RDBU| Repositório Digital da Biblioteca da Unisinos

Análise dos filmes de passivação formados em aços baixo carbono e microcompósito em função do pH e da força iônica da solução dos poros do concreto: caracterização eletroquímica e por microscopia de força atômica

Mostrar registro simples

Autor Krein, Laércio Antonio;
Lattes do autor http://lattes.cnpq.br/8335258904227118;
Orientador Mancio, Mauricio;
Lattes do orientador http://lattes.cnpq.br/4760250136044505;
Instituição Universidade do Vale do Rio dos Sinos;
Sigla da instituição Unisinos;
País da instituição Brasil;
Instituto/Departamento Escola Politécnica;
Idioma pt_BR;
Título Análise dos filmes de passivação formados em aços baixo carbono e microcompósito em função do pH e da força iônica da solução dos poros do concreto: caracterização eletroquímica e por microscopia de força atômica;
Resumo Atualmente, a crescente preocupação ambiental destaca a necessidade da indústria em reduzir o consumo de recursos naturais, diminuir a geração de resíduos e reutilizar os resíduos gerados. Nesse contexto, as adições de sílica ativa e cinza volante têm apresentado ótimos resultados, principalmente, pelo aumento da resistência e diminuição da permeabilidade do concreto. Entretanto, a utilização desses resíduos provoca a redução do pH da solução dos poros do concreto e, por consequência, a solução de pH reduzido pode influenciar a passivação e a resistência à corrosão da armadura. As ligas e metais apresentam camadas finas e protetoras, denominadas de filme de passivação, que são formadas devido a alcalinidade. A carbonatação do concreto reduz o pH das soluções e, consequentemente, o filme de passivação deixa de existir e se abre caminho para a corrosão. Sendo assim, é importante compreender o papel das adições e da carbonatação, que podem gerar grandes prejuízos econômicos e ambientais pela corrosão precoce das estruturas; e a formação do filme, que tem caráter protetivo à amadura. Esse trabalho caracteriza o filme de passivação dos aços baixo carbono (LC) e microcompósito (MC) de acordo com a variação de pH das soluções dos poros simuladas. Essas soluções receberam a adição de K2SO4 e C6H5K3O7 para corrigir a força iônica. As características do filme foram estudadas por meio da voltametria cíclica, que permitiu a identificação dos potenciais de formação e consumo do filme; da polarização catódica galvanostática, para o cálculo da espessura do filme; e das varreduras com microscópio de força atômica, que auxiliaram na avaliação da rugosidade e do módulo de elasticidade do filme. A partir dos resultados obtidos, observou-se que os dois aços apresentam comportamento semelhante para formação dos picos de oxidação e dedução nas curvas de polarização cíclica, contudo, os pHs limítrofes para formação do filme foram diferentes. A redução do pH causou diminuição da espessura do filme em ambos os aços. A rugosidade teve comportamento oposto, sendo o filme do aço LC passivado mais rugoso do que despassivado, sendo esse aumento proporcional ao aumento do pH. No aço MC, a rugosidade foi menor quando passivado e a diminuição proporcional à diminuição do pH. O módulo de elasticidade no aço LC reduziu associado ao pH e, no aço MC, o padrão de comportamento foi mais estável. Por fim, os resultados evidenciam que o aço MC tem características que possibilitam a sua utilização em larga escala na construção civil.;
Abstract Currently, the growing environmental concern turns on the industry's need to reduce the consumption of natural resources, reduce the generation of waste and reuse the waste generated. In this context, the addition of silica fume and fly ash has shown excellent results, mainly due to the increase in concrete strength. However, the use of these residues causes a reduction in the pH of the concrete pore solution and, consequently, the reduced pH solution can cause the corrosion of the reinforcement. In order to provide resistance to corrosion, most metals or metal alloys have thin and oxidized protective films, called passivation film. Concrete carbonation, caused by burning fossil fuels also reduces the pH of solutions and, consequently, leads to corrosion. Therefore, it is important to understand the role of these additions and carbonation, which can generate large economic losses and volumes of waste in civil construction due to corrosion; and the formation of the film, which has a protective character to reinforcement. This paper characterizes the low carbon steel (LC) and microcomposite steel (MC) passivation film according to the pH variation of the simulated pore solutions. These solutions received the addition of K2SO4 and C6H5K3O7 to correct the ionic strength. The characteristics of the film were studied using cyclic voltammetry, which allowed the identification of the potentials of formation and consumption of the film; galvanostatic cathodic polarization, for calculating the film thickness; and scans with an atomic force microscope, which allowed the evaluation of the film's roughness and elasticity module. From the results obtained, it was observed that the two steels show similar behavior for peak formation, however, the borderline pHs for film formation was different. The reduction in pH caused a decrease in the thickness of the film in both steels. The roughness had the opposite behavior, in the LC steel, the film was more rougher when passivated and this increase proportional to the increase in pH. In the MC steel, the roughness was lower when passivated and the decrease was proportional to the decrease in pH. The elastic modulus in the LC steel reduced associated with pH and, in the MC steel, the behavior pattern was more stable. Finally, all the results show that MC steel has characteristics that confirm its large-scale use in civil construction.;
Palavras-chave AFM; PCG; Voltametria cíclica; Força iônica; Cyclic voltammetry; Ionic strength;
Área(s) do conhecimento ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Civil;
Tipo Dissertação;
Data de defesa 2020-03-30;
Agência de fomento CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior;
Direitos de acesso openAccess;
URI http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/9260;
Programa Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil;


Arquivos deste item

Este item aparece na(s) seguinte(s) coleção(s)

Mostrar registro simples

Buscar

Busca avançada

Navegar

Minha conta

Estatística