A corrosão induzida por cloretos (RCC)

4 de dezembro de 2013


Considera-se que a corrosão de reforço induzida por cloretos é o maior problema para a durabilidade das estruturas de betão armado, que é um mecanismo relacionado com as condições físico-químicas da estrutura e o ambiente externo (Helene, 1993).

Observou-se, muitas vezes, em especial em estruturas expostas a ambientes marinhos. A corrosão ou furos localizados geralmente ocorre através da formação de micro, sendo observado na corrosão do reforço induzida por cloretos. Cloretos penetrar o betão por o gradiente de concentração, cujo ataque é muito mais intensa do que com a carbonatação, resultando na rápida formação de covas (Brown, 2002; Cascudo, 1997; ELSENER, 2002). Em muitos casos, a corrosão sob a forma de covas abertas em pontos próximos da armadura com a maior concentração de cloretos16 e / ou a superfície de inclusões ou a camada passiva do aço. (Cascudo, 1997, Brown, 2002).


Grave de corrosão das armaduras

Acima de uma certa concentração de cloreto, a passivação iniciar a dissolução da camada portlandita em torno da armadura devido a um aumento da migração de iões segue a desestabilização com pouca ou nenhuma dissolução química da camada passiva (LEEK, Poole, 1990 apud SAKR, 2004). A proximidade de cloretos aumenta a migração de iões ferrosos na camada passiva, de modo que a barreira passiva é menos eficaz para manter o último elo do metal.Finalmente, em algum momento, a camada deixa de existir e é substituído por uma região anódica (TRAUENBERG; FOLEY, 1971 apud GAID 2004).


Apesar desta explicação, o mecanismo pelo qual os cloretos de acelerar a corrosão do reforço é complexo e não completamente compreendido (Cascudo, 1997; GAID 2004). É que, na presença de cloretos, a camada protectora pode ser destruído mesmo os valores consideravelmente acima de pH 11,5, se a armadura em torno de uma concentração de cloretos suficientes (JUNG, YOON, SOHN, 2003).




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A presença de cloretos no betão, numa concentração acima de um certo limiar, produz dois efeitos simultâneos: um aumento na condutividade da camada de electrólito e perturbação de óxido de armadura protectora. A ruptura da camada de óxido é devido à formação de um complexo solúvel de cloreto de ferro e de cloretos, o que faz com que seja permeável e instável, tornando-o mais fácil de dissolução de iões de metal (Brown, 2002; Hélène, 1993; SAKR, 2004; YALQYN; ERGUN, 1996). Depois de ligar o motor, os poços começam a funcionar como catodos (Sakr, 2004).

Os electrões libertados nas zonas anódicas são atraídas para a área de formação de uma corrente eléctrica catódica Icorr (SAKR, 2004). A diferença de potencial existente em diferentes locais no betão, o que pode ser um resultado do seu próprio gradiente de concentração de cloreto, é a força electromotriz iniciar reacções entre ânodo e cátodo (Thangavel; Rengaswamy, 1998).

Após a destruição da camada passiva, com a presença de água (humidade) e de oxigénio, cloreto de ferro reage com hidroxilo para formar hidróxido de ferro, Fe (OH) 2, a corrosão sob a forma de ferrugem pode ser perdida na secção transversal da bares (Brown, 2002; Cascudo, 1997; HELENE, 1993, Neville, 1997; SAKR, 2004):

FeCl 2 + 2H 2 O Fe (OH) 2 + 2Cl

O ião cloreto pode ser utilizada várias vezes nas reacções, actuando como um catalisador (Brown, 2002; Hélène, 1993; Thangavel; Rengaswamy, 1998):
6FeCl 2 + O 2 + 6H2O 2Fe 3 O 4 + + + 12H-12CL




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Devido a que, uma vez iniciada, mesmo uma pequena quantidade de cloreto pode apoiar o mecanismo de corrosão, e a sua influência (Brown, 2002; Hélène, 1993; Thangavel; Rengaswamy, 1998).

Na verdade, não só a concentração de cloreto que controla a perda de passividade sob todas as condições de exposição, mas também o cloreto de hidroxila-relação (Cl-/OH-) porque os iões hidroxilo actuar como inibidores. As experiências mostram que com o aumento do pH, o limite de cloretos para a perda de reforço passivação também aumenta.

Outros parâmetros, tais como a difusão de oxigênio para as áreas catódicas, eles também influenciam significativa (CASCA, 1997; HELENE, 1993; JUNG, YOON, SOHN, 2003). O equilibrada para o aumento da alcalinidade da fase aquosa de betão, a partir do alcalina compostos de Na +, K +, Ca + + e OH-, pode ser alterado quando a relação Cl-/OH- atinge valores superiores a 0,61 (HAUSINAN de 1967 citado por Hélène, 1993).

