CORROSÃO DO CONCRETO E DAS ARMADURAS.
INTRODUÇÃO
O concreto não teria tanta importância na construção se não fosse possível armá-lo com ferro,
Até alguns anos atrás considerava-se que o concreto armado, bem executado, teria uma duração praticamente ilimitada. Tanto a experiência como as observações levaram ao conhecimento de que, quando o concreto armado fica exposto à umidade, a sua duração será bastante limitada, a não ser que se proteja o, concreto, superficialmente, do fenômeno denominado carbonatação, e de outros agentes químicos agressivos.
Para que o concreto atue como meio de proteção das armaduras de aço, deve:
- ter um traço bem proporcionado;
- ter um fator água/cimento conveniente e, dentro da plasticidade desejada, o menor possível;
- ser bem misturado, lançado nas fôrmas e vibrado;
- sofrer um processo de cura adequado;
- a espessura de recobrimento deve ser a maior possível, mas nunca menos de 2,5 cm.
Deste modo se obtém um concreto razoavelmente impermeável aos agentes agressivos.
Quando o concreto é poroso ou apresenta trincas e fissuras, permite a passagem de oxigênio, água, CO2 e gases poluentes, como SO2 e SO3, que vão deteriorando o próprio concreto e quando atingem a interface concreto - aço, proporcionam as condições favoráveis ao processo de corrosão eletroquímica das armaduras.
Os principais agentes químicos ambientais responsáveis pela deterioração do concreto são:
- CO2, que origina a carbonatação;
- ácidos;
- cloretos;
- sulfatos.
Como é demonstrado a cada dia que passa, há um número crescente de estruturas de concreto armado a se reparar, e a proteger as que estão sempre expostas. Os problemas são revistos continuamente em simpósios, congressos nacionais e internacionais, em que são mostradas as recuperações de edifícios de concreto aparente, feitas com o emprego de polímeros líquidos.
Neste estudo indicaremos as causas da patologia do concreto armado e o seu diagnóstico, os sistemas para sua prevenção e recuperação, e o que julgamos importante: argamassas poliméricas desenvolvidas para tal fim.
1. PATOLOGIA DO CONCRETO ARMADO
(OXIDAÇÃO DO FERRO)
O desenvolvimento espetacular da construção nos últimos 50 anos foi devido, principalmente, à utilização do concreto armado. Em que pese estar ele exposto a problemas, na fase do projeto (concepção) ou durante a construção da obra (desenvolvimento), os mais freqüentes são produzidos pela ação dó tempo, que ocasiona a oxidação da armadura. Em uma atmosfera que, quimicamente, não ofereça agressividade e onde não haja acidentes, como incêndios, um concreto armado bem executado terá uma vida útil de cerca de cem anos.
Na realidade, com raras exceções, dificilmente se encontra no Brasil um concreto armado da estrutura de uma edificação, há mais de 30 anos exposto à umidade ambiental, em que já não se tenha iniciado o processo de deterioração da ferragem (armadura).
As principais causas que ocasionam a oxidação são:
1.1. Carbonatação
Nos primeiros dias da confecção o concreto tem alcalinidade, pela presença de hidróxidos e, principalmente, de cálcio.
Neste nível de alcalinidade o ferro está em situação passiva e não há perigo de oxidação.
Com o passar do tempo vai diminuindo a alcalinidade, pela presença da umidade.
Com a diminuição do PH o concreto não protege a ferragem.
No processo da oxidação das ferragens há expansão e, em seguida, o desprendimento do concreto.
c) As reações químicas que se processam na carbonatação são as seguintes:
CO2 + H2O = H2CO3
Dióxido de carbono + água = Ácido carbônico
H2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 =2H2O
Ácido carbônico + Hidróxido de cálcio = Carbonato de cálcio + água
CaCO3 + H2CO3 = Ca(HCO3)2
Carbonato de cálcio + ácido carbônico = bicarbonato de cálcio (solúvel)
A velocidade do avanço do processo de carbonatação é a seguinte: P = K ÖT, onde
P = profundidade encontrada da carbonatação, em centímetros.
K = coeficiente de 0,2 para um bom concreto, e de 0,5 para um concreto de controle razoável.
T = tempo de vida do concreto armado, em anos.
