CARBONATAÇÃO DO CONCRETO: IMPACTOS, PREVENÇÃO E TRATAMENTO

Introdução

A carbonatação do concreto é um processo químico que afeta a durabilidade das estruturas de concreto armado, sendo uma das manifestações patológicas mais comuns em construções. Embora o concreto seja um material amplamente utilizado devido à sua resistência e durabilidade, ele não é imune a processos de deterioração ao longo do tempo. A carbonatação, em particular, é um fenômeno que pode comprometer tanto a integridade do concreto quanto a do aço de reforço, resultando em sérios prejuízos para a segurança e a funcionalidade das edificações.

O que é a Carbonatação do Concreto?

A carbonatação é um processo natural que ocorre quando o dióxido de carbono (CO₂) presente na atmosfera penetra nos poros do concreto e reage com o hidróxido de cálcio (Ca(OH)₂), formado durante a hidratação do cimento. Essa reação resulta na formação de carbonato de cálcio (CaCO₃) e uma redução do pH do concreto, que normalmente é superior a 12, para valores em torno de 8 a 9. Essa queda no pH neutraliza a passivação da armadura de aço, tornando-a suscetível à corrosão.

Prejuízos para o Concreto e o Aço

1. Concreto: A carbonatação altera as propriedades químicas do concreto, mas seu impacto direto na resistência mecânica é geralmente limitado. No entanto, a formação de carbonato de cálcio pode causar microfissuras e alterações na porosidade do concreto, o que pode facilitar a penetração de outros agentes agressivos, como cloretos.
2. Aço: O maior risco associado à carbonatação é a corrosão do aço de reforço. Quando o pH do concreto cai abaixo de 9, o filme passivo que protege as barras de aço é desestabilizado, expondo-as à ação corrosiva do oxigênio e da água. A corrosão do aço causa expansão volumétrica, gerando tensões internas que podem levar ao surgimento de fissuras e, eventualmente, ao desplacamento do concreto, comprometendo a integridade estrutural da edificação.

Consequências para o Imóvel e seus Usuários

A deterioração do concreto e a corrosão das armaduras têm implicações significativas para a segurança e o conforto dos usuários de um imóvel:

• Perda de Resistência Estrutural: A corrosão do aço pode reduzir a seção transversal das barras de reforço, diminuindo a capacidade de carga da estrutura e aumentando o risco de colapso.
• Manutenção Elevada: A presença de fissuras e desplacamento do concreto exige intervenções constantes de reparo, aumentando os custos de manutenção ao longo do tempo.
• Redução da Vida Útil: A progressão da carbonatação pode encurtar significativamente a vida útil de uma edificação, levando à necessidade de reforços ou demolições prematuras.
• Risco à Segurança dos Usuários: Fissuras e desplacamentos expõem os usuários a riscos de acidentes, além de comprometerem o conforto e a habitabilidade do imóvel.

Procedimentos de Projeto e Execução para Prevenção

1. Escolha de Materiais: A seleção adequada de materiais é fundamental para mitigar a carbonatação. Concretos com baixa relação água/cimento (a/c) e alta compacidade são menos permeáveis e, portanto, mais resistentes à penetração de CO₂. Além disso, a utilização de cimentos com adições minerais, como pozolanas, pode reduzir a suscetibilidade à carbonatação.
2. Espessura de Recobrimento: A NBR 6118:2014 estabelece requisitos mínimos para o recobrimento das armaduras em função da agressividade do ambiente. Um recobrimento adequado aumenta o caminho que o CO₂ precisa percorrer para alcançar as armaduras, retardando o processo de carbonatação.
3. Cura Adequada: A cura correta do concreto é essencial para garantir a hidratação completa do cimento, o que resulta em uma microestrutura mais densa e menos permeável. Curar o concreto adequadamente minimiza a formação de microfissuras que poderiam facilitar a penetração de CO₂.
4. Proteção Superficial: A aplicação de revestimentos ou membranas impermeabilizantes na superfície do concreto pode atuar como uma barreira adicional contra a penetração de CO₂, protegendo as armaduras da carbonatação.

