Correlação entre a resistividade elétrica e a resistência à compressão do concreto exposto a ciclos de molhagem e secagem com clorestos e sulfatos

Abstract

Resumo: São vários os fatores que interferem na qualidade e nos mecanismos de deterioração das estruturas de concreto e muitos deles dependem das condições e da agressividade ambiental a que o material está exposto. Como a resistência à compressão e a resistividade elétrica são propriedades do concreto dependentes da hidratação contínua do cimento e variam conforme mudanças na estrutura dos poros, estima-se que, quanto maior a resistência à compressão do concreto, maior é sua resistividade elétrica. Portanto, ao ponderar o desempenho e a durabilidade e viabilizar a avaliação conjunta da qualidade do concreto, nesta pesquisa foram buscadas correlações entre a resistência à compressão e a resistividade elétrica superficial (RES) do concreto quando exposto a diferentes condições de agressividade. Foram moldados corpos de prova de concreto cilíndricos de 100 mm de diâmetro e 200 mm de altura, com traço, em massa de materiais secos, de 1: 1,4: 2,1 (cimento, areia e brita), com cimento CPIV 32 RS e quatro diferentes relações água/cimento: 0,42, 0,48, 0,54 e 0,60. Após a cura de 28 dias em câmara úmida, grupos de corpos de prova foram expostos nas condições de saturação em água e ciclos de molhagem e secagem com: água, solução com cloreto de sódio (3,5%), solução com sulfato de sódio (5%) e solução combinada de cloreto de sódio (3,5%) e sulfato de sódio (5%). Para a caracterização do concreto, foram realizados ensaios de consistência, absorção por imersão e absorção por capilaridade. Os ensaios de resistividade elétrica superficial e resistência à compressão foram realizados aos 28, 42, 91, 140 e 189 dias de idade. Os resultados indicam que a evolução da RES no tempo foi maior para as amostras expostas à ciclos de molhagem e secagem com água, e os menores valores de RES foram encontrados para amostras expostas a soluções de cloretos e solução combinada de cloretos e sulfatos. Houve acréscimo da RES com o tempo para todas as relações a/c investigadas nas condições de exposição em saturação e ciclos de molhagem e secagem em água; para as condições de exposição aos íons cloreto e sulfato, a RES estabilizou no período investigado. Não foram encontradas diferenças significativas nos resultados de resistência à compressão causadas pelas condições de agressividade. Ao correlacionar as duas propriedades, foram encontrados maiores coeficientes de determinação nas primeiras idades e para as condições de saturação e ciclos de molhagem e secagem com água. Quando em contato com íons cloreto e sulfato, não é possível estimar a resistência à compressão por meio de leituras de RES.

Abstract: Several factors interfere on the quality and on mechanisms of deterioration of concrete structures and many of them depend on the environmental conditions and aggressiveness to which the concrete is exposed. Both compressive strength and electrical resistivity are concrete properties that depend on the continuous hydration of cement and vary with changes in pore structure, and it is expected that the higher the compressive strength of the concrete, the higher its electrical resistivity. Therefore, to ponder performance and durability and enable the evaluation of concrete quality, this research seeks for correlations between the compressive strength and the surface electrical resistivity (SER) of concrete exposed to different conditions of aggressiveness. Cylindrical concrete specimens with diameter of 100 mm and height of 200 mm, with mixture proportion of 1: 1.4: 2.1 (cement, fine and coarse aggregates) were molded with CPIV 32 RS cement and four water/cement ratios: 0.42, 0.48, 0.54 and 0.60. After 28 days in curing chamber, groups of specimens were exposed to conditions of water saturation and wetting and drying cycles with: water, chloride solution (3.5%), sulfate solution (5%) and combined chloride (3.5%) and sulfate (5%) solution. The specimens were tested for consistency, absorption by immersion and absorption by capillarity. Surface electrical resistivity and compressive strength tests were performed at 28, 42, 91, 140 and 189 days. The SER evolution in time was higher for samples exposed to the wetting and drying cycles with water, and the lower values were found for samples exposed to solutions of chlorides and sulfates. There was an increase in SER over time for all w/b ratios investigated under saturation and wetting and drying cycles with water; SER was constant in time for exposure to chloride and sulphate ions. No significant differences were found in the results of compressive strength caused by aggressive conditions. When correlating both properties, higher coefficients of determination were found in the early ages and for conditions of saturation and wetting and drying cycles with water. When in contact with chloride and sulphate ions, it is not possible to estimate the compressive strength by means of SER values.