Cumprir o fck não garante a vida útil de uma estrutura de concreto armado. A resistência aos 28 dias descreve o concreto que saiu da dosagem e do controle. A frente de carbonatação também depende do cimento, da adição, da exposição, da umidade e do CO2 do ar. No modelo de Possan (2010), a resistência aos 28 dias entra ao lado dessas variáveis.
Como a frente chega à armadura
O dióxido de carbono do ar penetra pelos poros do cobrimento. Na presença de umidade, reage com os produtos de hidratação do cimento e reduz o pH dessa camada. Enquanto o concreto em volta do aço permanece alcalino, a armadura fica protegida por passivação química. Quando a frente de carbonatação chega ao aço, essa passivação acaba e a corrosão pode começar.
Possan (2010) descreve o mesmo percurso. A frente parte da superfície e avança para o interior. A distância que o CO2 tem de percorrer é o cobrimento. Ao alcançar a armadura, o aço está despassivado e suscetível à corrosão. Na tese, esse instante encerra o período de iniciação e é a referência da vida útil de projeto. A deterioração visível, quando ocorre, vem depois.
O modelo de Possan
Edna Possan defendeu em 2010, no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da UFRGS (PPGEC), a tese Modelagem da carbonatação e previsão de vida útil de estruturas de concreto em ambiente urbano. A ficha catalográfica registra a orientação de Denise Carpena Coitinho Dal Molin e a coorientação de Jairo José de Oliveira Andrade. O texto completo está no Lume, lume.ufrgs.br/handle/10183/28923.
O resumo propõe um modelo matemático para estimar a profundidade de carbonatação e prever a vida útil de projeto de estruturas de concreto em ambiente urbano. As entradas são variáveis de obtenção relativamente simples. O resumo as agrupa assim:
- o concreto: resistência à compressão aos 28 dias, tipo de cimento e teor de adição, quando houver;
- a exposição: ambiente interno ou externo, protegido da chuva ou não;
- o ambiente: umidade relativa média da região e teor de CO2 do ar.
O banco de dados nasceu do conhecimento de especialistas, colhido em grupo focal. O ajuste considerou as leis físico-químicas do fenômeno e foi confrontado com dados experimentais de outros pesquisadores. O resumo indica que o modelo representa a carbonatação do concreto e tem potencial de generalização. Pode ser usado em estrutura nova ou existente, para a profundidade carbonatada ou para a vida útil de projeto, em leitura determinística ou probabilística.
Na previsão da vida útil de projeto, a tese emprega simulação de Monte Carlo e análise de confiabilidade, para incorporar a variabilidade do processo de degradação. A equação e os coeficientes estão na tese.
A resistência aos 28 dias é uma das entradas. Cimento, adição, exposição, umidade e CO2 do ambiente entram junto. Um concreto que cumpre o fck especificado ainda precisa desse conjunto para que a estimativa da frente tenha sentido.
Na prática
- Especificar pela classe de agressividade. A NBR 6118 organiza a durabilidade de projeto pela classe de agressividade ambiental. Dessa classe saem o cobrimento e a qualidade do concreto que o projeto declara. Os valores ficam na edição vigente.
- Executar o cobrimento especificado. A frente avança pelo concreto que ficou na peça. Espessura menor do que a especificada encurta o caminho do CO2 até o aço.
- Curar a superfície. A tese conta a cura entre os fatores de execução que alteram a porosidade e a permeabilidade do cobrimento, e com elas a facilidade de ingresso do CO2. A superfície é a porta de entrada. Curá-la integra a proteção da armadura, com a classe de agressividade e com o cobrimento executado.
Referências
- Possan, E. Modelagem da carbonatação e previsão de vida útil de estruturas de concreto em ambiente urbano. 2010. Tese (Doutorado em Engenharia) — Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre. Orientação: Denise Carpena Coitinho Dal Molin. Coorientação: Jairo José de Oliveira Andrade. lume.ufrgs.br/handle/10183/28923.
- ABNT. NBR 6118 — Projeto de estruturas de concreto. Consultar a edição vigente. A norma associa a classe de agressividade ambiental ao cobrimento e à qualidade do concreto. Os valores de tabela permanecem na norma.