Efeito de adições pozolânicas na estimativa de vida útil do concreto exposto a cloretos através da resistividade elétrica superficial

Abstract

Resumo: As maiores densidades demográficas brasileiras ocorrem em torno das áreas litorâneas, o que leva a urbanização e industrialização de uma região onde há forte agressividade às estruturas de concreto, tanto pelo processo de carbonatação quanto pelo ataque por cloretos. Apesar de a NBR 6118 (2014) alertar quanto aos cuidados relativos ao processo construtivo visando a durabilidade, a resistência à compressão ainda é a única propriedade prescrita pela NBR 12655 (2015) para o controle de qualidade do concreto endurecido. Entretanto, nem sempre a avaliação da durabilidade com base apenas nos resultados de resistência mecânica é adequada para a obtenção de concretos duráveis. Além disso, a NBR 15575-1 (2014), atual norma de desempenho, estabelece para as estruturas uma vida útil de projeto mínima de 50 anos. Neste contexto, surge a necessidade de avaliar e modelar as manifestações patológicas do concreto armado. O objetivo desta pesquisa é avaliar a influência do uso das adições pozolânicas cinza volante, metacaulim, sílica ativa e sílica de casca de arroz na vida útil de estruturas de concreto armado calculada segundo Andrade (2004) baseada na resistividade elétrica superficial do concreto para ambientes com a presença de cloretos. Para isso, foram moldados corpos de prova de oito traços diferentes, compostos com CPV-ARI, CPIV, CPII-Z, cinza volante, metacaulim, sílica ativa e sílica de casca de arroz. Realizaram-se ensaios de resistência à compressão, absorção por imersão e absorção por capilaridade para todos os traços citados. Como o modelo de vida útil proposto por Andrade (2004) tem como parâmetros a resistividade elétrica superficial (RES), o fator de reação de cloretos (avaliado pelo coeficiente de difusão de cloretos) e as características do ambiente a que a estrutura é exposta; características que também foram determinadas. Os resultados permitiram observar que há influência direta da composição do traço tanto no fator de idade, quanto na resistividade elétrica superficial. Consequentemente, a vida útil também é alterada. O traço composto com CPII, por exemplo, apresentou um ganho de vida útil por MPa 2,2 vezes superior ao traço de referência, composto com CPV-ARI. O custo por ano de vida para esse traço foi 43% inferior a do traço de referência. Já o traço composto com sílica ativa resultou em uma vida útil por MPa 130% superior, com custo por ano de vida 62% inferior à referência. Palavras-chave: cloretos, vida útil, modelo, adições pozolânicas, concreto armado, resistividade elétrica superficial

Abstract: The largest Brazilian population densities occur around the coastal areas, which leads to urbanization and industrialization of a region where there is strong aggressiveness to concrete structures, due the carbonation process and the chlorides. Although the NBR 6118 (2014) warns about the care for the constructive process to durability, compressive strength is still the only property prescribed by NBR 12655 (2015) for the quality control of the hardened concrete. However, the results of mechanical strength are not always adequate for obtaining a durable concrete. Furthermore, the NBR 15575-1 (2014), the current standard of structures performance, establishes a project service life of minimum 50 years. In this context, there is a need to evaluate and to model the pathologies of reinforced concrete. The objective of this research is to evaluate the influence of the use of pozzolanic additions fly ash, metakaolin, silica fume and rice-husk ash in the life of reinforced concrete structures calculated according to Andrade (2004) based on the electrical resistivity of concrete for environments with the presence of chlorides. For this, specimens of eight differents concretes were molded, compounded of CPV-ARI, CPIV, CPII-Z, fly ash, metakaolin, silica fume and ricehusk ash. Then, compressive strength, absorption by immersion and absorption by capillarity were tested. As the life model proposed by Andrade (2004) has as parameters concrete resistivity, chloride reaction factor (measured by chlorides diffusion coefficient) and the environment characteristics that the structure is exposed, these characteristics were also determined. Results showed that there was a direct influence of the concrete composition both in the factor of age, as the concrete resistivity. Consequently, the service life was also changed. The concrete compounded of CPII, for example, showed a gain of useful life by MPa 2.2 times higher than the mark, made with CPV- ARI. The cost per year of life for this trait was 43% lower than the reference concrete. But the concrete made with silica fume resulted in a lifetime of 130% higher, with cost per year of life 62% lower than the reference concrete. Key words: chlorides, modeling, service life prediction, pozzolanic, reinforced concrete, concrete resistivity