A carbonatação é um fenômeno físico-químico que ocorre na pasta de cimento e degrada o concreto armado provocando manifestações patológicas como oxidação de armadura e eflorescência.

Antes de entendermos os detalhes do mecanismo da carbonatação, é fundamental compreendermos o elemento atingido e o agente agressor. O elemento mais propício a ser atacado é o Hidroxido de Calcio (Ca(OH)2), que é responsável por manter o concreto alcalino (com Ph entre 12 a 13,5). Já o agente agressor é geralmente o Dióxido de Carbono (CO2).

O Hidróxido de Calcio é o produto resultante da hidratação dos Silicatos do Cimento, e representam cerca de 25% da massa dos produtos hidratados do cimento. (HELENE,1986)

Recomendo a leitura do artigo Hidratação do Cimento para melhor entendimento sobre os produtos hidratados do cimento

Bem, o grande papel do Hidróxido de Calcio (Ca(OH)2) é manter a alcalinidade do concreto, na ordem de 12,5. Porém, como ataque do CO2, a reação resulta na transformação do Hidróxido de Cálcio (Ca(OH)2) em Carbonato de Calcio(CaCO3). Os nomes podem ser parecidos, mas essa simples alteração na nomenclatura do elemento químico, tem resultados péssimos ao concreto.

CO2   +  Ca(OH)2     =     (CaCO3)  +  H2O

O concreto que antes possuía uma grande parcela de Hidroxido de Cálcio, vem perdendo esse elemento pela reação conjunta com o Dióxido de Carbono (C02), ou Ácido Carbônico (H2(CO3)). Por isso a carbonatação é muito comum em centros urbanos e especialmente em regiões de estacionamentos cobertos, devido a concentração destes agentes agressivos.

É possível que a carbonatação ocorra também pela decomposição do silicato de Calcio Hidratado (C-S-H), no entanto o composto mais solúvel e propenso a sofre pela carbonatação é certamente o Hidróxido de Calcio. (BOLINA, TUTIKIAN E HELENE, 2019)

Mas você deve estar se perguntando: Por que a redução da alcalinidade degrada o concreto?

Bem, na verdade, estudos apontam que a carbonatação do concreto, sem lixiviação dos sais, pode aumentar a resistência do concreto. Porém, nunca devemos esquecer que o concreto armado é um sistema composto por dois materiais que devem se respeitar e trabalhar juntos. O que eu quero dizer é que a carbonatação do concreto, não afeta o concreto, mas prejudica o aço.

O aço é envolto pelo concreto, sendo este o ambiente em que o aço está submetido. Então, ao sofrer a carbonatação o concreto torna-se um ambiente que não promove a proteção da chamada camada passivadora do aço, que é responsável por evitar a degradação por corrosão.

Foto 01 - Armação oxidada e concreto desplacado

A corrosão não ocorre apenas devido a carbonatação. Existem outros mecanismos e agentes agressivos!

Vale ressaltar, que uma vez iniciada, o fenômeno de carbonatação reduz a sua velocidade com o tempo. Isso ocorre porque o produto da carbonatação (CaCO3)  “colmatam os poros mais superficiais, dificultando o acesso e a renovação do CO2 ” (BOLINA, TUTIKIAN E HELENE, 2019)

É muito comum que a carbonatação venha acompanhada da eflorescência, que é uma manifestação patológica caracterizada pelo depósito de materiais esbranquiçado (Sais), na superfície do concreto ou outros materiais cimentícios. O fato é que o principal produto lixiviado (carreado) é justamente o Dióxido de Calcio, produzido na carbonatação.

Foto 02 - Mecanismo da Carbonatação

As eflorescências são apenas o resultado de um mecanismo de degradação e sua presença indica um fluxo de umidade que é responsável por carrear ou lixiviar os Carbonato de Cálcio para a superfície. Apenas a extinção da umidade poderá eliminar a eflorescência.

Foto 03 - Eflorescência

A eflorescência pode manter formato de estalactites de acordo com o fluxo de água e da lixiviação.

Foto 04 - Eflorescência em formato de estalactites

Por fim, o método mais comum de verificar a presença de carbonatação da aspersão de fenolftaleína para ensaio colorimétrico e qualitativo. Sua execução é de fácil manejo e busca verificar a coloração do concreto após a aspersão.

Concreto na cor rosada indica concreto com PH acima de 9, ou seja, sem carbonatação. E se a o ensaio não alterou a cor do concreto, indica Ph menor do que 9, ou seja, houve carbonatação. É importante verificar a intensidade da coloração rosa, pois quanto mais intenso, melhor.

Durante o ensaio com fenolftaleína é importante verificar a frente de carbonatação, a fim de constatar a profundidade do material degradado. Pois enquanto a carbonatação não chegar no aço, é possível manter a vida útil da estrutura sem grande intervenção. Lembrando sempre que o foco é evitar a continuação da penetração do Dióxido de Carbono. Mas isso é assunto para outro artigo.

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