Avaliação experimental dos efeitos da corrosão em concreto armado : diagnóstico e reabilitação com UHPFRC e concreto têxtil

Abstract

A construção civil, com o surgimento do concreto armado, sofreu uma mudança de paradigma. Inicialmente, acreditava-se que as estruturas de concreto armado teriam durabilidade ilimitada, não requerendo manutenção. No entanto, foi verificado que erros de projeto, de implementação, de uso e de falta de manutenção podem levar ao desenvolvimento de processos de degradação severos no concreto. Dentre os processos que aceleram a perda do desempenho das estruturas de concreto armado, considerando a ocorrência frequente e a severidade, a corrosão das armaduras pode ser vista como um dos mais importantes. O comprometimento do desempenho estrutural pela corrosão é um tema que tem recebido atenção não só do meio acadêmico, nas últimas décadas, mas também por parte do mercado da construção civil. Um fator preocupante é que boa parte das edificações dos principais centro urbanos brasileiros estão completando entre 40 e 50 anos de vida, momento em que os reparos e manutenções ficam mais rotineiros. Portanto, os problemas relativos à corrosão das armaduras tendem a se acentuar nos próximos anos. Assim, esta pesquisa tem a finalidade, pela realização de ensaios experimentais, de propor duas novas técnicas para a recuperação e a reabilitação de estruturas de concreto armado corroídas. Foram propostos dois procedimentos com potencial inovador: recuperações com UHPFRC e com Concreto Têxtil. Além da recuperação da corrosão, foram aplicadas diferentes técnicas para diagnostico e foi avaliado o comportamento estrutural à flexão. Para isso, foram analisadas vigas de concreto armado em escala real a fim de obter um comportamento representativo. As vigas possuem 15 cm de base, 30 cm de altura e 300 cm de comprimento. Foi estimulada a corrosão pelo método da Corrosão Acelerada por Imersão Modificada - CAIM, em três níveis de perda de massa 5%, 10% e 15%. Os resultados da pesquisa mostram, em suma, que o diagnóstico da corrosão pelos métodos da resistividade e da taxa de corrosão mostra-se mais eficiente. No comportamento estrutural, se observa uma redução de aproximadamente 10%, 28% e 49% na carga de ruptura das vigas corroídas, respectivamente aos graus de 5%, 10% e 15% de corrosão, afetando significativamente o desempenho estrutural. Referente aos procedimentos de recuperação, foi dimensionada a camada de recuperação, a fim de reabilitar o desempenho estrutural das vigas corroídas ao nível das vigas testemunhos, sem corrosão. Os resultados mostram que para ambas as técnicas, UHPFRC ou Concreto Têxtil, foi possível reabilitar o desempenho estrutural das vigas corroídas, independentemente do nível de corrosão. Porém, houve diferenças entre os métodos de recuperação, indicando melhor desempenho com aplicação do Concreto Têxtil. Por fim, foi observado que, independentemente do grau de corrosão a que as vigas estavam submetidas, estas tiveram seu desempenho estrutural reabilitado ao patamar das vigas sem processo corrosivo, indicando que ambas as técnicas podem ser aplicadas para a reabilitação estrutural de vigas corroídas.

Civil construction suffered a change in its paradigms with the reinforced concrete emergence. Initially, it was believed that reinforced concrete structures would have unlimited durability without requiring maintenance. Nonetheless, it was found that errors in design, implementation, use, and lack of maintenance can lead to severe degradation processes on concrete. In the processes that accelerate the reinforced concrete structures' performance loss, steel corrosion may be one of the most important ones considering the recurring frequency and severity. The compromising of structural performance due to corrosion has received attention in the past decades in the academic and civil construction markets. A concerning factor is that a good amount of edification from the principal Brazilian urban centers are reaching between 40 and 50 years of life, a time in which repair and maintenance become routine. Therefore, problems related to steel corrosion tend to aggravate in the following years. Thus, this research has the finality of proposing two new techniques for the recovery and rehabilitation of the corroded reinforced concrete structures by realizing experimental tests. Two proceedings were proposed with an innovative potential: recuperation with UHPFRC and with Textile Reinforced Concrete. Different diagnostic techniques were applied in addition to the corrosion recuperation, and structural flexural behavior was evaluated. For that, reinforced concrete beams have been analyzed on an accurate scale to obtain an expected behavior: the beams have a base of 14 cm, 30 cm of height, and 300 cm of length. The corrosion was stimulated by the method Modified Immersion Accelerated Corrosion (CAIM test) in three mass loss levels: 5%, 10%, and 15%. The research results show that the corrosion diagnosis by the resistivity methods and the corrosion rate is more efficient. In the structural behavior, it is possible to observe a reduction of approximately 10%, 28%, and 49% in the breaking load of corroding beams, respectively, to the degrees of 5%, 10%, and 15% of corrosion, what significantly affects the structural performance. Regarding the recovery proceeding, the recovery layer was dimensioned to rehabilitate the corroding beams' structural performance to the control beams' level, without corrosion. The results show that in both techniques, UHPFRC or Textile Reinforced Concrete, it was possible to rehabilitate the corrode beam's structural performance, regardless of corrosion level. However, there were differences between the recovery methods, indicating a better performance with Textile Reinforced Concrete's application. Finally, it was observed that regardless of the degree of corrosion to which the beams were subjected, they had their structural performance rehabilitated to the level of the beams without a corrosive process, indicating that both techniques may be applied to the rehabilitating of corroding beams.