Estudo Experimental do Acoplamento Corrosão-Fissuração em Vigas de Concreto Armado
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Data
2021
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Resumo
O objetivo do presente trabalho é analisar experimentalmente o efeito conjunto da corrosão
por íons cloreto com dano mecânico em vigas de concreto armado. Mais especificamente,
o estudo pretende avaliar o efeito do acoplamento corrosão-fissuração para diferentes
níveis de danificação da estrutura, e posteriormente analisar o modelo proposto por Brant
(2019). A campanha experimental da pesquisa apresenta os métodos utilizados para
ensaiar 8 vigas de concreto armado de dimensões de 7x7x200 cm, instrumentadas com
medidores de deslocamento com precisão de milésimos de milímetros. Uma viga foi
ensaiada apenas com dano mecânico (ensaio monossinal com impacto), determinando o
𝑀𝑐𝑟 e 𝑀𝑝. Seis vigas foram separadas em pares, sendo cada conjunto submetido a um
nível de fissuração distinto através de carga imposta. O primeiro par apresentou apenas
dano mecânico e os demais apresentaram dano mecânico e plastificação. Uma viga de
cada par foi submetida à ação de íons cloreto, por meio da aspersão superficial com solução
de NaCl a 3,5%. A oitava viga não sofreu danificação mecânica, apenas degradação por
íons cloretos. As vigas ficaram submetidas ao processo de degradação por íons cloretos
por 11 meses1. Durante o experimento, foram realizados 8 processos de descargas
(descarregamentos) para determinar a danificação, bem como leituras de potencial de
corrosão para determinar a probabilidade de ocorrência de corrosão. No fim do processo
de degradação por corrosão, a oitava viga (que estava sobre processo de degradação, sem
carregamento) foi submetida ao ensaio monossinal com impacto. No fim dos ensaios, as
vigas foram abertas e as barras limpas, constando-se que o processo corrosivo foi instalado
nas armaduras. As vigas degradadas tiveram um aumento de fissuração em comparação
com as vigas de referência, variando o aumento de aproximadamente 50% a quase 290%
na parte inferior da viga, sendo a diferença maior para menores níveis de dano. Foi
verificado uma maior área de corrosão nas armaduras quanto maior o dano mecânico,
entretanto não foi aferido uma relação direta entre a maior fissuração das vigas e uma maior
profundidade de pite. Constatou-se que mesmo para baixas taxas de corrosão, em torno
de 2% de perda de massa, a corrosão diminui a recuperação (deslocamento) das vigas,
reduzindo de 38% até 200% a diferença na recuperação, ampliando a diferença quanto
maior o dano. Analisando o modelo proposto por Brant (2019) para os dados experimentais
deste estudo, verificou-se a necessidade de consideração dos efeitos do tempo na Teoria
do Dano Concentrado, o que torna o modelo mais complexo. Por fim, este trabalho permitiu
iniciar a compreensão do efeito acoplado corrosão-fissuração em elementos de concreto
armado, contribuindo para o processo de validação do modelo de Brant (2019).
Descrição
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como parte integrante dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Engenharia Civil.
Palavras-chave
Concreto Armado. Corrosão por íons cloreto. Mecânica do dano concentrado. Acoplamento corrosão-fissuração.