OBSERVAÇÃO
K é uma variável de difícil determinação, pois ela é uma dependente da qualidade do concreto, em função da:
- porosidade do concreto
- espessura de recobrimento
- velocidade da difusão dos gases através do concreto
- atmosfera agressiva que envolve o concreto, etc.
Para exemplificar, serão dados os seguintes valores aos ermos da equação:
T = 25 anos K = 0,2, então P = 0,2Ö25 = 1cm
Neste caso a velocidade da carbonatação foi de 0,04cm por ano.
No caso de um concreto com K = 0,5, o valor P passa a ser
P = 0,5 Ö25 = 2,5cm.
Para uma adequada segurança, recomenda-se um recobrimento mínimo de 2,5cm para que a obra tenha uma duração de, pelo menos, 50 anos, sem risco de corrosão das armaduras.
Para um concreto de controle razoável P = 0,5 Ö50 = 3,54cm
e) Na prática, usa-se uma solução alcoólica de fenolftaleína para verificar a ação dos carbonos no concreto. Pingando-se o reagente no concreto, se ele se mantiver incolor, o PH é menor ou igual a 9 e ele carbonatou; se ele ficar rosa, o PH é maior que 12 e ele não carbonatou.
f) Se a qualidade do concreto tiver sido comprometida, de forma a permitir a penetração do gás dióxido de carbono (CO2), oxigênio (O) do ar e umidade (água H2O), então o ferro (Fe) passa a ser atacado pela ferrugem.
A formação de ferrugem se processa pela seguinte reação:
Fe + CO2 + H2O è FeCO3 + H2
carbonato de ferro
FeCO3 + CO2 + H2O è Fe (HCO3)2
bicarbonato ferroso
que pela ação do oxigênio ionizado, se oxida.
2Fe (HCO3)2 + O2 è Fe2O3 .2H2O + 4CO2
óxido de ferro hidratado.
A formação da ferrugem dá-se acompanhada do aumento de volume do ferro, que atingirá várias vezes sua espessura original, fazendo com que, a interface do concreto aderida ao ferro, se desprenda da armadura enferrujada e em expansão, acelerando a destruição do concreto armado.
1.2. Agressividade química
Ocorre a corrosão da armadura quando o PH do concreto que envolve o ferro é igual ou inferior a 9, e o concreto contém cloretos. Os cloretos, na maioria das vezes, são incorporados aos concretos pelo excesso de água, que leva cloreto de cálcio, pela presença do cloreto de sódio. A partir de 0,4% o cloreto de cálcio é de grave risco, provocando a corrosão das armações, porém, no cloreto de sódio, a gravidade se inicia a partir de 0,1%. O cloreto de cálcio chega ao concreto que envolve as armaduras durante a concretagem, através da água, da areia, da brita, ou simplesmente através da neblina marinha: é o caso de nossas pontes e viadutos, próximos do mar ou sobre o mar.
Nos ambientes industriais a agressividade química é mais freqüentemente devida às impurezas do anídrico sulfuroso que, com a chuva, forma o ácido sulfúrico, neutralizando a alcalinidade dos hidróxidos que se relacionam com o carbonato de cálcio, dando, eventualmente, uma formação de cristais de gesso composto com alumínio, o que leva a um aumento de volume, provocando o desprendimento do concreto (orla da Lagoa Rodrigo de Freitas, no Rio de Janeiro).
Especificamente os agentes químicos têm a seguinte ação obre o concreto:
1º - Ação dos ácidos
Os ácidos baixam o PH do meio e reagem aos carbonatos eventualmente existentes.
2º - Ação dos cloretos
Podem estar presentes no concreto através de várias fontes: da água de amassamento, de certos aditivos, da impureza dos agregados e da atmosfera, principalmente em locais perto do mar.
A presença de íons - cloreto que eletrólito (concreto úmido) modifica a distribuição das regiões ou zonas de corrosão do aço, inclusive nas regiões de passividade do aço.
Deve-se ter cuidados especiais com o concreto aparente, pois ele é poroso e permeável.
