Por que proteger o concreto em industrias de celulose e papel [Why coat concrete in the pulp and paper environment?]

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O Papel [Journal of the Brazilian Pulp and Paper Assoc.], Abril, pp. 61-64,

1997-04

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Por que proteger o concreto em industrias de celulose e papel [Why

coat concrete in the pulp and paper environment?]

Mailvaganam, N. P.; Repette, W. L.; Figueiredo, E. P.; Helene, P.

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Why c oa t c onc re t e in t he pulp a nd pa pe r e nvironm e nt ?

N R C C - 4 1 3 5 0

M a i l v a g a n a m , N . P . ; R e p e t t e , W . L . ; F i g u e i r e d o ,

E . P . ; H e l e n e , P .

A p r i l 1 9 9 7

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Journal of the Brazilian Pulp and Paper Assoc., April, pp. 61-64, April, 1997

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L/

13.50

ARrIGO TECNICO

Por que proteger

0

concreto em

industrias

de celulose e papel

NoeiP. Ma/lvaganam'

Wellington L. Repette"

Enio Pazinl Figueiredo'"

Paulo Helene····

de concreto e outros elementos es-truturais sao expostos a respingos, vazamentos, gases, vapores e ciclos de imersao e secagem, entrando em contato com uma grande variedade de agentes corrosivos. Nao s6 a for-ma de contato com0 concreto, mas tambem os tipos e｣ｯｮ｣･ｮｴｲ｡ｾＶ･ｳ de elementos quimicos, temperatura e pH sao fatores determinantes da velo-cidade e intensidade das deterio-ｲ｡ｾＶ･ｳＮ Na tabela 1, estao apresen-tados os agentes quimicos geralmen. te encontrados nas varias fases da ｰｲｯ､ｵｾ｡ｯ de celulose e papel (1,2)*. Como esta apresentado na tabela 1, as ｣ｯｮ､ｩｾＶ･ｳ de ･ｸｰｯｳｩｾ｡ｯ que sao caracteristicas das inddstrias de celulose e papel apresentam uma vasta variedade de agentes

quimi-Figura 1: Lixivial?lio da pasta de cimento em canaleta de concreto nlio-revestido. A fotografia mostra os agregados

graudos expostos na lateral dacanaleta (2)

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ｾ .. , ｾＢＴＢ ' . .ｾ •. ;' •• '" ｾ ［ｪｾ " , f ｾＮ diminuir a necessidade da･ｸ･｣ｵｾ｡ｯ

frequente de reparos ou, 0 mais co-mum, evitar ､･ｭｯｬｩｾＶ･ｳ e reeons-ｴｲｵｾＶ･ｳ desnecessarias.

Este arligo desereve as｣ｯｮ､ｩｾＶ･ｳ

corrosivas de･ｸｰｯｳｩｾ｡ｯ do concreto verificadas nas inddstrias de celulose e papel e os diferentes tipos de

de-ｴ･ｲｩｯｲ｡ｾ｡ｯ que oeorrem ao concreto quando exposto a estes ambientes agressivos; revisa os requisitos para a ｳ･ｬ･ｾ｡ｯ e discute a necessidade do emprego de revestimentos ade-quados e eficientes para aｰｲｯｴ･ｾ｡ｯＮ

Condiciies de exposicao

Em inddstrias de celulose e papel, durante os processos de cozimento, branqueamento, ｲ･｣ｵｰ･ｲ｡ｾ｡ｯ de efluentes eｰｲｯ､ｵｾ｡ｯ de papel, pisos

"Noel P. MaJlvaganam. pesqulsador senior do InstItute for Research In Constroetlon

-IRe do NatJonal Research CoundJ- NRC do

Canad•.

"''''Wellington L. Repette, pesqulsador do

departamento de engenharta de construfiio dvl1daEscola PoJJtecnJca da Unlvers1dade de Sio Paulo.

***ContrlbuJ¢.o de Enla PazJnJ Figueiredo.

professor tJtuJar da EscoladeEngenharJa

CJvl1 da UnJversJdade Federal deGolas. ...hu'Contrlbu1¢,o de Paulo Helene.

professor assodado do departamento de

engenharla de construfiio cJvI1usp-pee.

