Tratamentos de superfície para mitigar o ataque por ácido sulfúrico químico e biogênico ao concreto

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sandri, João Henrique Vicenzi
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/89357
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Marcelo Henrique Farias de Medeiros
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spelling Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia CivilMedeiros, Marcelo Henrique Farias de, 1976-Sandri, João Henrique Vicenzi2024-08-13T14:28:38Z2024-08-13T14:28:38Z2023https://hdl.handle.net/1884/89357Orientador: Prof. Dr. Marcelo Henrique Farias de MedeirosDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Defesa : Curitiba, 23/11/2023Inclui referênciasÁrea de concentração: Engenharia CivilResumo: O concreto é o material mais utilizado em infraestruturas de esgotamento sanitário e, devido a sua interação com o meio, sofre degradação através de diversos agentes deletérios. Um dos mecanismos de degradação mais agressivos em estruturas de saneamento é a corrosão microbiologicamente induzia (CMI) do concreto, causada pela ação do ácido sulfúrico biogênico. Os danos causados pela CMI são um problem a mundial que geram custos bilionários de reparo e prejuízos à segurança estrutural e ao meio ambiente. O uso de sistemas de tratam ento de superfície para mitigação deste problema é um tem a de grande relevância, porém, pouco estudado no Brasil. Diante disto, o objetivo deste estudo foi avaliar o comportamento e desempenho de diferentes produtos para tratamento de superfície disponíveis no mercado brasileiro na mitigação do ataque de ácido sulfúrico de origem química, em laboratório, e biogênica, em um a estação de tratamento de efluentes (ETE). Para tanto, foram moldadas amostras cúbicas de concreto como substrato para aplicação de 9 diferentes tipos de tratamento de superfície, sendo cimento cristalizante, resina acrílica, resina epóxi, dois fabricantes de poliuretano, membrana polimérica cimentícia, membrana polimérica cimentícia com incorporação de fibras, revestimento geopolimérico e um sistema de tratamento por aspersão à base de silicato. Os ensaios para a avaliação dos produtos, definidos após um a revisão sistemática do tem a de pesquisa, foram inspeção visual, variação dimensional e de massa, profundidade de neutralização, microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura (MEV) com espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Os resultados de inspeção visual revelaram um a tendência de falha nas arestas dos produtos estudados, não obtendo assim o desempenho almejado em ambos os ambientes de exposição. As medidas de variação de massa e variação dimensional demonstraram não serem bons parâmetros para avaliar e quantificar a deterioração de tratamentos que formam camada sobre o concreto. A profundidade de neutralização das am ostras foi mais acentuada no ambiente químico de exposição do que no ambiente natural. Os ensaios de microscopia ótica foram essenciais para analisar as condições da interface revestimento/substrato, a presença de manchas e o aspecto visual da camada degradada. Além disso, foi possível identificar a presença de um a frente de degradação na camada de alguns tipos de revestimento, caracterizada por alterações na coloração e textura. Os ensaios de M EV e EDS evidenciaram a presença de um a frente de penetração de íons agressivos na própria camada de revestimento, e indicaram a possibilidade de formação de produtos resultantes da reação do ácido sulfúrico com o concreto mesmo quando o revestimento aparentava estar intacto. Os resultados obtidos puderam contribuir para m elhorar o entendimento do mecanismo de degradação de concretos com tratamentos de superfície expostos em ambientes propícios para a formação do ácido sulfúrico biogênico.Abstract: Concrete is the m ost used material in sewage systems and, due to its interaction with the environment, it can suffer degradation through various harmful agents. O ne of the m ost aggressive degradation mechanisms in sewage systems is the microbiologically induced corrosion (MIC), caused by biogenic sulfuric acid. The CM I is a global problem that generates billions in repair costs and damages to structures and the environm ent. The use of surface treatment systems to mitigate this problem is a theme o f great relevance, however, few studied in Brazil. Therefore, the objective o f this study was to evaluate the behavior and perform ance o f different surface treatm ent products available on the Brazilian market in mitigating the attack o f sulfuric acid o f chemical origin, in the laboratory, and biogenic, in a wastewater treatment plant (WWTP). For this purpose, cubic concrete samples were produced as a substrate for the application o f 9 different types o f surface treatment, including crystallizing cement, acrylic resin, epoxy resin, two polyurethane manufacturers, cementitious polymeric membrane, cementitious polymeric membrane with fibers, geopolymeric coating and a silicate-based spray treatment system. The tests to evaluate the treatment systems, defined after a systematic review o f the research theme, were visual inspection, dimensional and mass variation, neutralization depth, optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM ) with energy dispersive spectroscopy (EDS). Visual inspection results revealed a tendency for edge failure, thus not achieving the desired performance in both exposure environments. The mass variation and dimensional variation dem onstrated that they are not good parameters for evaluating and quantifying the deterioration o f coating formed systems. The depth o f neutralization o f the samples was more pronounced in the chemical exposure environm ent than in the natural environment. Optical microscopy was essential to analyze the conditions o f the coating/substrate interface, the presence o f stains and the visual appearance of the degraded layer. Furthermore, it was possible to identify the presence o f a degradation front in the layer o f some types o f coating, characterized by changes in color and texture. The SEM and EDS tests showed the aggressive ions penetration in the coating layer, and indicated the possibility o f formation products resulting from the reaction o f sulfuric acid with the concrete even when the coating was intact. The results obtained contributed to improving the understanding o f the concrete degradation mechanism with surface treatments exposed to sulfuric acid environments.1 recurso online : PDF.application/pdfConcretoÁcido sulfúricoEngenharia CivilTratamentos de superfície para mitigar o ataque por ácido sulfúrico químico e biogênico ao concretoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - JOAO HENRIQUE VICENZI SANDRI.pdfapplication/pdf89738213https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/89357/1/R%20-%20D%20-%20JOAO%20HENRIQUE%20VICENZI%20SANDRI.pdf0b0f68b53d986342bc472522c0c0d6f0MD51open access1884/893572024-08-13 11:28:38.915open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/89357Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-08-13T14:28:38Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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