3o - Ação dos sulfatos
Em certas regiões industriais em que há emanação de óxidos de enxofre (SO2 e SO3), estes penetram no concreto, reagem com a água, formando ácido sulfúrico, que reage com o alumínio tricálcio de cimento, formando sulfo - aluminato de cálcio hidratado. Esta última reação se dá com grande aumento de volume, criando grandes tensões internas que desagregam o concreto.
2. DETERIORAÇÃO ACELERADA DO CONCRETO
As causas expostas anteriormente aceleram a oxidação das ferragens, além de termos de considerar: a porosidade do concreto, as fissuras, a pouca espessura do cobrimento e a umidade ambiente.
2.1. Porosidade no Concreto Armado
O excesso de poros, com diferentes diâmetros, se esclarece conhecendo-se o processo de fabricação do concreto, que fica relacionado à proporção da água e do cimento, chamada relação A/C.
Neste processo de molhagem do cimento, a água participa de 40%, em relação ao peso do cimento, sendo que 25% dela atua como água de cristalização e 15% como água de geleificação, e fica absorvida, fisicamente desaparece, seca o cimento, dando lugar aos canalitos ou poros, de diâmetro ao redor de 1,5mm. Se a percentagem da água superar os 40%, o excesso dará lugar a poros de 4mm, quando acontece a evaporação. É fato que a existência dos poros favorece a penetração da água e dos gases, que, em regiões de geadas, ocasionam os fenômenos de gelo e degelo, que muito deterioram o concreto. Devemos levar em consideração que, quando aumenta a relação A/C de 0,4 a 0,75, a velocidade de carbonatação se eleva ao quadrado, porque o número de poros no concreto aumenta em 1/2 vez, (difusão de CO2 em poros cheios de ar, item 1. l -b).
2.2. Formação de fissuras no concreto armado
As fissuras no concreto armado não podem ser evitadas, porém sua extensão pode ser limitada, de acordo com a agressividade ambiental a que ficará exposto o concreto.
Em atmosferas agressivas é sempre recomendado que o recobrimento da armadura seja superior à espessura da carbonatação, para que não haja risco de oxidação nas fissuras de largura inferior a 0,2mm. Nas atmosferas marinhas e industriais, a largura de 0,1mm é bastante e, no caso de caixas d'água, é recomendável que a largura da fissura seja inferior a 0,1mm.
2.3. Espessuras (cobrimento)
Ver norma NB-1 de 1978 para projetos e execução de obras de concreto armado.
O cobrimento das barras das armaduras varia de 2 a 6 cm.
3. AVALIAÇÃO DO ESTADO DE DETERIORAÇÃO
Para decidir qual sistema de recuperação faz-se necessário:
3.1. Exame visual e sonoro
O exame visual complementa-se com batidas, sobre a superfície do concreto, com um pedaço de cano, para ouvir e avaliar as áreas ôcas do concreto (acústica).
3.2. Resistência à compressão
A resistência à compressão mede-se com um aparelho de impacto ou, para melhor exatidão, extraindo-se uma parte do concreto e posteriormente, processando-se ao ensaio de ruptura.
3.3. Porosidade
Adapta-se sobre o concreto uma pipeta graduada, avaliando-se o índice de absorção da água em função do tempo decorrido.
3.4. Resistência à tração (teste de aderência).
Aplica-se sobre o concreto uma pastilha de aço, colada com epóxi, e submeter-se-á, posteriormente, à tração.
3.5. Profundidade de carbonatação
(porosidade e capacidade de ligação).
A profundidade da carbonatação é determinada cortando o concreto verticalmente e impregnando-o com uma solução alcoólica de fenolftaieína. A área que não ficar colorida indica o término e a profundidade da carbonatação no concreto (item 1.1. b).
3.6. Espessura do recobrimento
A espessura do recobrimento do concreto sobre a armadura mede-se por meio do rastreamento, com o detector de metais eletromagnético. Quando a espessura é inferior à profundidade da carbonatação (item 3.5), entende-se que a ferragem está oxidada.
3.7. Largura da fissura
A largura da fissura mede-se com um microscópio que a focaliza a partir de 40 microns. Este dado deve relacioná-lo com a profundidade da carbonatação (item 3.5) e o tipo de agressividade ambiental (ítem1.2.2.).
