freitas Jr.)
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Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
(Granato - Basf)
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140
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Prevenção da corrosão
no Concreto Armado
Avaliação: POTENCIAL
DE CORROSÃO
Indica a situação de corrosão
ou passividade destas.
Infiltrações nas juntas e
apoios de neoprene
DETALHES CONSTRUTIVOS
(Eng. Moacir. H. Inoue)
Informações qualitativas
que devem ser utilizadas
como complemento de
outros ensaios.
Medição do potencial
de corrosão de um
concreto.
(Eng. Moacir. H. Inoue)
Superfícies horizontais acumulam água
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142
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Avaliação: POTENCIAL
DE CORROSÃO
Avaliação: POTENCIAL
DE CORROSÃO
A medida é a determinação da
(Helene,P.; 1986)
ddp
elétrico
entre
as
armaduras e um eletrodo de
referência que se coloca em
Não dá informações sobre o quanto corroeu ou
está corroendo, fornece somente a probabilidade
do processo estar ocorrendo ou não.
contato com a superfície do
concreto.
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TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Avaliação: POTENCIAL
DE CORROSÃO
Avaliação: RESISTIVIDADE
ELÉTRICA
GEOCISA
As medidas podem ser tomadas isoladamente ou em forma
sistemática c/ objetivo de obter "mapa de potenciais" da estrutura.
Mapa permite identificar zonas possivelmente corroídas de zonas
não corroídas ou passivadas.
A resistividade elétrica do concreto (condutividade iônica do
eletrólito) é um
parâmetro que em conjunto com a
disponibilidade de oxigênio, controla a velocidade de
corrosão do aço.
Depende
da
umidade contida
nos poros do
concreto.
Fosroc
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145
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146
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Avaliação: RESISTIVIDADE
ELÉTRICA
Avaliação: RESISTIVIDADE
ELÉTRICA
Uma corrente elétrica é aplicada entre os eletrodos
externos.
A diferença de potencial
gerada entre os eletrodos
internos propicia a medida da
resistividade.
CRITÉRIOS CEB 192
= 2 . Π . a . V / I
(Helene,P.; 1986)
(Helene,P.; 1986)
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TC030 – Materiais de Construção I
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TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Avaliação: RESISTIVIDADE
ELÉTRICA
Avaliação: VELOCIDADE
DE CORROSÃO
Medidas sistemáticas permitem montar o "mapa de
resistividade“.
P/ obtenção da Rp emprega-se um potensiostato.
Interliga-se eletrodo de referência às armaduras e um contraeletrodo. Fecha o circuito permitindo a circulação de corrente.
GECOR 6 – GEOCISA
mapa
indica
as
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
GEOCISA
probabilidades de corrosão nos
diversos
locais
da
peça
estrutural.
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
149
GEOCISA
Este
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150
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Universidade Federal do Paraná
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Avaliação: VELOCIDADE
DE CORROSÃO
Corrosão em Concreto
Protendido:
Características:
Produtos formados durante o processo corrosivo
normalmente são invisíveis.
GECOR6
É possível ter peças trincadas ou rompidas por
corrosão sob-tensão sem que a superfície
denote evidência de processo corrosivo
generalizado.
TC030 – Materiais de Construção I
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151
TC030 – Materiais de Construção I
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Prof. Dr. Marcelo Medeiros
152
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão em Concreto
Protendido:
Corrosão em Concreto
Protendido:
A corrosão sob-tensão somente ocorre quando
ambas a tensão de serviço do metal e a
concentração do agente agressivo ultrapassam
certos valores críticos (somente ocorre em
condições altamente específicas).
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
 Ocorre a formação de trincas no interior dos grãos
que rapidamente reduzem a seção da peça de aço.
Cordoalhas Ponte Rio-Niteroi
Corrosão encontrada por
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
153
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RIMTde Construção
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais
(C. T. Tebecherani)
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154
TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão em Concreto
Protendido:
Corrosão em Concreto
Protendido:
 CASO: Corrosão transgranular ou transcristalina
 Corrosão sob-tensão
Elevado Av. Paulo de Frontin
11/1971, Rio de Janeiro, 122 m do
Elevado Paulo
de Frontin,
em
construção,
desabaram.
Tragédia
causou a morte de 28 e deixou 30
feridas, destruindo 17 carros, três táxis,
um caminhão e um ônibus.
