Corrosão do concreto

Estes quatro últimos posts são partes de trabalhos escolares feitos por mim! rsrsr E olha que não foi apenas Ctrl C + Ctrl V. Eu realmente me interessei pelo o assunto. É claro que eu não postei tudo de todos os trabalhos. Acredito que as pessoas ficariam enjuadas!!! E, para falar a verdade eu me apaixonei pelo processo de fabricação do cimento e pela clinquerização. A química é realmente muito linda!!! O mais interessante é que logo depois tive que fazer um trabalho sobre a corrosão do concreto!!! Quase me transformei em uma especialista no material cimento!!! rsrsr

O concreto é um material da construção civil composto por uma mistura de cimento, areia, pedras britadas e água, além de outros materiais eventuais, os aditivos.
Quando armado com ferragens passivas, (é quando o concreto comum é adicionado de vigas de aço) recebe o nome de concreto armado, e quando for armado com ferragens ativas recebe o nome de concreto protendido.
Sua resistência e durabilidade depende da proporção entre os materiais que o constituem. A mistura entre os materiais constituintes é chamada de dosagem.
Para obtenção de um bom concreto de acordo com sua finalidade, devem ser efetuadas com perfeição as operações básicas de produção do material, que influem nas propriedades do concreto endurecido.

A corrosão e a deterioração observadas em concreto podem estar associadas a fatores mecânicos, físicos, biológicos ou químicos, entre os quais são citados como exemplos:
- mecânicos: vibrações e erosão;
- físicos: variações de temperatura;
- biológicos: bactérias;
- químicos: produtos químicos como ácidos e sais.

A deterioração por ação química no concreto pode ocorrer na pasta de cimento e no agregado. A corrosão por ação eletroquímica pode ocorrer na armadura. Quando ocorre a deterioração do concreto por ação química pode-se observar a expansibilidade do concreto, lixiviação de componentes, ataque do cimento por ácidos, com aparecimento do aspecto típico do agregado.

FATORES ACELERADORES DE CORROSÃO

3.1) Lixiviação – Eflorescência

3.2) Carbonatação

3.3) Ácidos

3.4) Bases – Reação Álcali-Agregado

3.5) Sais

3.6) Água do mar

3.7) Gás Sulfídrico e Sulfeto

3.8) Bactérias

3.9) Corrente de fuga

3.10) Resistividade Elétrica

3.11) Porosidade e Permeabilidade

3.12) Fissuras ou Trincas

Processo de Clinquerização

Primeiramente a mistura é bem homogeneizada e dispersa. O processo de clinquerização ocorre à temperatura média de 1450ºC.
O processo de fabricação do cimento pode ser realizado a úmido(homogeneização em presença de água) ou a seco. O primeiro requer um maior gasto de energia e vem sendo cada vez mais substituída pelo processo à seco, embora seja mais eficaz para a homogeneização dos sólidos.
Devido ao problema do gasto energético, foi desenvolvida uma técnica de fluidificação gasosa, tornando o processo a seco mais eficiente e com um menor gasto de energia.
As reações químicas envolvidas pela ação da temperatura entre os componentes da matéria-prima são essencialmente reações no estado sólido.
Para ativar as reações na fase sólida, devido à lenta difusão dos átomos e moléculas nos estados sólidos, diferentemente dos átomos e molécula no estado líquido, é necessário elevar a temperatura e superfície de contato dos reagentes.
Àquela temperatura do processo, cerca de 20% da matéria-prima são fundidos, e essa fase líquida ajuda grandemente as reações ocorridas no estado sólido.
Daqui resulta a importância da preparação das matérias-primas para o cimento: finura da moagem, homogeneidade, e proporção da fase líquida obtida pela fusão.
Para obter a temperatura de clinquerização, temperatura de fusão dos aluminatos e ferratos é necessário recorrer à combustão do carvão fuel-oil. Porém, com a crise do petróleo, foi implantado processos mistos de utilização de fontes energéticas ou processos com a utilização de outras fontes.
O carvão seco é reduzido a pó e injetado na parte inferior do forno com uma parte do ar (ar primário); o restante ar comburente (ar secundário) é introduzido no forno depois de ter sido aquecido no arrefecedor do clínquer.
O clinquer, para ter as características resistência deve sofrer uma elevação de temperatura tão rápida quanto possível e em atmosfera oxidante.
Quando se queima o carvão outros compostos são adicionados, devido à composição de suas cinzas, como sílica, ferro, alumínio e etc. E por isso deve-se conhecer a composição das cinzas, para descontar as quantidade de elementos que serão adicionados ao cru com a queima do carvão.
Para se obter a temperatura de clinquerização (1400º-1450ºC) é necessário obter uma chama de 1700º.
A alimentação do forno na via seca é realizada de forma direta. Utilizam pré-aquecedores de ciclones, que foi talvez o maior desenvolvimento, em termos de redução de consumo de energia na produção de cimento, dos quais o mais importante é o Dopol.
Os gases provenientes do forno são aspirados, entrando pela parte inferior, enquanto o cru entra pela parte superior, descendo através dos ciclones, onde os gases provocam a sua agitação e dispersão, até entrar no forno.
A permuta de calor neste sistema é obtida por fluidização do cru no seio dos gases quentes, de modo que cada partícula fica em contato com os gases, adquirindo sua temperatura em frações de segundos. Aproveitando cerca de 82% do calor dos gases, o único inconveniente é a adição de outros compostos como, álcalis e sulfatos ao clinquer.
A saída do forno o clinquer deve ser arrefecido rapidamente, pois o silicato tricálcico(constituinte de grande importâcia para o produto) é instável à temperaturas inferiores a 1250ºC; há portanto que conservar a sua estrutura, arrefecendo-o rapidamente desde temperaturas superiores até à ambiente. Esse resfriamento também é importante para se impedir a formação de silicato bicálcico gama, evitar que a fase líquida cristalize diminuindo a reatividade do aluminato de cálcio e a formação de grandes cristais de óxido de magnésio.
Após a formação do clinquer é adicionado composto adjuvantes para facilitar sua moagem, como o gesso. O processo de moagem consome cerca de 40% de energia total da fabricação do cimento.

