Artigo: comportamento eletroquímico do aço-carbono em concreto – potencial de eletrodo e densidade de corrente elétrica

A corrosão das armaduras de aço-carbono é um dos principais processos de deterioração das estruturas de concreto, podendo levar ao seu comprometimento antes do atendimento ao prazo de vida útil previsto em projeto. Para a prevenção da corrosão ou sua mitigação é de grande importância o conhecimento do comportamento eletroquímico do aço-carbono em concreto e da realização em campo de medidas eletroquímicas, tema deste artigo.

A corrosão é um processo eletroquímico espontâneo que envolve uma reação de liberação de elétrons (reação anódica – região A) e uma reação de consumo de elétrons (reação catódica – região C) com formação de microcélulas e ou de macrocélulas de corrosão na superfície do aço. Nas microcélulas, na região A somente ocorre a reação anódica (Fe → Fe2+ +2e) e, na região C, somente ocorre a reação catódica (O2 + 2H2O + 4e4OH). Nas macrocélulas, ambas as reações ocorrem na região A e C, porém com predominância de uma delas. Nas microcélulas, A e C estão imediatamente adjacentes e distribuídas aleatoriamente na superfície do aço, que é atacado de forma generalizada. Nas macrocélulas, a região A e a C estão separadas, sendo a área de A normalmente bem inferior à área de C, o que implica corrosão localizada intensa do aço (ARAUJO; PANOSSIAN, 2016). A Figura 1 (GEHLEN et al., 2010) apresenta esquematicamente as regiões A e C de microcélulas

(Figura 1a) e de uma macrocélula de corrosão (Figura 1b).

Figura 1. Representação esquemática das regiões anódica (A) e catódicas (C) de microcélulas (a) e de uma macrocélula (b) na superfície de uma barra de aço-carbono (GEHLEN et al.; 2010)

Nas estruturas de concreto expostas à atmosfera, a corrosão das armaduras ocorre, principalmente, devido ao ingresso de íons cloreto (Cl) ou do gás carbônico (CO2), este último resultando na carbonatação do concreto (ARAUJO; PANOSSIAN, 2016). Um desenho esquemático de macrocélula de corrosão desencadeada por carbonatação é apresentado na Figura 2 (adaptado de GEHLEN et al., 2010), juntamente com as possíveis reações químicas (BROOMFIELD, 2007; HANSSON, 1984).

Pela Figura 2, observa-se a liberação de íons de ferro (Fe2+) na região A (anódica) para o meio iônico (água de poro/eletrólito) e o fluxo de elétrons (e-) para a região C (catódica) através do meio eletrônico (aço). Na região C, os e- causam redução do O2 dissolvido no eletrólito, originando íons hidroxila (OH). Com o transporte de OHem direção à região A e sua reação com Fe2+, há formação de hidróxido de ferro (II) (Fe2+ + 2OH Fe(OH)2) e, na presença de O2 dissolvido, de hidróxido de ferro (III) (4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3). Na presença do oxigênio, os íons de Fe2+ oxidam-se para Fe3+, que podem formar o Fe(OH)3. Outros 4OHprodutos (ver Figura 2) são formados com composição dependente da presença de íons agressivos, composição e pH na água de poro, da força iônica e do potencial (Ecorr) assumido pelo sistema aço/concreto (BROOMFIELD, 2007; HANSSON, 1984).

Figura 2. Desenho esquemático simplificado da formação de macrocélula na interface aço/concreto (adaptado de GEHLEN et al.; 2010) com indicação de possíveis reações químicas

A natureza dos produtos de corrosão é variável. Por exemplo, Fe2O3 é um produto denso com volume em torno de duas vezes o do aço, porém, quando se hidrata (Fe2O3.H2O), torna-se poroso e assume volume em torno de seis vezes o do aço. O acúmulo desses e outros produtos expansivos resulta na fissuração do concreto de cobrimento e, posteriormente, no seu desplacamento com exposição de trecho corroído da armadura (BROOMBIELD, 1997). Esse processo gradativo de deterioração da estrutura é apresentado na Figura 3, que mostra uma versão (adaptada de CUSSON et al., 2011) do modelo clássico de Tuutti (1982) da vida útil das estruturas de concreto sob o ponto de vista da corrosão.

