Armaduras de aço inoxidável

Por muito tempo, a armadura de aço inoxidável vem se demonstrando uma solução muito eficiente para melhorar a durabilidade e a vida útil de estruturas de concreto, mesmo nos ambientes marinhos mais severos e com temperaturas elevadas.

Em 1937 foram utilizadas armaduras de aço inoxidável (AISI 304/W.1.4301) em um píer de concreto na costa do Yucatán, no México (Puerto Progreso). A experiência demonstrou que o custo adicional dessa medida de proteção foi um excelente investimento para o proprietário.

A histórica ponte Bayonne, localizada no porto de Nova York tem em seus componentes armaduras de aço inoxidável. (Imagem: O Empreiteiro)

Tradicionalmente, os preços do aço inoxidável são tão altos que normalmente não é considerado viável para estruturas comuns de concreto. Nos últimos anos, porém, novos experimentos têm demonstrado que o uso mais seletivo do aço inoxidável nas partes mais críticas da estrutura pode ser mais atraente que outras medidas de proteção para aumentar a durabilidade e a vida útil de estruturas de concreto.

Por muitos anos, equivocadamente, acreditou-se que o par galvânico entre as armaduras baseadas em aço inoxidável e em aço-carbono poderia ser um problema potencial de corrosão. Longas investigações experimentais e a experiência prática demonstraram, porém, que o uso parcial do aço inoxidável no concreto não aumenta o risco de corrosão (Bertolini et al., 2004). Em consequência, a substituição parcial do aço-carbono por aço inoxidável nas partes mais expostas da estrutura revelou-se muito boa, tanto do ponto de vista da proteção como do custo-benefício.

Há muitos tipos diferentes de aço inoxidável no mercado, mas podem ser reduzidos a três grupos, com base tanto na composição química como na microestrutura do aço:

  • aço ferrítico;
  • aço austenítico;
  • aço austenítico-ferrítico (duplex).

A resistência à corrosão exigida para ambientes com cloreto depende principalmente dos elementos da liga do aço, como níquel, cromo, molibdênio e nitrogênio, mas a microestrutura também é importante. O padrão europeu EN 10088-1 (CEN, 1995) e o padrão dos Estados Unidos AISI classificam os vários tipos de aço inoxidável.

Entretanto, para o uso de aço inoxidável em concreto, deve-se notar que a resistência à corrosão também depende de vários outros fatores, como o potencial da armadura, que pode variar segundo a disponibilidade de oxigênio. Portanto, a aplicabilidade dos vários tipos de aço inoxidável aumenta quando é reduzido o potencial de corrosão livre, como em concreto saturado de água. Deve-se notar também que a presença de escamas ou rebarbas de soldagem e de um mau acabamento da superfície da armadura reduzirá o teor crítico de cloreto.

Observaram-se teores críticos de cloreto reduzidos (cerca de apenas 3,5% da massa de cimento) quando as superfícies do tipo austenítico de aço, como o 1.4307 e o 1.4404, estavam cobertas por escamas de soldagem. Temperaturas elevadas também reduzem o teor crítico de cloreto para esse tipo de aço. Experimentos recentes mostraram que o chamado número equivalente de resistência a pitting (PREN) não é muito aplicável à avaliação da resistência à corrosão de vários tipos de aço inoxidável no concreto.

Nos últimos anos, para conseguir reduzir o custo das armaduras de aço inoxidável, houve um foco crescente na redução do custo das matérias-primas. O custo do níquel, especialmente, varia muito e chega a dobrar em certos períodos (LME, London Metal Exchange). Por isso, tipos simplificados do aço duplex, com baixos teores de níquel e também de molibdênio, revelaram melhor custo-benefício. A Tab. 5.1 contém a composição química aproximada e a designação de alguns tipos de aço inoxidável usado em armaduras. Nessa tabela, a letra L indica que o aço tem baixo teor de carbono e, portanto, é soldável.

(Imagem retirada do livro Projeto da durabilidade de estruturas de concreto em ambientes de severa agressividade. Todos os direitos reservados à Editora Oficina de Textos)

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Projeto da durabilidade de estruturas de concreto em ambientes de severa agressividade apresenta os principais conceitos teóricos e dados práticos necessários para a análise desses fatores, auxiliando a tomada de decisões no projeto de estruturas de concreto.