Previsão da vida útil de estruturas de concreto armado frente à corrosão das armaduras por carbonatação

Abstract

A corrosão do aço das armaduras é uma das principais causas de manifestações patológicas em estruturas de concreto armado em todo o mundo. As normas e códigos de projeto de estruturas de concreto enfatizam em suas recomendações a importância de se garantir a durabilidade, a partir do conhecimento da vida útil de projeto e total dos elementos estruturais. No entanto, não existem nessas normas procedimentos explícitos e sistemáticos para a previsão do tempo de vida útil das estruturas. Nesse contexto, diversos modelos determinísticos de previsão de concentração de cloretos e da profundidade de carbonatação vêm sendo desenvolvidos, com o objetivo de se obter o tempo estimado para a despassivação das armaduras e, portanto, estabelecer o início da corrosão. Embora existam tais modelos de previsão atualmente, ainda se carece de bons e vastos resultados de estruturas reais em serviço que permitam validar a utilização desses modelos para uso na etapa do projeto estrutural. Com isso, o presente trabalho apresenta dados de resistência à compressão do concreto, cobrimento e frente carbonatada (corrosão por carbonatação) obtidos de uma ponte, com aproximadamente 40 anos, em serviço no município de Bauru-SP. Modelos de previsão determinística da profundidade de carbonatação (Vesikari, 1988; Bob e Afana, 1993; Helene, 1993; EHE – 08, 2010; Possan, 2010 e Ekolu, 2018) são utilizados para comparação com os dados reais da frente carbonatada da estrutura analisada. São verificadas diferentes resistências à compressão e umidade relativa, com o objetivo de simular os possíveis cenários da estrutura. Boa concordância entre os modelos e os dados reais foi obtida, o que sugere que tais modelos podem ser adotados para a estimativa do tempo de vida de projeto de estruturas de concreto.

The corrosion of steel reinforcement is one of the main causes of pathological manifestations in reinforced concrete structures worldwide. Standards and design codes for concrete structures emphasize the importance of ensuring durability in their recommendations, based on the knowledge of the design and total service life of structural elements. However, in these codes, explicit and systematic procedures for predicting the service life of structures do not currently exist. In this context, various deterministic models for predicting chloride concentration and carbonation depth have been developed with the aim of estimating the time for depassivation of the reinforcement and thus establishing the onset of corrosion. Although such prediction models exist, there is still a lack of extensive and reliable results from real structures in service to validate the use of these models in the structural design stage. Therefore, this study presents data on concrete compressive strength, cover depth, and carbonation front (carbonation corrosion) obtained from a bridge approximately 40 years old, located in the city of Bauru-SP. Deterministic models for predicting carbonation depth (Vesikari, 1988; Bob and Afana, 1993; Helene, 1993; EHE- 08, 2010; Possan, 2010, and Ekolu, 2018) are used for comparison with the actual data from the carbonation front of the analyzed structure. Different compressive strengths and relative humidity levels are considered to simulate possible structural scenarios. A good agreement between the models and the actual data was obtained, suggesting that such models can be adopted for estimating the design service life of concrete structures.