Em condições normais, a presença de cloretos no betão armado é tolerável, desde que num nível baixo, no entanto, caso o teor de cloretos no betão armado ultrapasse um determinado limite, pode levar ao aparecimento de corrosão localizada. Tal como a carbonatação, a presença de cloretos não deteriora o betão, mas torna ineficiente a camada passiva que protege as armaduras. A corrosão induzida por iões cloretos é considerada mais perigosa do que a induzida por carbonatação do betão, no entanto, são fenómenos sinergéticos, pois o efeito dos cloretos é acelerado pela ocorrência de carbonatação [2][11][36][41].
A existência de iões cloreto no betão pode possuir duas origens, interna/intrínseca (cloretos adicionados durante o processo de fabrico do betão) ou externa/extrínseca (através de exposição ambiental a cloretos ao longo da vida útil da estrutura). A origem intrínseca deve- se a que, no processo de fabrico do betão, os cloretos podem ser adicionados, através da adição de água imprópria (ex: água do mar), uso de agregados inadequadamente lavados ou adição de iões cloreto como o cloreto de cálcio (CaCl2), sendo que, neste caso, o início da corrosão pode acontecer de forma quase imediata após o contacto das armaduras com o betão contaminado, visto o teor de cloretos existente no betão ser uniforme. Por outro lado, a origem extrínseca deve-se à exposição ambiental do betão a ambientes marítimos ou à utilização de produtos químicos contendo cloretos (sais de degelo, produtos para tratamento de águas, entre outros) que pode originar-se a contaminação do betão de forma gradual, do exterior para o interior do betão. [1][2][10][11][23][26][42].
Tal como a carbonatação, a capacidade de penetração dos cloretos no betão está diretamente relacionada com as características do próprio betão, o tipo e dosagem de cimento, idade do betão, relação água-cimento, compactação, porosidade e permeabilidade excessivas, humidade elevada ou existência de fissuras. Esse processo de penetração dos cloretos no betão resulta de três mecanismos de transporte diferentes que podem ocorrer simultaneamente, nomeadamente a difusão, permeação e absorção capilar (sucção) [1][2][11][41].
A difusão, mecanismo também associado à carbonatação do betão, ocorre na presença de humidade devido a diferenças de concentração de cloretos no interior e no exterior do betão, fazendo com que estas diferenças tenham tendência para se igualar. Quando o betão é compacto e não possui fissuras, a difusão é o principal mecanismo de transporte associado à penetração de cloretos no betão [1][11][13][29][41].
O mecanismo de permeação corresponde à passagem de líquidos e/ou gases através de um material, devido a um gradiente de pressão (gradiente hidráulico se o betão estiver submerso). Este fenómeno é o mecanismo principal de transporte de cloretos quando o betão se encontra submerso em água contendo iões cloreto e depende, fundamentalmente, da permeabilidade do betão [11][13][41].
A absorção capilar (sucção) ocorre através da estrutura porosa do betão, devido às diferenças de pressão existentes entre o exterior e o interior dos poros do betão. Este mecanismo ocorre em zonas de marés (ciclos de molhagem e secagem), e não se verifica em meios saturados. Se o betão for muito poroso e apresentar fissuras, a absorção capilar é o principal mecanismo de transporte associado à penetração de cloretos no betão [11][13][41].
A corrosão devido à presença de iões cloretos inicia-se por uma corrosão localizada, os denominados pites. Quando é atingido um determinado teor de cloretos na interface aço- betão, designado por limite crítico do teor de cloretos (Cr), a película passivante que protege as armaduras é afetada, ocorrendo a despassivação nesses pontos, seguindo-se o início da corrosão do aço, caso existam as condições necessárias para o desenvolvimento desse processo (Capítulo 2.3.1) [1][2][11][29][41].
Figura 17 – Processo de corrosão por pites induzido por iões cloreto [41]
Os cloretos podem encontrar-se no betão de três formas, cloretos absorvidos, quimicamente ligados e cloretos livres, sendo estes últimos os que mais contribuem para a corrosão das armaduras. As proporções entre estas formas de cloretos podem variar em função de fatores como o pH do betão, teor de humidade, temperatura, idade e grau de carbonatação do betão, o que torna difícil e controversa a determinação de um limite crítico do teor de cloretos (Cr). Em virtude desta dificuldade, verifica-se a adoção de diferentes valores de Cr. Estes valores variam entre países conforme as normas e especificações adotadas, sendo que em Portugal a norma NP EN 206-1:2007 "Betão: Especificação, desempenho, produção e conformidade" recomenda um teor máximo em percentagem de iões cloreto por massa de cimento para o
betão armado em função da classe de exposição ambiental (Anexo 1), conforme apresentado na Tabela 1 [2][11][19][29][41].
Tabela 1 – Classes do teor de cloretos do betão armado (adaptado de [11][19]) Máximo teor de cloretos admissível
Utilização do betão Classes de exposição ambiental XC, XF, XA XS, XD Betão com armaduras de aço ou
outros metais embebidos Cl 0.40
1) Cl 0.20 1)
1) Estas classes podem deixar de se aplicar se forem tomadas medidas especiais de proteção contra a corrosão, como proteção do betão do betão, ou recobrimentos, devidamente justificados, ou utilização
de aço inox
A penetração de cloretos para um determinado período de exposição pode ser estimada com base na 2ª lei de Fick:
𝐶 (𝑥, 𝑡) = 𝐶𝑠 − (𝐶𝑠 − 𝐶0 ) erf
𝑥
2√𝐷𝑡 (12)
C0 – concentração inicial de cloretos (%) Cs – concentração de cloretos à superfície (%) D – coeficiente de difusão (m2/s)
x – profundidade desde a superfície do betão até ao ponto de ensaio (m) t – tempo de exposição aos cloretos (s)
erf – função erro de Gauss
A equação (12) tem como pressupostos o coeficiente de difusão (D) e a concentração à superfície (Cs) constantes ao longo do tempo, a difusão ser unidirecional e a concentração inicial (C0) ser uniforme. Esta fórmula é algo contestada, devido ao facto destes pressupostos não se verificarem na realidade, mas mesmo assim expressa satisfatoriamente o mecanismo de penetração dos cloretos e é extensamente utilizada para esse fim [11][29][41][43].