A

s inddstrias de processos qufmicos, como as de celu-lose e papel, petrolfferas e de ferlilizantes, sao caracterizadas por apresentarem ambiente com ele-vada gama de agentes corrosivos. Apesar da existencia de ambientes altamente agressivos e corrosivos nas inddstrias de celulose e papel, tanto na｣ｯｮｳｴｲｵｾ｡ｯ de novas ｩｮｳｴ｡ｬ｡ｾＶ･ｳ

como na ｭ｡ｮｵｴ･ｮｾ｡ｯ das ja exis-tentes, aｰｲｯｴ･ｾ｡ｯ contra a corrosao frequentemente se restringe aos equipamentos. Diferentemente de outros tipos de inddstrias, as de ce-lulose e papel nao interrompem a ｰｲｯ､ｵｾ｡ｯ por grandes periodos. Usual mente, sua ｯｰ･ｲ｡ｾ｡ｯ e con-tinua, 24 horas por dia,' 365 dias por ano, com apenas pequenas para-das anuais para ｭ｡ｮｵｴ･ｮｾ｡ｯ de al-guns equipamentos de ｰｲｯ､ｵｾ｡ｯＮ

Durante essas curlas paradas, repa-ros eｰｲｯｴ･ｾ｡ｯ das estruturas de creto devem ser executados sob con-､ｩｾＶ･ｳ adversas,0que os torna bas-tante diffceis de serem realizados. Desta forma, a apropriadaｳ･ｬ･ｾ｡ｯ e ｡ｰｬｩ｣｡ｾ｡ｯ dos revestimentos de pro-ｴ･ｾ｡ｯ e essencial como forma de

Figura 2: Fissuraqso e desagregaqso decorrente da a980 do sulfato presente nos efluentes. com forma9iio de

compostos expansivos (2)

62

cos, temperaturas e formas de ex-ｰｯｳｩｾ｡ｯＮ as valores de pH variam de 2, ou inferiores, a 13 ou superio-res, com temperaturas que podem superar os 110 QC. As formas de contato variam de respingos, pe-quenos vazamentos, gases e vapo-res, a ate imersao total e ciclos de molhagem e secagem.

Tipos de elementos estruturais expostos a atmosferas de alta agressividade

Aｯ｢ｳ･ｲｶ｡ｾ｡ｯ de. danos do con-creto nas industrias de celulose e papel possibi/ita apontar as formas de contato dos. agentes agressivos com os principais tipos de elemen-tos estrutuiais, como segue (1,2,3)*: • ediffcios: pisos, pilares estrutu-rais e tetos estao expostos a respin-gos, vazamentos e a gases e vapores; • ｦｵｮ､｡ｾＶ･ｳ e bases de equipa-mentos: bases e ｦｵｮ､｡ｾＶ･ｳ de tan-ques, torres, bombas e outros equi-pamentos estao expostos a

respin-gas, vazamentos e a gases e vapores;

• estruturas de reservat6rios se-cundarios: as zonas de armazenamen-to e manuseio de produarmazenamen-tos (reagentes) qulmicos estao sujeitas a respingos,

vazamentos e a gases e vapores;

*Estes aspectosseraodetalhados em pr6-ximo artigo com base na ampla analise das industrias decelulosee papelefetuadapor Enio Pazini, Purificaci6n Andres e Paulo He-lene, referente

a

ｳｪｴｵ｡ｾｯ nas industrias bra-sileiras.

• canaletas, drenos e outros ele-mentos de coleta de efluentes: todos esses elementos estao expostos a

constante imersao, semi-imersao au

ciclos de molhagem e secagem; • tanques e reservat6rios:0 concre-to esta exposconcre-to a constante imersao.

