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Previous issue date: 2009-09-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / A serious problem that can damage reinforced concrete structures in urban environments is
the corrosion of steel reinforcement, which takes place mainly due to chloride marine regions
penetration into concrete and its carbonation. For this last case, the electrochemical
realkalisation (ERA) technique has been recently developed as a rehabilitation method aimed
on re-establishing concrete alkalinity, which leads to the re-establishment of the steel
passivity. This way, this research aimed to study the influence of concrete characteristic and
thickness of concrete cover on the ERA. For this purpose, prismatic concrete specimens were
cast with two different thickness of reinforcement concrete cover, two types of Portland
cements (Brazilian cements type IV and V) and water to cement ratios of 0,55 e 0,65. The
specimens were previously carbonated in a chamber with saturated atmosphere (100% of
CO2). After loosing the passivity, the specimens were subjected to ERA treatment and the
process was monitored by spraying thymolphthalein indicator and electrochemical
measurements of half-cell corrosion potencial (Ecorr), corrosion rate (icorr) and superficial
resistivity (ρ). These electrochemical measurements were also done along the carbonation
period. For the ERA treatment, a sodium carbonate solution (1M) was used as electrolyte, a
titanium mesh as the anode and a current density of 2 A/m²concrete. Measurements of alkalinity
were carried out for reference (REF), carbonated (CARB) and realkalysed (ERA) concretes.
The results pointed out that the treated specimens presented higher relative alkalinity than the
carbonated specimens and this confirms the efficiency of the ERA, concerning the reestablishment
of the concrete cover alkalinity. The alkalinity provided by the treatment is a
function of total electric charged passed, which weakens as total charge passed increases.
Pozolanic concretes needed higher electric charged passed than OPC concretes to complete
realkalisation of concrete cover, although the last one reached higher relative alkalinity levels.
This indicates that the effectiveness of concrete realkalisation with pozolanic addition seems
to be more difficult. In addition, after the ERA treatment, pozolanic concretes tend to present
longer depolarization periods to repassivate reinforcements. The specimens with thicker
concrete cover required higher electric charged passed and more time to complete the
treatment and, afterwards, tend to present a shorter time to repassivate reinforcements. It was
observed that Ecorr values indicate a reinforcement repassivation tendency. On the other hand,
although there is a decrease tendency of icorr values, more time is needed to give definitive
responses about reinforcement repassivation. Finally, the electric charged passed, only enough
to complete realkalisation of whole concrete cover, has fundamental influence on the
efficiency of the treatment and the depolarization period until repassivation. On the other
hand, electric charged passed, exceeding that enough to complete realkalisation of whole
concrete cover, doesn t present influence on repassivation of steel reinforced. / Um dos maiores problemas que afeta as estruturas de concreto armado inseridas em ambientes
urbanos é a corrosão das armaduras de aço, que ocorre, principalmente, pela ação dos cloretos
ou pela carbonatação do concreto. Para este último caso, a realcalinização eletroquímica
(RAE) tem sido proposta recentemente como um método de tratamento visando o
restabelecimento da alcalinidade dos concretos, criando as condições de repassivação das
armaduras e aumentando a durabilidade das estruturas. Desse modo, este trabalho teve como
objetivo estudar a influência de características do concreto e da espessura de cobrimento da
armadura na RAE de concretos carbonatados. Para isso foram moldados corpos de prova (CP)
prismáticos com espessuras de cobrimento de 1 e 2,5cm, utilizando-se os cimentos Portland
CP V (Alta Resistência Inicial - ARI) e CP IV (Pozolânico - POZ) e as relações água/cimento
0,55 e 0,65. Primeiramente, as amostras foram submetidas a um processo de carbonatação
acelerada (100% de CO2). Após a despassivação das armaduras, as amostras foram
submetidas à RAE, sendo o avanço da frente de realcalinização monitorada através solução de
timolftaleína. Nas duas etapas foi realizado um monitoramento eletroquímico, através de
medidas de potenciais de corrosão (Ecorr), velocidade de corrosão (icorr) e resistividade elétrica
superficial (ρ). No tratamento utilizou-se uma solução alcalina de carbonato de sódio (1M),
uma malha de titânio (ânodo) e uma densidade de corrente média de 2 A/m²concreto. Medidas
de alcalinidade foram realizadas para os concretos de referência (REF), carbonatados (CARB)
e realcalinizados (RAE). Os resultados mostram que as amostras submetidas ao tratamento
apresentaram maior alcalinidade relativa do que as amostras carbonatadas, o que comprovou a
eficiência do tratamento em restabelecer a alcalinidade de todo o cobrimento. A alcalinidade
relativa dos concretos, proporcionada pelo tratamento, é função da densidade de carga
passante. No entanto, há uma tendência de atenuação dessa influência com o crescimento da
carga passante. Os concretos POZ necessitaram de maiores densidades de carga passante e
tempo para realcalinizar todo o cobrimento, embora os concretos ARI tenham obtido maiores
alcalinidades relativas após o tratamento, mostrando que, na RAE, há uma maior dificuldade
no restabelecimento da alcalinidade dos concretos compostos com adições minerais. Além
disso, após o tratamento, foi verificado que os concretos POZ tendem demorar mais para
conduzir as armaduras à repassivação. As amostras de maior espessura de cobrimento
necessitaram de maiores densidade de carga passante e tempo para completar o tratamento e,
após o tratamento, tendem a apresentar menor tempo para conduzir as armaduras à
repassivação. Com base no monitoramento eletroquímico realizado, observou-se que os
valores de Ecorr indicam tendência de repassivação das armaduras. Por outro lado, embora haja
uma tendência de diminuição dos valores de icorr, estes necessitam de maior intervalo de
tempo para fornecerem respostas conclusivas acerca da repassivação das barras. Por fim, a
densidade de carga passante, suficiente para restabelecer a alcalinidade do concreto de
cobrimento, tem papel fundamental na eficiência do tratamento e no tempo de despolarização
estimado para a repassivação das armaduras. Por outro lado, a densidade de carga passante,
excedente àquela suficiente para a realcalinização completa do concreto de cobrimento, não
apresenta influencia expressiva na repassivação das armaduras.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/5561 |
| Date | 30 September 2009 |
| Creators | Ribeiro, Philippe Hypólito Lins Cabral |
| Contributors | Meira, Gibson Rocha, Barbosa, Normando Perazzo |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Urbana e Ambiental, UFPB, BR, Engenharia Cívil e Ambiental |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -8546755868633584958, 600, 600, 600, 600, -6802672734029945274, -6274833215046395772, 3590462550136975366 |
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