A Figura 3a mostra que a vida útil das estruturas é subdividida em um período de iniciação da corrosão e, outro, de propagação da corrosão. O de iniciação compreende o tempo decorrido para a despassivação da armadura, momento em que esta assume um potencial (Ecorr) mais negativo, indicativo de estado ativo de corrosão. O período de propagação compreende os estágios de avanço da corrosão e, consequentemente, surgimento de manifestações patológicas nos elementos de concreto até atingir um nível crítico em que as consequências da corrosão não podem ser mais toleradas.

A estrutura de concreto pode apresentar prematuramente anomalias, como fissuras (Figura 3b), segregação e variação de espessura no concreto de cobrimento da armadura, decorrentes de defeitos gerados na etapa de projeto, execução e ou cura. A região de localização dessas anomalias apresenta maior risco de corrosão prematura da armadura, pois é zona de concentração diferencial de umidade e de aeração no concreto e de maior penetração de agentes agressivos. Esses agentes acabam por despassivar a armadura (Figura 3c), momento em que é estabelecido um processo corrosivo que engloba diferentes estágios, como:

  • Primeiro estágio: acúmulo de produtos de corrosão no perímetro do aço (Figura 3d) até um nível crítico em que as tensões internas são suficientes para fissurar o concreto;
  • Segundo estágio: a corrosão avança, provocando a fissuração de toda a camada de concreto de cobrimento da armadura (Figura 1e). A duração deste estágio é dependente de diferentes fatores, como condições de exposição, qualidade do concreto, espessura de cobrimento e diâmetro da barra;
  • Terceiro estágio: o acesso facilitado de agentes e pelas fissuras intensifica a corrosão em curso. Há delaminação (Figura 3f) e/ou desplacamento do concreto de cobrimento (Figura 3g) e perda significativa da seção resistente do aço associada à redução da aderência aço/concreto. A vida útil de serviço é finalizada nesta etapa em que é comprometida a segurança e/ou as funções para qual a estrutura foi edificada;
  • Quarto estágio: a estabilidade é comprometida, levando ao colapso parcial ou total da estrutura.
Figura 3. Versão modificada do modelo clássico de Tuutti de vida útil das estruturas de concreto (a) com ilustrações das alterações típicas dos elementos (b-g). (Adaptada de CUSSON et al., 2011)

Potencial de eletrodo e densidade da corrente elétrica

Quando um metal (eletrodo) é colocado em contato com uma solução (eletrólito), a interface entre essas duas fases apresenta um excesso de cargas elétricas, negativa no eletrodo e positiva no eletrólito, o que configura uma dupla camada elétrica. Independente do tipo de reação eletroquímica que ocorre na interface eletrodo/eletrólito, sempre é formada a dupla camada elétrica e através dela é estabelecida uma diferença de potencial elétrico (ΔE), que é denominada de potencial de eletrodo (E), de circuito aberto (Eca) ou de corrosão (Ecorr).

A Figura 4 apresenta um desenho esquemático da dupla camada na interface aço/concreto e a microestrutura local desse material. A barra de aço (número 1 na figura) está carregada negativamente em razão da liberação de Fe2+ para a água de poro, a qual mantém a superfície do aço úmida (número 2 na figura). A região junto à barra apresenta um excesso de cargas positivas (cátions (+) solvatados: os círculos, número 3 da figura, representam as moléculas de H2O de solvatação). Quanto à microestrutura, observa-se a estrutura porosa do concreto, cuja formação é dependente da composição, compactação e cura do material. Cita-se que a resistividade do concreto e o ingresso de agentes oriundos do ambiente externo estão diretamente relacionados com essa estrutura, especialmente a densidade dos poros e a comunicação entre eles (número 4 na figura).