Quando o equilíbrio deixa de existir, começa a passivação do reforço (Cascudo, 1997; HELENE, 1993 Monteiro, NEPOMUCENO, 1996). No entanto, esta relação é controversa, e outros autores discutem limites outras relações Cl-/OH-, dependendo de variáveis ​​tais como a / material de cimento de água, a composição de cimento (teor alcalino), a alcalinidade da interface aço-betão e conteúdo de itens (Bauer, 1995; Costa; GASTALDINI; Isaia, 2002; Erdo du;? Kondratova; Bremner, 2004; LAMBERT; SOYLEV, François, 2003).

A penetração de cloretos podem ocasionalmente modificar o pH da poro. Cloretos hidroxila se movendo através de uma troca de íons na interface aço-concreto (BYFORS,

1986 citado em Brown, 2002). Se cloretos difundir conectados como NaCl, podem ocorrer reações de troca de Cl-para OH-, que não elevar o pH pela formação de NaOH (Birnin - Yauri, GLASSER, 1998).

Por outro lado, se o hidroxilo são lixiviados, mesmo accionado por deslocamentos, os cloretos são transmitidos para o betão, provocando uma redução localizada em que o pH da água dos poros (BYFORS, 1986 citados em Brown, 2002).

No ânodo, o hidrogénio livre, formado de acordo com a equação, podem baixar o pH entre 7 e 4,6. Assim, os poços podem ter o pH inferior a 7 (BAUER, 1995; VIDRO; Büenfeld, 2000; Hélène, 1993), enquanto o cátodo pode aumentar o pH (BAUER, 1995).

O mecanismo de transporte de cloreto pela betão pode ocorrer por absorção total de contacto simples, seguido por difusão ou por acção capilar e, em seguida, depois da transmissão. Quando os poros capilares são relativamente seca ou parcialmente saturado, cloretos pode penetrar absorção e capilaridade, ou pode permanecer dissolvido em gotas de nevoeiro salino na superfície, mas a absorção tende a dominar (Bashir; KROPP, CLELAND, 2001; Conciatori, 2002; HONG; HOOTON, 1999).

E quando eles são relativamente saturadas, a difusão torna-se o mecanismo de transporte dominante, impulsionado pela diferença do potencial químico, especialmente para espessuras maiores. Mesmo em períodos de secagem, a difusão de cloretos no betão continua a ocorrer, porque os poros permanecem saturada durante algum tempo (Andrade, 1993;. BASHER et al, 2002; Bashir; KROPP, CLELAND, 2001; BAUER, 1995; Cascudo , 1997; Conciatori, 2002; Hélène, 1993; HONG; HOOTON, 1999).

Estes mecanismos podem atuar simultaneamente ou em seqüência pode prevalecer ao longo de períodos sucessivos. Do mesmo modo, o tipo de mecanismo de transporte pode variar locais diferentes no interior do betão (Bashir; KROPP, CLELAND, 2001). Cloretos também pode entrar pelo acesso direto através das rachaduras no concreto ou migração (BASH et al, 2002;. Cascudo, 1997; HELENE, 1993). No entanto, o tempo necessário para que os cloretos de difundir a espessura da espessura da tampa à armadura no suficiente para quebrar a camada passiva, depende principalmente da absorção capilar (NEPOMUCENO, 2005).

A intensidade da difusão de cloretos17 está relacionado com a dosagem de betão, a estrutura de poros, fissuras na superfície do betão, a espessura e a espessura da cobertura de capacidade de fixar a fase cloreto de alumínio-ferrítico (Erdo du;? Kondratova; BREMNER, 2004; Hélène, 1993).

A relação água / cimento controla a penetração de cloretos, devido à sua influência na porosidade e propriedades de transporte. Certamente, o concreto com o cimento de água / material de tão baixo quanto possível, é tão ou mais importante dando origem concreto com baixos coeficientes de difusão de cloreto (Cascudo, 1997; Erdo du;? Kondratova; BREMNER, 2004; HELENE, 1993; JAU; TSAY, 1998; MEHTA; Monteiro, 1994;. OH et al, 2002). Página, curto e El Tarras (1981 apud Hélène, 1993) verificaram que a taxa de difusão de cloreto aumentou 4-5 vezes, com uma proporção de água / cimento aumentando entre 0,4 e 0,6.

O refinamento de poros promovidos pela escória pode reduzir a penetração de cloretos, de teste, conforme prescrito pelo ASTM 1202:199718 (HOU, CHANG, Hwang, 2004; Yeau, Kim, 2005).