Desmoronamento aconteceu na hora
em que um caminhão, carregado de
TC030 – Materiais de Construção I
trecho. 155
Material de aula: Grupo de docentes – Materiaisconcreto,
de Construção passava
Prof. sobre
Dr. Marcelo o
Medeiros
 CASO: Corrosão transgranular ou transcristalina
 Corrosão sob-tensão
Conclusões preliminares: Corrosão das
cordoalhas de protensão, janela de
inspeção mantida aberta.
Elevado Av.
Paulo de Frontin
TC030 – Materiais de Construção I
Material
deBrasil)
aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
(Jornal do
(O Globo)
Prof.
Dr. Marcelo Medeiros
156
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Grupo de Materiais de Construção
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TEMA: Corrosão dos Metais
TEMA: Corrosão dos Metais
Corrosão em Concreto
Protendido:
 CASO: Corrosão transgranular ou transcristalina
 Corrosão sob-tensão
Ponte dos Remédios
www.tecpont.com.br
Em 3/6/97, São Paulo, 29 anos de idade, 26
cabos de protensão rompidos
Tecnologia do CP da época é uma das
causas da baixa durabilidade. Aço não era
aliviado de tensões, sujeito relaxamento
muito maior que o previsto. Bainhas não
garantiam a vedação na concretagem,
criavam atritos que reduziam sensivelmente
a eficiência da protensão. Injeções de nata
de cimento, c/ bombas manuais, não
garantiam nem a aderência da armadura,
nem a proteção contra stress corrosion.
TC030 – Materiais de Construção I
Material de aula: Grupo de docentes – Materiais de Construção
Prof. Dr. Marcelo Medeiros
157
Referências
• MEDEIROS, M. H. F.; GOBBI, A.; RÉUS, G. C.; HELENE, Paulo. Reinforced
concrete in marine environment: Effect of wetting and drying cycles, height and
positioning in relation to the sea shore. Construction & Building Materials, v. 44,
p. 452-457, 2013.
• FERREIRA, A.; PEREIRA, E.; RAISDORFER, J. W.; MEDEIROS, M. H.
F.; KLEIN, N. S. CAPÍTULO 7 - Efeito da carbonatação na Durabilidade do
Concreto Armado. In: Lúcia Bressiani; Cristiano Poleto. (Org.). Tópicos Especiais
em Construção Civil. 1ed.Toledo: UTFPR, 2014, v. único, p. 123-144.
• MEDEIROS, M. H. F.; RAISDORFER, J. W.; HOPPE FILHO, J.; MEDEIROSJUNIOR, R.A. The effect of fly ash on cement carbonation: comparing its use as
both substitution and addition to Portland cement. 2016/2017. (Artigo em
avaliação em Revista intenacional)
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TEMA: Corrosão dos Metais
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158
TEMA: Corrosão dos Metais
Referências
• PAIM, A. S.; SANTOS, I. M. R.; RAISDORFER, J. W.; PEREIRA,
E.; MEDEIROS, M. H. F. Durabilidade de piscinas de concreto armado: a
Influência da natureza do tratamento da água. Concreto & Contrução, v. 66, p.
52-56, 2012.
• MEDEIROS, M. H. F.; GIORDANO, D. E.; PEREIRA, E.; VIGNOLIO, A.;
GALEANO, R.; HELENE, Paulo. Inspeção no palacio de la luz ? Montevideo:
uma visão de durabilidade. Revista Alconpat, v. 2, p. 94-109, 2012.
• MEDEIROS, M. H. F.; GROCHOSKI, M. Marquises: por que algumas caem?.
Concreto & Contrução, v. 46, p. 95-103, 2007.
• Material didático desenvolvido pelo Prof. José Freitas para esta mesma
disciplina – TC030.
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160
TEMA: Corrosão dos Metais
Referências
• www.abraco.org.br/corros20.htm - G. S. Pimenta – ABRACO, 2006.
• Panonni, F. D.; Fundamentos da corrosão
• AÇOMINAS Perfis, 2002.
• Gentil, V.; Corrosão, 4. Ed. LTC, Rio de Janeiro, 2003.
• Mehta, P. K.; Monteiro, P. J. M. CONCRETO: Microestrutura,
Propriedades e Materiais. 3.Ed. Ibracon, 2008.
• www.metalica.com.br
• www.cbca-ibs.org.br/biblioteca_apostilas.asp
• http://www.corrosion-doctors.org
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