Clinquerização

A principal etapa de fabricação do cimento é a clinquerização, em que ocorrem todas as reações físicas e químicas que ocorrem durante o período de cozedura, ocorrendo a formação do clinquer que é uma solução sólida que confere todas a propriedades desejáveis ao produto.
Na clinquerização ocorre um processo de sinterização, que implica geralmente em retração e densificação. Pós compactos recebem tratamentos térmico, no qual a temperatura de processamento é sempre menor que a sua temperatura de fusão. Esse processo cria uma alteração na estrutura microscópica do elemento e compostos.

As reações químicas ocorridas no processo de clinquerização a partir da cal, sílica, alumina e óxidos de ferro, dão origem aos principais constituintes do clinquer, que são cristalizados quase que individualmente, que são:
--> Alite: é essencialmente constituída pelo silicato tricálcico com diferentes átomos estranhos, como Mg, Al, Fé, provenientes de inclusões. Os cristais de alite são poligonais, de estrutura romboédrica, retangulares ou hexagonais, com dimensões de 10 a 50 nanometros.
-->Belite: constituída essencialmente por silicato bicálcico beta, com átomos estranho, como o K, Fé, P, Ba, etc. Os cristais apresentam manchas lisas ou estriadas, sua dimensão é da ordem de 30 nanometros. Os cristais não possuem formas cristalinas definidas, são arredondados, amarelados ou mais ou menos escuros.

--> Celite: ocorre entre os cristais de belite e alite. Reconhece-se pela sua coloração amarelo-alaranjada, é constituída por soluções sólidas entre um ferrato bicálcico e um aluminato bicálcico. É o principal responsável pela coloração cinzenta do cimento; cimentos brancos não contem celite.

OBSERVEM, NA FIGURA, COMO O CIMENTO É LINDO MICROSCÓPICAMENTE!!!

Produção de Cimento

Cimento é um ligante hidráulico, isto é, um material inorgânico finamente moído que, quando misturado com água forma uma pasta que ganha pega e endurece por reações e processos de hidratação e que, depois de endurecida, conserva a sua capacidade resistente e estabilidade mesmo debaixo de água.
O endurecimento do cimento é sobre tudo devido à hidratação de silicatos de cálcio, embora outros compostos tais como os aluminatos, possam intervir no processo.
Os processos de produção de cimentos, em geral, consitem basicamente nas etapas a serguir:
1) Extração das matérias primas principais: calcário e argila;
2) Britagem;
3) Homogeneização;
4) Moagem do cru, para a obtenção de granulometria de 3 a 30 nanometros; simultaneamente a moagem ocorre o processo de adição de outros materiais: areia, bauxita e pirita, de forma a obter as quantidades pretendidas dos compostos que constituem o “cru”: ": cálcio, sílica, alumínio e ferro, essenciais para o fabrico do cimento.
5) Desidratação;
6) Descarbonatação do calcário;
7) Calcinação;
8) Clinquerização;
9) Resfriamento brusco;
10) Trituração;
11) Moagem;
12) Adição de outros compostos como o gesso. Envase e distribuição.