Verificou-se que concreto de cimento Portland resistente a sulfato, baixo - aluminato tricálcico, C3A, apresentou o maior coeficiente de difusão19 eficaz, que vão de 60 m² / s para 115 • 10-13 m² / s para uma relação água / cimento de 0,5, veio logo abaixo do cimento Portland comum e cimento com adições de materiais pozolânicos. Concreto com cimento contendo mais de 65% dos altos-fornos mostrou o coeficiente de difusão efetivo menor, com valores que variam de 0,3 metros / s 2 • 10-13 m² / s (MEHTA; Schiessl; Raupach, 1992 apud HELENE, 1993).

Trabalhar Oh et al. (2002) mostrou que o concreto com escória de alto-forno no solo conteúdo de 25% (massa total de ligante) e a resistência à compressão aos 28 dias 41,8 MPa, demonstrou a penetração de cloreto de cerca de 1/3 de referência betão (sem escórias e à compressão resistência aos 28 dias de 42,3 MPa).

A redução da penetração de cloreto observada em concreto com escória (adição de conteúdo de 65% da massa total de material de cimento) em comparação com o material de referência, foi de cerca de 86% no trabalho de Castro et al.(2004).

Experiência Sivasundar e Malhotra (1992) mostrou que, após 28 dias, a carga de passar penetração de cloretos do concreto com altos níveis de escória (50 a 75% em massa total de material cimentício) foi excepcionalmente baixo quando comparado com o controle concreto, e variou entre 174 e 383 coulomb coulomb20.

Ozyildirim (1994) dosado concreto com o / água material cimentício de 0,45, teor de 33% de escória e sílica ativa de 7% (massa total de material cimentício), que cargas fatoriais de 319 coulomb passar com a idade de 1 ano. De acordo com a literatura, o cloreto pode existir em diferentes formas em concreto atacadas: sob a forma de iões livres, adsorvidas sobre a superfície dos poros, (Cascudo, 1997; Hélène, 1993; JUCÁ, 2002), ou adsorvido na superfície de quimisorvidos CSH, ou nos espaços interlamelares de CSH, ou compondo a estrutura do CSH (Beaudoin et al, 1990 apud Dhir;. EL-MOHR, Dyer, 1996; LAMBERT, PAGE; SHORT, 1985 apud Dhir; EL-MOHR, Dyer , 1996), ou fases combinados quimicamente aluminato e ferro-aluminato (BAUER, 1995; Birnin-Yauri; GLASSER, 1998; Cascudo, 1997; Dhir, EL-MOHR, Dyer, 1996; HELENE, 1993; ISAIA, 1995; JUCÁ, 2002 Monteiro; NEPOMUCENO, 1996; ackz swamy, 1996, Taylor, 1992; Treadaway, 1988 apud VIDRO; Büenfeld, 2000), o Al2O3 e Fe2O3

(BAUER, 1995; Dhir, EL-MOHR, Dyer, 1996; VIDRO; Büenfeld, 2000; ISAIA, 1995; JUCÁ, 2002).


Livres21 cloretos não são fixos, a maioria influenciando corrosão das armaduras (Cascudo, 1997; ISAIA, 1995). A soma do cloro livre e combinado é chamado cloretos totais22 (BAUER, 1995; Cascudo, 1997; Hélène, 1993; ISAIA, 1995; JUCÁ, 2002; ackz swamy, 1996). Grande parte do trabalho realizado com a escória granulada de alto-forno mostra que a capacidade de fixação é melhorada em cloretos e pastas específicos que contenham este material em comparação com outros apenas com cimento Portland, diminuindo o nível de cloro livre e reduzir o coeficiente de difusão de cloreto de ( Castro et al, 2004;. COSTA; GASTALDINI; ISAIA, 2002; LENG; FENG, LU, 2000; XU, 1997).


A configuração dos cloretos na estes compostos reduz a concentração de cloro livre na região do betão e, por conseguinte, a tendência de se espalhar para o interior pode ser então reduzida (Bashir; KROPP, CLELAND, 2001). Em idades mais avançadas, o benefício do refinamento dos poros difusão fornece ainda mais baixa, e baixa permeabilidade, esta propriedade é um dos mais significativos em cimentos adicionados com escória (BAUER, 1995). Outros iões dissolvidos na solução dos poros de concreto escória de alto-forno, com a ajuda restringir a mobilidade de cloreto porque eles reduzem a capacidade de difusão (Helene, 1993; LENG; Feng, LU, 2000).

No entanto, os sais formados nas reacções de ligação pode ser cristalizado e causa o encolhimento e microfissuras resultantes, que por sua vez, pode facilitar uma taxa acelerada de migração de fluidos agressivos (KURDOWSKI, 2004). Este é eminentemente as estruturas reais expostos no ambiente externo não cobre, e, especialmente, com pulverização de sal, que são o resultado dos efeitos de molhagem e secagem e causar a cristalização de sais internos (Cascudo, 1997; Hélène, 1993; MEHTA Monteiro , 1994).

