Carbonatação

O composto químico que desencadeia o fenômeno da carbonatação do concreto é bem conhecido, facilmente encontrado nos centros urbanos. Um bom exemplo são os túneis e viadutos. Nestes ambientes, o concreto está exposto à alta concentração de gás carbônico (CO2). Esse dióxido de carbono penetra nos poros do concreto, dilui-se na umidade presente na estrutura e forma o composto chamado ácido carbônico (H2CO3).

Este ácido reage com alguns componentes da pasta de cimento hidratada e resulta em água e carbonato de cálcio (CaCO3). O composto que reage rapidamente com (H2CO3) é o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2).

O carbonato de cálcio não deteriora o concreto, porém durante a sua formação consome os álcalis da pasta (ex: Ca(OH)2 e C-S-H) e reduz o pH.

O concreto normalmente possui pH entre 12,6 e 13,5. Ao se carbonatar, estes números reduzem para valores próximos de 8,5. A carbonatação inicia-se na superfície da estrutura e forma a “frente de carbonatação”, composta por duas zonas com pH distintas (uma básica e outra neutra). Esta frente avança em direção ao interior do concreto e quando alcança a armadura ocorre a despassivação do aço e este se torna vulnerável.

Após a despassivação, o processo de corrosão será iniciado se ao mesmo tempo houver umidade (eletrólito), diferença de potencial (exemplo: diferença de aeração ou tensões entre dois pontos da barra ou do concreto), agentes agressivos (exemplo: CO2 ou fuligem) e oxigênio ao redor da armadura.

Os danos causados são vários, como fissuração do concreto, destacamento do cobrimento do aço, redução da seção da armadura e perda de aderência desta com o concreto.

Resumidamante, a carbonatação depende de fatores como:

* Condições ambientais: altas concentrações de CO2 aumentam as chances de ataque ao concreto

* Umidade do ambiente: poros parcialmente preenchidos com água na superfície do concreto apresentam condição favorável

* Traço do concreto: altas relações a/c, resultam em concretos porosos e, portanto, aumentam as chances de difusão de CO2 entre os poros

* Lançamento e adensamento: se o concreto tiver baixa permeabilidade (compacto), dificultará a entrada de agentes agressivos

* Cura: processo fundamental para reduzir o efeito da carbonatação

O concreto mal curado possui microfissuras que o enfraquecem. A pré-existência de fissuras nas estruturas facilita a entrada do CO2 e pode acelerar a carbonatação. No livro Propriedades do Concreto, Adam Neville cita que através de pesquisas observou-se que o aumento do período da cura, ampliando a molhagem de um dia para três dias, reduziu a profundidade de carbonatação em cerca de 40%.