Penetração de cloreto em concretos de diferentes resistências e teores de adição pozolânica a partir da comparaçãode diferentes normas

Abstract

Resumo: Regiões litorâneas abrigam uma crescente parcela da população que demanda investimentos em infraestrutura. A durabilidade e manutenção das estruturas de concreto armado nesse ambiente, no entanto, são comprometidas em função da elevada agressividade reflexo da grande concentração de íons agressivos, como o cloreto. Nesse sentido, conhecer os mecanismos de transporte e combinação do cloreto no interior do concreto, bem como ampliar o conhecimento acerca do efeito de adições minerais sobre a durabilidade do concreto, faz-se necessário. Este trabalho propõe a análise da combinação de três classes de resistência de concreto (25, 35 e 45 MPa) com a dosagem de cimento variando o teor de cinza volante (0, 12,5 e 27%), ensaiados conforme quatro normas de estudo da penetração do cloreto em concreto: ASTM C1202:2017, NT BUILD 492:1999, AASHTO T259:1980 e NT BUILD 443:1995. Além dos ensaios de investigação, os concretos foram caracterizados em função da resistência à compressão axial aos 28 e 91 dias, absorção por capilaridade e absorção por imersão. Foram realizadas análises de microestrutura em amostras de concreto antes e após a exposição ao cloreto, a partir das técnicas de difração de raios-x (DRX), porosimetria por intrusão de mercúrio (PIM) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A partir da comparação dos resultados, foi notável o efeito físico da cinza volante sobre a qualidade do concreto em relação à resistência à compressão e à penetração de cloreto. Com relação ao efeito químico da adição mineral sobre a formação de sal de Friedel, nem todos os métodos de análise evidenciaram este fato. A maior problemática apresentada pelo método ASTM diz respeito à variação da temperatura e mobilidade iônica. O método acelerado nórdico apresentou uma alternativa ao aquecimento da solução durante o ensaio ajustando a tensão e variando o tempo de exposição. A metodologia proposta pela AASHTO apresentou uma influência da condição de saturação do concreto durante o ensaio, enquanto que a norma nórdica de ensaio de longa duração, apesar da elevada concentração salina, mostrou indícios da formação do sal de Kuzel. Finalmente, o desenvolvimento de uma norma nacional que contemple os aspectos negativos elencados neste estudo torna-se viável, buscando uma representatividade precisa do ingresso de cloreto no concreto. Palavras-chave: Durabilidade. Corrosão por cloretos. Coeficiente de difusão. Coeficiente de migração. Cinza volante. Combinação do cloreto.

Abstract: Coastal regions are home to a growing parcel of the population which demands infrastructure investments. However, durability and maintenance of reinforced concrete structures settled in this environment are compromised due to high aggressiveness result of the great concentration of aggressive ions, such as chloride. In this sense, it is necessary to understand the transport mechanisms and chloride binding inside the concrete, as well as increasing the knowledge about the effect of mineral additions on concrete durability. This work proposes the analysis of the combination of three classes of concrete strength (25, 35 and 45 MPa), with different content of fly ash in the concrete mix (0, 12,5 e 27%), tested according to five standards for chloride penetration into concrete: ASTM C1202:2017, NT BUILD 492: 1999, AASHTO T259:2017 and NT BUILD 443:1995. In addition to investigation tests, concretes were characterized by axial compressive strength at 28 and 91 days, by capillary absorption and immersion absorption. X-ray powder diffraction (XRD), mercury intrusion porosimetry (MIP) and scanning electron microscopy (SEM) analysis were carried out into some concrete samples before and after chloride exposure. Comparing the results, physical effect of fly ash on concrete quality concerning the compressive strength and the chloride penetration was remarkable. Regarding the chemical effect of the mineral admixture on Friedel salt formation, some analysis did not evidenced this fact. The major problem presented by the ASTM method lies on temperature and ionic mobility. The Nordic accelerated method presented an alternative to heating during the test by adjusting voltage and varying the exposure time. AASHTO methodology showed an influence of saturation condition of concrete during the test, while the long-term Nordic test, despite of its high saline concentration, evidenced the Kuzel's salt. Finally, developing a national standard that contemplates the aspects pointed out in this study becomes feasible, aiming a precise representativeness of chloride ingress into concrete. Key-words: Durability. Chloride-induced corrosion. Diffusion coefficient. Migration coefficient. Fly ash. Chloride binding.