O documento avalia o desempenho de um verniz acrílico e um verniz poliuretano como revestimentos de proteção para estruturas de concreto aparente. Os vernizes foram caracterizados e aplicados em corpos-de-prova de concreto. Ensaios de exposição à névoa salina, cloreto de sódio e dióxido de carbono avaliaram a capacidade dos vernizes em reduzir a permeabilidade do concreto e protegê-lo contra a carbonatação e a corrosão. Os resultados indicaram que
Ähnlich wie AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE VERNIZ ACRÍLICO E VERNIZ POLIURETANO ANTIPICHAÇÃO COMO REVESTIMENTO DE PROTEÇÃO ÀS ESTRUTURAS DE CONCRETO APARENTE
Ähnlich wie AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE VERNIZ ACRÍLICO E VERNIZ POLIURETANO ANTIPICHAÇÃO COMO REVESTIMENTO DE PROTEÇÃO ÀS ESTRUTURAS DE CONCRETO APARENTE (20)
Ensaio acelerado de avaliação de anodos galvânicos para reparo de estruturas ...
AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE VERNIZ ACRÍLICO E VERNIZ POLIURETANO ANTIPICHAÇÃO COMO REVESTIMENTO DE PROTEÇÃO ÀS ESTRUTURAS DE CONCRETO APARENTE
1. Avaliação de desempenho de verniz acrílico eAvaliação de desempenho de verniz acrílico e
verniz poliuretano antipichação comoverniz poliuretano antipichação como
revestimento de proteção às estruturas derevestimento de proteção às estruturas de
concreto aparenteconcreto aparente
Avaliação de desempenho de verniz acrílico eAvaliação de desempenho de verniz acrílico e
verniz poliuretano antipichação comoverniz poliuretano antipichação como
revestimento de proteção às estruturas derevestimento de proteção às estruturas de
concreto aparenteconcreto aparente
Adriana de Araújo
Zehbour Panossian
2. Conteúdo
• Introdução
• Objetivos
• Metodologia (não descrita com detalhe),
resultados e discussão
– seleção e caracterização de vernizes;
– concepção e preparação dos corpos-de-prova
(características do concreto);
– ensaios de desempenho: ensaio acelerado de exposição à
névoa salina e ao cloreto de sódio
• Conclusões
3. Introdução
Edificações com concreto aparente sofrem
degradação, muitas vezes de maneira intensa,
decorrente da ação de agentes agressivos presentes
na atmosferas: CO2 e Cl-
;
para minimizar esta degradação aplicam-se vernizes
como proteção adicional, que podem assegurar a
durabilidade do concreto devido à diminuição da
permeabilidade superficial;
tradicionalmente, é utilizado verniz acrílico, porém o
poliuretânico antipichação aparece no mercado como
um potencial substituto do acrílico.
4. Objetivos
caracterizar um verniz acrílico e um verniz
poliuretânico antipichação, verificando as suas
características essenciais para sua aplicação no
concreto armado aparente como barreira de
proteção;
avaliar o desempenho dos vernizes selecionados,
aplicados em corpos-de-prova de concreto, em duas
diferentes espessuras (duas e três demãos) e duas
diferentes condições (filme recém-aplicado e filme
envelhecido), frente a dois dos principais agentes
atmosféricos que atuam na deterioração do concreto
armado: o CO2 e os íons Cl-
.
5. Seleção e caracterização de vernizes
Foram selecionados dois vernizes disponíveis no
mercado para uso em construção civil: o critério de
escolha foi a flexibilidade aplicado em substrato
metálico (NBR 10545).
Os vernizes foram caracterizados na forma líquida;
na forma de filme livre, aplicado sobre substrato
metálico e aplicado sobre substrato cimentício.
Foram preferidos ensaios normalizados, porém para
alguns ensaios foram estabelecidas metodologias
com base na literatura.
Foi feito um estudo preliminar para verificação de
quais os parâmetros caracterizavam adequadamente
os vernizes: só serão apresentados os selecionados.
6. Preparação dos corpos-de-prova
Especialmente concebidos, tendo como base:
− limitação do tamanho das câmaras de ensaio: pequenos;
− necessidade de respostas rápidas nos ensaios de desempenho:
concreto de baixo desempenho – cimento com escória de alto
forno tipo II, traço 1:2,64:1,56:0,65, relação a/c de 0,65;
− necessidade de preservar a integridade dos vernizes durante
os ensaios eletroquímicos: eletrodos embutidos;
− necessidade de ensaios de acompanhamento destrutivos
(avanço da carbonatação e ingresso de cloreto): foram
preparados corpos-de-prova armados (ACP) e não-armados (NCP).