Normas Técnicas Relevantes

Para evitar a carbonatação e suas consequências, é essencial seguir as normas técnicas pertinentes, que estabelecem critérios de projeto, execução e manutenção de estruturas de concreto. Algumas das principais normas incluem:

• NBR 6118:2014 - Projeto de Estruturas de Concreto: Define os critérios de durabilidade, incluindo requisitos de recobrimento e escolha de materiais para resistir a ambientes agressivos.
• NBR 12655:2015 - Concreto de Cimento Portland – Preparo, Controle, Recebimento e Aceitação: Estabelece procedimentos para garantir a qualidade do concreto, desde o preparo até a cura, contribuindo para a durabilidade da estrutura.
• NBR 14931:2004 - Execução de Estruturas de Concreto – Procedimento: Especifica os cuidados necessários durante a execução das estruturas para evitar defeitos que possam facilitar a carbonatação.

Ambientes e Idade do Imóvel Propícios à Carbonatação

A carbonatação é mais comum em ambientes urbanos e industriais, onde a concentração de CO₂ é mais elevada. Além disso, fatores como a umidade relativa do ar e a temperatura também influenciam a taxa de carbonatação. A carbonatação é mais rápida em climas temperados e úmidos, onde a umidade relativa é moderada (50% a 70%), permitindo a difusão de CO₂ sem saturar os poros do concreto.

Imóveis mais antigos, especialmente aqueles construídos com concretos de baixa qualidade ou que não receberam a manutenção adequada, são mais propensos a apresentar carbonatação. Com o tempo, a proteção superficial do concreto pode se degradar, facilitando a penetração do CO₂ e acelerando o processo de carbonatação.

Ensaios para Identificação da Carbonatação

A identificação da frente de carbonatação pode ser realizada através de ensaios destrutivos e não destrutivos:

1. Ensaios Não Destrutivos:

   • Ensaio com Fenolftaleína: Um dos métodos mais comuns e simples para detectar a carbonatação. Consiste na aplicação de uma solução de fenolftaleína sobre uma amostra de concreto recém-fraturada. A fenolftaleína muda de cor (rosa) em pH acima de 9, indicando áreas não carbonatadas, enquanto as áreas carbonatadas permanecem incolores.
   • Carbonatação Profunda com Difusão de Gás: Esse método utiliza a difusão controlada de CO₂ para avaliar a profundidade da carbonatação. Embora seja menos comum, pode ser útil em investigações detalhadas.

2. Ensaios Destrutivos:

   • Teste de Carbonatação por Broqueamento: Envolve a extração de amostras de concreto (testemunhos) para análise em laboratório, onde é possível determinar a profundidade da carbonatação e a condição da armadura de aço.
   • Análise Petrográfica: Um exame microscópico do concreto pode revelar detalhes sobre a microestrutura e os produtos de carbonatação presentes, fornecendo uma visão mais aprofundada sobre o estado do material.

Métodos de Reparo e Recuperação

Uma vez detectada a carbonatação e seus efeitos, é fundamental adotar medidas corretivas para restaurar a durabilidade e a segurança da estrutura:

1. Remoção e Reparo do Concreto Danificado: As áreas de concreto afetadas devem ser removidas até a frente não carbonatada, e o concreto de reparo deve ser aplicado com um recobrimento adequado.
2. Proteção das Armaduras: As barras de aço corroídas devem ser limpas e tratadas com inibidores de corrosão ou revestimentos protetores antes da aplicação do novo concreto.
3. Aplicação de Revestimentos: Após o reparo, é recomendada a aplicação de revestimentos superficiais, como membranas de impermeabilização, para evitar a penetração de CO₂ e água.
4. Reforço Estrutural: Em casos de deterioração severa, pode ser necessário reforçar a estrutura utilizando técnicas como a adição de armaduras suplementares ou o uso de materiais compósitos, como fibras de carbono.

Considerações Finais

A carbonatação do concreto é uma das manifestações patológicas mais significativas em estruturas de concreto armado, exigindo uma abordagem cuidadosa tanto na fase de projeto quanto durante a vida útil da edificação. A prevenção, baseada na escolha correta de materiais, execução cuidadosa e manutenção regular, é a chave para garantir a durabilidade das estruturas. Nos casos em que a carbonatação já está presente, a detecção precoce e os reparos adequados são essenciais para restaurar a integridade estrutural e prolongar a vida útil do imóvel.

Seguir as normas técnicas e utilizar métodos de ensaio apropriados são práticas indispensáveis para mitigar os efeitos da carbonatação e preservar a segurança dos usuários e o valor dos imóveis.

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