Surface treatment of reinforced concrete in marine environment: Influence on chloride diffusion coefficient and capillary water absorption

Medeiros, Marcelo Henrique Farias de; Helène, Paulo

doi:10.1016/j.conbuildmat.2008.06.013

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“…Alguns outros trabalhos nesta linha foram desenvolvidos e publicados por estes autores previamente [1,2], porém, a novidade da presente pesquisa é o emprego da determinação do ângulo de contato com a água e a inclusão do epóxi como alternativa de sistema de proteção de superfície.…”

Section: Introductionunclassified

Avaliação da eficiência de sistemas de proteção de superfície para concreto: absorção de água, migração de cloretos e ângulo de contato

Medeiros¹,

Pereira²,

Figura³

et al. 2015

Matéria (Rio J.)

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RESUMOA camada de cobrimento do concreto funciona como uma barreira natural ao ingresso de agentes agressivos para o interior do material, dificultando a penetração de íons cloretos, reduzindo a absorção de água e limitando o acesso de oxigênio. Para garantir a eficiência desta camada protetora o uso de tratamentos de superfí-cie mostra-se como uma alternativa viável para prolongar o período de proteção proporcionado pelo cobrimento do concreto. O objetivo deste trabalho é estudar o efeito de proteção de quatro produtos disponíveis no mercado para ser aplicados na proteção de superfície de concretos (cimento quartzoso, epóxi, silicatos, silano/siloxano), bem como comparar os métodos usados para investigar a eficiência de sistemas de proteção. Para isto procedeu-se sobre corpos de prova de concreto, ensaios de absorção por sucção capilar, resistência à penetração de cloretos por migração de íons e medição do ângulo de contato com a água sobre a superfície de concreto protegida ou não. Os produtos estudados apresentaram a capacidade de modificar a interação entre a água e a superfície de contato do concreto. Dentre os produtos estudados, o epóxi é o que apresenta a maior resistência à penetração de cloretos, menor absorção de água por capilaridade e caráter hidrófugo. Com exceção dos silicatos, verificou-se ainda uma boa correlação entre os resultados de absorção de água por capilaridade e o ensaio de migração de íons cloretos. Os produtos Epóxi e a base de silicatos, que apresentaram os menores valores de sortividade, foram os que apresentaram os maiores valores de ângulo de contato, sendo classificados como os de menor afinidade com a água. Palavras-chave:Proteção de superfície, Durabilidade, Concreto armado, Cloretos. ABSTRACTThe thickness of concrete cover acts as a natural protective barrier to the ingress of aggressive agents into the material, hindering the penetration of chloride ions, reducing water absorption and by limiting access of oxygen. To ensure the efficiency of this protective coat the use of surface treatments presents as a viable alternative to extend the period of protection provided by the concrete cover. The aim of this study is to evaluate the protective effect of four products available on the market to be applied on the surface protection of concrete (concrete sealers, epoxy, silicates and silane/siloxane) and compare the methods used to investigate the efficiency of protection systems. Absorption test by capillary suction, chloride penetration resistance by migration of ions and measuring the contact angle with water on the surface of protected concrete were executed. The studied products presented the ability to modify the interaction between the water and the contact surface of the concrete. With the exception of silicate, it was verified a good correlation between the results of water absorption by capillary and chloride ions migration. Among the studied products, the epoxy presents the highest resistance to chloride penetration, lower water absorption by capillarity and water repell...

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Section: Introductionunclassified

Avaliação da eficiência de sistemas de proteção de superfície para concreto: absorção de água, migração de cloretos e ângulo de contato

Medeiros¹,

Pereira²,

Figura³

et al. 2015

Matéria (Rio J.)

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“…Higher skin diffusivity values can occur when the skin is carbonated and when chlorides penetrate through capillary suction. The opposite case, with lower diffusivity, occurs when there is some barrier effect on the surface, such as brucite precipitation or coating paint use [21,22]. Andrade et al [21] models the skin effect considering different values for the diffusivity of the superficial and inner layer, an approach also used in this study.…”

Section: Skin Effectmentioning

confidence: 99%

Computational modeling for predicting corrosion initiation in reinforced concrete structures

Dominicini

Gama

2017

Rev. IBRACON Estrut. Mater.

