Ensaio Com Fenolftaleína Para Verificar Carbonatação Na Estrutura De Edificação

A durabilidade das estruturas de concreto armado é uma preocupação crescente no campo da engenharia civil. Um dos fenômenos que compromete a integridade das construções é a carbonatação do concreto.

A carbonatação é um processo químico que ocorre quando o dióxido de carbono (CO₂) presente no ambiente penetra no concreto e reage com o hidróxido de cálcio [Ca(OH)₂], formando carbonato de cálcio (CaCO₃).

Esse processo reduz o pH do concreto, despassivando as armaduras de aço e tornando-as suscetíveis à corrosão.

O ensaio com fenolftaleína é uma metodologia eficiente e amplamente utilizada para avaliar o grau de carbonatação do concreto.

Este artigo tem como objetivo apresentar um estudo detalhado sobre o uso da fenolftaleína, descrever o procedimento do ensaio, discutir os resultados esperados e concluir com uma análise sobre a importância desse ensaio na manutenção preventiva de estruturas de concreto.

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Fenolftaleína e Carbonatação

A fenolftaleína é um indicador de pH que muda de cor dependendo do meio em que se encontra. Em meio alcalino (pH acima de 9), a fenolftaleína adquire uma coloração rosa-avermelhada, enquanto em meio neutro ou ácido (pH abaixo de 9) ela se apresenta incolor.

O concreto normalmente possui um pH elevado (em torno de 12 a 13) devido à presença de hidróxido de cálcio, o que faz com que a fenolftaleína se torne rosa-avermelhada.

Quando ocorre a carbonatação, o pH do concreto reduz para valores abaixo de 9, tornando a fenolftaleína incolor.

Procedimento do Ensaio

O ensaio com fenolftaleína é um procedimento relativamente simples, mas que requer atenção aos detalhes para obter resultados precisos. Abaixo estão os passos detalhados para a realização do ensaio:

1. Preparo da Superfície:
   1. Retire qualquer revestimento ou pintura na área a ser testada para expor a superfície do concreto.
   1. Limpe a superfície de poeira e detritos.
2. Aplicação da Fenolftaleína:
   1. Prepare uma solução de fenolftaleína a 1% em álcool etílico (etanol).
   1. Utilize um pulverizador para aplicar a solução de fenolftaleína sobre a superfície do concreto.
3. Observação da Coloração:
   1. Observe a coloração do concreto após a aplicação da solução.
   1. Áreas com pH acima de 9 apresentarão uma coloração rosa-avermelhada.
   1. Áreas carbonatadas (pH abaixo de 9) não apresentarão alteração de cor, permanecendo incolores.
4. Medidas e Registros:
   1. Meça a profundidade da zona carbonatada utilizando um paquímetro.
   1. Registre a profundidade da carbonatação e mapeie as áreas afetadas na estrutura.

Anamnese

Antes da realização do ensaio de fenolftaleína, é importante realizar uma anamnese da estrutura.

A anamnese consiste na coleta de informações relevantes sobre a edificação, suas condições de exposição e histórico de manutenção. Abaixo estão os principais pontos a serem considerados:

1. Idade da Estrutura:
   1. Determinar a idade da edificação para avaliar o tempo de exposição ao ambiente.
   1. Estruturas mais antigas podem apresentar maior grau de carbonatação.
2. Condições Ambientais:
   1. Analisar as condições ambientais ao redor da estrutura, como proximidade de áreas industriais, marítimas ou urbanas.
   1. Ambientes com alta concentração de CO₂, poluição e maresia podem acelerar o processo de carbonatação.
3. Histórico de Manutenção:
   1. Verificar se a estrutura já passou por intervenções de manutenção anteriores.
   1. Identificar reparos, reforços ou tratamentos realizados no concreto e nas armaduras.
4. Uso da Estrutura:
   1. Considerar o tipo de uso da edificação (residencial, comercial, industrial) e as cargas aplicadas.
   1. Estruturas sujeitas a cargas elevadas podem apresentar maior desgaste e exposição ao ambiente.
5. Desempenho e Sintomas Visuais:
   1. Observar sinais visíveis de degradação, como fissuras, eflorescências e manchas.
   1. Identificar locais com sinais de corrosão das armaduras, que podem indicar zonas carbonatadas.

