A corrosão que atinge a armadura presente nas estruturas de concreto é do tipo eletroquímica. A presença de um eletrólito que conduz corrente elétrica dentro do metal corrobora para o surgimento da ferrugem, um produto da corrosão. Os meios muito corrosivos oferecem à estrutura de concreto condições para uma degradação severa de sua ferragem, o que leva a uma preocupação em proteger essa armadura das interferências do meio externo. Para se estudar de que forma a corrosão interfere na resistência do material, usa-se uma experimento que relaciona a tensão de suporte à tração e a seção transversal de um corpo-de-prova que possui uma superfície com danos mecânicos e danos provocados pela corrosão. Neste experimento também é possível estudar a relação do stress aplicado x deformação mecânica e danos x deformação plástica, o que foi possível pelo desenvolvimento de modelos matemáticos que utilização as variáveis de stress (força/área) e dano em função do módulo de elasticidade das peças.

2. Danos Mecânicos Aplicados
em Vergalhões de Aço em
Estruturas de Concreto Sob
Corrosão
“Damage Mechanics Applied for Steel
Reinforcements in Concrete Structure
Under Corrosion”

3. O que são vergalhões de aço?

4. São barras de aço que
conferem ao sistema
concreto – armadura
melhor resistência à
tração. São colocados
nas estruturas de
concreto onde a o
sistema possivelmente
receberá solicitações de
cargas de tração.

5. Por que ocorre a corrosão nos
vergalhões de aço?
• Camada muito fina
do revestimento de
concreto;
• Concreto de má
qualidade;
• Fissuras no concreto;
• Ambientes
corrosivos.

6. Corrosão da Armadura Dentro do
Concreto

7. Recuperação de Armadura

8. Ambiente Corrosivos

9. Cálculo do Modelo Matemático da
Tensão
• Cada amostra possui uma seção transversal semelhante;
• O estresse efetivo é a medida da força aplicada pela área da
seção transversal do material;
• As amostras apresentam danos de corrosão após submetidas
ao “Salt Spray Test”, bem como danos mecânicos
provenientes do estresse ao qual foram submetidos
posteriormente.

10. Área Total de Defeitos
Área total da
seção que resiste
aos esforços
(área efetiva)
Área de seção
SD = SDC + SDm
Área de danos
mecânicos
Área total de transversal
defeitos
Área de danos
devido à corrosão

11. Área Efetiva
Partindo da equação
da Área de defeitos:
Temos:
Onde: D = variável de dano

12. Estresse Efetivo Para um
Caso Unidimensional
Força aplicada na seção
Partindo da equação da área efetiva:
E relacionando com a equação do
tensão:
Área total que resiste aos
esforços (área efetiva)
Temos:

13. Aplicação do Modelo Matemático
Variável de Dano (0 a 1)
Se D = 1, a superfície está
totalmente danificada, e a Tensão
aplicada não encontra resistência
mecânica na superfície.
Se D = 0, a superfície não
apresenta dano e a Tensão
aplicada é igual a Tensão
total.

14. Considerações Sobre o Modelo
Matemático
Quanto maior o DANO SOFRIDO, maior o ESTRESSE APLICADO.

15. Tensão Efetiva Para um
Caso Unidimensional:
Área total de defeitos
Área de seção transversal

16. Materiais e Métodos

17. Amostras

23. O ensaio e corrosão acelerada
(Pilha eletroquímica) é
fundamentado em três
condições básicas para que o
processo de corrosão se
desenvolva:
• Existência de um eletrólito;
• Diferença de potencial de
eletrodo;
• Presença de oxigênio.

25. Elasticidade do
elemento após
exposição à corrosão
Elasticidade após
a corrosão e
danos mecânicos
Elasticidade do
elemento íntegro

26. Relação Dano e Elasticidade

27. Tensão x Deformação
Maior
exposição à
corrosão
(3216h)
Sem corrosão

29. Dano x Deformação Plástica
Sem corrosão
Maior exposição à
corrosão (2904h)

30. Conclusões
• A ruptura dos corpos de prova sem corrosão e dos expostos à corrosão (até
2.376 h,) ocorreu com um dano crítico (Dc) de aproximadamente Dc = 0,45.
Isso valida o modelo matemático utilizado, já que o dano crítico é uma
característica do material quando submetido às mesmas condições de teste.
• Por um tempo de exposição acima de 2.376 horas, alguns espécimes
submetidos ao teste de corrosão apresentaram um comportamento
diferente na evolução do dano (apresentaram diferentes danos iniciais e
diferentes danos críticos). Isso indica que o modelo matemático utilizado é
válido até um período de exposição à corrosão (2.376 horas), a partir deste
período, a distribuição dos danos ocasionados pela corrosão não é
homogênea, ou seja, as condições do volume do elemento representante
não satisfaz o modelo matemático usado.