CORROS

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CORROSÃO EM ESTRUTURAS METÁLICAS
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Metais ferrosos como o aço e o ferro fundido
são de largo uso na fabricação de estruturas e
outros componentes.

• Os metais apresentam a tendência natural de
  atingirem um estágio mais estável por meio da
  formação de um composto metálico.
• O processo espontâneo é a corrosão que é a reação
  do metal com componentes do meio considerado.

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• Os principais minérios de ferro são Fe2O3
  (hematita), Fe3O4 (magnetita), e 2 Fe2O3.3
  H2O(limonita) .
• Por redução destes se obtém o ferro elementar
  (puro)
• O ferro elementar é instável, como os demais
  metais, e tende a voltar ao seu estado mais
  estável oxidando-se causa básica da corrosão.
• Nesse processo tem-se a formação do óxido de
  ferro, mais estável, conhecido como ferrugem.

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consequências

• a) reposições de matéria prima, energia e
  mão-de-obra
• b) custos e manutenção de processos de proteção
• c) uso de materiais mais caros (aço inoxidável,
  etc) no lugar dos mais baratos (aço ao carbono,
  etc) 
• d) superdimenisionamentos 
• e) interrupções na produção
• f) perdas de produtos
• g) contaminações de produtos
• h) menor eficiência do equipamento

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• i) eventuais riscos em potencial de acidentes e
  poluição em ambientes de trabalho 
• j) eventuais riscos em potencial de explosões e
  incêndios, etc
• k) queda de rendimento.
• l) perda de propriedades das estruturas como a
  resistência mecânica, comprometendo a
  estabilidade da estrutura.

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• O aço das estruturas sofre oxidação, pois
  normalmente estão expostas ao tempo ou em
  ambientes úmidos e muitas vezes agressivos.
• Cuidados com manutenção, tanto corretiva como
  preventiva, devem ser tomados para prolongar a
  vida útil das mesmas

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Como acontece a corrosão?

• A maioria dos metais é encontrada combinada com
  um ou mais elementos, na forma de minérios, que
  são as formas oxidadas na natureza.
• A purificação dos metais exige aplicação de
  energia em grandes quantidades. Assim como a
  conformação final.

A tendência de decréscimo energético é a
principal força motriz da corrosão.
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Tipos de corrosão

• Corrosão Atmosférica
• A corrosão atmosférica do aço carbono é um
  processo eletroquímico (reações químicas fluxo
  de elétrons). Metais sujeitos às condições
  climáticas sofrem este tipo de corrosão
• É descontínuo, o efeito acumulado é função
  do tempo de contato com eletrólitos e da
  velocidade média de corrosão durante estes
  períodos.
• A extensão do ataque depende das condições
  climáticas, da umidade relativa, da chuva,
  neblina, orvalho, temperatura do ar, ventos,
  poluentes e superfície metálica,

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principais fatores

• tempo de contato
• tempo que a superfície fica recoberta por uma
  película de água (como a chuva e o orvalho).
• poluição atmosférica
• os cloretos dos ambientes marinhos se depositam
  como pequenas gotas ou cristais formados.

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• ação de sulfatos
• mais presente em ambientes industriais, onde há
  presença de sulfurados SOx como SO2, SO3 e o
  SO42 .
• O SO2 é gerado pela queima de fósseis pela
  atividade vulcânica, solubilizado na água (chuva
  e orvalho) forma o ácido sulfuroso. Oxidado
  forma ácido sulfúrico.

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• A previsão do desempenho do aço carbono em um
  ambiente é complexa, depende de muitos fatores
• condição inicial de exposição
• massa da amostra
• orientação e velocidade do vento
• condição de abrigo
• natureza dos produtos de corrosão e poluentes
  não medidos.
• O ambiente ao qual o aço está exposto determina
  a sua velocidade de corrosão.

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Corrosão Uniforme

• Se desenvolve de forma homogênea sobre a
  superfície metálica, a perda de massa e
  espessura igual em todos os pontos. Ocorre em
  ambiente homogêneo.
• Aços ao carbono e as ligas de cobre sofrem este
  tipo de ataque.

