A determinação do pH e da concentração de cloretos permitem fazer uma previsão do estado de corrosividade do betão permitindo prever qual o comportamento do ferro em termos de corrosão. De facto, valores baixos de pH e teores elevados de cloretos, como referido em tópico anterior, conduzem a situações de despassivação da armadura com progressão de um processo corrosivo. Os elétrodos que têm vindo a ser instalados são essencialmente elétrodos de 2ª ordem de Ag/ACl, para medição do teor de cloretos, e de óxidos de irídio, que respondem aos hidrogeniões.
4.5. Conclusões
Têm vindo a ser desenvolvidos e patenteados um conjunto de sistemas de monitorização da degradação de estruturas de betão armado que envolvem conjunto de sondas e elétrodos, com diferentes arranjos, que permitem implementar várias técnicas eletroquímicas, tais como, resistência de polarização linear, espectroscopia de impedância eletroquímica, ruído eletroquímico, condutividade iónica, no sentido de obter informação sobre potenciais e velocidades de corrosão da armadura e velocidades de penetração de agentes agressores. Um conjunto muito significativo de sistemas patenteados apresentam ligações a sistemas eletrónicos dedicados para aquisição, processamento e envio dos resultados.
Julga-se ser de grande importância e relevância para a tomada de posição, em termos de manutenção, de donos de estruturas em betão armado.
Financiamento
O trabalho foi financiado por RITECA, ‘‘Red de Investigación Transfronteriza de Extremadura, Centro y Alentejo’’, (POCTEC – 0318_RITECA_4_E, 2008).
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Capítulo V
Parte experimental
O trabalho experimental foi desenvolvido com o intuíto de se obter e validar dados provenientes da monitorização de estruturas de betão armado ao longo do tempo, de forma a identificar diferentes fases da degradação do betão armado, nomeadamente a deteção do desencadear do processo de corrosão das armaduras. Para alcançar este objetivo foi necessário criar condições de exposição ambiental que, de algum modo, conduzissem a um processo acelerado de degradação do betão. Para este fim escolheram-se três tipos de exposição ambiental, dois para acompanhar em laboratório, em condições controladas, e um in situ, numa estrutura em funcionamento. Em laboratório simulou-se um ambiente salino, com a utilização de uma solução composta por 3% de cloreto de sódio, e um ambiente ácido, com a utilização de uma solução constituída em partes iguais por 2,5% de sulfato de sódio e 2,5 % de sulfato de magnésio. Para o estudo em ambiente real escolheu-se uma ETAR, cujos efluentes se caraterizam pela sua elevada agressividade. Para determinar os efeitos da contaminação do betão em profundidade efetuaram-se furações pontuais para extração de pó de betão que foi posteriormente analisado por fluorescência de raios X (XRF).
Em laboratório utilizaram-se dois sistemas de monitorização eletroquímica, MoniCorr e CondutiCorr, o que permitiu a recolha de uma maior variedade de dados. In situ recorreu-se ao sistema CondutiCorr, constituído por um par de elétrodos circulares para medição da resistividade, o que facilitou a sua instalação na estrutura em operação, na medida em que a instalação dos sensores pode ser efetuada por perfuração das paredes de betão existentes. Em laboratório, o estudo da degradação do betão foi efetuado com a utilização de vários tipos de armadura para se aferir a influência deste parâmetro no processo degradativo. Utilizaram-se armaduras correntes, pintadas e protegidas catodicamente por galvanização e por corrente imposta.
Este capítulo tem como objetivo apresentar e descrever a componente experimental realizada neste trabalho, no sentido de atingir os objetivos apresentados no capitulo 1. Assim, são apresentados os materiais, os ensaios e os sistemas utilizados na monitorização dos provetes de betão armado, bem como os procedimentos adotados na monitorização da ETAR de Portalegre.
Primeiro procede-se à descrição e caraterização dos materiais utilizados e o processo adotado para a execução de provetes, em sequência são descritos os procedimentos adotados nos ensaios realizados e no fim são apresentados os equipamentos utilizados na monitorização eletroquímica do betão.
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5.1. Materiais
Para a implementação dos ensaios foram efetuados dois conjuntos de 12 provetes de betão com quatro tipos de armaduras, ou seja, três provetes para cada tipo de armadura. Estes provetes possuem uma forma paralelipipédica, cujas dimensões são 400mm de comprimento, 300mm de largura e 150mm de altura, foram moldados em caixas construídas com chapas de aglomerado de madeira revestido por melamina em ambas as faces.
5.1.1. Armaduras
As quatro soluções de reforço do betão adotadas tem como base os varões de aço macio nervurado do tipo A400NR, com 10 mm de diâmetro e com espaçamentos de 100 mm numa direção e 150 mm noutra. As armaduras foram posicionadas de forma a garantir uma camada de recobrimento de 30 mm. Estas armaduras foram utilizadas nos provetes protegidas catodicamente, galvanizadas, pintadas ou sem proteção, conforme se apresenta nas Figura 42 e Figura 43.
Figura 42 - Molde com armadura com proteção catódica (esquerda) e galvanizada (direita).
Figura 43 - Molde com armadura pintada (esquerda) e sem proteção (direita).
A proteção catódica foi obtida através imposição de uma corrente elétrica que garante um potencial negativo de 850mV aplicada entre a armadura e a rede de titânio colocada na camada de recobrimento e separada dos varões de aço por uma tira de borracha. Para a aplicação da corrente elétrica recorreu-se as fontes de alimentação apresentadas na Figura 44. A galvanização foi obtida por imersão dos varões de aço em zinco, de modo a criar uma camada protetora uniforme. Para a proteção da armadura por pintura recorreu-se à aplicação de uma camada de tinta acrílica.
87 Figura 44 - Fontes de alimentação utilizadas para imposição da corrente catódica nos ensaios com
cloretos (esquerda) e nos ensaios com sulfatos (direita).
5.1.2. Betão
Os betões utilizados nos ensaios foram produzidos em centrais dedicadas à produção deste tipo de material. Para a execução dos provetes destinados aos ensaios com cloretos recorreu- se a um betão com classificação, em termos de resistência, C30/37 e classe de exposição ambiental à carbonatação XC3. A composição deste betão cumpre os critérios definidos na NP EN 206-1 [37]. Na Tabela 14 apresenta-se a composição dos betões e na Tabela 15 apresenta- se a informação fornecida pelo produtor.
Tabela 14 - Composição dos betões utilizados.
Tabela 15 - Especificação do betão fornecida pelo produtor.