Generalidades
Pode-se definir corrosão como a interação
destrutiva de um material com o ambiente, seja por reação química, ou
eletroquímica. Basicamente, são dois os processos principais de
corrosão que podem sofrer as armaduras de aço para concreto armado: a
oxidação e a corrosão propriamente dita.
Por oxidação entende-se o ataque provocado por
uma reação gás-metal, com formação de uma película de óxido. Este tipo
de corrosão é extremamente lento à temperatura ambiente e não provoca
deterioração substancial das superfícies metálicas, salvo se existirem
gases extremamente agressivos na atmosfera.
Este fenômeno ocorre, preponderantemente, durante a
fabricação de fios e barras de aço. Ao sair do trem de laminação, com
temperaturas da ordem de 900°C, o aço experimenta uma forte reação de
oxidação com o ar ambiente. A película que se forma sobre a superfície
das barras é compacta, uniforme e pouco permeável, podendo servir até
de proteção relativa das armaduras contra a corrosão úmida posterior,
de natureza preponderantemente eletroquímica. Antes do aço sofrer
trefilação a frio, para melhoria de suas propriedades, esta película,
denominada carepa de laminação, deve ser removida por processos
físicos, do tipo decalaminação, ou químicos, do tipo decapagem com
ácidos. A película inicial é substituída por outra de fosfato de zinco
ou de hidróxido de cálcio, que são utilizados como lubrificantes do
processo podendo ser, à semelhança da primeira, débeis protetoras do
aço contra a corrosão úmida. Por não ser este o fenômeno principal de
corrosão nas estruturas convencionais, não será aprofundado no
presente trabalho.
Por corrosão propriamente dita entende-se o
ataque de natureza preponderantemente eletroquímica, que ocorre em
meio aquoso. A corrosão acontece quando é formada uma película de
eletrólito sobre a superfície dos fios ou barras de aço. Esta película
é causada pela presença de umidade no concreto, salvo situações
especiais e muito raras, tais como dentro de estufas ou sob ação de
elevadas temperaturas (> 80°C) e em ambientes de baixa umidade
relativa (U.R.< 50%). Este tipo de corrosão é também responsável pelo
ataque que sofrem as armaduras antes de seu emprego, quando ainda
armazenadas no canteiro. É o tipo de corrosão que o engenheiro civil
deve conhecer e com a qual deve se preocupar. É melhor e mais simples
preveni-la do que tentar saná-la depois de iniciado o processo.
Embora num processo corrosivo sempre intervenham
reações químicas e cristalizações de natureza complexa, será
apresentado, a seguir, um modelo simplificado do fenômeno de ataque
eletroquímico, que serve para explicar a maioria dos problemas e
fornece as ferramentas básicas para sua prevenção.
Corrosão em meio aquoso
O mecanismo de corrosão do aço no concreto é
eletroquímico, tal qual a maioria das reações corrosivas em presença
de água ou ambiente úmido (U.R. > 60%).
Esta corrosão conduz à formação de óxidos/hidróxidos
de ferro, produtos de corrosão avermelhados, pulverulentos e porosos,
denominados ferrugem, e só ocorre nas seguintes condições:
- deve existir um eletrólito;
- deve existir uma diferença de potencial; · deve existir
oxigênio;
- podem existir agentes agressivos.
O Papel do Cobrimento de Concreto
Uma das grandes vantagens do concreto armado é
que ele pode, por natureza e desde que bem executado, proteger a
armadura da corrosão. Essa proteção baseia-se no impedimento da
formação de células eletroquímicas, através de proteção física e
proteção química.
Proteção física
Um bom cobrimento das armaduras, com um concreto
de alta compacidade, sem "ninhos", com teor de argamassa adequado e
homogêneo, garante, por impermeabilidade, a proteção do aço ao ataque
de agentes agressivos externos.
Esses agentes podem estar contidos na atmosfera,
em águas residuais, águas do mar, águas industriais, dejetos orgânicos
etc. Não deve, tampouco, conter agentes ou elementos agressivos
internos, eventualmente utilizados no seu preparo por absoluto
desconhecimento dos responsáveis, sob pena de perder, ou nem mesmo
alcançar, essa capacidade física de proteção contra a ação do meio
ambiente.
Proteção química
Em ambiente altamente alcalino, é formada uma
capa ou película protetora de caráter passivo. A alcalinidade do
concreto deriva das reações de hidratação dos silicatos de cálcio (C3
S e C2S) que liberam certa porcentagem de Ca(OH)2, podendo atingir
cerca de 25% (~100 kg/m3 de concreto) da massa total de compostos
hidratados presentes na pasta Essa base forte (Ca(OH)2 ) dissolve-se
em água e preenche os poros e capilares do concreto, conferindo-lhe um
caráter alcalino. O hidróxido de cálcio tem um pH da ordem de 12,6 (à
temperatura ambiente) que proporciona uma passivação do aço.
O potencial de corrosão do ferro no concreto
pode variar de + 0,1 a -0,4 V, segundo a permeabilidade e as
características do concreto, para temperaturas de 25°C.
A função do cobrimento de concreto é, portanto,
proteger essa capa ou película protetora da armadura contra danos
mecânicos e, ao mesmo tempo, manter sua estabilidade.
Pode-se dizer que a película passivante é de
ferrato de cálcio, resultante da combinação da ferrugem superficial (Fe(OH)3
) com o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2 ).
Portanto, a proteção do aço no concreto pode ser
assegurada por:
- elevação do seu potencial de corrosão em qualquer meio de pH >
2, de modo a estar na região de passivação (inibidores anódicos);
- abaixamento de seu potencial de corrosão, com o fim de passar ao
domínio da imunidade (proteção catódica); e
- manter o meio com pH acima de 10,5 e abaixo de 13, que é o meio
natural proporcionado pelo concreto, desde que este seja homogêneo e
compacto.
