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O Portal do Engenheiro Civil

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Oxidação e corrosão: diferenças.

Permitam-me expressar meu entendimento registrado no meu livro sobre o tema publicado pela PINI na década de 80 e que junto a muitas outras publicações consta da lista pública na website da PhD www.phd.eng.br ou www.concretophd.com.br. Numa linguagem de engenheiro civil, aplicável ao sistema de armaduras: oxidação é todo processo de interação do metal ferro ou aço com o meio ambiente, e todas as barras de aço CA50 vêm de fábrica oxidadas, sendo essa capa oxidada chamada de “carepa de laminação”. Essa oxidação seca ocorrida a 6000C, sem água, é estável, aderente e protege um pouco a armadura no canteiro contra a corrosão úmida ou eletroquímica. A cor dessa carepa é cinza escuro, quase preta. Corrosão e todo processo eletroquímico em presença e água, ou seja aqueles que ocorrem à temperatura ambiente. O produto dessa reação química em geral é de cor ferrugem, heterogêneo, não aderente. Dentro do concreto SEMPRE é corrosão eletroquímica que não deixa de ser um processo geral de oxidação do metal aço, mas é específico da armadura e por isso deve-se chamar de corrosão de armadura e não de oxidação, pois pode confundir com carepa de laminação. A seguir desenvolvo um pouco mais o conceito, recomendando a todos adquirir o livro novinho sobre Corrosão de Armaduras publicado pela ELSEVIER no Brasil de autoria do Dr. Daniel Veras, lançado no 55CBC2013 no IBRACON em Gramado (RS). Em se tratando da deterioração de aço, dois são os processos de corrosão que podem agir; o denominado de corrosão eletroquímica, de grande importância no campo da corrosão das armaduras, e o de oxidação direta. Na corrosão eletroquímica o fenômeno ocorre como resultado da formação de pilhas ou células de corrosão devido à presença de umidade, água ou uma solução aquosa na superfície das barras ou no concreto que a envolve, que possam atuar como eletrólito. A dissolução do aço ocorre nas regiões anódicas e o processo não é uniforme, pois nas regiões catódicas o ataque pode ser considerado desprezível. A corrosão das armaduras de aço em presença de umidade ou à temperatura ambiente pode ser considerado sempre um processo do tipo corrosão eletroquímica. Na oxidação direta os átomos do aço reagem diretamente com o oxigênio. Geralmente é uma reação gás-metal ou íon-metal com formação de uma película uniforme e contínua de óxido de ferro. Este tipo de corrosão é muito lento à temperatura ambiente podendo ser significativa somente em altas temperaturas. Em geral acarreta uma corrosão uniforme que ocorre igualmente sobre toda a superfície da armadura. Pode ocorrer segundo quatro processos de difusão distintos; a) por formação de película porosa que permite a difusão contínua do oxigênio; b) por formação de película compacta onde predomina a difusão de cátions; c) por formação de película compacta onde predomina a difusão de ânions, e d) por formação de película que permite a difusão de cátions e ânions. No caso de aço, a película formada é em geral levemente magnética e contem três camadas de óxido de ferro sem limites claros entre elas. A camada externa é essencialmente de Fe2O3, relativamente estável e pouco reativa. A camada junto à superfície do aço é de FeO, reativa e instável. A camada intermediária pode ser representada por Fe3O4. A espessura total dessa película, também chamada de carepa de laminação, pode variar de 50 mm a 500 mm. Muitas vezes essa película permanece na superfície da armadura mesmo após imersão no concreto, detectada com microssonda por varredura linear. A predominância de certos elementos determina os compostos resultantes. A carepa de laminação tem potencial padrão de eletrodo superior ao do aço, ou seja, é mais nobre e toma característica catódica em relação ao metal que lhe deu origem. No caso de armaduras para concreto armado e protendido o fenômeno de formação de carepa de laminação, ocorre preponderantemente durante a fabricação dos fios e barras de aço, ou seja, ainda na indústria siderúrgica. Ao sair do trem de laminação, com temperaturas de mais de 900°C, o aço da superfície das barras experimenta uma forte reação de oxidação com o oxigênio do meio ambiente, evidentemente na ausência de água. A película que se forma sobre a superfície das barras nessas condições é compacta, uniforme e pouco permeável. Esta película pode até servir de proteção relativa das barras contra a corrosão úmida, durante o transporte e armazenamento dessas barras, desde que não tenham sido dobradas, em canteiro. É o caso, por exemplo, das barras de aço denominadas laminadas a quente ou classe A da NBR 7480. A experiência de canteiro de obras demonstra serem estas barras muito mais resistentes à corrosão atmosférica podendo ser estocadas mais tempo ou com menores proteções que as demais a seguir citadas. Quando se trata de fios e cordoalhas destinados a concreto protendido, o fio máquina após laminado a quente deve ser trefilado a frio para melhoria das propriedades, em especial aumento da tensão convencional de escoamento à tração. Para esta operação é necessária a remoção da carepa de laminação com o objetivo de reduzir o atrito e o desgaste das fieiras. Essa remoção pode ser feita por processos físicos do tipo decalaminação, ou químicos, do tipo decapagem com ácidos, seguido de banhos alcalinos para neutralização da agressividade dos banhos ácidos. O revestimento inicial de óxido é então substituído por outro de fosfato de zinco ou de hidróxido de cálcio, geralmente utilizados como lubrificantes das fieiras, no processo de trefilação. A proteção contra a corrosão atmosférica neste caso é bem menor, ao mesmo tempo em que a suscetibilidade à corrosão do aço deformado a frio é maior. Essa é uma das razões da necessidade de maiores cuidados no armazenamento desses fios, barras e cordoalhas quando comparadas às da classe A da NBR 7480. Outra forte razão para cuidados no armazenamento, diz respeito ao risco de corrosão sobtensão nos fios e cordoalhas destinados a concreto protendido, que podem conduzir a uma ruptura frágil da estrutura, com risco elevado de consequências desastrosas. Há, portanto uma grande diferença entre os dois processos corrosivos. Na corrosão em meio