Figura 4. Desenho esquemático da dupla camada elétrica na interface aço/concreto

O potencial E pode ter uma denominação específica, como na condição de equilíbrio eletroquímico de alguns sistemas metal/eletrólito em que é denominado de potencial de equilíbrio (Ee) ou potencial reversível. Essa denominação é válida quando ocorre uma única reação de oxirredução na interface, ou seja, espécie oxidada (íons metálicos) + elétrons espécie reduzida (metal), sendo a taxa de transferência de cargas no sentido de oxidação do metal (densidade de corrente anódica – ia) igual a do sentido de redução do metal (densidade de corrente catódica – ic) e, ainda, não há alteração da concentração de íons metálicos no eletrólito. Para a condição teórica em que a atividade dos íons metálicos no eletrólito é de 1 mol/L e o metal é puro, E passa a ser denominado de potencial de equilíbrio padrão (Ee o), sendo o seu valor dado na literatura na chamada série eletroquímica.

O potencial de equilíbrio Ee é um parâmetro muito utilizado nos estudos de corrosão metálica, sendo calculado pela equação de Nernst, a saber:

Essa equação é válida para a condição de água na temperatura de 25 oC/298 K. Normalmente, adota-se no cálculo a atividade de 10-6 mol/L para as espécies oxidadas dissolvidas na água, a atividade unitária para as espécies sólidas reduzidas e, ainda, a pressão parcial de 1 atm para o gás hidrogênio e o oxigênio (POURBAIX, 1972).

A Tabela 1 apresenta o valor calculado de Ee (vs. EH) para algumas das reações envolvidas no processo corrosivo no sistema aço/concreto. Isso sendo feito para pH 13,5 e pH 8, o primeiro representativo de concreto não carbonatado (pode estar contaminado com Cl), e o segundo, representativo de concreto carbonatado. Pelas reações N°1 e N°2 apresentadas na tabela, observar-se que a alteração do pH do meio pode impactar nos valores de Ee, tendo-se um aumento em torno de 30 mV para cada unidade de diminuição de pH (NACE 11100, 2000).

A Figura 5 (adaptada de ELSENER et al., 2003) mostra a representação gráfica clássica (diagrama de Evans) da reação catódica (N°1 da Tabela 1) e da anódica (N°4 da Tabela 1) para sistema metal/eletrólito aerado com corrosão generalizada – microcélulas de corrosão (Figura 5a) e corrosão localizada – macrocélula de corrosão (Figura 5b). No eixo vertical (E) dos gráficos, é indicado o potencial de equilíbrio da reação da catódica – Ec (EO2/OH−) e anódica – Ea (EFe2+/Fe) e, no eixo horizontal (i), as respectivas densidades de corrente de troca: anódica – ia e catódica – ic. Essas densidades correspondem ao fluxo de corrente por unidade de área de cada região (C e A), usualmente consideradas com a mesma dimensão.

Figura 5. Diagrama de Evans (adaptado de ELSENER et al., 2003) aplicado para representar corrosão generalizada (microcélula de corrosão) (a) e corrosão localizada (macrocélula de corrosão) (b)

 

Na Figura 5a, admite-se que a resistência elétrica do eletrólito é desprezivel, pois a região anódica (A) e a catódica (C) da microcélula estão adjacentes. Desse modo, a transferência de carga elétrica dessas reações (oxirredução) ocorre com pouca influência da resistência do meio. O potencial do sistema metal/eletrólito converge para um valor comum (potencial de corrosão – Ecorr), ponto de intersecção das retas que representam a reação anódica e a catódica. Nesse ponto, a reação anódica (região A) tem a mesma densidade de corrente da reação catódica (região C), representando a densidade de corrente de corrosão (icorr) da célula, também chamada de taxa ou velocidade de corrosão.

Na Figura 5b, admite-se que a resistência elétrica do eletrólito é significativa devido às distâncias entre a região A e a C de uma macrocélula de corrosão. Essa resistência introduz uma queda ôhmica ao sistema (IR), o que afeta a transferência de cargas das reações de oxirredução. Nessa circunstância, o valor de Ecorr varia com a localização (entre os limites Ecorr, A e Ecorr, B) e o valor de icorr é diminuído.