Obs.: trabalho apresentado no LATINCORR 2006 Brasil apresenta descrição detalhada
dos corpos-de-prova.
7. Pintura epóxi
Região protegida com
os vernizes ensaiados
Tubo de plástico rígido para o
eletrodo de referência
Eletrodo de trabalho (armadura)
Contra-eletrodo de cobre
Corpo-de-prova armado
ACP
Corpo-de-prova não-armado
NCP
10 cm
5 cm
2 cm
8. Resultados e discussão: caracterização dos
vernizes líquidos
Ensaios Verniz acrílico Verniz poliuretânico
Identificação da resina
Acrílica (poliacrilato com
preponderância de uma mistura de
polimetacrilato de metila, poliacrilato de
butila, pequenas proporções de
poliacrilato de metila e polimetacrilato
de butila)
Poliuretano
(isocianato)
Sólidos por volume 16% 26%
Viscosidade (Copo Ford) 11,7 s 12,5 s
Tempodesecagem
Toque 30 min 30 min
Livre de pegajosidade 50 min 1 h
Endurecida 3 h 30 min 2 h 50 min
Manuseio 3 h 40 min 3 h 10 min
Completamente endurecido 4 h 10 min 4 h 35 min
Espessura do filme úmido por
demão
75 µm 75 µm
9. Resultados e discussão: caracterização dos
vernizes em filme livre
Ensaio Verniz acrílico Verniz poliuretânico
Permeabilidadeàágua
Corpo-de-prova CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3
Espessura média do filme (µm) 146 120 130 116 116 91
Taxa de transmissão (g/(m2
.dia)) 8,1 7,0 9,4 6,7 7,1 8,0
Taxa de transmissão média (g/(m2
.dia)) 8,1 7,3
Desvio padrão médio (g/(m2
.dia)) 1,2 0,6
Camada equivalente a do ar (m) 0,7 1,0 0,7 1,1 1,0 1,2
Camada média equivalente a do ar (m) 0,8 1,1
Desvio padrão (m) 0.2 0,1
PermeabilidadeaoCO2
Corpo-de-prova CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3
Espessura média do filme (µm) 123 120 94 79 86 96
Permeabilidade (g/(m2
.dia)) 2,9 2,9 3,9 2,3 2,3 2,4
Permeabilidade média (g/(m2
.dia)) 3,2 2,3
Desvio padrão médio (g/(m2
.dia)) 0,6 0,1
Camada equivalente a do ar (m) 86 86 64 109 108 103
Camada média equivalente a do ar (m) 79 107
Desvio padrão (m) 13 3
10. Resultados e discussão: caracterização dos
vernizes em filme livre
Ensaio Verniz acrílico Verniz poliuretânico
Permeabilidadeàágua
Corpo-de-prova CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3
Espessura média do filme (µm) 146 120 130 116 116 91
Taxa de transmissão (g/(m2
.dia)) 8,1 7,0 9,4 6,7 7,1 8,0
Taxa de transmissão média (g/(m2
.dia)) 8,1 7,3
Desvio padrão médio (g/(m2
.dia)) 1,2 0,6
Camada equivalente a do ar (m) 0,7 1,0 0,7 1,1 1,0 1,2
Camada média equivalente a do ar (m) 0,8 1,1
Desvio padrão (m) 0.2 0,1
PermeabilidadeaoCO2
Corpo-de-prova CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3
Espessura média do filme (µm) 123 120 94 79 86 96
Permeabilidade (g/(m2
.dia)) 2,9 2,9 3,9 2,3 2,3 2,4
Permeabilidade média (g/(m2
.dia)) 3,2 2,3
Desvio padrão médio (g/(m2
.dia)) 0,6 0,1
Camada equivalente a do ar (m) 86 86 64 109 108 103
Camada média equivalente a do ar (m) 79 107
Desvio padrão (m) 13 3
IS0 7783
baixa permeabilidade ao vapor d’água: taxa de transmissão < 15 g/(m2
.dia) e
camada de ar equivalente > 1,4 m;
média permeabilidade ao vapor d’água: taxa de transmissão entre 15 g/
(m2
.dia) e 150 g/(m2
.dia) e camada de ar equivalente entre 0,14 m e 1,4 m ;
alta permeabilidade ao vapor d’água: taxa de transmissão > 150 g/(m2
.dia) e
camada de ar equivalente < 0,14 m.
