Resumo Este artigo apresenta resultados de inspeções em campo e de ensaios de laboratório que apontaram a susceptibilidade à corrosão prematura de armaduras de aço-carbono de paredes de concreto leve moldadas no local. Nas paredes inspecionadas, observaram-se indícios de corrosão da armadura embutida em concreto não carbonatado e em concreto carbonatado (em curto intervalo de tempo). A caracterização dos concretos estudados apontou uma baixa resistência à compressão dos mesmos e uma concentração significativa de vazios (com bolhas de ar próximas e ou comunicantes), inclusive na interface concreto/armadura. Nestas condições, a passivação do aço-carbono pode ser prejudicada e o ingresso de agentes agressivos pode ser facilitado, implicando em uma corrosão prematura, especialmente na região de vazios. Em ensaios experimentais de imersão, pôde-se observar claramente uma maior tendência de corrosão do aço-carbono imerso em soluções simuladoras de água de poros de concretos leves, quando comparado com a de concreto convencional. Abstract This article presents the results of field inspections and laboratory testing which have shown the susceptibility of premature corrosion of carbon steel reinforcement walls of air-entrained concrete casting in loco. In the inspected walls, signs of the corrosion of reinforcement embedded were observed in carbonated concrete (in short time) and also in noncarbonated concrete. The characterization of the studied concretes indicated their low load resistance and a significant concentration of voids (with closed and or connected air bubbles) which were also present at concrete/reinforcement interfaces. As a consequence, the passivation of carbon steel may be impaired and the ingress of aggressive agents may be enhanced, resulting in a premature corrosion, especially in void regions. In experimental immersion tests, a major corrosion tendency of carbon steel immersed in simulated pore water solutions of air-entrained concretes than of an ordinary concrete has been clearly observed.

1. Corrosão de armadura de estruturas de concreto leve
com ar incorporado
Adriana de Araujo; Zehbour Panossian, Mírian Cruxên B. de Oliveira, David R.
das Neves Filho, Alberto D. Siqueira Junior Mestre,

2. Recentemente no Brasil, o concreto com ar incorporado tem sido
usado em paredes estruturais de conjuntos habitacionais
(Projeto Minha Casa Minha Vida)
Uma das maiores Unidades, 18 mil unidades

4. OBS.: ACI concrete terminology: o aditivo incorporador
de ar causa o desenvolvimento de bolhas de ar que
melhoram a trabalhabilidade do concreto e aumentam
a sua resistência ao congelamento.
Concreto: Nas paredes estruturais dos conjuntos
habitacionais, o aditivo é usado para melhorar o conforto
acústico e, principalmente, o conforto térmico.
Armadura: tela e treliças de aço-carbono sem revestimento.
Atualmente aço-carbono revestido (zincado)
Estocagem a céu aberto

5. • Atmosfera urbana;
• Edificadas por diferentes construtores (menos de 3 anos).
Exame visual (concreto e armadura)
Medida do potencial de corrosão e
resistividade elétrica
Espessura efetiva do
concreto de cobrimento
Perfil de penetração de
cloretos
Frente de carbonatação
Casas de diferentes conjuntos foram
inspecionadas, em
Ensaios realizados durante a inspeção das estruturas das unidades:

6. Teor de cloretos
insignificante
Porosidade
SegregaçãoVariação do concreto de
cobrimento
Resumo dos resultados das inspeções:
Frente de carbonatação elevada
(Em alguns casos, atingindo a
armadura)
Manchas indicativas de
corrosão da armadura (Em
alguns caso com acúmulo de
produtos de corrosão)
As manchas estavam
presentes em
concreto íntegro e
carbonatado!

7. Áreas dispersas
Arame
Corrosão de armadura embutida em concreto íntegro:
Manchas indicativas de corrosão foram visualizadas em áreas
dispersas da superfície do aço, algumas vezes somente em região de
arame de amarração e de sobreposição de barras.

