Aplicação de modelagem matemática para fins de previsão de vida útil de estruturas de concreto sujeitas à ação de CO2

Abstract

Um dos principais causadores da corrosão do aço imerso no concreto é o fenômeno conhecido como carbonatação, no qual o CO 2 disponível na atmosfera reage com o hidróxido de cálcio presente na matriz cimentícia, transformando-o em carbonato de cálcio e água, acidificando o pH da estrutura e facilitando a corrosão das armaduras. Um dos meios de evitar tal ocorrência consiste em determinar corretamente a espessura do cobrimento do concreto da estrutura. Para tal, pode-se recorrer a estudos de previsão da carbonatação ao longo do tempo, empregando-se para tal modelos matemáticos de degradação. Tendo em vista que existem vários modelos na literatura que podem ser empregados para tal, este estudo compara a estimativa da profundidade de carbonatação do concreto ao longo do tempo por dois dos mais atuais modelos da literatura. A avaliação dos modelos foi conduzida a partir de um banco de dados da literatura, através da simulação em planilhas do Excel, avaliando-se o erro médio entre o valor estimado e o valor obtido. Os resultados indicam que os modelos analisados apresentam resultados similares, em grande parte dos dados, para a estimava da profundidade de carbonatação do concreto para cimentos isentos de adições. Espera-se que o presente trabalho sirva de contribuição sobre a importância da utilização desses modelos em estruturas de concreto, visto que, dentro de suas limitações, demonstram eficiência em prever a durabilidade e vida útil de concretos nos ambientes em que estão situados, de modo a evitar manifestações patológicas, auxiliando na tomada de decisão.

Proposal of a digital image analysis method for determining the carbonated front in concretes

“…The fact that manual measurements from the visual assessment of the carbonated zone bring implicit precision errors should not be under-rated in research in the area. Rigo, Oliveira and Possan (2018) states that the difficulty observed in certain models of prediction of carbonation in concretes is due to errors in measuring the carbonated depth that end up interfering in the results of the simulations. For Herrera, Kinrade and Catalan (2015), the difficulty in determining the carbonation front limit in the visual assessment method, leads to a significant underestimation of the carbonated depth.…”

Modelagem do mecanismo de cinética do CO2 no processo de carbonatação natural do concreto

“…Mediante as diversas metodologias existentes para explicar a absorção do CO2 no concreto, os pesquisadores estão de acordo que o avanço da carbonatação pode ser expresso de forma simplificada a partir da equação de difusão apresentada por (TUUTTI, 1982), expressando o fenômeno por meio do tempo. Fazendo ocm que o processo seja relacionado ao monitoramento da vida útil das estruturas, uma vez que esse processo está diretamente relacionado ao monitoramento da vida útil das estruturas (FELIX;POSSAN, 2018). As equações propostas por Bob e Afanna (1993) e Possan (2010) são de cunho determinístico, na qual a equação de Bob e Affana (1993) possui uma interação entre o tipo de cimento, umidade relativa do ar e a concentração de CO2 disponível no ambiente, demonstrando que esses fatores estão correlacionados com a resistência a compressão apresentada pelo concreto, ou seja, quando maior for o valor de resistência a compressão, menores serão as interferências geradas pelos demais fatores empregados.…”