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• O mecanismo dessa corrosão envolve a existência
  reações eletroquímicas uniformemente.
• É comum e de fácil controle, consiste em uma
  camada visível de óxido de ferro pouco aderente
  que se forma em toda a extensão do perfil.
• A velocidade de corrosão uniforme é em geral
  expressa em termos de perda de massa por unidade
  de superfície e unidade de tempo ou pela perda de
  espessura de metal corroído em função do tempo
•  

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• Ocorre pela exposição direta do aço carbono a um
  ambiente agressivo sem um sistema protetor ou
  quando o mesmo é rompido e não reparado.
• Rapidamente ocorre a formação de pilhas do tipo
  ativo-passivo ou outras do tipo ação local ou
  aeração diferencial.

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Prevenção e Controle

• Limpeza superficial com jato de areia e renovar a
  pintura antiga.
• Reforço ou substituição dos elementos
  danificados.
• Pode ser evitada com a inspeção regular da
  estrutura e com o uso de ligas especiais como o
  aço inoxidável.
• Sua localização é uma das mais simples e permite
  evitar problemas com manutenção preventiva.

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Corrosão por Placas

• Os produtos formam-se em placas que se
  desprendem progressivamente.
• Ocorre em metais que formam películas
  inicialmente protetoras que ao se tornarem
  espessas, fraturam e perdem aderência, expondo o
  metal ao novo ataque.
• Podem ser formadas crostas espessas de ferrugem
  em forma de lâminas.
• Ocorrem também quando a corrosão se dá por
  depósito, como em casos de aeração diferencial.

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corrosão por pites ou alveolar

• É localizada , formam-se pequenas cavidades de
  profundidade considerável e significativa em
  relação a espessura do material.
• Ocorre de forma localizada, sendo também chamada
  de puntiforme. Não apresenta material circundante
  (produto do ataque).

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• Ataca materiais metálicos que formam películas
  protetoras passivantes.
• Ocorre nos pontos frágeis da película passivante.
  
• Onde há quebra da película formam-se pilhas do
  tipo ativo-passivo em locais de pequena área
  (pontos)
• Não há redução homogênea da espessura, ocorre
  dentro do equipamento, é de difícil
  acompanhamento.
• O meio torna-se ácido dificultando a restituição
  da camada passiva inicial.

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prevenção e controle

• As peças não devem acumular substâncias na
  superfície e os depósitos devem ser removidos.
• Deve ser realizada levando em conta o estado em
  que o processo corrosivo se encontra.
• Efetuar a limpeza no local e cobrir o furo
  aplicando sobre ele um selante especial.
•  
• Pode requerer intervenção mais complexa, reforço
  da estrutura ou substituição de peças.

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Corrosão por Lixiviação (lâminas de material
corroído)

• Forma laminas de material oxidado e se espalha
  pelo seu interior até camadas mais profundas.
• O combate a essa corrosão no metal, é feito
  normalmente com tratamento térmico

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Corrosão Erosão

• Ocorre em locais turbulentos onde o meio
  corrosivo se encontra em alta velocidade e
  aumenta o grau de oxidação das peças.
•  
• Encontra-se esse problema em locais que contenham
  esgotos em movimento, despejo de produtos
  químicos (indústrias) ou ação direta de água do
  mar ou de rios (portos, pontes e embarcações).
• Ela pode ser diminuída por revestimentos
  resistentes, proteção catódica, redução do meio
  agressivo e materiais resistentes à corrosão.

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•  
• Destrói, pontualmente a princípio, as camadas
  protetoras (passivas) formadas pelos produtos de
  corrosão, formando pilhas ativo-passivo.
• Quando associado com o processo erosivo, mais
  intenso se torna o processo corrosivo, ocorrendo
  um desgaste maior do que se apenas agisse um dos
  processos

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Corrosão sob Tensão

• É resultante da soma das ações da tensão de
  tração e do meio corrosivo.
• Normalmente, regiões tensionadas funcionam como
  anodos.
• Com o tempo surgem micro fissuras que podem
  acarretar um rompimento brusco da peça antes da
  percepção do problema.
•  

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Corrosão por Frestas

• A ação da aeração diferencial e/ou da
  concentração iônica diferencial causa a formação
  de pilhas em frestas nos materiais metálicos.
• Aparecem em juntas soldadas, juntas por rebites,
  em ligações com flanges, em uniões por roscas de
  parafusos, e em inúmeras configurações de que
  permitam formação de frestas.