3.8. Percentagem de cloros e outros agressivos químicos
A percentagem de cloros e outros agressivos químicos mede-se extraindo uma amostra do concreto que esteja perto da ferragem e analisando-a quimicamente.
3.9. Avaliação das fissuras
Analisados todos os pontos da agressividade química que rodeia a estrutura de concreto armado, especifica-se o sistema de recuperação e de proteção preventiva. Pode ocorrer que o grau de deteriorização do concreto armado seja de tal magnitude que não seja possível salvar a construção. Exemplo: Viaduto Faria Timbó, pontes em diversas estradas em todo o Estado do Rio de Janeiro, marquises que desabaram em outros Estados do Brasil e que foram obrigadas a serem postas no chão ou substituídas por outras construções.
Em outras ocasiões aparecerão fissuras no concreto, que nada têm a ver com a oxidação da ferragem. Neste caso, processa-se à injeção de compostos de epóxi fluido e rígido. Caso a fissura não se mova é porque as causas que a provocaram desapareceram: retração do concreto, assentamento, etc. Se a fissura for dinâmica, deverá ser selada com um composto termoplástico, porém, o mais freqüente, é que a fissura seja motivada pela oxidação da ferragem. Neste caso, a fissura se apresenta em linhas paralelas à armadura e, para prescindir da sua eliminação, procura-se ver se o concreto que envolve a ferragem não está carbonatado, se tem o PH alcalino, isto é, maior do que 10, e se a percentagem de cloro é inferior à indicada em ítem 1.2.
A recuperação de um concreto armado fissurado ou que já tenha perdido parte do recobrimento e do brilho, por oxidação, consiste em sanear as partes deterioradas e evitar que a ferragem venha a se oxidar, restaurando-o com um material o mais parecido ao concreto quanto ao seu módulo de elasticidade, porém, sem os defeitos que tinha o concreto, que deram origem à sua deterioração:
a) Perda do revestimento
b) Apicoado ou jateado
c) Recoberto
4. RECUPERAÇAO DO CONCRETO ARMADO
4.1. Limpeza
A limpeza do concreto deteriorado deve ser feita mecanicamente, até encontrar o melhor suporte que tenha um PH maior que 9 e o percentual de cloro igual ao indicado no item 1.2. O ferro deve ficar totalmente descoberto em toda a área em que se apresenta oxidado. A melhor limpeza se faz com um jato de sílica, que é indispensável para a limpeza da ferrugem. Há também outro modo de tratamento: utilizar inibidor de ferrugem que, aplicado sobre a ferrugem do ferro, transformada em fosfato de ferro e incorpora-lhe uma fina película de asfalto. Se a seção do ferro da armação tiver escorrido (diminuído) em mais de 10%, ou não seja suficiente para a carga que vai suportar a estrutura, a armação deve ser completada ou substituída por novas ferragens.
Nos pilares ou vigas, se as ferragens estiverem muito oxidadas, os reforços se fazem mediante a técnica de envolvimento, pela parte externa, com ferros achatados, isto é, ferros mais achatados do que grossos, e compostos de epóxi.
4.2. Proteção anti-oxidante
Os ferros que pouco diminuem de espessura e que se encontram enferrujados, devem ser tratados com uma imprimação de inibidor de ferrugem, que tem propriedade fosfatizante, permitindo, dessa maneira, uma proteção anti-oxidante, do tipo pintura, sobre a qual o concreto novo tem uma boa aderência.
O concreto a ser aplicado deve ser composto com uma argamassa especial, fabricada industrialmente, à base de cimento, sílica e aditivos que provêm aderência e pequeno graute.
4.2.1. Recobrimento com argamassa especial
Também se usa o recobrimento com argamassa polimérica que é feita com mistura de cimento - cola e uma dispersão de polímeros líquidos, desenvolvidos para esse fim. A argamassa de enchimento aplica-se posteriormente ao trabalho do chapisco, que é feito com plastificante acrílico (dispersão de polímeros acrílicos a serem misturados com cimento - cola até se obter uma massa de consistência cremosa). Plastificante acrílico/cimento - cola: 1/2 parte em volume.
4.2.2. Recobrimento epóxi
No caso de recobrimento com epóxi, faz-se a mistura dos componentes sem solventes e aplica-se em duas camadas, porém, antes de fazer a segunda aplicação, deve-se verificar se a primeira está dando aderência à segunda, pois há um tempo livre para promover esta aderência.
