Proposta de método de ensaio acelerado para a determinação do coeficiente de difusão de íons cloreto em concretos na condição saturada

Abstract

Uma maneira de realizar a previsão da vida útil de serviço de uma determinada estrutura de concreto armado ou protendido, exposta em ambientes que contenham o agente agressivo íon cloreto, é através da determinação do coeficiente de difusão de íons cloreto, o qual indica a capacidade que um determinado tipo de concreto tem de resistir à penetração desse agente agressivo. A determinação do coeficiente de difusão, em laboratório, pode ser realizada com um período mínimo de contaminação, de acordo com ensaios normatizados de 35 dias, consumindo assim, grande quantidade de tempo. Levando isso em consideração, torna-se possível observar a necessidade da existência de métodos de ensaios precisos e ágeis capazes de avaliar como os materiais de uma determinada estrutura irão se comportar em ambientes que possuem a presença de cloretos. Tendo isso em vista, a presente pesquisa visa analisar o comportamento do coeficiente de difusão de íons cloreto em concretos na condição saturada, a partir de ensaios com menor tempo de contaminação e com a utilização de uma maior concentração de agente contaminante do previsto no ensaio normatizado, além disso, pretende-se analisar também, o comportamento da concentração superficial de cloretos ao longo do tempo. Para tanto, é importante salientar que foram estudados três traços de concreto, um utilizando cimento de alta resistência inicial em sua dosagem, outro cimento de alta resistência inicial com adição de 10% de sílica ativa e um com cimento do tipo pozolânico, todos os traços consideraram uma relação água/aglomerante de 0,40. Os ensaios foram realizados em idades de contaminação que variam entre 7, 14, 21 e 35 dias, a partir de dois métodos propostos, o primeiro, é chamado neste trabalho de método Acelerado Modificado – NaCl 250g/dm3 e o outro desenvolvido por Guimarães Helene (2007), os resultados obtidos por esses ensaios foram comparados com os obtidos pela aplicação do método normatizado NT BUILD 443 (1995) e com os advindos do método tradicional, o qual utiliza de uma solução contaminante de íons cloretos semelhante a encontrada na água do mar (NaCl 0,5M). Assim sendo, a partir da aplicação da metodologia proposta, conclui-se que os valores da concentração superficial de cloretos, para os concretos dosados com cimento de alta resistência inicial com adição de 10% de sílica ativa e com cimento pozolânico, obtiveram uma variação com tendência crescente ao passar do tempo, já esse valor para o concreto dosado com cimento de alta resistência inicial, não apresentou variação significativa com o passar do tempo, apresentando, assim, uma determinada constância nos valores. No que diz respeito aos valores encontrados para coeficiente de difusão, contatou-se que para todos os traços estudados e métodos de ensaios propostos os valores para tal parâmetro foram satisfatórios na idade de contaminação de 7 dias quando comparados com os obtidos a partir do ensaio normatizado pela NT BUILD 443 (1995) e com o ensaio NaCl 0,5M.

A way of to realize the service life prediction of a particular reinforced or prestressed concrete structure exposed to environments containing the aggressive chloride ion agent is by determining the diffusion coefficient of chloride ions, which indicates the resistance level of a particular type of concrete to the penetration of such aggressive agent. The determination of the diffusion coefficient in the laboratory can be carried out during a minimum period of 35 days, which consumes a great period of time. Taking this into account, we come across a real need for accurate and agile test methods capable of evaluating how materials of a certain structure will behave under the presence of chlorides. This study aims to analyze the behavior of the diffusion coefficient of chloride ions in concrete under the saturated condition, through tests with a smallor contamination time and with a higher concentration of pollutant than those previously used during the standardized test. Besides, it is also intended to analyze the behavior of the chloride surface concentration over time. In order to do so, it is important to note that three mixes of concrete were taken under analysis: one using high initial strength cement in its dosage, another with high initial strength cement with addition of 10% of active silica and a pozzolanic type cement, with water/cement factor ratio of 0.40. The tests were carried out at ages of contamination ranging from 7, 14, 21 and 35 days, from two methods proposed, the first is called in this study as Modified Accelerated Method - NaCl 250g / dm3 and the other was developed by Guimarães Helene (2007), the results obtained by these tests were compared with the those of the standard method NT BUILD 443 (1995) and with the traditional method, which uses a contaminant solution of chloride ions found in sea water (NaCl 0.5M). Therefore, from the application of the proposed methodology, it is concluded that the values of the chloride surface concentration for the concretes containing high initial strength cement with 10% of silica and with pozzolanic cement, was obtained a variation with a growing tendency, which was different for the concrete with high initial strength cement, that did not show significant variation through the age of the contamination, thus presenting a certain constancy in the values. Regarding the results obtained for the diffusion coefficient, it was found that for all the mixes studied and the proposed test methods, the values for such parameter were satisfactory at the age of contamination of 7 days when compared with those obtained according to the test standardized by NT BUILD 443 (1995) and the NaCl 0.5M experiment.