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• No projeto, as frestas devem ser minimizadas com
  o objetivo de reduzir a corrosão.
• As ligações parafusadas são largamente utilizadas
  na montagem final, quando a estrutura está
  próxima de sua consolidação final.
• Por se tratar de uma ligação com maior grau de
  flexibilidade, requer cuidados especiais na sua
  execução para que a situação final da estrutura
  seja a do projeto.

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Corrosão em Ranhuras

• Defeitos com cantos vivos, locais para depósito
  de solução aquosa, depósito e acúmulo de sujeira
  ou exposição do material não protegido, podem
  apresentar essa forma de corrosão. Muitas vezes
  passam desapercebidas em manutenções e se tornam
  visíveis somente quando o material oxidado aflora
  na superfície após ataque mais intenso.

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Corrosão em Canto Vivo

• Há diversos modos de evitar a corrosão mas, para
  cada tipo existe um método que melhor se aplica.
• Processos de prevenção exigem investimento e são
  realizados com as peças ainda em ambiente
  industrial.
• Revestimentos são feitos na própria obra e dão
  qualidade à peça.

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Corrosão Galvânica

• Forma bastante comum de corrosão em meio aquoso e
  pode ocorrer quando dois metais diferentes são
  conectados eletricamente em um mesmo líquido
  formando uma pilha.
• Enquanto um dos metais cede elétrons ao outro e
  se corrói (anodo), o outro metal fica protegido,
  e não sofre ataque (catodo).

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• Para que a corrosão galvânica ocorra é necessário
  que existam três condições concomitantes
• 1. Metais diferentes ou heterogeneidade num
  mesmo metal
• 2. Presença de eletrólito 3. Contato elétrico
  entre os dois metais.
• Se uma das três condições não ocorrer, não haverá
  corrosão galvânica.

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Cuidados em Projetos

• É difícil proteger uma estrutura metálica se ela
  foi mal projetada sob o ponto de vista da
  corrosão.
• A proteção da corrosão mais barata e eficiente é
  o projeto correto, desfavorecendo o ataque
  corrosivo.
• Uma construção econômica é a que apresenta os
  menores custos totais ao longo de sua vida.
• Custos de manutenção, como a pintura, constituem
  parte importante do custo total.
• A construção mais barata pode não ser a mais
  econômica.

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CORROSÃO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO
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• É o principal material de engenharia usado em
  construções.
• É usado nos mais variados tipos de construções
  como pontes, edifícios, barragens, muros de
  arrimo, em pisos de tipos variados, pavimentos
  de estradas etc

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Vantagens do Uso

• Flexibilidade na escolha das formas, economia,
  durabilidade, resistência ao fogo, possibilidade
  de ser fabricado no próprio canteiro de obras e
  aparência estética.

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Desvantagens do Uso

• baixa resistência à tração, baixa ductilidade e
  alguma contração

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composição

• As composições são variadas, mas contém (em
  volume) entre 7 e 15 de cimento portland, 14 a
  21 de água, 0,5 a 8 de ar, 24 a 30 de
  agregados finos e 31 a 51 de agregados grossos.
• A pasta de cimento atua como uma cola que liga
  entre si as partículas do agregado
• O cimento portland endurece devido a reações com
  a água, denominadas reações de hidratação.
• Estas reações são complexas e não estão
  totalmente esclarecidas.

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Concreto Armado

• A resistência à tração do concreto é dez a quinze
  vezes menor que à compressão.
• Assim , o concreto é usado em compressão, nos
  projetos de engenharia.
•  
• Se uma peça em concreto será submetida a forças
  de tração (vigas), o concreto é moldado contendo
  no seu interior barras de aço como reforço.
• Desta forma, os esforços de tração são
  transferidos para o aço por aderência entre o
  aço e o concreto.
•  

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• O concreto reforçado por aço, na forma de barras,
  redes ou outras armaduras criteriosamente
  colocadas, recebe a designação de concreto
  armado.