8.  Potencial: Ecorr: mais positivo do que -250 mV e gradiente
menor do que 200 mV;
GONZÁLEZ et al. (2004): a baixa umidificação do concreto pode prejudicar a medida da
potencial de corrosão. Os resultados dessa medida são mais representativos quando a
resistividade do concreto é baixa (<20 kΩ.cm). ASTM C876 (2009): critério foi estabelecido em
concreto contaminado com íons cloreto. LIVECON (D3.1) (2003): a avaliação do gradiente de
potencial de corrosão é mais adequado para avaliar a corrosão do que o valor absoluto, sendo
que gradiente ≥ 200 mV (in 1 m) indica locais de possível processo corrosivo. GONZÁLZ et al.
(1979): considerando a equação de Nernst, os valores de potencial de corrosão indicativos de
corrosão em concreto com pH reduzido (carbonatação) estão entre -250 mV a -300 mV em vez
do valor padronizado -350 mV . ELSENER et al. (1990): a medida de potencial de corrosão na
Os resultados obtidos não estavam em de acordo com os obtidos
na inspeção visual da armadura, em que era clara a
despassivação da armadura. O diâmetro reduzido das barras de
armadura embutida em elevada profundidade em concreto que
apresentava alta concentração de bolhas de ar foi considerada a
causa de prejuízos às obtenção de leituras representativas
 Resistividade: a sua maioria maior do que 50 KΩ·cm

9. Alta concentração de bolhas de ar, visíveis a
olho desarmado
Soylev, T.A.; Francois, R. (2003): a porosidade e a variação da densidade do concreto pode
propiciar a corrosão prematura da armadura devido à ausência da proteção física e química da
camada de compostos de cimento hidratado. Jingak, N. et al (2005): a corrosão inicia-se,
preferencialmente, em vazios presentes a longo da interfase concreto/aço-carbono. Glass, G.K.
et al (2000): a ausência de CA(HO2) em vazios de ar incorporado é o fator desencadear de
processo de corrosão no local, na presença de íons cloreto. Page, C. L. (1975): locais de maior
heterogeneidade na zona de transição concreto/aço-carbono pode influenciar o processo de
corrosão na presença de agentes agressivos. Lambert et al (1991): defeitos na interfase
quebram a integridade da camada de produtos de cimento hidratado.
Interface concreto/aço
Matriz do concreto
As bolhas de ar prejudicam a
formação de filme passivante e
limita a presença de compostos
alcalinos na superfície do aço.
Isso prejudica a passivação
e/ou a manutenção deste
estado, podendo assim um
processo corrosivo prematura
ser estabelecido!

10. Desenho esquemático da corrosão
generalizada no aço-carbono exposto ao
vazio, tendo-se avanço da frente de
carbonatação na região

11. Desenho esquemático da corrosão no aço-
carbono em fresta formada no perímetro
do vazio – corrosão por aeração diferencial

12. O presente estudo teve o objetivo de complementar os
resultados em campo:
 caracterização do concreto com ar incorporado;
 avaliação do comportamento do aço-carbono com e
sem revestimento emerso em solução de
representativa de poros de concreto com ar
incorporado e concreto tradicional.

13. Determinação da resistência à compressão e MAV e cálculo
da concentração e do diâmetro das bolhas de ar incorporadas
nos concretos AC1 e AC2 - análise petrográfica (ASTM C856) e
análise microscópica (MEV).
Ensaio eletroquímico de avaliação do comportamento do
aço-carbono sem e com revestimento (zincado) em solução
de água de poros dos concretos AC1 e AC2 e de concreto
convencional (OC3).
2 concretos de ar incorporado - AC1 e AC2
Metodologia

14. 2 diferentes condições:
• jateada (BS),
• Zincada e cromatizada (GS).
Fio de cobre
Pintura epóxi nas extremidades
Anel plástico ao centro da
área exposta do aço-
carbono 3.6 mm):
1 barra com anel e 3
barras livres
Arranjo experimental
Metodologia

15. potenciostato (Solartron);
3 eletrodos, usando ER de calomelano (ECS);
equação de Stern-Geary;
compensação de IR drop;
Após 1 dia e 10 dias de imersão nas soluções (AC1e AC2 e
OC) foi determinado o potencial de corrosão (Ecorr) e
determinada automaticamente a taxa instantânea de
corrosão (icorr). Ao final foi feito exame visual da superfície
do metal.