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ResumoThis article presents a model for penetration of chloride by diffusion in reinforced concrete structures based on the solution of the Fick's 2nd Law, using the finite element method (FEM) in two-dimensional domain. This model predicts the time, in a given situation, so that a certain limit of chlorides for depassivation of reinforcement is reached, characterizing the end of service life. Several approaches for the chloride surface concentration and for the diffusion coefficient are used, parameter which must be corrected due to the effects of temperature, solar radiation, exposure time, and relative humidity. Moreover, a parametric analysis is carried out in order to study the factors involved and their impact on the ingress of chlorides by diffusion, contributing to a better understanding of the phenomenon. In addition, the developed model is applied to the cities of Vitória (ES) and Florianópolis (SC) to analyze the service life for different concrete covers, making a comparison with the Brazilian standard.Keywords: chlorides, corrosion, diffusion, finite element method, service life.Este trabalho apresenta um modelo de penetração de cloretos por difusão em estruturas de concreto armado baseado na solução da 2ª Lei de Fick, utilizando o método dos elementos finitos (MEF) no domínio bidimensional. Este modelo prevê o tempo necessário, em determinada situação, para que um determinado limite de cloretos para a despassivação da armadura seja atingido, caracterizando o fim da vida útil. Utilizam-se diversas abordagens para a concentração superficial de cloretos e para o coeficiente de difusão, parâmetro que deve ser corrigido devido aos efeitos da temperatura, da radiação solar, do tempo de exposição e da umidade relativa. Além do mais, é realizada análise paramétrica visando o estudo dos fatores intervenientes e seus impactos na penetração de cloretos por difusão, de modo a contribuir para uma maior compreensão do fenômeno. Ademais, o modelo desenvolvido é aplicado às cidades de Vitória (ES) e Florianópolis (SC) analisando-se a vida útil para diferentes cobrimentos de concreto, fazendo um paralelo com a norma brasileira.Palavras-chave: cloretos, corrosão, difusão, método dos elementos finitos, vida útil.

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“…Different coatings correspond to different protective mechanisms and protective efficacies, and these coatings, including organic coatings and inorganic polymers (geopolymer), have been widely studied and compared. These surface coatings were proved effective in varying degrees in improving concrete durability by artificial wetting and drying cycles (Almusallam, Khan, Dulaijan, & Al-Amoudi, 2003;Brenna, Bolzoni, Beretta, & Ormellese, 2013;Li, Yang, Guo, Du, & Wu, 2015;Moon, Shin, & Choi, 2007) or naturally exposed to marine environment (Medeiros & Helene, 2009;Moradllo, Shekarchi, & Hoseini, 2012;Rodrigues, Costa, Mendes, & Marques, 2000;Zhang, Yao, & Wang, 2012). However, few reports focus on the durability of structures under loadings in situ with surface coatings.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Chloride Penetration in Surface-Treated Concrete in Natural and Accelerated Environments

Dong¹,

Zhao²,

Pu³

et al. 2016

Proceedings of the 5th International Conference on the Durability of Concrete Structures

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This study investigated the chloride penetration of surface-treated concrete in natural and accelerated environments. A part of a real concrete port, including the beams and the columns, was investigated. Concrete specimens cast together with the concrete port were transported to the lab and subjected to wetting and drying cycles for accelerating the ingression of chloride ion. Chloride concentration of the specimens in the lab and the components in situ was tested. The results show that the surface treatments obviously slow down the chloride penetration into the concrete in both lab and in situ. The chloride penetration in situ is more severe than that in specimens under wetting and drying cycles. For the components of the real concrete port, the chloride concentration tested in summer is found higher than that in winter and the chloride concentration in the tensile region of bending beam is higher than that in the column.

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Surface treatment of reinforced concrete in marine environment: Influence on chloride diffusion coefficient and capillary water absorption

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Avaliação da eficiência de sistemas de proteção de superfície para concreto: absorção de água, migração de cloretos e ângulo de contato

Avaliação da eficiência de sistemas de proteção de superfície para concreto: absorção de água, migração de cloretos e ângulo de contato

Computational modeling for predicting corrosion initiation in reinforced concrete structures

Chloride Penetration in Surface-Treated Concrete in Natural and Accelerated Environments

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