Lembrar que a segunda camada de epóxi tem dupla função: promover aderência tanto para a argamassa hidráulica como para a argamassa de resina epóxi, que sempre se aplica quando a segunda camada tiver aderência.
Nas misturas de sílicas de granulometria de ± 0,2mm, projetadas manualmente, caso o tempo seja exíguo, aplica-se a argamassa de enchimento no período aberto da aderência. Faz-se imprimação líquida de dois componentes de epóxi, de 20 a 25ºC, com tempo de aderência de 3 horas.
4.2.3. Cuidados com o concreto
Após a remoção do concreto que envolve a área atacada do ferro, a superfície do concreto - base precisa ser devidamente limpa, isenta de poeira e totalmente livre de elementos soltos, isto é, deve-se deixar o concreto firme e coeso, para se lançar o novo concreto.
4.2.4. Tratamento da armadura
Quando o ferro estiver totalmente descoberto, deve-se observar se existe carepa a ser eliminada. Para tanto, deve-se bater, com outro ferro, a superfície da carepa. Se a carepa é simplesmente uma finíssima camada de óxido de ferro, de alta dureza e fortemente aderida ao ferro base, processa-se à pintura com inibidor de ferrugem em uma demão, como pré-primer, que, além de incorporar o óxido de ferro (ferrugem) ao ferro base, transformará a ferrugem em fosfato, perfeitamente aderido ao ferro base. Passadas 72 horas da pintura feita com inibidor de ferrugem, verificar se houve alguma parte da ferrugem que deixou de reagir com a superfície do ferro base. Neste caso processa-se a uma leve raspagem da área que não reagiu e repinta-se o local com o inibidor de ferrugem.
As principais funções do inibidor de ferrugem são:
a) Proteger a corrosão do ferro.
b) Eliminar os vestígios de ferrugem do ferro.
c) Duplicar a proteção anticorrosiva do concreto.
d) Promover melhor aderência da pasta cimento-cola.
e) Reduzir os efeitos da corrosão eletroquímica.
4.3. Reenchimento (recomposição)
Quando o volume da argamassa de enchimento tem espessura (profundidade) superior a 6 cm, a técnica de enchimento é a seguinte:
I - Os ferros deverão estar protegidos, por mais de 72 horas, com inibidor de ferrugem “OXIPRIMER”.
II - Aplica-se uma nata de cimento – cola “DIPLAS EXTRA FORTE” e, em seguida, a argamassa industrializada, como argamassa de enchimento e graute “R MORTER”.
Para os demais casos, a recuperação se faz com as argamassas industrializadas que podem ser preparadas com polímeros líquidos que substituem a água de amassamento, obtendo-se assim uma argamassa impermeável.
Há outras argamassas feitas com resinas reativas, de endurecimento na temperatura ambiente, sendo estas argamassas à base de epóxi.
O processo de aplicação será diferente, porém, pois tanto a polimérica como a reativa, exigem que o suporte receba uma imprimação prévia,
4.4. Escolha da argamassa de enchimento
Para decidir sobre a argamassa de enchimento, é necessário estabelecer as características mais relevantes a exigir de cada obra de recuperação do concreto.
4.4.1. Características (apropriadas)
A argamassa de recuperação será mais adequada quanto mais satisfizer às seguintes propriedades:
a) Máxima resistência à compressão e à flexitração.
b) Máxima rapidez de pega e de endurecimento.
c) Módulo de elasticidade e compressão similar ao do concreto do suporte.
d) Máxima resistência ao CO2, à água, tanto na forma liquida como na de vapor.
e) Ser isenta de fissuras, e sem nenhuma retração.
f) Máxima resistência à agressividade química ambiente.
g) Perfeita aderência ao concreto suporte, superior à coesão do mesmo.
h) Menor custo de recuperação, tanto dos materiais, como da mão-de-obra de aplicação.
4.4.2. Argamassa polimérica
Não é suficiente introduzir uma parte de polímero em dispersão na argamassa de cimento e areia, feita, de modo empírico, nas obras.
