Um sistema anódico híbrido que combina os elementos de realcalinização, proteção catódica e proteção galvânica pode ser utilizado como sistema de proteção para o elemento de concreto ou para toda a estrutura.
Este documento é um resumo da nova tecnologia que está sendo usada para prolongar a vida útil das pontes no Projeto State Highway 16 Causeway, perto de Auckland. A tecnologia se baseia no trabalho discutido na C&P15 em Adelaide no ano passado e segue o primeiro papel de uso para Hybrid CP apresentado na C&P 13 em Brisbane em 2013.
O sistema anódico híbrido combina elementos de alcalinização, proteção catódica e proteção galvânica, podendo ser aplicado como sistema de proteção global ou específico para o elemento de concreto ou para toda a estrutura.
Fundo
No Reino Unido e na Austrália, pesquisas foram realizadas sobre os efeitos positivos ocasionais da descontinuação da proteção catódica em estruturas de concreto armado. Resultados preliminares de laboratório sugeriram que a aplicação de proteção catódica de corrente impressa (ICCP) a uma estrutura de concreto armado durante um período de tempo pode transformar o ambiente ao redor do reforço, mesmo após a interrupção da corrente de proteção.
Em sua apresentação, o Dr. Christian Christodoulou, Diretor Técnico da AECOM Ltd no Reino Unido, cuja experiência abrange o campo de gerenciamento de ativos de corrosão, reparo e renovação de estruturas de concreto, observou que “ICCP tem sido a solução eletroquímica mais popular para o reparo e manutenção de estruturas de concreto armado em todo o mundo. Ele pode interromper a atividade de corrosão e prolongar a vida útil de uma maneira muito sustentável, reduzindo a necessidade de desclorar o concreto contaminado por sal, mas de outra forma são.” (Para leitura relacionada sobre gerenciamento de ativos, consulte Gerenciamento de Conhecimento de Corrosão vs. Gerenciamento de Corrosão: Uma Ferramenta Essencial para Gerenciamento de Integridade de Ativos.)
A aplicação de proteção catódica a uma estrutura de concreto armado é aceita como uma forma econômica de transformar o ambiente em torno do reforço de agressivo para passivo. Essa transição é realizada pela remoção de íons cloreto e posterior alcalinização por meio da redução da água intersticial e do oxigênio dissolvido. Sob essas condições modificadas, o microambiente é benigno e, portanto, a corrosão cessa.
A principal descoberta de sua pesquisa foi que, se o sistema de corrente impressa fosse interrompido por longos períodos, o aço permanecia passivo por pelo menos 52 meses, mesmo na presença de íons cloreto, em estruturas rodoviárias no Reino Unido e na Austrália. Mesmo nos ambientes mais agressivos associados a estruturas marinhas, foi demonstrado que na maioria dos casos examinados, os potenciais do aço se deslocaram para valores mais positivos sugerindo que as condições passivas foram mantidas.
O sistema híbrido na Nova Zelândia
A reparação de estruturas marítimas é especialmente problemática quando são feitas de betão armado. Isso se deve a uma combinação de desgaste intenso e abrasão pela ação das ondas e saturação intertidal com água salgada, o que significa que a corrosão induzida por cloreto pode progredir muito rapidamente.
Os engenheiros de corrosão estão trabalhando com o Dr. Christodoulou para garantir que o sistema de ânodo híbrido proposto funcione efetivamente na ponte de Auckland. Algumas das baterias originais foram instaladas há mais de 40 anos e parecem ter durado bem com base nas avaliações.
Usando o mapeamento do potencial de corrosão, a condição ambiental geral das estacas dentro do concreto provou ser bem-sucedida. Este mapeamento foi realizado na superfície do concreto com meia célula de prata/cloreto de prata ou cobre/sulfato de cobre, em ligação elétrica com a armadura existente.
Após a instalação dos eletrodos de referência relevantes em um layout de grade predeterminado, uma série de ânodos de titânio e dióxido de manganês foram instalados. (Leitura de fundo: proteção catódica e preenchimentos de ânodo). Isso permitiu ao projetista medir a eficácia da corrente impressa e dos sistemas de proteção catódica, usando leituras feitas de dentro da estrutura da estaca. Essas leituras foram coletadas por meio de um registrador de dados e os resultados foram enviados de volta ao projetista, facilitando o posicionamento ideal dos ânodos híbridos.
Após a confirmação desse plano, os ânodos foram instalados em furos perfurados e conectados por meio de fio de titânio. A vantagem de tais instalações é que em cada local o projetista tem a capacidade de ajustar a quantidade de corrente para zonas selecionadas, dependendo se a área é predominantemente uma zona de maré, respingo ou atmosférica. Uma vez que a corrente adequada tenha passado nesta fase de corrente impressa e a zona esteja apropriadamente passivada, a fonte de alimentação pode ser removida da zona apropriadamente passivada e uma fase galvânica de proteção é iniciada.
Tradicionalmente, as opções disponíveis para os proprietários de ativos para concreto contaminado com cloreto ou dióxido de carbono incluem:
- Quebrar e substituir todo o concreto contaminado, que é um exercício de custo proibitivo
- Aplicação de um Inibidor de Corrosão Aplicado em Superfície (SACI): Com vida útil curta (10 anos) e penetração limitada em ambientes de concreto ricos em cloreto
- Realcalinização ou remoção de cloreto – pode ser difícil obter sucesso e monitorar com eficácia
- Proteção catódica de corrente impressa: desvantagens com os custos contínuos de monitoramento, controle, fonte de alimentação e manutenção de cabos
reparo de remendo
No caso de estruturas marítimas, o aço é frequentemente despassivado por cloretos que migram através do concreto do ambiente externo, acumulando-se em concentrações suficientes na interface aço-concreto para danificar o filme protetor natural de óxido de ferro.
Uma vez despassivados, óxidos e hidróxidos de ferro se desenvolvem no ânodo como resultado da hidrólise oxidativa dos produtos primários da corrosão. A enorme expansão de volume resultante fornece a força motriz para o desprendimento da plataforma de concreto nas barras de reforço de aço, exacerbando o problema de corrosão.
O remendo de concreto é uma técnica comum para esse desafio, envolvendo a remoção do concreto fisicamente deteriorado, a limpeza do aço de reforço e a substituição por uma argamassa de reparo. No entanto, em muitos casos, mais corrosão é logo observada em torno de reparos de remendo de concreto. Este fenômeno é geralmente conhecido como formação incipiente ou anódica em anel.