Obs: camada equivalente ao ar leva em consideração a espessura média do filme
11. Ensaio Verniz acrílico Verniz poliuretânico
Permeabilidadeàágua
Corpo-de-prova CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3
Espessura média do filme (µm) 146 120 130 116 116 91
Taxa de transmissão (g/(m2
.dia)) 8,1 7,0 9,4 6,7 7,1 8,0
Taxa de transmissão média (g/(m2
.dia)) 8,1 7,3
Desvio padrão médio (g/(m2
.dia)) 1,2 0,6
Camada equivalente a do ar (m) 0,7 1,0 0,7 1,1 1,0 1,2
Camada média equivalente a do ar (m) 0,8 1,1
Desvio padrão (m) 0.2 0,1
PermeabilidadeaoCO2
Corpo-de-prova CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3
Espessura média do filme (µm) 123 120 94 79 86 96
Permeabilidade (g/(m2
.dia)) 2,9 2,9 3,9 2,3 2,3 2,4
Permeabilidade média (g/(m2
.dia)) 3,2 2,3
Desvio padrão médio (g/(m2
.dia)) 0,6 0,1
Camada equivalente a do ar (m) 86 86 64 109 108 103
Camada média equivalente a do ar (m) 79 107
Desvio padrão (m) 13 3
Resultados e discussão: caracterização dos
vernizes em filme livreLiteratura considera camada média equivalente ao ar de
50 g/(m2
.dia) como o valor mínimo aceitável.
Ambos poderiam ser classificados como anticarbonatação se
fossem aplicados:
verniz acrílico: 118 µm
verniz poliuretânico: 87 µm
Sendo o verniz poliuretânico muito superior
12. Resultados e discussão: caracterização dos
vernizes aplicados sobre substrato metálico
Número de
demão
Verniz acrílico Verniz poliuretânico
Espessura
(µm)
Desvio padrão
(µm)
Flexibilidade
(%)
Espessura
(µm)
Desvio padrão
(µm)
Flexibilidade (%)
1 demão 8,9 2,4 11,4 10,0 1,8 30,1
2 demão 17,3 3,6 31,2 18,8 1,3 32,0
Número de
demão
Verniz acrílico Verniz poliuretânico
Espessura
(µm)
Desvio padrão
(µm)
Flecha de
ruptura (%)
Espessura
(µm)
Desvio padrão
(µm)
Flecha de
ruptura
2demão 18,4 2,3 2,7 19,2 1,5 7,1
3demão 33,8 2,5 3,6 33,6 1,2 8,4
Verniz poliuretânico é mais flexível
Verniz poliuretânico tem elevada flecha de ruptura
13. Resultados e discussão: caracterização dos
vernizes aplicados sobre substrato cimentício
Número de
demão
Verniz acrílico Verniz poliuretânico
Espessura (µm)
Desvio padrão
(µm)
Espessura (µm)
Desvio padrão
(µm)
2demão 31 8 51 11
3demão 41 7 60 17
Número de
demão
Verniz acrílico Verniz poliuretânico
Aderência
(MPa)
Desvio padrão
(MPa)
Aderência
(MPa)
Desvio padrão
(MPa)
2demão 2,5 0,6 3,2 0,9
Literatura: o valor mínimo para uma boa aderência é de 1 MPa.
Ensaios de remoção de pichação mostrou que o
verniz poliuretânico protege o concreto.
14. Ensaio acelerado de exposição ao CO2
Uma câmara de carbonatação com insuflamento de
(20±1)% CO2
, sendo a umidade relativa do ambiente
mantida em (65±1)%.
Filme recém-aplicado e envelhecido (exposição durante 30
dias à água de condensação e aos raios ultravioleta em
câmara de intemperismo).
ensaios de acompanhamento:
medidas eletroquímicas (não-destrutivo): dez corpos-
de-prova;
ensaio de profundidade de carbonatação: fratura do CP
e aspersão de um indicador fenoftaleina: três corpos-
de-prova por retirada.
19. Ensaio acelerado de exposição ao CO2:
medidas de potencial
Os desvios padrões foram elevados,
sendo em alguns casos muito elevados.
Um exame criterioso da superfície
fraturada dos corpos-de-prova
mostrou que nos casos de desvios muito
elevados, a despeito da proteção
adicional aplicada na região de inserção
dos eletrodos, alguns corpos-de-prova
apresentaram penetração preferencial
da frente de carbonatação por esta
região; sendo esta a causa dos valores
muito elevados dos desvios observado;
20. -600
-500
-400
-300
-200
-100
0
(0) Referência 8º dia 15º dia 43º dia 61º dia 91º diaDias
PotencialdeCorrosão(mV,ECS)
ACP - AC2 ACP - AC3 ACP - AC3 ENV ACP - PU2
ACP - PU3 ACP - PU3 ENV ACP - SP
Ensaio acelerado de exposição ao CO2:
medidas de potencial
Após a diminuição do potencial para as faixas de alta
probabilidade de ocorrência de corrosão, observa-se um
aumento dos valores do potencial. Isto deve ter ocorrido
devido à formação de produtos de corrosão na superfície
das barras, fato constatado pela presença de produtos
vermelhos de forma generalizada após a fratura dos corpos-
de-prova.