Para se conseguir uma argamassa de recuperação de concreto, torna-se necessário fazê-la de acordo com a parábola de Fuller, ou seja: y = 100 Ö/D sendo:
d
y = percentagem da sílica que passa pelas peneiras.
D = tamanho máximo da sílica, em mm.
d = abertura de cada peneira utilizada, em mm.
Estes são alguns dos requisitos para se conseguir uma argamassa com propriedades adequadas de impermeabilidade e de resistência à compressão. Isto, em resumo, nos leva a uma argamassa absolutamente inorgânica, duradoura, capaz de não se deteriorar, mesmo que fique exposta ao intemperismo ambienta.
4.4.3. Argamassa composta com resina epóxi.
Neste caso o aglomerante será constituído por resinas reativas que são encontradas em dois componentes que, uma vez misturados, seu processo de endurecimento é rápido, alcançando, em poucas horas, alta resistência mecânica.
Dessa maneira obtêm-se as argamassas feitas com aglomerantes à base de epóxi. Estas argamassas superam tecnicamente as que são compostas de polímeros acrílicos, exceto no que se refere ao módulo de elasticidade; porém, no que se refere à aderência, há possibilidade de aplicação de argamassa de maior espessura, e de mantê-la seca por longos anos e imune aos agentes químicos.
Ela também é recomendada quando se necessita alcançar, em poucas horas, maior resistência mecânica, nos casos em que o enchimento supere a espessura de 6 cm.
Obs.: A temperatura de aplicação da argamassa epóxi não deve ser superior a 60º.C, para evitar que, ao esfriar, os esforços de cisalhamento que são produzidos na sua união com o concreto suporte, afetem sua resistência à tração.
5. TEMPERATURA E UMIDADE - O QUE CAUSAM NO CONCRETO
5.1. Efeitos da temperatura e umidade
Nos projetos para estrutura de concreto armado precisamos levar em consideração os efeitos da temperatura, da umidade e da água, sobre a estrutura.
As variações de temperatura provocam dilatações e contrações amplamente conhecidas, mas muitas vezes esquecidas.
Menos conhecido ainda é o efeito da variação da umidade sobre a estabilidade dimensional de uma estrutura. Entretanto, existem fontes de informações que alertam para as alterações dimensionais, oriundas das variações da umidade.
As estruturas sofrem também danos causados pela água, com os quais os engenheiros estão bem familiarizados.
Conforme a composição química da água e sua atuação, as estruturas podem ser agredidas e dilapidadas, as ferragens podem enferrujar-se e levar a estrutura a uma erosão caótica ou ao colapso total.
Estas afirmações são verdadeiras e são comprovadas pela crescente atividade e desenvolvimento das empresas especializadas na recuperação de estruturas de concreto, principalmente pontes, viadutos, estádios e obras públicas em geral, que não receberam a atenção de uma conservação preventiva.
Como é mais econômico prevenir do que consertar, recomendamos que as diferentes partes de uma estrutura sejam estudadas com o objetivo de dotá-las da proteção necessária contra a agressão do meio ambiente e para que possam acomodar-se às dilatações e contrações a que serão submetidas.
Apresentamos a seguir uma análise detalhada dos efeitos da umidade e da temperatura:
5.2. Movimento devido à umidade
a) O concreto mudará sempre de volume, devido à variação da umidade contida nele.
b) Haverá contração, devida à hidratação do cimento ao curar. (inicialmente o concreto é submetido a grandes esforços, que devem ser eliminados com a instalação de juntas).
Uma vez ocorrida esta contração inicial, o concreto não recuperará sua posição inicial e pode-se assegurar que a contração continuará com intensidade decrescente, por um período de 3 anos depois da construção.
c) Uma vez o concreto endurecido, suas variações são devidas à mudança de umidade, conforme as estações do ano
Estas variações podem alcançar até 3,80 milímetros em uma laje de 30 metros, exposta às condições atmosféricas, porém, nos casos citados, o movimento varia conforme o conteúdo do cimento e a relação deste com a água.