Em laboratório, ensaios de imersão de aço em solução aerada e estagnada contaminada com Clpossibilitam verificar claramente essa varição do potencial em uma macrocélula de corrosão, sendo obtido valor mais negativo quando a medida é feita sobre aregião A da macrocélula (Ecorr, A na Figura 5b) e mais positiva sobre a região C (Ecorr, B na Figura 5b). Embora não seja discutido neste artigo, por meio desse tipo de ensaio também é possível observar que o valor de Ecorr varia ao logo do tempo, pois a fração de área da região A não se mantém fixa e que Ecorr assume valor mais positivo quando menor é a fração de área da região A da macrocélula, e vice-versa. Para icorr, quanto menor é a fração de área A, maior é o seu valor e vice-versa (WOLYNEC; ASCALANTE, 1981).

Figura 6. Desenho esquemático da medida do potencial de corrosão – Ecorr (REICHLING et al., 2013) e sua realização prática em campo sobre trecho armadura localizada e demarcada na superfície (linha branca) de uma viga (b)

 

Em campo, a diferença de valores de potencial entre as regiões (Ecorr, A e Ecorr, B) possibilita localizar, aproximadamente, a área ativa de corrosão (região A), pois há uma elevação gradual dos valores de

Ecorr entre a área ativa e a passiva de uma macrocélula de corrosão. No caso de formação predominante de microcélulas de corrosão, a sua localização só é possível quando a mesma ocorre em área localizada do elemento, tendo-se gradiente de valor entre a área ativa e a área adjacente, em estado passivo. A localização dessas áreas é feita a partir do mapeamento de gradiente de valores de Ecorr, discutido a seguir.

Medidas em campo do potencial de corrosão (Ecorr) em estrutura exposta à atmosfera

O estado eletroquímico das armaduras é normalmente avaliado por meio de uma série de medidas de Ecorr realizadas na superfície de elementos representativos da estrutura. As medidas podem ser feitas de dois modos, diretamente ao longo das barras (posição previamente demarcada na superfície do concreto) ou seguindo a orientação de uma grade desenhada na superfície do concreto em intervalos regulares (em torno de 15 cm x 15 cm).

Os resultados obtidos podem ser avaliados individualmente (valores  absolutos), o que é feito em relação a critérios apresentados mais adiante, ou avaliados com base no mencionado mapeamento de gradiente dos valores que são usualmente apresentados em intervalos de 50 mV. Cada faixa de valor é representado por uma cor ou linha de contorno. As regiões de variação significativa das cores ou concentração de linhas de contorno (faixa de valores ≥ 150 mV) são consideradas potencialmente mais propensas à corrosão (NACE 11100, 2000). A avaliação da localização e da frequência dessas regiões nos elementos da estrutura é a base para a tomada de decisões quanto às medidas de interferências necessárias.

Para a medida de Ecorr em campo, o polo positivo de um voltímetro (impedância entre 10 MÙ a 200 MÙ) é conectado eletricamente à armadura, e o polo negativo, a um eletrodo de referência (ASTM C876, 2015). O eletrodo de referência é um sistema eletroquímico em equilíbrio, de potencial Ee de valor conhecido e estável ao longo do tempo. Para a medida, o eletrodo de referência é usualmente posicionado na superfície do concreto previamente umedecido. Outra possibilidade é o seu embutimento no concreto, ficando junto à armadura.

O valor de Ecorr dado pelo voltímetro é a diferença de potencial elétrico (ΔE) entre o polo positivo e o negativo, conectados em paralelo à sua resistência interna. A Figura 6a (REICHLING et al., 2013) ilustra a realização da medida e as linhas de contorno de potenciais de mesmo valor e, perpendicularmente, linhas de corrente elétrica (I) de uma macrocélula de corrosão. A Figura 6b, mostra a avaliação eletroquímica da armadura de uma viga da estrutura de um píer (ARAUJO; PANOSSIAN, 2010) em que as medidas foram feitas sobre barras verticais e horizontais da armadura, com posicionamento demarcado na superfície do concreto (linhas brancas na figura).