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• Uma variável do concreto armado é o concreto
  protendido que pode ser pré ou pós tensionado

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• Na hidratação são produzidos álcalis,
  principalmente o hidróxido de cálcio que se
  dissolve na água e preenche os poros e capilares
  do concreto conferindo-lhe um caráter alcalino.
• Isto proporciona uma passivação do aço que
  consiste numa capa ou película protetora composta
  de óxidos compactos e contínuos, que mantém a
  armadura protegida, mesmo em concretos com
  elevada umidade.
•  

40

• O cimento recobre as armaduras, o concreto deve
  ter alta compactação, sem falhas e com teor de
  argamassa adequado e homogêneo, para garantir,
  por impermeabilização, a proteção do aço ao
  ataque de agentes agressivos externos.
•  
• A exposição das estruturas de concreto armado às
  condições ambientes, chuva ácida, poluentes como
  o SO2, e CO2 e especialmente a ambientes
  contaminados com cloretos, pode provocar a
  corrosão de armaduras.
•  

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• O CO2 ao penetrar no concreto e reage com o
  Ca(OH)2, provocando a diluição do passivante da
  armadura, com possibilidade de corrosão na
  presença de umidade.
• A carbonatação é outra reação que provoca a
  diluição do passivante, permitindo o início do
  processo de corrosão, quando em presença de água
  (eletrólito), oxigênio e diferença de potencial
  da armadura.

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• A corrosão das armaduras destrói o aço imerso no
  concreto, causa expansão volumétrica, gerando
  tensões significativas.
• A manifestação da corrosão das armaduras ocorre
  sob a forma de fissuras, destacamento do
  cobrimento, manchas, redução da seção da armadura
  e perda de aderência

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• A aplicação do concreto e a adequada cura são
  fundamentais para a sua vida útil.
•  
• Muitas falhas podem ocorrer nesta fase.
• As mais comuns na aplicação do concreto são
  elevado fator água/cimento que traz elevada
  porosidade do concreto e fissuras de retração.

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• Segregação do concreto com formação de espaços
  vazios ou ninhos de concretagem, lançamento e
  vibração incorretos, formas inadequadas, etc.
•  

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deterioração do concreto

• Além do ataque nas armaduras, o concreto pode
  sofrer diversos tipos de deterioração.
• A ação química pode ocorrer na pasta de cimento e
  no agregado.
• Causas gases contidos na atmosfera (CO2, SO2
  etc.) águas puras, turvas, ácidas, e marinhas
• compostos óleos, gorduras, combustíveis,
  líquidos alimentares, entre outros.

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• Os íons cloreto (corrosão química) destroem a
  película passivadora, mas não atacam o concreto
• Forma-se sílica gel pela reação de ataque ao
  silicato tricálcico do concreto  
• É grande o poder de destruição e requer maior
  cuidado nas execução de obras litorâneas.
•  

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• Sulfatos podem estar presentes na água e reagem
  com os compostos da pasta de cimento hidratada.
  Tais reações causam expansão do volume.
• É comum em ambientes industriais e onde há
  sulfurados ( SO2, SO3, SO42).
• A expansão causa grande aumento de volume da fase
  sólida.

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Lixiviação

• No concreto, consiste na dissolução e arraste do
  hidróxido de cálcio da massa de cimento
  endurecido.
• Vem do ataque de águas puras ou com poucas
  impurezas, e ainda de águas de chuva ou
  infiltração de umidade, águas pantanosas,
  subterrâneas, profundas ou ácidas.
• Causam a corrosão, quando podem circular e
  renovar-se. Quanto mais poroso o concreto, maior
  a intensidade da corrosão.
•  

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• Outras ações químicas são as reações de álcalis
  com agregados. Podem ocorrer com a sílica,
  silicato e carbonato.

• Com a sílica ocorre quando a solução alcalina
  da pasta de cimento ou de uma fonte externa reage
  com alguns minerais do grupo do quartzo (opala,
  calcedônia, cristobalita e tridimita) encontrados
  no agregado.

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• Com silicato se dá com determinados tipos de
  silicatos presentes em rochas sedimentares,
  rochas metamórficas e ígneas (basalto). É uma
  reação lenta e complexa que causa deterioração
  do concreto.
•  

51

• Com o carbonato se dá com agregados carbonáceos,
  como o calcário dolomítico argiloso.
•  
• Forma um produto na forma gel nos poros e na e
  superfície do agregado.
• Destrói a aderência pasta/agregado. A reação
  consome água aumentando o volume acarretando a
  desagregação do concreto.

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agentes biológicos

• Os agentes biológicos de deterioração no concreto
  são basicamente fungos e bactérias como os
  bacilos que são encontrados em esgotos.

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vegetais de grande porte

• Podem desagregar o concreto, quando as raízes
  impregnam e crescem no mesmo.
• A deterioração do concreto pode ser causada por
  esforços excessivos que causam fissuras, havendo
  entrada de agentes agressivos, ocasionando a
  despassivação das armaduras.