Análise dos Resultados

A interpretação dos resultados do ensaio com fenolftaleína é fundamental para avaliar a condição da estrutura e tomar decisões corretivas. A profundidade da carbonatação é um indicativo da penetração do CO₂ no concreto e da possível corrosão das armaduras de aço.

• Zona Não Carbonatada (Rosa-avermelhada): Indica que o concreto ainda possui pH elevado e as armaduras estão protegidas pela passivação.
• Zona Carbonatada (Incolor): Indica que o pH do concreto foi reduzido devido à carbonatação, despassivando as armaduras e aumentando o risco de corrosão.

Amostras Padrão e NBR Relacionada

A realização do ensaio de fenolftaleína deve seguir procedimentos padronizados para garantir a consistência e a precisão dos resultados.

No Brasil, a NBR 13528:2018 – Concreto em estruturas – Determinação da profundidade de carbonatação de concreto endurecido pelo ensaio com fenolftaleína da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é a norma que regula esse tipo de ensaio.

Além da NBR 13528:2018, existem outras normas relacionadas ao concreto armado que são importantes para garantir a qualidade e a durabilidade das estruturas:

• NBR 6118:2014 – Projeto de estruturas de concreto – Procedimento: Esta norma estabelece os requisitos para o projeto de estruturas de concreto armado, visando garantir a segurança, funcionalidade e durabilidade das construções.
• NBR 12655:2015 – Concreto de cimento Portland – Preparo, controle e recebimento – Procedimento: Esta norma trata dos procedimentos para o preparo, controle e recebimento do concreto de cimento Portland, garantindo a qualidade do material utilizado nas obras.

Estudos de Caso e Amostras Padrão

Estudos de caso são essenciais para compreender a aplicação prática do ensaio com fenolftaleína em diferentes condições. Abaixo são apresentados dois exemplos:

1. Edifício Residencial em Área Urbana:
   1. Localização: Centro da cidade, exposição a poluição urbana.
   1. Profundidade de carbonatação média: 10 mm.
   1. Intervenção recomendada: Reparo das áreas carbonatadas e aplicação de revestimento protetor.
2. Ponte Rodoviária em Área Costeira:
   1. Localização: Próxima ao litoral, exposição a maresia.
   1. Profundidade de carbonatação média: 15 mm.
   1. Intervenção recomendada: Reparo das áreas afetadas e aplicação de inibidores de corrosão nas armaduras.

Nexo Causal

O nexo causal entre a carbonatação do concreto e a corrosão das armaduras é uma relação direta e bem documentada na literatura técnica. Abaixo são apresentados os principais pontos que estabelecem essa relação:

1. Penetração do CO₂:
   1. O dióxido de carbono presente no ambiente penetra nos poros do concreto, reagindo com o hidróxido de cálcio (Ca(OH)₂) para formar carbonato de cálcio (CaCO₃).
2. Redução do pH:
   1. A reação entre o CO₂ e o hidróxido de cálcio resulta na formação de carbonato de cálcio, o que reduz o pH do concreto de valores em torno de 12-13 para valores abaixo de 9.
3. Despassivação das Armaduras:
   1. Com a redução do pH, a camada passivadora que protege as armaduras de aço no concreto é destruída, expondo o aço ao ambiente agressivo.
4. Início da Corrosão:
   1. Com a despassivação, o aço fica suscetível à corrosão, especialmente em ambientes com alta umidade e presença de cloretos.
   1. A corrosão das armaduras leva à formação de produtos de corrosão que aumentam de volume, causando fissuras e degradação do concreto ao redor.

A sequência desses eventos comprova que a carbonatação do concreto é uma das principais causas da corrosão das armaduras em estruturas de concreto armado, destacando a importância de monitorar e prevenir a carbonatação para garantir a durabilidade das edificações.