5.3. Movimento devido à temperatura
a) O coeficiente médio de dilatação do concreto é de 0.000014 por 1oC, porém este coeficiente varia conforme a quantidade do concreto. Ele também é influenciado pelo tipo e origem do agregado utilizado. Os compostos de sílicas dão valores elevados e os de pedra calcárea, baixos. É sabido que o movimento térmico devido ao sol, nas estruturas expostas a ele, pode ser de até l0,l6mm, numa laje de 30 metros.
b) O comprimento das lajes tem singular importância nestas mudanças, devido às mudanças de temperatura e à diferente natureza destas variações, e da diferença de temperatura entre a parte superior e a parte inferior das lajes, criando ou produzindo-se esforços de flexão nos extremos e, sobretudo, nos cantos. Estes movimentos diferentes fazem com que as lajes se arqueiem. Estes fenômenos podem ser vistos facilmente nos extremos das peças de concreto, onde haja uma marcada diferença de temperatura, como sucede nas lajes de cobertura de um grande edifício que estejam presas por meio de pilastras.
c) Quando o concreto é submetido a uma carga forte e prolongada, podem ocorrer deformações plásticas, ao tratar de livrar-se do esforço a que foi submetido.
A magnitude deste efeito depende da intensidade e da duração do esforço.
Os movimentos que aparecem numa estrutura de concreto não atuam, entretanto, igualmente.
A dilatação devida ao aumento da temperatura opõe-se, às vezes, à contração devida à perda da umidade, o que provoca grandes tensões na estrutura e a deformação plástica do concreto.
5.4. Consideração básica na fase do projeto.
O projeto de uma estrutura que levar em consideração o postulado acima, mostrará juntas de dilatação que terão a função de absorver os movimentos de que falamos.
Os arquitetos precisam também preocupar-se como farão a vedação destas juntas na execução dos projetos.
O projeto precisa incluir o detalhe da vedação das juntas, senão a obra tornar-se-á de difícil solução, ter-se-á que recorrer à improvisação em vez do emprego de uma técnica projetada e adequada.
As empresas fabricantes de produtos específicos para juntas podem fornecer uma assistência valiosa durante a fase do projeto, quando os projetistas devem recorrer a elas para solicitar sua colaboração e orientação.
5.5. Proteção da estrutura
Na proteção da estrutura contra a agressão da água deve-se levar em consideração a forma como a água atua, que pode ser:
a) por percolação
b) por pressão hidrostática
c) por capilaridade
d) por higroscopia (ambiente úmido).
5.6. O concreto como protetor da armadura
O concreto, dependendo da sua espessura e qualidade, é uma proteção alcalina para a armadura,
Quanto mais impermeável for, melhor essa proteção. Assim, é indicado no uso de aditivos que, de alguma forma, contribuem para a impermeabilidade do concreto.
Os fabricantes produzem os seguintes aditivos:
*Plastificantes
*Incorporadores de ar e plastificantes
*Hidrófugos de superfície
*Hidrófugos de massa
- Plastificantes
Usados quando se pretende um concreto denso, mais resistente aos esforços mecânicos, em que se pode fazer uma redução apreciável do fator A/C, mantendo trabalhabilidade e facilitando o seu lançamento nas fôrmas, quando fresco.
- Incorporados de ar plastificantes
Introduzem um certo percentual de ar no concreto, interceptando os capilares e impedindo assim a penetração de agentes externos. Permitem a redução do fator A/C, tornam o concreto mais trabalhável e coeso, mas, apesar disso, é preciso ter em conta que a resistência final é normalmente menor do que a de um concreto sem este tipo de aditivo.
- Hidrófugos de superfície
São pinturas que impedem a penetração no concreto de água ou outros líquidos agressivos.
- Hidrófugos de massa
São aditivos incorporados ao concreto quando é amassado e agem como repelentes à água no interior dos capilares.
Viu-se que um correto processo de cura é fundamental na obtenção de um concreto sem trincas superficiais, mais impermeável e com melhor resistência mecânica. Os processos de cura impedem a evaporação prematura da água de amassamento. Os produtos utilizados para serem aplicados sobre a superfície de concreto são a base de resina emulsionada que, depois de secos, formam um filme protetor.