21. Ensaio acelerado de exposição ao NaCl
Dois dias de exposição em câmara de névoa salina seguido de
cinco dias em ambiente de laboratório, sendo este ciclo
repetido por onze vezes (ensaio diferenciado!).
Filme recém-aplicado e envelhecido (exposição durante 30 dias
à água de condensação e aos raios ultravioleta em câmara de
intemperismo).
ensaios de acompanhamento:
medidas eletroquímicas (não-destrutivo): dez corpos-de-prova. Em
alguns corpos-de-prova, aspersão de nitrato de prata no final do
ensaio;
ensaio de análise de cloretos: três corpos-de-prova por retirada.
22. Exposição ao NaCl:TERO DE CLORETOS
Variável
Profundidade da coleta
de concreto
Teor de cloretos (%)
Referência 2o
ciclo 3o
ciclo 5o
ciclo
NCP – AC2
(5 a 10) mm 0,08 0,53 0,70 1,93
(10 a 15) mm 0,07 0,22 0,65 1,32
(15 a 20) mm 0,07 0,10 0,33 0,58
NCP – AC3
(5 a 10) mm 0,08 0,51 0,77 1,86
(10 a 15) mm 0,07 0,28 0,27 1,0
(15 a 20) mm 0,07 0,10 0,13 0,53
NCP – AC3
ENV
(5 a 10) mm 0,08 0,62 1,14 1,49
(10 a 15) mm 0,07 0,21 1,00 0,82
(15 a 20) mm 0,07 0,07 0,58 0,55
NCP – PU2
(5 a 10) mm 0,08 0,06 0,07 0,10
(10 a 15) mm 0,07 0,05 0,05 0,05
(15 a 20) mm 0,07 0,06 0,05 0,05
NPU – PU3
(5 a 10) mm 0,08 0,06 0,06 0,09
(10 a 15) mm 0,07 0,04 0,05 0,05
(15 a 20) mm 0,07 0,04 0,08 0,03
NCP – PU3
ENV
(5 a 10) mm 0,08 0,10 0,08 0,06
(10 a 15) mm 0,07 0,10 0,07 0,11
(15 a 20) mm 0,07 0,15 0,06 0,06
NCP – SP
(5 a 10) mm 0,08 1,02 1,00 2,24
(10 a 15) mm 0,07 0,62 116 1,85
(15 a 20) mm 0,07 0,22 0,73 0,62
23. Ensaio acelerado de exposição ao NaCl
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
Referência 1º ciclo 2º ciclo 5º cicloCiclos
Teordecloreto(%)
ACP - AC 2 ACP - AC 3 ACP - AC 3 ENV ACP- PU 2
ACP - PU 3 ACP - PU 3 ENV ACP - SP
26. Conteúdo
Todos os ensaios, tanto os de caracterização como os de desempenho,
indicaram claramente a superioridade do verniz poliuretano antipichação em
relação ao verniz acrílico tradicionalmente utilizado para a proteção de
superfícies de concreto aparente, destacando-se:
maior aderência ao concreto;
maior flexibilidade;
maior teor de sólidos, o que permite a obtenção de espessuras maiores de filme seco
para o mesmo consumo do produto líquido (por volume);
menor permeabilidade ao vapor d’água e ao dióxido de carbono;
desempenho melhor como barreira de proteção, retardando o avanço da
carbonatação e a ocorrência da corrosão. O envelhecimento do verniz provoca uma
perda na sua capacidade de proteção, que passa a ser similar ao desempenho do
verniz acrílico recém-aplicado;
desempenho melhor como barreira de proteção contra o ingresso de cloreto e,
conseqüentemente, contra a ocorrência da corrosão na barra de aço. Embora seria
esperado que, igualmente para o ensaio de carbonatação, o envelhecimento do filme
provocasse uma perda na sua eficiência como proteção, isto não ocorreu. Este fato,
possivelmente, é devido à estrutura do filme do verniz, que deve ter maior
resistência a penetração da água líquida (contaminada com cloreto) do que do gás
carbônico.