Danos causados ao concreto em industrias de celulose e papel

Embora os efeitos de agentes cor-rosivos sobre 0 concreto ten ham sido classificados em muitas formas, essencialmente podem ser agru-pados segundo quatro distintos ti-pos: (4-7)

• tipo 1: ｉｩｸｩｶｩ｡ｾ｡ｯ do hidr6xido de dlcio, levando a ｲ･ｭｯｾ｡ｯ da pasta de cimento, ･ｸｰｯｳｩｾ｡ｯ dos agregados e consequente desagre-ｧ｡ｾ｡ｯ do concreto (fotografia 1);

• tipo 2: ｲ･｡ｾＶ･ｳ entre as solu-ｾＶ･ｳ agressivas e compostos do ci-mento hidratado, comｰｲｯ､ｵｾ｡ｯ de compostos secundarios mais solU-veis. Estes compostos sao Iixiviados do concreto ou permanecem no seu interior, resultando em gradual

di-minuir;ao deresist€mcia;

• tipo -3: ｲ･｡ｾＶ･ｳ simi/ares

a

do tipo 2, mas a｣ｲｩｳｴ｡ｬｩｺ｡ｾ｡ｯ dos com-postos secundarios dao origem a ｦｯｲｾ｡ｳ internas de expansao, acar-retandoｦｩｳｳｵｲ｡ｾ｡ｯ do concreto <fo-tografia 2);

• tipo 4: corrosao das armaduras do concreto armado devido a perda daｰ｡ｳｳｩｶ｡ｾ｡ｯ do｡ｾｯ acarretada

pe-la ｲ･､ｵｾ｡ｯ da alcalinidade do con-creto ou pela｡ｾ｡ｯ dos Ions cloretos. A corrosao das armaduras e a forma mais freqoente de､･ｴ･ｲｩｯｲ｡ｾ｡ｯＬ sen-do tambem a que exige os mais complexos e custosos procedimen-tos de reparo (fotografia 3).

Proterao: revestimentos de base organica

as revestimentos de base orga-nica tiveram grande desenvolvimen-to nas duas ultimas decadas, ressal-tando-se expressivos｡ｶ｡ｮｾｯｳ de

for-ｭｵｬ｡ｾ｡ｯ dos polimeros visando me-Ihor desempenho e menores riscos ambientais e a saude dos operarios. Este fato, aliado a facilidade de apli-｣｡ｾ｡ｯ e menores custos, contribui para 0 uso rnais difundido desses

materiais emｰｲｯｴ･ｾＶ･ｳ do concreto em industrias de celulose e papel, reservando-se0 emprego de

reves-timentos ceramicos para os casos de extrema agressividade.

Nenhum revestimento organico, porem, pode promover a melhor ｰｲｯｴ･ｾ｡ｯ em todas asｳｩｴｵ｡ｾＶ･ｳＮ as revestimentos quimicamente res is-tentes sao, desta forma, formulados para serem resistentes as｣ｯｮ､ｩｾＶ･ｳ

agressivas espedficas nas diferentes areas da industria de celulose e pa-pel. as revestimentos aplicados na forma Iiquida sao, geralmente, de base ep6xi, ep6xi novo lac, poliester, ester vinil novolac e outras resinas. as produtos correntemente dispo-nlveis, apesar de poderem conter os mesmos polimeros base, distin-guem-se como segue: (1 , 5, 6)

• laminados: devido as suas es-pessuras e por apresentarem-se

re-ｦｯｲｾ｡､ｯｳ por manta de fibra de vi-dro, poliester ou nai/on, estes siste-mas oferecem a melhor ｰｲｯｴ･ｾ｡ｯ

contra vasta gama de ｳｯｬｵｾＶ･ｳ

agressivas, elevadas temperaturas e ｳｯｬｩ｣ｩｴ｡ｾＶ･ｳ de abrasao. Estes sis-temas devem ser considerados quando agentes qufmicos de alta agressividade, geralmente aliados a altas temperaturas, provocarao ra-pida degrada<;ao do concreto, ou em locais onde uma grande margem deｳ･ｧｵｲ｡ｮｾ｡ e desejavel;

• revestimentos contendo agre-gados para acabamentos superficiais de pisos: estes sistemas sao, geral-mente, aplicados com espatula ou com rolo em espessuras de 3 a

