Teor crítico de cloretos para iniciação da corrosão do aço no betão: influência do estado de superfície da armadura

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química e Biológica - Processos Químicos

A corrosão das armaduras no betão é a principal causa de degradação do betão armado em ambiente marítimo. Com o presente trabalho pretende-se contribuir para o conhecimento da influência do estado de superfície do aço das armaduras no teor crítico de cloretos (CCrit). Para tal recorreu-se a estudos eletroquímicos (Polarização Potenciodinâmica e Técnica do Eletrodo Vibrante de Varrimento – SVET) em soluções simulativas do líquido intersticial do betão, com diferentes concentrações de cloretos e por análise da superfície das amostras de aço com vários acabamentos/estados de superfície através da observação em microscopia ótica (MO) e em microscopia eletrónica de varrimento, associada a microanálise por dispersão de raios-X (MEV/EDS). Os ensaios eletroquímicos foram realizados numa solução que simula a solução existente nos poros do betão (SPS), de pH ~ 13.5 e 11.6, com diferentes concentrações de cloretos. Nos estudos de polarização potenciodinâmica utilizou -seum varrimento de potencial entre -0.2 V, em relação ao EOC, e +0.6 V, em relação ao Eref, a uma velocidade de 0.5 mV/s , em amostras de aço montadas em resina epoxídica e com diferentes estados de superfície: “tal e qual” (T), espelhada (D), polida (P500) e pré-oxidada (DH). Verificou-se, da polarização potenciodinâmica, que, a pH ~ 13.5, o estado de superfície do aço influencia a resistência à corrosão por picada, sendo esta sequenciada por ???? > ????????> ????500> ????. Verificou-se também que a resistência do aço à corrosão por picada é inferior quando o pH da SPS diminui de 13.5 para 11.6.Por SVET, verificou-se que a formação de zonas ativas é quase imediata para teores de cloretos elevados (5 e 7%) e a diminuição de correntes anódicas com o tempo para teores inferiores pode ser explicada com a repassivação do aço, enquanto que nas zonas catódicas a diminuição da corrente pode ser atribuída à precipitação de produtos de corrosão. Por MEV/EDS e MO verificou-se que a corrosão se inicia, frequentemente, na zona de interface aço-resina, visto que nessa zona existem fendas e vazios, condições favoráveis à ocorrência de corrosão intersticial.

Abstract: The reinforcement corrosion in concrete is the main cause of degradation of reinforced concrete for marine environment. This work is intended as a contribution to the understanding of some aspects of the steel surface finishing to determine the threshold chloride level (Cth), so we resorted to the electrochemical studies (potentiodynamic polarization and Scanning Vibrating Electrode - SVET ) in simulative pore solution andthe surface analysis of steel samples with various surface finishes and chloride concentrations by observation under an optical microscope (OM) and scanningelectron microscopy associated with microanalysis X-ray dispersion (SEM/EDS). The electrochemical tests were performed in a simulative concrete pore solution (SPS),at pH ~ 13.5 and 11.6, with different chloride concentrations. Electrochemical studies were conducted on steel samples with a potential scanning between -0.2 V vs EOCto +0.6 V vs Eref.with a rate of 0.5 mV/s, which were impregnated in epoxy resin with different surface states: as received (T), polished (D), grinded (P500) and pre-oxidized (DH). It was found, through the potentiodynamic polarization curves, that, at pH of 13.5,the chloride content above which c an initiate the formation of pit is sequenced by D > DH > P500 > T. It was also found that the steel's resistance to pitting corrosion is lower when the pH of the SPS decreased from 13.5 to 11.6. From the SVET technique, it was found that the formation of active areas is almostimmediate and the decrease in anode current with time can be explained with therepassivation, while the cathode areas are affected with precipitation of corrosion products and thus causing the same result. From SEM/EDS and OM was found that corrosion frequently begins in steel-resin interface, attributed to the existence in that zone of cracks and voids, favoring conditions to the occurrence of crevice corrosion.