No caso desse píer, a estrutura apresentava indícios visuais de corrosão, sendo a medida de Ecorr realizada para confirmar o estado ativo da armadura. Também poderiam ser programadas medidas futuras de Ecorr para avaliar o avanço da corrosão para outras regiões ou a efetividade de medidas mitigadoras da corrosão adotadas nas manutenções corretivas, como reparo localizado e sistema de proteção catódica com anodos galvânicos. Na estrutura do píer, a medida de Ecorr também foi associada a outros ensaios, incluindo o da densidade de corrente de corrosão (icorr).

A medida de Ecorr é comumente associada à determinação da espessura do concreto de cobrimento da armadura, do perfil de penetração de Cle da profundidade da frente de carbonatação. Trechos de barras são também expostos para exame visual e determinação da seção efetiva das barras corroídas. Por exemplo, um estado passivo indicado por medidas de Ecorr pode ser corroborado com a obtenção de uma elevada espessura de cobrimento combinada a baixo teor de Cljunto à armadura. A visualização de acúmulo de produtos de corrosão na interface barra de aço/concreto confirma o estado ativo, no entanto, um acúmulo elevado e/ou formação de um filme de caráter isolante, ou ainda a delaminação do concreto são fatores que indicam que os valores obtidos de Ecorr não são confiáveis.

A Tabela 2 apresenta eletrodos de referência usados para a medida de Ecorr. O eletrodo de referência de hidrogênio (padrão) – EH, o de calomelano – ECS e o de prata cloreto de prata – EPCP, que são muito usados em estudos de laboratório. O eletrodo de cobre sulfato de cobre – ECSC (usado no equipamento Canin da Proceq e no equipamento Gecor 10 da Seguridad y Durabilidad) e o eletrodo EPCP (fixo no sensor do equipamento CorrMap, Force Technology) são utilizados em campo. Além desses, na tabela, constam dois tipos para embutimento no concreto, o eletrodo EPCP (WE10, Sivion Limited) e eletrodo EM (ERE20, Force Technology).

Para cada tipo de eletrodo de referência apresentado na Tabela 2, é dado o valor de potencial de equilíbrio (Ee o ) a 25 °C (CONSULTRSR.NET, 2017). A exceção é o valor dos eletrodos usados em campo (ECSC, EPCP e EM) que é dado o valor aferido verso eletrodo EH e a 27 °C (ambiente interno do Laboratório de Corrosão e Proteção do IPT). Cabe mencionar que o valor de 318 mV vs EH obtido para o eletrodo ECSC difere do valor de Ee o calculado de 300 mV vs EH. No entanto, está dentro da faixa usual apresentada na literatura, entre 316 mV vs EH e 320 mV vs EH (CONSULTRSR.NET, 2017; REICHLING et al., 2013; ROBERGE, 2008; NACE 11100, 2000). Essa variação é decorrente de erros de montagem do eletrodo e do potencial de junção, que é um potencial que surge na interface de soluções que apresentam velocidades distintas de mobilidade dos íons.

Cabe mencionar que em campo também há potencial de junção nos valores obtidos de Ecorr. Isso ocorre em razão do gradiente de concentração de íons no eletrólito da camada superficial e o das camadas profundas do concreto, usualmente devido à carbonatação do concreto e/ou ao ingresso de Cl(NACE 11100, 2000). Além disso, deve-se considerar a influência da resistividade elétrica do concreto nas medidas de Ecorr, que varia conforme as características do concreto, condições de exposição à água e espessura de concreto de cobrimento da armadura. Na prática, a interferência desses fatores implica a obtenção de valores de Ecorr diferentes entre elementos de uma mesma estrutura. Na prática, variações de até 200 mV podem ser obtidas entre a medida em concreto seco e em concreto umidificado. No caso de concreto saturado, os valores podem ser bem mais negativos em razão da restrição do acesso de O2 dissolvido na interface aço/concreto. Isso justifica a recomendação do uso restrito das medidas de Ecorr a estruturas umedecidas expostas à atmosfera, tomando o cuidado de reproduzir ao máximo a umidificação em todos os elementos em avaliação.