63

ｃｯｮｳｩ､･ｲ｡ｾｯ･ｳ finais

Estruturas de concreto expostas a atmosferas agressivas presentes em industrias de celulose· e papel ti!m sofrido severa､･ｴ･ｲｩｯｲ｡ｾ｡ｯ ao longo dos anos, com algumas areas re-querendo extensiva e custosa

recu-ｰ･ｲ｡ｾ｡ｯ ou ate ､･ｭｯｬｩｾＶ･ｳ preco-ces. No passado, a ｳ･ｬ･ｾ｡ｯ de re-vestimentos para aｰｲｯｴ･ｾ｡ｯ das ins-ｴ｡ｬ｡ｾＶ･ｳ civis, tais como pisos, bases de equipamentos e outros elementos de concreto eram, geralmente, con-sideradas de importancia secunda-ria, se comparadas com aｰｲｯｴ･ｾ｡ｯ

de equipamentos deｰｲｯ､ｵｾ｡ｯＮ Co-mo conseqOi!ncia desta pouca im-portancia dada

a

ｰｲｯｴ･ｾ｡ｯ do con-creto, constata-se hoje elevados cus-tos de ｭ｡ｮｵｴ･ｮｾ｡ｯ das ｩｮｳｴ｡ｬ｡ｾＶ･ｳ

civis. Desta forma, a inerente dete-ｲｩｯｲ｡ｾ｡ｯ prematura do concreto em ambientes de elevada agressividade deve ser reconhecida ainda no esta-gio de projeto. Constata-se que a previsao e a ｡ｰｬｩ｣｡ｾ｡ｯ de revesti-mentos capazes de proteger0

con-creto deve necessariamente ser feila. Revestimentos conferemｰｲｯｴ･ｾ｡ｯ a longo prazo com menores custos agentes agressivos?

• respingos, imersao, gases e

va-pores?

• qual e a｣ｯｮ｣･ｮｴｲ｡ｾ｡ｯ e0 pH? (2) Quais sao as temperaturas de ･ｸｰｯｳｩｾ｡ｯ＿

• temperaturas normais de ope-ｲ｡ｾ｡ｯＬ se havera ciclos termicos, qual a freqOi!ncia, qual a freqOi!ncia de choques termicos. Nos pisos ha-vera respingos deｳｯｬｵｾＶ･ｳ com ele-vada temperatura?

(3) Quao severo e0 uso? • leve (trMico de pedestres, me-. dio (trMico de pequenos carros de transporte) ou pesado (trMico de transportadoras pesadas e empilha-deiras)?

(B) Levantamento das ｣ｯｮ､ｩｾＶ･ｳ para a｡ｰｬｩ｣｡ｾ｡ｯ (de trabalho):

• ｣ｯｮｳｴｲｵｾ｡ｯ nova au

manuten-ｾ｡ｯ de industria emｯｰ･ｲ｡ｾ｡ｯ＿

• a estrutura e interna ou external • existira.alta umidade durante a

｡ｰｬｩ｣｡ｾ｡ｯ＿

• qual sera a temperatura durante a｡ｰｬｩ｣｡ｾ｡ｯ＿

• de quanto tempo sera a parada de ｰｲｯ､ｵｾ｡ｯ＿

• qual aｰｲｯｧｲ｡ｭ｡ｾ｡ｯ para a

exe-｣ｵｾ｡ｯ dos trabalhos? Criterios paraｳ･ｬ･ｾ｡ｯ desistemas

deｰｲｯｴ･ｾ｡ｯ

Aｳ･ｬ･ｾ｡ｯ de sistemas de prote-..ｾ｡ｯ capazes de proporcionar longa vida util ao menor custo possivel e baseada na｣ｯｮｳｩ､･ｲ｡ｾ｡ｯ de muitos fatores, incluindo as propriedades dos materiais, caraeterlsticas de apli-｣｡ｾ｡ｯＬ ｣ｯｮ､ｩｾＶ･ｳ de ･ｸｰｯｳｩｾ｡ｯ e custo. As propriedades dos materiais que devem ser consideradas sao a

resistencia qufmica emecanica,

re-sisti!ncia

a

abrasao e resisti!ncia ter-mica. Para muitas ｡ｰｬｩ｣｡ｾＶ･ｳＬ a

｣ｯｭ｢ｩｮ｡ｾ｡ｯ conjunta dos efeitos de pH, temperatura e abrasao deve ser considerada.

