Degradação química do concreto: uma abordagem geométrica do método das perdas de massa

Orientador: Geraldo Silveira Leite Jr

Desempenho

Resistência Durabilidade

Ácido

Ambiente industrial

Objetivo

Fornecer subsídio quantitativo para análise de durabilidade de argamassa e concreto a partir da Interpretação geométrica dos resultados do ensaio de perda de massa

Materiais e equipamentos

• Cimento CPV ARI (Alta Resistência Inicial)

• Brita (Basalto)• Areia natural• Ácido Sulfúrico (95% puro)• Balança digital (precisão de 0,05kg)• Balança digital (precisão de 0,01g)• Fôrmas para modelagem de corpos

de prova• Vibrador mecânico• Betoneira (145 l)

Materiais e equipamentos

Peagâmetro digital Fitas para medir pH de piscina

Método

Traço efetivo: 1:2,36:4,87 Compressão

2 cp de concreto p/ idade (14 e 21 dias) 4 cp de concreto p/ idade (14 e 21 dias)

Ácido 2 cp de concreto aos 21 dias 4 cp de argamassa aos 21 dias

Método de ensaio em ácido

“Não existem métodos padronizados” (ANDRADE, 2005)

Método da perda de massa (ciclo) Pesagem Imersão (7 dias; 1 mol L-1 de H2SO4) Secagem (7 dias; ambiente de

laboratório) Pesagem

Racionalização

Perda de massa interpretada como a perda de volume

A variação do volume é uniforme É como se o corpo-de-prova fosse

composto de camadas

Racionalização

Espessura degradada (Método racional) -i3 + (a + b + c)i2 – (ab + ac + bc)i +

Vp/k=0 i = espessura degradada a; b; c = dimensões do cp Vp = volume perdido k = constante que depende da geometria

Espessura de degradada (Método empírico)▪ Basta medir a espessura degradada por meio

de um paquimetro

Racionalização

Velocidade teórica de degradação Vtd=i/2tc

▪ Vtd= velocidade de degradação

▪ i = espessura degradada▪ tc= tempo em que há perda de massa

Racionalização

Velocidade de degradação da pasta de cimento Corpo de prova sem agregados Compacto (sem vazios)▪ Dimensões vezes k’▪ K’=(%P)1/3

▪ Onde %P=porcentagem de pasta (traço)

Calcula-se i2 (igual i; k’)

C = i2/i

Resultados

Resistência a compressão 14 dias▪ Concreto 24,3MPa▪ Argamassa 20,5

Resultados

21 dias

Argamassa Concreto

Referência (Mpa)

CP´s corroídos

(Mpa)

Referência (Mpa)

CP´s corroídos

(Mpa)

21,53

21,2

26,65

29

18 28,8

23,2

24

Média*= 22,8 Média= 28,9

*Média excluíndo o corpo de prova defeituoso

Resultados

Ensaio em ácidoArgamassa

Perda de massa (%)

Velocidade de degradação racional (cm/ano)

CP1 19,19 10,73

CP2 20,52 11,53

CP3 19,53 10,93

CP4 19,53 11,04

Média 19,74 11,06

Resultados

Não foi medido a perda de massa do concreto

A espessura foi encontrada por meio de Newton-Raphson

A velocidade de degradação da pasta é 20,29 cm/ano.

Resultados

Dimensões finais e espessura de degradação por meio do paquímetro

Corpo de

prova

D1Mm

D2mm

D3mm

h1mm

h2mm

h3mm

i (médio)mm

Concreto

CP1 96 96 95 198 200 200 2,00CP2 97 96 95 199 199 199 2,58

Média=  2,9

Argamassa

D1Mm

D2mm

D3mm

h1mm

h2mm

h3mm

i (médio)mm

CP1 45,8 45 44 96 96 96 4,53CP2 47,8 44 45 95,5 98 96,5 3,87CP3 45 44 45 94,8 96 96 4,87CP4 45,7 47 45,5 96 97,9 96,9 3,49

Média= 4,19

Resultados

A velocidade de degradação da argamassa é 10,92 cm/ano e do concreto é 5,97 cm/ano

Resultados

Comparações: Velocidade de degradação da argamassa▪ Racional 11,06 cm/ano▪ Paquímetro 10,92 cm/ano

Velocidade da pasta▪ Concreto: 20,84 cm/ano▪ Argamassa: 20,29 cm/ano

Conclusão

Se fosse realizado uma obra com os materiais desse trabalho e a exigência fosse que ao atingir a espessura de 2cm se faz uma reforma, a argamassa duraria 2 mêses e 6 dias, o concreto duraria 4 mêses e 2 dias e o concreto estimado por meio da constante C seria 3 mêses e 19 dias.