6. PROTEÇÃO DO CONCRETO ARMADO
Se não tomarmos medidas que impeçam a deteriorização dos concretos aparentes, os prejuízos dos usuários serão elevados, razão pela qual é importante conhecer a atmosfera que envolverá as estruturas do concreto aparente. Daí a preocupação dos técnicos em proteger o concreto desde o início da obra, para resguardá-lo da agressividade química ambientar. Não se deve esquecer o problema decorativo do concreto, que, com o passar dos anos, vai perdendo sua uniformidade, dando ensejo ao aparecimento de manchas, devido à carbonatação desigual e à ação dos fungos (humo) e da umidade.
6.1. Proteção do concreto aparente
Quando uma obra é projetada para ser executada em concreto aparente, poderá visar um dos seguintes objetivos:
a) A estética:
O arquiteto incorpora o aspecto do concreto em sua concepção arquitetônica.
b) O custo:
Eliminando-se os revestimentos pretende-se reduzir os custos.
Se o objetivo principal for produzir um aspecto estético, a única proteção que se pode dar ao concreto é um verniz que seja transparente.
Se o objetivo for unicamente o custo, é necessário levar em conta que uma obra de custo inicial baixo pode ter elevados custos de manutenção ou se deteriorar prematuramente.
As estruturas de concreto aparente, em muitos casos, apresentam problemas prematuros de manutenção muito sérios e onerosos e uma razão para isto é o fato de que os vernizes não têm longa duração. Se não forem renovados a cada 3 (três) anos, deixarão de exercer sua função protetora e o concreto ficará exposto ao intemperismo, que passa a agir no sentido de produzir os fenômenos citados neste capítulo. Se a espessura do recobrimento dos ferros tiver sido feita nos limites inferiores das normas, os problemas se agravam. Então recomenda-se, para os casos de estruturas envernizadas, que o recobrimento seja feito com ampla margem de segurança e a qualidade do concreto seja a melhor possível.
Deve-se também lembrar que o apicoamento, quando usado, reduz a espessura. Se o objetivo for econômico, recomenda-se então que o concreto seja pintado e não envernizado, escolhendo-se uma tinta que o fabricante possa garantir, no mínimo por S anos, com uma expectativa de vida de 10 anos. A tinta pode evidentemente imitar a cor do concreto.
Uma tinta é sempre mais durável do que um verniz porque contém pigmentos e cargas que em muito contribuem para o seu bom desempenho.
6.2. Tintas para pintura do concreto
A maneira mais econômica de se proteger o concreto armado da carbonatação e da agressividade química ambiental, é fazer-se um tratamento contínuo, tipo pintura. Para se comprovar o desempenho de uma pintura que impeça a penetração de gases agressivos para o interior do concreto, deve-se submeter a tinta a um ensaio que determine sua permeabilidade.
Todas as tintas e vernizes permitem a migração do vapor d'água em determinado grau; existem, porém, produtos mais permeáveis e outros menos permeáveis. A relativa resistência à migração depende, essencialmente de três fatores:
- tipo de veículo (resina) usado
- teor de cargas e pigmentos
- espessura da película.
Nota-se que, quanto maior o teor do veículo (resina) maior será a resistência à migração dos gases, porém, a durabilidade da tinta é maior quando contém cargas e pigmentos. Os vernizes incolores deterioram-se mais rapidamente do que as tintas. Então, na escolha de produtos, deve-se dar preferência a uma tinta rica em resina e que apresente maior resistência à migração dos gases, o que terá de ser determinado por ensaio. Uma característica geral que os ligantes de um revestimento devem ter, para o tratamento protetor do concreto, é a sua resistência à alcalinidade e aos raios ultravioletas.
6.3. Polímeros em dispersão aquosa
São as pinturas denominadas "pinturas plásticas", que se caracterizam: pela facilidade de aplicação, pela secagem, pela evaporação rápida da água nelas contidas, pela sua aderência aos suportes úmidos, pela sua enorme resistência ao intemperismo e pela elevada participação de resina, que torna a pintura praticamente inalterável frente à radiação do ultravioleta. Existem também polímeros em dispersão, especialmente estudados para misturar-se com cimento Portland e obter-se, assim, pinturas e recobrimentos hidráulicos poliméricos. Para se escolher o tratamento adequado, deve-se, estabelecer as características de cada obra em concreto aparente, assim como as características dos materiais encontrados no mercado: inalterabilidade da reação alcalina do concreto e exclusão dos materiais sensíveis à saponificação