As｣ｯｮｳｩ､･ｲ｡ｾＶ･ｳ de loglstica di-ferem, significativamente, se a apli-｣｡ｾ｡ｯ se dara em｣ｯｮｳｴｲｵｾ｡ｯ nova ou em reparos de ｭ｡ｮｵｴ･ｮｾ｡ｯ de industrias emｯｰ･ｲ｡ｾ｡ｯＮ Este aspecto geralmente e dominante no proces-so deｳ･ｬ･ｾ｡ｯ do sistema mais apro-priado. Por exemplo, considere que nao haveraｩｮｴ･ｲｲｵｰｾ｡ｯ daｰｲｯ､ｵｾ｡ｯ

para0 reparo das estruturas e que a ｡ｰｬｩ｣｡ｾ｡ｯ do sistema de ｰｲｯｴ･ｾ｡ｯ

deve se dar sob｣ｯｮ､ｩｾＶ･ｳ agressivas adversas. Desta forma, pode ser ne-cessario abrir mao de uma resisti!n-cia qufmica superior par uma maiar facil idade de｡ｰｬｩ｣｡ｾ｡ｯ em ambien-tes adversos ou nao ideais. Uma re-visao dos principais criterios de se-ｬ･ｾ｡ｯ e apresentada a seguir (1, 4).

(A) Levantamento das｣ｯｮ､ｩｾＶ･ｳ de･ｸｰｯｳｩｾ｡ｯＺ

(1) Como se da a･ｸｰｯｳｩｾ｡ｯ aos

7mm, seguindo-se0 "salpicamento"

de agregados na superffcie. Consti-tuem a ｯｰｾ｡ｯ preferida quando se deseja proteger0 concreto de pisos expostos

a

｡ｾ｡ｯ conjunta de trafico pesado e respingos de agentes quf-micos de alta agressividade. Como estes sistemas contem grande quan-tidade de agregados, sao mais sus-cetfveis a agentes agressivos de ele-vado pH, podendo ocorrer ataque alcalino

a

sflica dos agregados;

• mantas leves e revestimentos espessos contendo ｦＱｯ｣ｯｳｾ･ fibras: sao, geralmente, usados em areas submetidas a｣ｯｮ､ｩｾＶ･ｳ de expos i-ｾ｡ｯ menos rigorosas, onde nao se constata a ｰｲ･ｳ･ｮｾ｡ de ｳｯｬｵｾＶ･ｳ

altamente agressivas. Estes sistemas apresentam espessuras em torno de 0,7 a 1,2 mm, tendo menores resis-ti!ncia qufmica e

a

abrasao, alt'm de nao serem eficientes frente ao movimento de fissuras;

• revestimentos sem reforc;:o e com pequena espessura: sao, geralmente, empregados paraｰｲｯｴｾ｡ｯ de concreto contra agentes de baixa agressividade. Estes sistemas sao comumente formu-. lados com resinas ep6xi, vinflicas, bor-racha c1orada, uretanas e sao aplicados porｶ｡ｰｯｲｩｺ｡ｾ｡ｯ ou pincel, em espes-sura ao redor de 0,25 mm ou maiores. Sao, geralmente, usados para a prote-ｾ｡ｯ contra vapores, gases e respingos ocasionais deｳｯｬｵｾＶ･ｳ nao altamente agressivas ao concreto. Nao devem ser empregados em pisos sujeitos a trMico, mesmo que de leve intensidade.

o

Popel!Abril 1997

Figura 3: Detalhe da corrosao da armadura de urn pilar no predio da caldeira (recupera\,ao). com desprendirnento do cobrirnento de concreto e redu\,ao da se\,ao da arrnadura (2)

1!

64

anuais de manulenc;ao.

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