Obligation d’utilisation due à la nature du contrat

Em estruturas de concreto armado, o aço se encontra envolvido por um concreto de pH altamente alcalino igual a, aproximadamente, 12,5. Nestas condições, o aço consegue criar uma camada passivadora, ao seu redor, à base de óxidos e/ou hidróxidos de ferro que protegem quimicamente o aço do acesso da umidade, oxigênio e agentes agressivos. Todavia, essa camada pode ser rompida e despassivada pela diminuição da alcalinidade do concreto, que pode se dar pela ocorrência da carbonatação, por lixiviação, pela entrada de substâncias ácidas ou pela presença dos íons cloro. Estes íons podem ser provenientes de fontes externas como regiões marinhas, ambientes industriais, produtos químicos, sais de descongelamento em regiões de clima frio; ou fonte interna, quando são incorporados na produção do concreto, ao utilizar, por exemplo, aditivos químicos à base de cloreto, água de amassamento e agregados contaminados (CASCUDO, 1997).

O estudo da resistência à penetração dos íons cloro se justifica pelo esforço de combater a corrosão das armaduras inseridas no concreto armado. Segundo Cascudo (1997), a corrosão pode ser classificada pela natureza do processo ou pela sua morfologia. Pela morfologia pode ocorrer de forma localizada ou generalizada. A corrosão localizada, também conhecida como corrosão por pite, caracteriza-se por pontos de corrosão que se aprofundam na seção da armadura e podem levar ao rompimento do aço (exemplo: corrosão por ataque de cloretos). Já a corrosão generalizada é aquela em que toda a superfície do metal fica comprometida (exemplo: corrosão por carbonatação). A corrosão também pode ser classificada pela

natureza do processo, sendo química ou eletroquímica. A corrosão química, ou oxidação, é um processo lento e menos danoso ao metal. Já a corrosão eletroquímica causa sérios danos aos materiais e é um processo que se desenvolve com a presença de quatro fatores: condutor, que é a barra de aço da armadura; eletrólito, que é a solução aquosa que irá conduzir os íons; oxigênio, que dissolvido na água presente nos poros do concreto irá propiciar a formação dos produtos de corrosão; e a diferença de potencial, que formará uma região catódica e outra anódica entre dois pontos da armadura.

Quando os íons cloro provêm do meio externo, eles são absorvidos pelo concreto, inicialmente, por absorção capilar na camada mais externa. Posteriormente, eles penetram por difusão devido ao gradiente de concentração de íons. Quando se encontram no interior do concreto, os cloretos podem ser encontrados de três maneiras: dissolvidos nas estruturas de C-S-H; quimicamente combinados aos aluminatos do cimento e/ou adições minerais, formando produtos estáveis como o Sal de Friedel (cloroaluminato de cálcio hidratado - 3𝐶𝑎𝑂. 𝐴𝑙₂𝑂₃. 𝐶𝑎𝐶𝑙₂. 10𝐻₂𝑂); ou livres, dissolvidos na solução intersticial. São estes cloretos livres que causam danos ao concreto e originam o processo de corrosão das armaduras. De maneira simplificada, o que eles provocam é a acidificação local da armadura, desestabilizando a película passivadora e gerando a dissolução do aço com atuação ativa dos íons cloro, segundo as equações 4 e 5 (MUTHULINGAM; RAO, 2014; RIBEIRO, 2014).

𝐹𝑒3++ 3𝐶𝑙−→ 𝐹𝑒𝐶𝑙3+ 𝐻2𝑂 Equação 4

𝐹𝑒𝐶𝑙3+ 3𝑂𝐻−→ 3𝐶𝑙−+ 𝐹𝑒(𝑂𝐻)3 Equação 5

Nas equações 4 e 5 e Figura 10 são apresentadas a liberação de elétrons nas áreas anódicas, locais em que formam micropilhas na armadura e estabelecem o processo de corrosão eletroquímica do aço. Ademais, o ataque de cloretos é localizado e faz com que a corrosão ocorra em forma de pites, formando cavidades que podem vir a romper a seção do aço (BAROGHEL-BOUNY, V.; CAPRA, B.; LAURENS, 2014).

Figura 10 – Ilustração do mecanismo de corrosão eletroquímica devido ao ataque por cloretos (CASCUDO, 1997).

Diante do exposto, o objetivo da comunidade acadêmica é buscar alternativas eficientes e econômicas para barrar ou diminuir a velocidade do avanço da frente de penetração de cloretos nas estruturas de concreto armado. Alguns estudos vêm investigando se o uso de resíduo de marmoraria pode ser eficaz nesse sentido. Na Tabela 8 são apresentados alguns trabalhos que estudaram o efeito do resíduo de marmoraria na resistência à penetração dos íons cloro.

Tabela 8 – Efeito do uso de resíduo de marmoraria na resistência à penetração dos íons cloro AUTORES TIPO DE ROCHA

TEOR ÓTIMO

(%)

RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO DE ÍONS CLORO

Rana et al. (2015) M Até 10 Aumentou

Dietrich (2015) M e G 5 Aumentou

Ramos et al. (2013) G Até 20 Aumentou

M – Mármore; G – Granito;

Dietrich (2015) estudou a durabilidade de concretos com adição de RM frente a ação dos íons cloro. As relações a/c utilizadas foram 0,45; 0,55 e 0,65 e as porcentagens de adições de RM foram 5%, 10% e 15%. Os corpos de prova foram submetidos a ciclos de imersão e secagem em solução com 5% de NaCl e posteriormente analisados os potenciais de corrosão e a frente de penetração de cloretos utilizando o método colorimétrico com indicador químico nitrato de prata. A autora concluiu que o tempo de indução da corrosão aumentou de acordo com o aumento do percentual de adição. Verificou, também, que o teor de 5% de adição de RM foi o mais vantajoso em relação à durabilidade frente a ação dos íons cloro,

mostrando a menor contaminação de 𝐶𝑙− _{no ensaio colorimétrico. A autora atribuiu essa} melhora ao efeito filer do resíduo que densificou os concretos com o preenchimento dos vazios.

Ramos et al. (2013) mostraram que a incorporação de resíduo de marmoraria em argamassas (até 20%) aumentou a resistência à penetração dos íons cloro devido à densificação da matriz. Rana, Kalla & Csetenyi (2015) constataram que a concentração dos íons cloro dentro do concreto, contendo 5 a 10% de resíduo em substituição ao cimento, foi menor que a concentração de íons do concreto referência. Segundo os autores, essa redução da penetração dos íons cloro foi ocasionada pelo efeito filer, que refinou os poros da estrutura.