Garantia das Edificações

Para garantir a durabilidade e segurança das edificações, é fundamental seguir as normas técnicas e realizar ensaios periódicos, como o ensaio com fenolftaleína. Além disso, é importante adotar medidas preventivas e corretivas para mitigar os efeitos da carbonatação e da corrosão das armaduras.

A NBR 5674:2012 – Manutenção de edificações – Requisitos para o sistema de gestão de manutenção estabelece os requisitos para a gestão da manutenção das edificações, visando garantir sua durabilidade e segurança. Esta norma orienta sobre a elaboração de um plano de manutenção, incluindo inspeções periódicas, ensaios e reparos necessários.

A NBR 6118:2014 – Projeto de estruturas de concreto – Procedimento e a NBR 12655:2015 – Concreto de cimento Portland – Preparo, controle e recebimento – Procedimento também são essenciais para garantir a qualidade das edificações de concreto armado. Essas normas abordam desde o projeto das estruturas até o controle de qualidade do concreto utilizado, assegurando a conformidade com padrões rigorosos de segurança e desempenho.

Importância das Medidas Preventivas

A adoção de medidas preventivas é crucial para aumentar a durabilidade das estruturas de concreto armado. Algumas das medidas recomendadas incluem:

• Aplicação de Revestimentos Protetores: Utilização de revestimentos que atuem como barreiras físicas contra a penetração de CO₂ e outros agentes agressivos.
• Uso de Inibidores de Corrosão: Aplicação de substâncias que diminuam a taxa de corrosão das armaduras, mesmo em ambientes agressivos.
• Controle da Qualidade do Concreto: Garantir a qualidade do concreto utilizado na cons
• trução, seguindo os procedimentos estabelecidos nas normas técnicas.
• Manutenção Periódica: Realização de inspeções regulares e ensaios para monitorar a condição da estrutura e identificar precocemente quaisquer sinais de degradação.

Futuras Pesquisas e Avanços Tecnológicos

A pesquisa contínua e o desenvolvimento de novas tecnologias são essenciais para aprimorar as técnicas de monitoramento e mitigação da carbonatação e corrosão do concreto. Alguns dos avanços promissores incluem:

• Sensores de pH Integrados: Desenvolvimento de sensores embutidos no concreto que possam monitorar continuamente o pH e detectar precocemente a carbonatação.
• Revestimentos Inteligentes: Criação de revestimentos que mudem de cor ou apresentem outras alterações visuais ao detectar a carbonatação ou a corrosão, facilitando a identificação de áreas críticas.
• Materiais Alternativos: Pesquisa de novos materiais cimentícios que sejam menos suscetíveis à carbonatação e ofereçam maior durabilidade em ambientes agressivos.

Conclusão Final

O ensaio com fenolftaleína para verificar a carbonatação em estruturas de concreto armado é uma técnica amplamente reconhecida e eficaz para a manutenção e preservação das edificações. A realização desse ensaio, associada à conformidade com normas técnicas e a adoção de medidas preventivas, é fundamental para garantir a durabilidade, segurança e desempenho das construções.

As futuras pesquisas e avanços tecnológicos prometem aprimorar ainda mais as técnicas de monitoramento e mitigação, contribuindo para a construção de estruturas cada vez mais duráveis e resistentes. A manutenção preventiva, baseada em ensaios como o da fenolftaleína, é uma prática indispensável para evitar problemas graves e custos elevados de reparos emergenciais.

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Referências

• Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 13528:2018 – Concreto em estruturas – Determinação da profundidade de carbonatação de concreto endurecido pelo ensaio com fenolftaleína.
• Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 5674:2012 – Manutenção de edificações – Requisitos para o sistema de gestão de manutenção.
• Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6118:2014 – Projeto de estruturas de concreto – Procedimento.
• Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 12655:2015 – Concreto de cimento Portland – Preparo, controle e recebimento – Procedimento.
• Neville, A. M. Properties of Concrete. Pearson Education Limited, 2011.
• Mehta, P. K., Monteiro, P. J. M. Concrete: Microstructure, Properties, and Materials. McGraw-Hill Education, 2014.

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