Nomes de moléculas estranhos

- Bastardano

Putrescina e cadaverina – Como o nome já avisa, estas moléculas estão relacionadas com o odor de carne em decomposição.

- Megafone – Denominado em homenagem à planta em que é encontrado, Aniba megaphylla.

- Ácido traumático – O nome é derivado do alto poder cicatrizante que o composto possui. Acelera a divisão celular de células danificadas e ajuda a reparar traumas.

- Vomicina – Molécula de um veneno extraí­do da planta Nux Vomica

- Sexitiofeno – Denominada assim por causa das seis unidades de anéis de tiofeno.

- Ácido periódico – Composto de fórmula de HIO4 ou H5IO6.

- Psicose – Nenhuma relação com o filme. O nome do açúcar vem do antibiótico (de onde pode ser obtido) psicofurania. Outro nome é ribo-hexulose.

- Ácido cômico – o nome desta molécula vem da planta de onde é obtido: Commiphora pyracanthoides, a planta de onde é extraído o óleo de mirra.

- Luciferase – Enzima responsável pela quebra da luciferina. A reação é a responsável pela luz dos vagalumes e de alguns peixes.

- Vaginol – Mais uma vez o nome vem da planta Selinum vaginatum, de onde é obtido.

Um resultado interessante...

Um interessante gráfico comparando a habilidade com a fama alcançada. (Humor e ciência)

Bom, acredito que cada um tem suas dificuldades... Mas, o senso comum realmente nos leva ao resultado plotado no gráfico.

Corrosão

Alguns questinamentos importantes na construção de alguma coisa é: O que é capaz de degradá-lo? Qual a durabilidade desejada? O que posso fazer para protege-lo? E, as respostas para tais questionamentos podem ser buscadas tendo-se um bom conhecimento sobre Corrosão que possibilitara uma ampla visão sobre quais os fatores podem acelerar o processo corrosivo, os meios eficientes, adequados e economicamente viáveis para proteger o que esta sendo construído.

O que é corrosão?

Sempre pensamos em corrosão como o processo de oxidação dos metais e na formação de ferrugem. No entanto, o processo oxidativo do ferro e de outros metais é apenas uma das classes dos vários materiais que podem passar pelo processo corrosivo. Portanto, uma definição mais adequada à corrosção seria: o processo que leva um determinado material, seja ele metálico ou não, à degradação.

Borrachas (polímeros, em geral), tintas, madeira, concreto entre outros materiais são passiveis de degração nas condições normais do dia-a-dia.

No entanto, o estudo dos processos corrosivos dos metais é o que mais interessa, uma vez que muita energia é necessária para que se possa obter os metais para os usos mais diversos. Sabemos que os elementos metálicos ocorrem na natureza em sua grande maioria sobre a forma de óxidos ( ou em combinação com outros elementos formando os minérios), e que o conteúdo energético dos metais em seu estado de oxidação fundamental é muito mais elevado do que quando ele se encontra oxidado, formando óxidos, sulfetos, cloretos, entre outros compostos iônicos. E, pare se obter os metais de seus minérios devemos fornecer energia. No entanto, no processo corrosivo - neste caso pode ser considerado o inverso do processo metalurgico - os metais perdem a energia ganha reagindo com outros elementos, principalmente o oxigênio, e essa energia perdida pelo metal ja não é mais utilizável. Sabemos que a energia é um bem cada vez mais escasso e, portanto, devemos poupar o gasto energético.

Há o processo corrosivo químico e eletroquímico. A diferença básica entre os dois processos consiste em que o mecanismos eletroquímico ocorre em presença de umidade e o mecanismo químico não.

Para a proteção dos metais uma gama de processos pode ser utilizada. Daqui alguns dias postarei algo a respeito. E tambem algo relacionado à corrosão do concreto, um trabalinho de escola.

Esse post e os outros relacionados à corrosão serão dedicados ao meu professor de corrosão: Wellington Nora Soares.