Use of self-healing concrete and its influence on reinforcement corrosion

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i16.38055

Keywords:

Concrete; Self-healing; Additive; Armor corrosion.

Abstract

Concrete is a porous material that has low tensile strength, which makes it susceptible to cracking, allowing infiltration of water and aggressive agents, making the reinforcement, if any, vulnerable to the corrosive process. Thus, it becomes necessary to search for solutions that reduce the permeability of the material, and the use of concrete with self-healing properties is presented as an alternative to attenuate the effects of cracking. In this sense, the objective of this work is to evaluate the influence of reinforcement corrosion with the use of self-healing concrete. Therefore, the efficiency of a concrete with waterproofing additive by integral crystallization, with the ability to self-heal microcracks of up to 0.4 mm, was analyzed, comparing cylindrical and prismatic specimens, with and without additive, in compressive strength tests. , to evaluate possible changes in the mechanical properties of concrete, in addition to the accelerated corrosion test to evaluate the influence of the additive in the mixture against the corrosion factor. Cycles of partial immersion in NaCl solution (3.5%) and drying were applied to all specimens and, after completing the cycles, tests were carried out to evaluate corrosion. Finally, it was found that the incorporation of the additive did not significantly influence the compressive strength of the concrete, in addition to not significantly influencing the prevention of corrosion of the reinforcement during the analyzed period. Thus, it cannot be concluded that the use of self-healing concrete analyzed can be an alternative for durability problems.

References

Afandi, M. E., Yehia, S., Landolsi, T., et al. (2022). Concrete-to-concrete bond Strength: A review. Construction and Building Materials 363(11), p. 129820.

Alves, A. P. M., Melo, M. L. M. N., Gonçalves, P. C., et al. (2022). Análise da substituição da areia por resíduo de vidro no concreto autoadensável nas Propriedades Mecânicas e na Reatividade da Reação Álcali-agregado. Research, Society and Development 11(15), p. e366111537382.

Associação Brasileira De Normas Técnicas. NBR 5738 (2015) Concreto – Procedimento para moldagem e cura de corpos de prova. Rio de Janeiro.

Associação Brasileira De Normas Técnicas. NBR 5739 (2018) Concreto – Ensaio de compressão de corpos de prova cilíndricos. Rio de Janeiro.

Associação Brasileira De Normas Técnicas. NBR 6118 (2014). Projeto de estruturas de concreto – Procedimento. Rio de Janeiro.

Associação Brasileira De Normas Técnicas. NBR 8953 (2015) Concreto para fins estruturais – Classificação pela massa específica, por grupos de resistência e consistência. Rio de Janeiro.

Baroghel-Bouny, V., Capra, B., & Laurens, S. A. (2014). Durabilidade das armaduras e do concreto de cobrimento. Durabilidade do Concreto: Bases científicas para a formulação de concretos duráveis de acordo com o ambiente. Ed. J. P. Ollivier e A. Vichot. Ed. Tradução: O. Cascudo e H. Carasek. São Paulo: IBRACON, p. 255 – 326.

Bianchin, F. H. (2018). Avaliação da autocicatrização em concretos produzidos com aditivo cristalizante e fissurados nas primeiras idades. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil). Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS.

Cardoso, A. S., Delmiro, T. D., Mendes, A., & Monteiro, E. C. B. (2017). Análise da Influência da Adição de Sílica Ativa como Substituição Parcial do Cimento em Argamassas Contra Ação de CO2 e Íons Cloreto. Revista de Engenharia e Pesquisa Aplicada, Recife, 2 (3), p. 167 - 175.

Cardoso, B. H., Canazaro, C. C., & Mancio, M. (2019). Durabilidade e sustentabilidade das estruturas: desafios e oportunidades. Anais do 7º Forum Internacional de Resíduos Sólidos.

Cunha, A. C. Q., & Helene, P. R. L. (2001). Despassivação das armaduras de concreto por ação da carbonatação. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. ISSN 0103-9830 BT/PCC/283. São Paulo.

Castro, A. L., Libório, J. B. L., & Pandolfelli, V. C. (2011). A influência do tipo de cimento no desempenho de concretos avançados formulados a partir do método de dosagem computacional. Cerâmica 57, p. 10 - 21.

Dominicini, W. K., & Calmon, J. L. (2017). Modelagem computacional para predição do período de iniciação da corrosão em estruturas de concreto armado. Revista IBRACON de Estruturas e Materiais 10(6), p. 1205 - 1244.

Felix, E. F., Balabuch, T. J. R., Posterlli, M. C., Possan, E., & Carrazedo, R. (2018). Análise da vida útil de estruturas de concreto armado sob corrosão uniforme por meio de um modelo com RNA acoplado ao MEF. Revista Alconpat 8(1), p. 1-15.

