Carbonatação compromete a durabilidade das estruturas de concreto
Resultado de reações químicas variáveis em função de características ambientais, a patologia provoca a redução na proteção das armaduras.
Entre as patologias que podem acometer as estruturas de concreto armado, a carbonatação é uma das mais estudadas e preocupantes. O problema, que resulta em mudanças na microestrutura e na diminuição do pH do concreto, é capaz de reduzir a proteção passiva das armaduras, aumentando a vulnerabilidade à corrosão e comprometendo a durabilidade da estrutura. Esse fenômeno físico-químico é o tema desta reportagem que faz parte da série Traço de Concreto.
Entendendo o fenômeno
A carbonatação é um fenômeno lento que é ocasionado pelas reações químicas resultantes da interação entre componentes como o CO2 (gás carbônico), presentes na atmosfera, com os produtos da hidratação do cimento, formando um composto chamado ácido carbônico (H2CO3). Ao reagir com a pasta de cimento hidratada, esse ácido resulta em carbonato de cálcio (CaCO3) e água, dando origem à carbonatação. A primeira consequência dessa reação é a redução do PH do concreto de valores ideais entre 12,6 e 13,5 para números próximos de 8,5.
“O problema é que a alteração do pH pode facilitar o desencadeamento da corrosão, já que a alcalinidade é importante para manter o aço do concreto armado protegido”, explica a engenheira Naguisa Tokudome, consultora técnica da Votorantim Cimentos. Os danos causados são vários, como fissuração do concreto, destacamento do cobrimento do aço, redução da seção da armadura e perda de aderência do aço com o concreto.
Como o problema se manifesta?
A carbonatação manifesta-se inicialmente por depósitos brancos na superfície do concreto e fica mais evidente quando surgem fissuras na peça e desplacamento da camada de concreto de recobrimento. A profundidade e a velocidade do fenômeno dependem de características do próprio concreto, como o teor de concreto e o PH. Também dependem das condições de exposição, como alta concentração de gás carbônico e umidade relativa do ar na faixa de 50% a 75%.
A obrigatoriedade da presença de gás carbônico para a carbonatação ocorrer faz com que o fenômeno tenha maior incidência em grandes centros urbanos e em subsolos de garagem. Em contrapartida, em aplicações submersas, a patologia não acontece, já que a água preenche completamente os poros do concreto. Como as reações de carbonatação dependem da presença de água e de oxigênio, o fenômeno tende a avançar mais rapidamente quando os poros são parcialmente ocupados por ar e por água.
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Como evitar a carbonatação?
Uma série de ações podem e devem ser utilizadas para controlar ou minimizar o risco de o problema acontecer. O controle de qualidade deve se dar desde o desenho do traço até a cura do concreto.
Em geral, o bom empacotamento dos agregados e a utilização de aditivo auxiliam na redução de água no traço do concreto. “Ao reduzir a quantidade de poros, dosagens com menor relação água cimento terão menores velocidades de carbonatação, podendo ser usados aditivos que proporcionem ainda maior impermeabilidade”, comenta o engenheiro Thomas Carmona, diretor da Carmona Soluções de Engenharia e da Associação Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural (Abece). Segundo o especialista em patologias das estruturas, os cimentos com menos adições tendem a ser os mais adequados para uma maior vida útil das estruturas sujeitas à carbonatação. Naguisa Tokudome ainda acrescenta: “Mas é possível fazer um bom concreto, resistente à carbonatação, com todos os tipos de cimento, desde que se lance mão de um bom traço”.
Além do estudo do traço, a qualidade de execução é determinante para a incidência de carbonatação e está relacionada às etapas de lançamento, adensamento e cura do concreto. A engenheira da Votorantim Cimentos lembra que o adensamento, embora sirva para expulsar as bolhas de ar do concreto fresco, deve ser aplicado de forma adequada para não causar segregação e tornar a superfície do concreto mais frágil. Outro ponto de atenção é a correta posição da armadura que precisa respeitar o cobrimento especificado no projeto.
Garantir ao concreto uma cura adequada também é fundamental para evitar a perda da água para o meio e minimizar o surgimento das fissuras. Vale lembrar que o concreto mal curado tende a apresentar microfissuras que facilitam a entrada do CO2.
Quando o concreto estiver endurecido, a recomendação é realizar a cura com aspersão de água, manta de cura ou cura química. Para Carmona, “o melhor tipo de cura para as estruturas ainda é a cura úmida, com aspersão de água por no mínimo sete dias”. Segundo ele, especificamente em lajes, sempre que possível, deve-se manter uma camada de água na sua face superior, ou seja, fazer a cura submersa.
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