A deterioração do concreto é um problema permanente e afeta a vida útil de uma estrutura. A deterioração do concreto tem inúmeras consequências e pode até levar ao colapso das estruturas.
Portanto, é necessário prestar a maior atenção à estrutura na fase de projeto, construção e durante a operação. Mesmo que construamos a estrutura com boa tecnologia e design perfeito, a falta de atenção ao estado da estrutura durante a sua vida útil pode levar ao seu fracasso.
A durabilidade de uma estrutura depende de muitos fatores. Os factores mais importantes que afectam a durabilidade do betão ou o seu envelhecimento são a corrosão das armaduras, o ataque químico ao betão, a reactividade dos agregados alcalinos, a abrasão/erosão, o fogo/calor, a restrição da variação de volume, a sobrecarga, as cargas de choque, a perda de apoios e de superfície. defeitos.
Vamos discutir brevemente cada defeito.
Corrosão do reforço
A corrosão da armadura está diretamente relacionada à formação de fissuras no concreto. A fissuração no concreto expõe a armadura a um ambiente corrosivo.
Reforço começa corrosivo devido à presença de oxigênio e umidade. Se pudermos evitar isso, a corrosão pode aumentar evitado. Em Aditivo, Lá existem outros métodos de corrosão ou Reforço também. Eles não são tão comuns.
Vejamos quais são as causas mais comuns de corrosão de armaduras
Ataque de cloreto
Os íons cloreto (CL-) são formados quando substâncias como o cloreto de hidrogênio são dissolvidas em água ou quando o elemento cloro recebe um elétron. Os íons cloreto em altas concentrações no concreto podem causar sérios problemas. Devido à sua natureza eletroquímica, os íons cloreto dissolvem a camada passiva do reforço de aço, eliminando a necessidade de diminuir o valor do pH. A corrosão ocorre quando os íons cloreto interagem com materiais passivos como o aço e o meio ambiente, desencadeando uma reação química que resulta na formação de ácido clorídrico. O reforço de aço é destruído pelo ácido clorídrico, resultando em fissuras. descamandoe finalmente ao fracasso do concreto.
Carbonatação de concreto
A carbonatação é o resultado da reação entre o hidróxido de cálcio da pasta de cimento e o dióxido de carbono do ar. Esta reação produz carbonato de cálcio, que também reduz o pH para cerca de 9. Neste ponto, a corrosão torna-se uma possibilidade à medida que a camada protetora de óxido que envolve o aço de reforço se rompe. Como o dióxido de carbono e o hidróxido de cálcio só podem reagir em solução, a carbonatação ocorre lentamente no concreto seco. No concreto saturado, a umidade forma uma barreira que impede a penetração do dióxido de carbono, de modo que a carbonatação também é lenta. Quando há umidade suficiente para endurecer o concreto, a carbonatação é capaz de diminuir a temperatura. Carbonatação Ocorre uma reação, mas não é tão forte a ponto de criar uma barreira. Esta é a situação ideal.
Corrosão de metais diferentes
Quando dois metais diferentes entram em contato, é criado um potencial de eletrodo que depende, entre outras coisas, dos dois metais e do eletrólito presente. Em geral, quanto maior o potencial do eletrodo ou quanto mais distantes os dois metais estiverem separados na série de tensões eletroquímicas, mais ocorrerá corrosão bimetálica. No entanto, o potencial do eletrodo pode variar devido à formação de camadas de óxido e não pode ser usado isoladamente para prever se e em que extensão ocorrerá corrosão bimetálica.
Danos por congelamento e degelo
Baixas temperaturas fazem com que a água presa nos poros da pasta de cimento congele. Como o gelo ocupa mais espaço do que a água quando congela, podem surgir forças de expansão quando os poros estão quase completamente preenchidos com água ou o concreto está saturado. Se a pressão de expansão causada pelo congelamento exceder a resistência local do concreto, ocorrerão danos.
