Corrosão do aço inoxidável em estruturas de betão

Tese de mestrado em Química Tecnológica, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2012O uso de aço inoxidável como armadura em estruturas de betão é visto como uma promissora medida preventiva de processos de corrosão, diminuindo o impacto socioeconómico das consequências de deterioração destas estruturas. No entanto, o elevado custo de implementação e o pouco conhecimento do comportamento do sistema, são obstáculos na aplicação prática e em larga escala desta medida. O desenvolvimento deste estudo pretende melhorar o conhecimento nesta área através da avaliação do comportamento eletroquímico, em meio alcalino, relativamente ao fenómeno de corrosão por picada, de duas ligas de aço inoxidável, uma liga comercial austenítica de Fe-Cr-Ni e uma nova liga de elevado teor em manganês de Fe-Cr-Mn. Adicionalmente pretende-se contribuir para a compreensão do efeito de diferentes condicionantes no desenvolvimento de fenómenos de corrosão por picada, tais como pH, tempo de estabilização no eletrólito, concentração de cloretos e soldadura. O estudo foi conduzido sob condições experimentais de especial agressividade que de forma a aumentar a suscetibilidade do aço inoxidável à corrosão por picada, nomeadamente em solução, com elevadas concentrações de cloreto ou reduzidos valores de pH, e em argamassa sob condições de exposição acelerada. Nos estudos em solução verificou-se que o aumento do tempo de estabilização e uma elevada alcalinidade promovem o aumento da resistência à corrosão por parte das ligas enquanto a diminuição do pH provoca um efeito contrário. Verifica-se ainda que a liga Fe-Cr-Ni apresenta uma resistência à corrosão por picada superior à liga Fe-Cr-Mn eventualmente como consequência das diferenças microestruturais e químicas, nomeadamente nos teores de Ni e Mn. O estudo em argamassa permitiu verificar a estabilidade das ligas, inclusive das amostras soldadas, através dos elevados valores de resistência de polarização registados especialmente em consequência do baixo teor em cloretos registado ao nível das armaduras.The use of stainless steel as reinforcement in concrete structures is seen as a promising corrosion preventive action, which may reduce the socio-economic impact of the deterioration consequences of such structures. However, the high cost of implementation and reduced knowledge of system behavior, are obstacles in the practical application and large scale of this action. The aim of this study is to contribute to improve the knowledge in this area through the evaluation of the electrochemical behavior, regarding pitting corrosion phenomenon, of two stainless steel alloys namely, a Fe-Cr-Ni commercial austenitic alloy and a Fe-Cr-Mn new high manganese alloy, in alkaline medium. Additionally, it intends to evaluate the effect of experimental parameters such as pH, stabilization time in the electrolyte, chloride concentration and welding. Experiments were performed in special aggressive conditions with the aim of increase stainless steel susceptibility to pitting corrosion, namely in solutions with high chloride concentrations, low pH, and in mortar under accelerated exposure conditions. The studies in solution allow to conclude that an increasing stabilization time in solution and a high alkalinity media improve pitting corrosion resistance. A decrease in the pH has a completely opposite effect in what concerns the pitting corrosion resistance of the alloys. The Fe-Cr-Ni alloy has a higher corrosion resistance than Fe-Cr-Mn alloy, possibly due to microstructural and chemical differences, specifically regarding the Ni and Mn contents. The mortar studies, allow to confirm the alloys stability, including the welded samples, as proven by the high polarization resistance values specially in consequence of the low chloride content register at rebar level