17. Materiais
AC1 AC2
Quant. Características Quant. Características
Fornecido
Água 185 l a/C 0.66 185 l a/C 0.71
Aditivo 0.5 l
Sabão de breu, 0.18 % em
relação à massa de cimento
0.5 l
Sabão de breu, 0.19 % em
relação à massa de cimento
Agregados finos 943 kg - 839 kg -
Agregados graúdos 725 kg - 796 kg -
Cimento 280 kg CP IV 32 260 kg CP II E 40
Fibra 0.3 kg Fibra de polipropileno 0.2 kg Fibra de polipropileno
Determinado
Resistência a compressão 6.5 MPa 6.2 MPa
Volume de poros 37.5 % 36.8 %
Densidade 1730 kg/m³ 1650 kg/m³
Absorção de água 22.7 % 22.4 %
A análise da especificação dos concretos e de suas características
apontaram a sua baixa qualidade, não atendendo critérios
estabelecidos na normalização brasileira e as usualmente verificadas
para concreto convencional.
A baixa qualidade dos concretos com ar incorporado justifica
o baixo o desempenho verificado em campo!

18.  Alta presença de bolhas de ar com
variação significativa de tamanho e
distribuição;
 Proximidade entre bolhas, algumas
comunicantes;
 Tendência de concentração de bolhas
no entorno de agregados, para o AC2.
Concreto convencional - OCAC2AC1
A baixa qualidade dos concretos com
ar incorporado foi confirmada pela
análise da microestrutura do concreto!
20 % 35 %
Ø 40 to 60 µm
10 %
Concentração de bolhas - 18 % Concentração de bolhas - 4.5 %Concentração de bolhas - 17 %
OCAR1
AR 2
Ø 120 to 140 µm
Concentração em relação ao volume total de bolhas
Díâmetrodasbolhas

19. AC1 AC2

21. Em ambas as soluções o pH era similar e a concentração de íons
cloreto não era significativa.
Solução Calcio (Ca2+)
Inorganic compounds (mg/l) pH Temperature (oC)
Choreto
(Cl-)
Sulfato
(SO4
2-)
Initial Final Initial Final
PSAC1 0.21 ± 0.01 4.5 ± 0.2 12.0 ± 1.0 12.4 11.7 23 23
PSAC2 0.11 ± 0.01 6.7 ± 0.4 5.9 ± 0.2 12.2 11.7 22 19
PSOC 0.25 ± 0.01 2.4 ± 0,2 25.7 ± 0.6 12.2 11.7 21 21
A análise microscópica (MEV) da superfície do aço-carbono mostrou
a presença de irregularidade da camada do revestimento de zinco e a
presença de bolhas.

22. aaaaaaaaaaaaa
Barrasjateadas
PSAC1, PSAC2 e PSOC
A maioria dos valores de Ecorr permaneceu mais positivo do que -300 mV, com exceção de BS2
e BS4 na solução AC2
ASTMC876(2009)
PSAC1
icorr ≤ 0.15 µA/cm2
PSAC2
icorr ≤ 0.10 µA/cm2
PSOC
icorr ≤ 0.11 µA/cm2
PSAC1
icorr ≤ 0.11 µA/cm2
PSAC2
icorr ≤ 0.24 µA/cm2
PSOC
icorr ≤ 0.25 µA/cm2
BS2
BS4
101
BS2 29 µA/cm2

