Corrosão de Armaduras de Concreto

Introdução
Este trabalho procura expor algumas informações iniciais para avaliação de um dos problemas comuns em edificações : a corrosão das armaduras de concreto. Mas do que esclarecer possíveis dúvidas, ele busca suscitá-las. Por esta razão, no final é apresentada uma sugestão de bibliografia sobre o tema.
Patologias em Edifícios
As patologias ou defeitos podem ser definidos como degradações inesperadas no desempenho dos edifícios devido à falta de qualidade. Muitas vezes é difícil separar as degradações causadas por falta de qualidade das degradações normais e esperadas, relacionadas com problemas de durabilidade. Um critério bastante útil é a adoção da normalização nacional ou internacional como referência de qualidade. Conforme estatísticas internacionais e a experiência no IPT, as patologias ou defeitos têm origem principalmente na fase do projeto, seguida pela fase de execução. Problemas decorrentes do mau uso dos edifícios menos importantes.
Corrosão de Armadura do concreto
Certamente, a mais generalizada das patologias do concreto é a corrosão das armaduras, principalmente em peças de concreto aparente. A corrosão da armadura do concreto é um processo eletroquímico onde existe um ánodo e um cátodo. A água presente no concreto serve de eletrólito. Qualquer diferença de potencial entre pontos podem gerar uma corrente, iniciando o processo de corrosão.
A corrosão tem, como consequência, uma diminuição da seção de armadura e fissuração do concreto em direção paralela a esta.
Eventualmente, podem surgir manchas avermelhadas produzidas pelos óxidos de ferro. As fissuras ocorrem porque os produtos da corrosão ocupam espaço maior que o aço original.
As causas são variadas, entre as quais destacam-se :
  • (1) insuficiência ou má qualidade do concreto do recobrimento da armadura ;
  • (2) presença de cloretos.
    Insuficiência do Recobrimento da Armadura
    O cimento hidratado possui um pH de aproximadamente 12,5. Este pH protege o aço contra a corrosão. Porém, o hidróxido de cálcio de concreto reage com o gás carbônico da atmosfera, conforme a equação Ca(OH)2-CO2-CaCO3-H2O reduzindo para 9 o pH da massa do concreto, tornando possível a corrosão da armadura.
    O tempo que a carbonatação leva para atingir a profundidade onde se encontra o aço depende, mantidas todas as demais condições constantes, da espessura do recobrimento e de sua permeabilidade. Esta pode ser associada à resistência mecânica do concreto ( que depende do fator água/cimento) e ao grau de compactação.
    Dobrando a espessura do recobrimento, multiplica-se por quatro o período de tempo que a carbonatação levará para atingir a armadura.
    O crescimento fator água/cimento provoca uma elevação exponencial na velocidade de carbonatação do concreto. A profundidade de carbonatação de concretos com mesma idade, feitos com fator água/cimento 0,5, podem ser 1/3 da observada em concretos com fator água/cimento 0,8..
    A velocidade de carbonatação depende também da umidade relativa do ar. Umidades relativas em torno de 60 a 80% favorecem em muito a carbonatação. Diante destes fatores, os indicativos da NBR 6118 devem ser tomados apenas como critério geral a ser adaptado.
    O CEB-FIP Model Code 1990 inova ao definir um recobrimento mínimo ao qual deve ser acrescida uma tolerância de montagem, consumo mínimo de cimento e fator água/cimento máximo. Assim, para concretos expostos ao meio externo em ambientes normais, recomenda-se o recobrimento de 35mm, enquanto que a NBR 6118 especifica um magro recobrimento de 20mm, que muitas vezes é desrespeitado.
    A profundidade de carbonatação pode ser medida aspergindo-se sobre a superfície de concreto, imediatamente após a fratura, um indicador de pH chamado fenoftaleína. A área não carbonatada é tingida de violeta. A fenoftaleína é encontrada em qualquer casa de química e deve ser diluída na proporção : 1g de fenoftaleína : 50g de álcool : 50g de água.
    A localização das armaduras, bem como uma estimativa da espessura do recobrimento, pode ser obtida através de um instrumento chamado pacômetro. Alternativamente, pode ser realizado ensaio destrutivo, utilizando talhadeiras ou furadeiras convencionais.
    Corrosao por Cloretos
    Os cloretos são integrantes dos aceleradores de pega e endurecimento mais comuns, baseados em CaC12 : Podem estar presentes também na água de amassamento e, eventualmente, nos agregrados. Em regiões próximas ao mar ou em atmosferas industriais, só cloretos penetram no concreto durante a fase de uso.
    A experiência indica que teores de cloretos ( C1) tão baixos quanto 0,3% do peso do cimento implicam em riscos de corrosão em concretos ainda não carbonatados, pois este destrói a camada protetora da armadura proporcionada pelo elevado pH do concreto. Porém, já foi observado pelo IPT que concentrações bem menores podem causar corrosão generalizada quando dentro da estrutura existem zonas livres de cloretos. A diferença de concentração do sal permite a formação de uma pilha por concentração diferencial.
    A NBR 6118 limita o teor de cloretos presentes na água de amassamento do concreto a 500mg/1 e a bibliografia internacional é controversa sobre limite.
    Em concreto armado, sempre que for necessário usar cloretos, é recomendável diminuir o fator água/cimento e aumentar tanto a espessura como a qualidade do recobrimento da armadura. O teor de cloretos pode ser facilmente avaliado através de ensaio específico realizado em amostras representativas.
    Comentários finais
    A avaliação de corrosão de armaduras de concreto exige conhecimento específico e ensaios laboratoriais. Porém, algumas providências, iniciais, simples como determinação do recobrimento das armaduras e profundidade de carbonatação, fornecem informações fundamentais no estudo das causas da corrosão.

    Wanderley M. John
    IPT - São Paulo

    • Bibliografia
    1) Helene, P.R.L. Corrosão de armaduras para concreto armado. São Paulo. Ed. Pini - IPT - 1989.
    2)CEB Derable concrete structures CEB design guide. Lausanne, Juin 1989 ( Bulletin d'Information nº182).