Na Tabela 2, é apresentado também o critério da ASTM C876 (2015) da probabilidade de corrosão em armadura de aço-carbono estabelecido a partir de estudos laboratoriais e de medidas em campo em concreto de estruturas expostas à atmosfera com uso do eletrodo ECSC. O critério também é apresentado para os outros eletrodos de referência, sendo a conversão dos valores feita considerando o valor de 318 mV para o ECSC, assim como é feita pela NACE 11100 (2000).

A ASTM C876 descreve claramente que esse critério não é válido para avaliar sistema aço/concreto de cobrimento totalmente carbonatado, ou ainda concreto sujeito à variação muito elevada de concentração de O2 e/ou de umidade. Com a interferência dessas condições somada à do potencial de junção e da resistividade elétrica do concreto, o referido critério deve ser usado com cautela.

A Tabela 3 apresenta outro critério de avaliação tendo como base medidas práticas de Ecorr (ECSC) (ELSENER et al., 2003), considerando a condição de concreto de cobrimento carbonatado ou contaminado com íons cloreto (Cl) e a condição de umidade do concreto (saturado úmido e seco). Na tabela, os valores apesentados em relação ao eletrodo ECSC foram convertidos para o eletrodo EPCL do equipamento Corr-Map utilizado em campo pelo Laboratório de Corrosão e Proteção. Além disso, foi incluído na tabela o estado provável da armadura para cada uma das condições presentadas.

Medidas em campo da densidade de corrente de corrosão (icorr) em estrutura exposta à atmosfera

Assim como a medida de Ecorr, a medida de icorr é utilizada para identificar regiões passivas e ativas de corrosão e avaliar a efetividade de reparos (ANDRADE et al., 2004). Além disso, essa medida é usada para prever o desempenho futuro da estrutura, sendo seus resultados aplicados para determinar a vida útil efetiva da estrutura em serviço. Nesse caso, é importante o conhecimento do período de despassivação da armadura e o monitoramento do valor de icorr no período de propagação da corrosão (ver Figura 3).

A semelhança da medida de Ecorr, uma série de medidas, em intervalos regulares, pode ser feita para a geração de mapa de gradientes dos valores de icorr. Também podem ser realizadas medidas de icorr em regiões específicas (armadura em estado ativo), sendo avaliados somente valores absolutos. No entanto, devido à medida de icorr exigir o conhecimento da área da barra de armadura a ser avaliada, esta é feita com o posicionamento de um contraeletrodo anular dos equipamentos diretamente sobre local de embutimento de barra, previamente demarcada na superfície do concreto e com diâmetro conhecido. Quanto à seleção dos elementos a serem avaliados, esta se baseia na tipologia da estrutura, na agressividade do ambiente e no objetivo da inspeção, este último definindo a programação de um ou mais períodos de medida (ANDRADE et al., 2004). O mesmo critério deve ser adotado para as medidas de Ecorr.

Em campo, tradicionalmente, é usado o equipamento Gecor para calcular icorr. Para isso, o equipamento faz uso da técnica de resistência de polarização linear potenciostática, que consiste da imposição ao sistema metal/concreto de uma sobretensão baixa em torno do valor de Ecorr  geralmente ± 20 mV) (ASTM G59, 2014). Com os dados da variação da densidade de corrente (Δi) associados os da sobretensão (ΔE) aplicada é levantada a curva de polarização (Δi x ΔE), que é praticamente uma reta. A tangente traçada nessa curva em torno do valor de Ecorr é a resistência de polarização (Rp). Explica-se que Rp se refere à resistência contra a transferência de cargas das reações de oxirredução, sendo que, quanto menor é seu valor, maior é a intensidade destas reações e, portanto, maior é o valor de icorr.

Outra forma de obter experimentalmente Rp é por meio de tratamento matemático da alteração do potencial do sistema aço/concreto resultante da polarização galvanostática, também chamado de pulso galvânico, que é a técnica aplicada pelo equipamento CorrMap. Nesse caso, é imposta uma corrente anódica constante de pequena amplitude por curto período de tempo (usualmente 10 s) ao sistema metal/concreto.