Gentil, V. Corrosão. (6ª. ed.): LTC, 2012.

Helene, P. (2018). Introdução. Corrosão e Degradação em Estruturas de Concreto: teoria, controle, técnicas de análise e intervenção. Organização Daniel Véras Ribeiro. (1ª. ed.): Elsevier.

Helene, P., Guignone, G., Vieira, G., Roncetti, L., & Moroni, F. (2018). Avaliação da penetração de cloretos e da vida útil de concretos autocicatrizantes ativados por aditivo cristalino. Revista IBRACON de Estruturas e Materiais 11(3), p. 544–563.

Helene, P. R. L. (1986). Corrosão em armaduras para concreto armado. Pini.

Mehta, P. K., & Monteiro, P. J. M. (2014). Concreto: Microestrutura, Propriedades e Materiais. IBRACON.

Monteiro, E. C. B., & Pereira, V. C. O. (2015). Study of the Protective Capacity of Cements Regarding Corrosion of Reinforcements under Joint Action of CO2 and Chloride Ions. Journal of Civil Engineering and Architecture 9. p 1017-1024.

Moreira, M. M. (2016). Efeito do aditivo redutor de permeabilidade em concretos com diferentes tipos de cimento Portland – Contribuição aos processos de autocicatrização. Dissertação (Mestrado) – Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília, 2016.

Ribeiro, D. V. (2018). Corrosão em estruturas de concreto armado como consequência da carbonatação e da ação dos cloretos. In: SALES, Almir et al. Corrosão e Degradação em Estruturas de Concreto: teoria, controle, técnicas de análise e intervenção. Elsevier.

Ribeiro, D. V., & Cunha, M. P. T. (2018). Uso de técnicas de avaliação e monitoramento da corrosão em estruturas de concreto armado. In: SALES, Almir et al. Corrosão e Degradação em Estruturas de Concreto: teoria, controle, técnicas de análise e intervenção. Elsevier.

Rocha, I. (2015). Corrosão em estruturas de concreto armado. Revista Especialize On-line IPOG. 1 (10).

Portela, J. D., Gandia, R. M., Araújo, B. L. O., et al. (2020). Physical, mechanical and thermal behavior of concrete block stabilized with glass fiber reinforced polymer waste. Research, Society and Development 9(11), p. e2939119838.

Santos, A. V. dos. (2015). Corrosão de armadura em estruturas de concreto armado devido a carbonatação. Revista Especialize On-line IPOG 1(10), p. 1 – 21.

Sisomphon, K., Copuroglu, O., & Koenders, E. A. B. (2012). Self-healing of surface cracks in mortars with expansive additive and crystalline additive. Cement & Concrete Composites 34 (4), p. 566 - 574.

Takagi, E. M. (2013). Concretos autocicatrizantes com cimentos brasileiros de escória de alto forno ativados por catalisador cristalino. Dissertação (Mestrado) – Instituto Tecnológico de Aeronáutica, São José dos Campos, 2013.

Takagi, E. M., Lima, M. G., Helene, P., & Medeiros, R. A. Jr. (2018). Concreto autocicatrizantes 'engenheirado' com cimento de escória de alto forno ativado por aditivo cristalino. Revista Estrutura, p. 39 – 45.

Takagi, E. M., Lima, M. G., & Helene, P. (2018). Concretos autocicatrizantes com cimentos brasileiros de escória de alto fornoativados por catalisador cristalino. Concreto e Construções 41(73), p. 75 – 79.

Trevisol, C. A. M. (2014). Análise do efeito de inibidores de corrosão em compósito cimentício reforçado com aço empregando ensaios eletroquímicos. Dissertação (Mestrado) – Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma.

Van Tittelboom, K., & De Belie, N. (2013). Self-healing in cementitious materials - A review. Materials 6, p. 2182 - 2217.

Yodmalai, D., Sahamitmongko, R., Tangtermsirikul, S., & Lawtrakul, L. (2010). Water Sorptivity , Water Permeability, Autogenous Shrinkage, and Compressive Strength of Concrete with Crystalline Materials. Proceedings of 15th national convention on civil engineering, Ubonrachatani, Thailand.

Published

10/12/2022

How to Cite

SCHMIDT, B. C. .; DIAS, L. A. .; MEINHART, A. H. .; KUNST, S. R.; OLIVEIRA, C. T. .; ARNOLD, D. C. M. . Use of self-healing concrete and its influence on reinforcement corrosion. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 16, p. e333111638055, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i16.38055. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/38055. Acesso em: 22 nov. 2024.

Issue

Section

Engineerings