A análise de concreto com permeabilidade ao ar relativamente semelhante, mostrou que a capacidade de fixação de cloretos da matriz de cimento tornou-se o factor principal determinante da quantidade de cimento com escória é resistente a penetração de cloretos. Quando mantida permeabilidade ao ar e aumentou o nível de substituição de escória (0%, 33,3%, 50% e 66,7%), o aumento na absorção e na redução da difusão de cloretos (Dhir, EL -
MOHR, Dyer, 1996).

As reacções químicas de cloretos com pasta de cimento começar com hidróxido de cálcio e de hidrato de aluminato de cálcio, de acordo com os catiões presentes na solução (Treadaway, 1988 apud VIDRO; Büenfeld, 2000). Cloretos reagir com C3A eo C4AF cimento Portland e produzir cloroaluminatos (ou sal de Friedel 3CaO • Al2O3 • CaCl2 • 10H2O) e cloroferratos (Fe2O3 • 3CaO • CaCl2 • 10H2O) (Büenfeld, 2000; Dhir, EL-Mohr, Dyer, 1996; JUCÁ, 2002; Treadaway, 1988 apud VIDRO, Taylor, 1992).

Estudos Dhir, El-Mohr e Dyer (1996) sugerido por medidas de análise térmica que grande melhoria na determinação de cloretos foi o resultado do elevado teor de alumina de escória de alto forno granulada em relação ao clínquer de cimento Portland, devido às quantidades de produção mais sal Friedel. A capacidade de fixar cloretos ampliou com um teor de aumento para substituir até 66,7% de escória granulada de alto-forno de terra (Dhir, EL - MOHR, Dyer, 1996). Bauer (1995) descobriram que o compósito de cimento com alto forno escória (24% em massa) tinha um efeito benéfico sobre a capacidade de ligação para uma proporção de água / cloreto de cimento de 0,5. A determinação de cloretos em CSH, o concreto com altos níveis de escória têm menos capacidade de fixação em relação ao concreto sem escória, porque os primeiros têm menor C / S em CSH (BAUER, 1995 e Taylor, 1992).

Além da presença de aluminatos e compostos de ferro, aluminatos, outros factores importantes influenciar a determinação de cloretos: a proporção de substituição de cimento por escória de alto forno granulada, a concentração de hidroxilo na solução de poro (ou o pH), o catião do sal de cloreto de , o material de água / cimento, os sulfatos, a alcalinidade, entre outros (BAUER, 1995; VIDRO; Büenfeld, 2000; Hélène, 1993; JAU; TSAY, 1998; Luo et al, 2003;. Xu, 1997).

Materiais de cimento, a inter-relação Cl-/OH- é mais complexa devido ao cloreto e pH dependência configuração dele (Sandberg, Larsson, 1993). Verificou-se que a capacidade de fixação e de adsorção de cloreto diminuiu com o aumento da concentração de hidroxilo (BAUER, 1995) no pH acima de 12,6, e, inversamente, uma diminuição do pH resultou na diminuição da relação Cl-/OH- (TRITTHART, 1989 citado por Dhir , EL-MOHR; DYER, 1996).


A dissociação da forma de sal de cloreto fixa de Friedel, durante a vida útil da estrutura de concreto, e colocar a armadura para um maior risco de corrosão (Birnin-Espinar; GLASSER, 1998; VIDRO; Büenfeld, 2000; GOÑI; GUERRERO, 2003; Helene, 1993; ackz swamy, 1996). Verificou-se que o cloro e quimicamente combinada hysically adsorvido foram rapidamente libertada quando o pH da água dos poros diminui para menos de 12,5.Menos de 2% de cloreto de solúvel em ácido permanecesse fixo após o pH caiu para 11,5, para, pelo menos, duas fases, de sal e de CSH de Friedel, cloretos fixos (Bashir; Kropp, Cleland, 2001; VIDRO; Büenfeld, 2000; Prückner; Gjørv, 2004).

Teoricamente, o limite de cloretos pode apresentar um risco de corrosão muito parecido com cloretos. A implicação prática disto é que, enquanto a criação de cloreto retarda a sua própria penetração, permitindo ao mesmo tempo a acumulação do teor de cloreto mais susceptíveis de aumentar o risco de corrosão, em algumas situações (VIDRO; Büenfeld, 2000; Hélène, 1993).

Devido à desestabilização de hidróxido de cálcio e aluminato de cálcio hidratado, em reacções químicas e a fixação de cloro, dependendo da solubilidade de cloretos, uma redução substancial do pH da água dos poros ocorre e muitos produtos tornam-se hidratados instável (KURDOWSKI, 2004). Se existe também o efeito de hidrólise e de lixiviação, que poderia levar a um aumento significativo no volume total de poros de cimento passado (Burlion; BERNARD, Chen, 2006).

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