Com a determinação de Rp é possível calcular icorr, por meio da equação Stern e Geary (ASTM G102, 2015):

icorr – densidade de corrente de corrosão por unidade de área também denominada de taxa ou velocidade de corrosão, expressa em μA/cm2;
B – constante de Stern e Geary, expressa em V. Usualmente é adotado o valor de 0,026 V para o sistema aço/concreto ativo (ANDRADE et al., 2004);
ba – constante de Tafel anódica, expressa em V/década;
bc – constante de Tafel catódica, expressa em V/década;
Rp – resistência de polarização (Ω/cm2);
A – área, expressa em cm2, do trecho de barra sob o contraeletrodo anular do equipamento que é polarizada:
2.π.r.L (r é o raio da barra e L é o diâmetro do contraeletrodo).

Os valores obtidos de icorr podem ser correlacionados com o estado da armadura com base nos critérios propostos por Andrade et al. (2004) apresentados na Tabela 4. Na tabela, os valores de icorr são convertidos em taxa de remoção anual do aço, assumindo que a corrosão ocorre de forma generalizada e com taxa constante ao longo do tempo e, ainda, que a reação anódica é a de oxidação do aço (Fe Fe2+ + 2e-). Para essa conversão, aplica-se a seguinte equação (ASTM G102, 2015):

CR – taxa de remoção anual do aço, expressa em mm/ano;
K1 – constante de conversão: 3,27 x 10-3 mm.g/(μA.cm.ano)
(ASTM G102, 2015);
icorr – densidade de corrosão (μA/cm2);
W – massa atômica do ferro: 55,8 g/mol (ASTM G102, 2015);
ρ – densidade do ferro: 7,86 g/cm3 (ASTM G1, 2011);
n – número de elétrons envolvidos na reação anódica do ferro: 2.

Assim como ocorre com a medida de Ecorr, os valores obtidos de icorr devem ser avaliados com cautela, pois apresentam algumas restrições, podendo-se citar:

  • As técnicas aplicadas pelos equipamentos mencionados (Gecor e Corr-Map) para determinar Rp são diferentes, bem como é diferente o sensor utilizado para esta determinação. O sensor do Gecor possui um eletrodo adicional no perímetro que tem a função de garantir a polarização da armadura em trecho estabelecido (guard ring). Desse modo, espera-se diferença entre os valores obtidos pelos equipamentos;
  • As expressões matemáticas utilizadas para o cálculo de icorr são desenvolvidas assumindo-se algumas hipóteses que nem sempre são verdadeiras nos sistemas metal/concreto;
  • Os valores obtidos de icorr são taxas instantâneas, tendo variações com o tempo devido especialmente às variações das condições climáticas. Desse modo, em geral recomenda-se mais de uma avaliação anual nas estruturas, de preferência uma em cada estação climática.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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ARAUJO, A.; PANOSSIAN, Z. Comportamento eletroquímico do aço-carbono em concreto: passivação e corrosão. TÉCHNE, v.24, n.236, p.46-51, 2016.

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BROOMFIELD, J. B. Corrosion of steel in concrete: understanding, investigation and repair. 2.ed. London: E & FN Spon,1997. 271 p.

CONSULTRSR.NET. Potentials of Common Reference Electrodes. Disponível em:<http://www.consultrsr.net/resources/ref/refpotls.htm> Acesso em: 21 set. 2017.

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HANSSON, C. M. Comments on electrochemical measurements of the rate of corrosion of steel in concrete, Cement and Concrete Research, v.14. p. 547-558, 1984.

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WOLYNEC, S.; ASCALANTE, E. Relation between corrosion potential and corrosion rate of steel in NaCl stagnant solution. In: VIII INTERNATIONAL CONGRESS ON METALLIC CORROSION, Proceeding… Mainsz: Alemanha, p.99-104, 1981

Autores:

Adriana de Araujo,
do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), pesquisadora do Laboratório de Corrosão e Proteção – LCP/CTMM

Zehbour Panossian,
diretora de Inovação do IPT Thales Gomes Rosa e Marcos Vinícius da Silva Braga, técnicos do IPT – LCP/CTMM

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