A ação combinada da carbonatação e dos cloretos: avaliação do coeficiente de difusão de cloretos em betões carbonatados

Abstract

Garantir a durabilidade das estruturas de betão é, por si só, uma das formas mais importantes para assegurar a sua sustentabilidade. Neste sentido, optou-se por investigar a ação combinada dos principais agentes causadores da corrosão, a carbonatação e os iões cloreto. Individualmente, estes mecanismos de deterioração têm sido abordados de forma constante em diversas investigações. Ao contrário, estudos do efeito combinado no betão ainda são pouco expressivos em quantidade e não reúnem consenso. Isoladamente, a carbonatação modifica a microestrutura e altera o pH do betão. Quando combinada com os iões cloro, pode ter influência direta na difusão dos mesmos. A alteração na microestrutura do material poderá provocar uma diminuição na quantidade de cloretos penetrados. Por outro lado, a redução da alcalinidade, pode conduzir a uma libertação dos cloretos quimicamente fixados, aumentando a quantidade de cloretos transportados para o interior do betão. Desta forma, e avaliando também o papel das cinzas volantes (CV) neste contexto, estudou-se a influência da profundidade de carbonatação na penetração de cloretos, em diferentes composições de betão, com razão água/ligante de 0,55 e 0,5, para duas metodologias de ensaio distintas: determinação do coeficiente de difusão de cloretos por intermédio do ensaio de migração em regime não estacionário e determinação da resistência à penetração de cloretos por intermédio do ensaio de imersão. Realizou-se uma série de ensaios combinados, onde as amostras foram previamente carbonatadas e, em seguida, ensaiadas segundo as metodologias mencionadas. Avaliou-se também o efeito da ação combinada noutros indicadores de durabilidade das amostras testadas. Para isso foram utilizados os ensaios de absorção de água por capilaridade e por imersão. Os resultados obtidos permitiram concluir que a carbonatação influencia, de facto, o coeficiente de difusão de cloretos, sendo esta situação verificada com maior notoriedade na composição com incorporação de CV.

Guaranteeing the durability of the concrete structures is, by itself, one of the most important ways to ensure their sustainability. Therefore, the object of this research is the combined action of the main corrosive agents: carbonation and chloride ions. Individually, these deterioration mechanisms have already been object of research. However, studies of their combined effect on concrete are sparse and non-consensual. Carbonation alone modifies the microstructure of concrete, as well as its pH. When combined with chloride ions, it may have a direct influence on their diffusion. The change at the microstructural level can cause a decrease in the quantity of penetrated chlorides. On the other hand, alkalinity reduction might lead to a release of the chemically fixed chlorides, increasing the quantity of chlorides carried inside the concrete. In this way, while also assessing the role played by fly ashes (FA) in this context, the influence of the carbonation depth on the chlorides penetration has been studied using different concrete compositions, with water/binder ratios of 0,55 and 0,5 and two testing methods: evaluation of chloride diffusion coefficient by migration in non-stationary regime and evaluation of resistance to chloride penetration by immersion. Several combined tests have been conducted where the samples had been previously carbonated and then tested using the aforementioned methods. The effect of the combined action on the durability of the tested samples has been evaluated as well through water absorption tests, performed both by capillarity and immersion. The conclusion obtained from the obtained results is that carbonation has a real influence on the chloride diffusion coefficient and this can be more clearly verified in the composition that includes FA.