23. Todas as barras
apresentaram pontos
de corrosão sob a
pintura e sob o anel.
PSAC1
PSAC2
BS2 e BS4 apresentaram
corrosão na área livre de
ensaio (como foi indicado
pelos valores de Ecorr )
BS1 e BS3 apresentaram
corrosão sob pintura.
BS2 BS4
BS2
Ecorr max.: -498 mVSCE
BS4
Ecorr max.: -329 mVSCE
BS4BS2
BS2
Ecorr max.: -282 mVSCE
BS4
Ecorr max.: -211 mVSCE
PSOC
Somente BS4
apresentou corrosão
(sob pintura e anel)
BS4
Ecorr max.: -202 mVSCE
BS4

24. aaaaaaaaaaaaa
Os valores de Ecorr
foram os mais
negativos indicando
processo de
passivação no meio
Os valores de Ecorr permaneceram
mais positivos do que -600 mV
PSAC1
icorr ≤ 1.4 µA/cm2
PSAC2
icorr ≤ 0.8 µA/cm2
PSAC1
Icorr ≤ 3.7 µA/cm2
PSAC2
icorr ≤ 2.1 µA/cm2
PSOC
icorr ≤ 0.3 µA/cm2
101
PSAC1 e PSAC2
Os valores de Ecorr apresentaram tendência
de queda (processo de despassivação)
PSOC
Barras zincadas

25. aaaaaaaaaaaaa
-1200
-1100
-1000
-900
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Tempo (dias)
PSAC1 PSAC2 PSOC3
1 dia – corrosão localizada (pontos pretos e
bolhas na superfície)
e a tendência de sua despassivação nas
soluções de concreto com ar incorporado
(PSAC1 e PSAC2).
Foi confirmada a tendência de
passivação do revestimento em concreto
convencional (PSOC).
16
days
2 h
PSAC2PSAC1
PSAC2PSAC1
PSOC
PSOC
1 dia – corrosão
localizada (pontos
pretos e bolhas na
superfície)
pH ~ 12.2
pH ~ 11.5
1o dias – acumulo
de produtos de
corrosão de cor
branca)
A análise microscópica mostrou a
formação de cristais na superfície das
barras zincadas imersas na solução
de concreto convencional (PSOC), os
quais são indicativos de sua
passivação.

26. Este trabalho mostra que a passivação e a corrosão de armaduras de aço-carbono
são fenômenos bastante complexos em meio heterogêneo como o concreto,
podendo haver diferenças significativas de comportamento de armaduras em
concreto leve com ar incorporado em relação às usualmente verificadas para o
concreto convencional. Com base nos resultados obtidos e na experiência das
autores, conclui-se que é importante a condução de estudos detalhados das
propriedades do concreto leve e de seu desempenho e, também, do uso de
revestimento de zinco.
Dentre os resultados obtidos, destaca-se o exame visual de armaduras recém-
expostas de paredes estruturais de concreto leve. Esse exame evidenciou
claramente a corrosão prematura da armadura. Indícios de corrosão foram
detectados em armadura embutida em concreto carbonatado e, também, em
concreto íntegro. No concreto íntegro, manchas indicativas de corrosão foram
visualizadas em regiões de sobreposição dos fios da tela da armadura e de fixação
de amarrações e, muitas vezes, em regiões aleatórias ao longo da superfície da
armadura.
CONCLUSÕES

27. Os ensaios de caracterização foram adequados para complementar à avaliação em
campo. Os concretos de ar incorporado apresentaram resistência à compressão
bem inferior ao mínimo exigido para o concreto convencional. Além disto,
constatou-se uma elevada presença de bolhas de ar, inclusive na interface
armadura/concreto. Tais características foram consideradas decorrentes da
elevada incorporação de ar no concreto e da alta relação a/c.
A alta porosidade dos concretos leves estudados, associada ao uso de armaduras
previamente corroídas, justifica os indícios de corrosão constatados na sua
superfície. Os locais de falha (nos vazios) de seu contato com a pasta de cimento
são propícios à corrosão prematura. A corrosão em regiões de concentração de
vazios pode ser desencadeada pela formação de células oclusas e pelo ingresso
facilitado no local de agentes agressivos e do oxigênio.
CONCLUSÕES

28. aaraujo@ipt.br
Obrigada pela atenção!!!!