Rachaduras aparecem em qualquer padrão na superfície do concreto. A pressão de expansão pode causar deterioração ou descamação da superfície até a profundidade que as condições de geada já atingiram. Os ciclos de congelamento e descongelamento causam danos cada vez mais extensos.
Escala de degelo
O concreto à base de cimento de escória geralmente apresenta boa resistência e durabilidade a longo prazo. A resistência ao descongelamento do concreto contendo escória, particularmente quando o teor de escória excede 50% do total de material cimentício na mistura, tem levantado algumas preocupações. Embora haja evidências de que estas combinações muitas vezes funcionam bem na prática, muitas das preocupações parecem basear-se nos resultados de testes de deposição de escória de laboratório baseados na ASTM C 672.
Expansão agregada
Alguns agregados podem absorver tanta água que não conseguem suportar a pressão hidráulica e a expansão causada pelo congelamento da água. Se houver partículas problemáticas suficientes presentes, isso pode causar expansão do agregado e potencialmente desintegração do concreto. O pop-out pode ocorrer quando uma partícula problemática está próxima da superfície do concreto.
Ataque quimico
O concreto resiste bem a diferentes condições de ar, água, solo e vários produtos químicos.
Mas mesmo o concreto de alta qualidade pode quebrar sob certas condições químicas. Para atacar seriamente o concreto, produtos químicos agressivos devem estar presentes na solução e em uma determinada concentração mínima.
ácidos
A resistência ácida do concreto de cimento Portland é frequentemente baixa. Na verdade, nenhum concreto de cimento hidráulico, independentemente de sua composição, resistirá por muito tempo a uma solução com pH 3 ou inferior.
No entanto, alguns ácidos suaves podem ser tolerados apenas com exposição ocasional. O concreto de cimento Portland normalmente precisa ser protegido do ácido com tratamentos de proteção de superfície para evitar a deterioração causada pelo ataque ácido. Os agregados silicosos, ao contrário dos agregados de calcário e dolomite, são resistentes aos ácidos e são por vezes necessários para aumentar a resistência química do betão, particularmente quando é utilizado cimento resistente a produtos químicos. A permeabilidade reduzida de um concreto bem curado torna-o mais resistente aos ataques ácidos.
sais e bases
A degradação do concreto é causada por cloretos e nitratos de amônio, magnésio, alumínio e ferro, sendo o amônio o causador dos maiores danos. Como produzem gás amônia e íons hidrogênio no ambiente alcalino do concreto, a maioria dos sais de amônio são prejudiciais. A remoção do hidróxido de cálcio do concreto os reabastece. Isso resulta em uma reação de lixiviação semelhante a um ataque ácido. A deterioração do concreto também pode ser causada por álcalis fortes (mais de 20%).
Ataque de sulfato
Há casos em que as águas subterrâneas ou o solo contêm sulfatos naturais de sódio, potássio, cálcio ou magnésio. Os sulfatos podem danificar o concreto ao reagir com os componentes do cimento hidratado durante a cura. Estas reações podem criar pressão suficiente para quebrar a pasta de cimento, o que reduziria a coesão e a resistência. A etringita é formada quando o sulfato de cálcio ataca o hidrato de aluminato de cálcio. A etringita e o gesso são formados quando o sulfato de sódio se combina com o hidróxido de cálcio e o hidrato de aluminato de cálcio. Etringita, gesso e brucita se formam quando o sulfato de magnésio ataca de maneira semelhante ao sulfato de sódio (hidróxido de magnésio). A brucita se forma na maior parte da superfície do concreto, consome hidróxido de cálcio para diminuir o pH da solução dos poros e, em seguida, decompõe os hidratos de silicato de cálcio.
Reatividade agregada alcalina
Os agregados são geralmente quimicamente inertes no concreto. No entanto, alguns agregados expandem e fissuram durante longos períodos de tempo quando expostos aos hidróxidos alcalinos do concreto. A reação alcalina-sílica (ASR) e a reação álcali-carbonato são os dois tipos dessa reação álcali-agregado (ACR).
