Realcalinização química como meio de recuperação de estruturas de concreto armado carbonatadas

Abstract

Resumo: Quanto mais agressivo o ambiente, mais rapidamente as estruturas de concreto armado podem apresentar manifestações patológicas provenientes da sua interação com o meio. A corrosão é um dos mecanismos de degradação que ocorre com maior frequência em estruturas de concreto armado, sendo a carbonatação um dos principais agentes iniciadores desse mecanismo. A realcalinização pode ser descrita como o processo inverso da carbonatação, ou seja, visa elevar o pH do concreto e repassivar as armaduras contidas em seu interior. No presente trabalho empregou-se algumas soluções alcalinas (KOH, NaOH, solução tripla, solução comercial, Ca(OH)2 e cal) e alguns métodos de aplicação (spray, trincha, manta e imersão) no tratamento de concretos carbonatados através da realcalinização química. Após a verificação do método de aplicação e soluções alcalinas mais eficazes, os mesmos foram testados em uma estrutura real. Avaliou-se também o comportamento da realcalinização perante amostras com diferentes adições minerais usadas como substituição parcial do cimento. Constatou-se que a solução alcalina mais eficaz é a solução de KOH, sendo a solução com maior velocidade de realcalinização em todos os casos aplicados. As soluções de Ca(OH)2 e cal não são capazes de realcalinizar concretos carbonatados, mesmo após 9 meses de tratamento. Além disso, os métodos de spray e trincha apresentaram baixa eficácia. Ao comparar o método de imersão com os métodos de spray, trincha e manta, a eficiência dos mesmos foi de 11,3%, 9,1% e 92,8%, respectivamente. Com o método da manta obteve-se bons resultados em laboratório, porém quando aplicou-se este método em campo, as espessuras realcalinizadas foram pequenas, sendo que a eficiência em campo foi 86% menor que em laboratório. Por fim, concluiu-se que a realcalinização química pode ser utilizada como um tratamento preventivo para a corrosão de armaduras porém, sua aplicação em campo precisa ser aprimorada.

Abstract: The more aggressive the environment is, more quickly the reinforced concrete structures present pathological manifestations arising from their interaction with the environment. Corrosion is one of the mechanisms of degradation that occurs most frequently in reinforced concrete structures, with carbonation being one of the main mechanism initiators. The realkalisation can be described as the carbonation inverse process, that is, it aims to raise concrete's pH and to repassivate the reinforcement contained inside it. This research uses some alkaline solutions (KOH, NaOH, triple solution, commercial solution, Ca(OH)2 and lime) and some application methods (spray, brush, blanket and immersion) in treatment of concrete carbonation through chemical realkalisation. After checking application method and alkaline solutions effectiveness, they were tested in a real structure. The realkalisation behavior towards samples with different mineral additions used as partial replacement of the cement was also evaluated. It was verified that the most effective alkaline solution is KOH solution, being the solution with the highest rate of realkalisation in all cases applied. Ca(OH)2 and lime solutions are not able to realkalinise carbonated concrete, even after 9 months of treatment. In addition, spray and brush methods were poorly effective. When comparing the immersion method with the spray, brush and blanket methods the efficiency of the methods were 11.3 %, 9.1 % and 92.8 %, respectively. Good results were obtained in the laboratory by blanket method, but when this method was applied in the field, it was obtained the small thicknesses realkalinezed, and field efficiency was 86% lower than the laboratory. Finally, it was concluded that the chemical realkalisation can be used as a preventive treatment to reinforcement corrosion, but this field application needs to be improved.