Reatividade ao silicato alcalino
Como os agregados reativos de silicato são amplamente utilizados, a reação álcali-sílica (ASR) é um grande problema. No ASR, o hidróxido alcalino do concreto reage com alguns tipos de partículas de silicato para formar um gel que se expande à medida que absorve água da pasta de cimento circundante ou do ambiente. Estes géis podem causar danos ao concreto devido à sua pressão de expansão.
A formação aleatória de fissuras e juntas fechadas acompanhadas de fragmentação do concreto são sinais típicos de ASR. As rachaduras normalmente ocorrem em locais onde a umidade está regularmente presente, como ao redor de linhas de água em cais, perto do solo atrás de muros de contenção, perto de juntas e bordas expostas em passarelas, ou em pilares ou colunas que são suscetíveis à absorção. ASR pode ser identificada com certeza através de um levantamento petrográfico.
Reatividade de carbonato alcalino
ACR é um fenômeno que pode ser observado em certas rochas dolomíticas. A desdolomitização ou decaimento da dolomita geralmente está associada à expansão. A reação brucita e a subsequente cristalização podem resultar em um crescimento significativo. As reações álcali-carbonato (ACR) são muito raras porque os agregados suscetíveis a este fenômeno são menos comuns e geralmente não são adequados para uso em concreto por outras razões. No entanto, a degradação causada pela ACR é idêntica à causada pela ASR. Os petrógrafos podem reconhecer a textura característica dos agregados suscetíveis ao ACR. Em contraste com a reação álcali-carbonato, a introdução de ligantes adicionais não impede a expansão prejudicial causada pelo ACR. Recomenda-se que o concreto não contenha agregados suscetíveis à ACR.
Abrasão/erosão
Abrasão e erosão não são problemas comuns no concreto. Eles dependem da finalidade do concreto. Em estradas, estacionamentos, rampas, etc., a abrasão pode causar a deterioração do concreto.
Portanto, a abrasão do concreto ocorre frequentemente em concreto exposto ao tráfego.
Por outro lado, a erosão do concreto se deve principalmente ao movimento da água. Água fluindo constantemente ou com frequência pode causar erosão do concreto. Quando a velocidade da água é alta, a erosão do concreto pode ser maior.
Podem ser observadas estruturas hidráulicas como vertedouros, canais, etc. Para reduzir a abrasão/erosão do concreto, é utilizado um concreto de maior qualidade.
Destruição do concreto por fogo/calor
Um requisito fundamental do projeto de construção para garantir a segurança dos ocupantes é a implementação de sistemas adequados de proteção contra incêndio. Um dos fatores mais destrutivos que contribuem para a deterioração das estruturas de concreto armado são os danos causados pelo fogo. Embora o concreto seja um material incombustível, ele perde algumas de suas propriedades físicas, químicas e mecânicas quando exposto a altas temperaturas. O tamanho e a duração do incêndio desempenham um papel importante na determinação da gravidade de um incêndio em estruturas de concreto. Os danos às estruturas de concreto provavelmente serão menores se o incêndio for de tamanho moderado e durar um curto período de tempo. Da mesma forma, um evento maior ou prolongado provavelmente causará maiores danos ou desmoronará edifícios de concreto.
Fissuração no concreto devido à restrição de mudança de volume
Qualquer material cujo volume se altere devido às suas propriedades inerentes ou devido a influências ambientais. O concreto também sofre uma variação de volume entre seu estágio inicial e sua vida útil.
Devido à obstrução da mudança de volume, podem ser observados dois tipos principais de fissuras.
Secagem de rachaduras por contração
A contração de uma mistura de concreto endurecido como resultado da perda capilar de água é conhecida como retração por secagem. Antes do concreto ser tensionado, a retração aumenta a tensão de tração, resultando em fissuras, deformação interna e deformação externa. À medida que o concreto de cimento Portland envelhece, ele sofre retração por secagem ou uma mudança no volume de hidrato. Para o engenheiro que projeta uma estrutura, a mudança no volume de hidrato no concreto é crucial. Lajes, vigas, pilares, paredes estruturais, elementos protendidos, tanques e fundações são todos suscetíveis à retração a seco.
O encolhimento durante a secagem é influenciado por diversas variáveis. Isto inclui tamanho do componente, propriedades do componente, proporções dos componentes, técnica de mistura, teor de umidade durante a cura e atmosfera seca. As condições normais de cura resultam em alguma alteração de volume no concreto. As principais causas da retração durante a secagem são a água da pasta de cimento e a evaporação da água capilar. Os efeitos da retração durante a secagem são mais pronunciados quanto mais água estiver contida no concreto fresco. A quantidade de mistura, o tempo desde que a água foi adicionada, as flutuações de temperatura, o afundamento, a colocação e a cura afetam o quanto o concreto encolhe. A composição do concreto também é crucial. Cada tipo de cimento e agregado possui propriedades únicas, cada uma afetando o quanto o concreto encolhe.
A retração do concreto à medida que seca é influenciada direta e indiretamente pelas quantidades de água e aditivos utilizados durante a mistura. A principal causa da retração do concreto é a evaporação da água capilar utilizada na mistura. O tamanho, localização e temperatura da estrutura, bem como as propriedades físicas do concreto influenciam a gravidade da retração.
Fissuração térmica
Diferentes partes de uma estrutura de concreto podem perder calor em diferentes graus através da hidratação, ou o clima pode resfriar ou aquecer uma parte do edifício em graus ou graus diferentes de outra parte, o que pode resultar em diferenças de temperatura dentro da estrutura. rachaduras são causados pelas diferentes alterações de volume causadas por essas mudanças de temperatura. Isso geralmente está relacionado ao concreto em massa, como: B. partes grandes e mais espessas de colunas, pilares, vigas, fundações e lajes. Qualquer estrutura pode ser afetada por uma diferença de temperatura causada por mudanças na temperatura ambiente.
Devido à libertação de calor durante a hidratação do cimento, o centro do betão pode aquecer mais do que o exterior, ou o exterior pode arrefecer mais rapidamente do que o interior, dependendo da causa do gradiente de temperatura. Em ambos os casos, as tensões de tração ocorrem no exterior e quando a resistência à tração é excedida, formam-se fissuras. As tensões de tração estão relacionadas às diferenças de temperatura, ao coeficiente de expansão térmica, ao módulo de elasticidade efetivo (que é reduzido pela fluência) e ao grau de restrição. A possibilidade de diferenças e limitações de temperatura aumenta com a massa estrutural. O coeficiente de expansão térmica do concreto endurecido pode variar entre 4 e 9×10-6 por grau Fahrenheit.
A possibilidade de fissuras induzidas termicamente surge quando uma área de uma estrutura sofre uma alteração de volume devido à temperatura. Estruturas onde certas partes estão expostas a flutuações de temperatura enquanto outras partes estão total ou parcialmente protegidas devem ser projetadas com cuidado especial. O elemento exposto pode rachar devido à diminuição da temperatura, enquanto a parte blindada da estrutura pode rachar devido ao aumento da temperatura.
Defeitos superficiais
Defeitos na superfície do concreto podem levar a problemas de durabilidade. Geralmente também estão relacionados aos problemas discutidos acima. Superfícies de concreto irregulares podem causar rachaduras devido às suas irregularidades, ao contrário de superfícies lisas.
Além disso, abaixo estão alguns problemas que levam a danos concretos.
- favos de mel
- Furos de ancoragem não reparados
- Juntas frias
- Deslocamentos de forma
- Faixa de areia
- Formando fios
Todos os defeitos acima mencionados deverão ser corrigidos durante a fase de construção. Alguns deles afetam não apenas o desgaste do concreto, mas também a estabilidade estrutural. favos de mel, Juntas friasetc. são deficiências estruturais que precisamos resolver.
