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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2017.tde-12042017-104840
Documento
Autor
Nome completo
Renan Esposito Vieira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2017
Orientador
Banca examinadora
Melo, Hercilio Gomes de (Presidente)
Aoki, Idalina Vieira
Mennucci, Marina Martins
Título em português
Avaliação da passivação e corrosão do aço CA-50 usando técnicas eletroquímicas em meio de água de poro extraída de pasta de cimento Portland com adição de escória de aciaria modificada.
Palavras-chave em português
Aço
Água de poro
Corrosão
Eletroquímica
Escória
Materiais de construção
Passivação
Resumo em português
A indústria cimenteira busca alternativas para economia de recursos no processo produtivo, em especial envolvendo o uso de materiais residuais no cimento, como escórias siderúrgicas. A escória de aciaria, em particular, apresenta composição desfavorável para aplicação in natura, porém há metodologias na literatura de modificação do material para aplicações cimentícias. No entanto, ainda não se encontram avaliações da corrosão de armaduras de aço em compósitos cimentícios com essa adição, seja em meio sólido ou líquido (água de poro). Esse estudo avaliou, através de curvas de polarização e da espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), a resistência à corrosão do aço CA-50 em soluções representativas de águas de poro extraídas por pressão de pastas de cimento com 25 % de escória de aciaria in natura ou modificada por processo pirometalúrgico. Para efeitos comparativos, foi feita também a avaliação do desempenho do aço em meios de águas de poro indicadas na literatura como representativas de cimento Portland comum e de escória de alto forno. O efeito da presença de espécies agressivas na resistência à corrosão do aço foi avaliado adicionando-se 1,0 % de NaCl em massa às soluções estudadas. Nas águas de poro sem 1,0 % de cloreto, o aço CA-50 apresentou-se passivo e não mostrou indícios de corrosão nos ensaios nem de polarização nem de EIE durante 120 h de imersão. Entretanto, os ajustes dos diagramas com circuito elétrico equivalente (CEE) apontaram que as características de proteção da camada passiva formada nas águas de poro de cimento com escória de aciaria foram superiores, resultando em maior resistência à corrosão do aço CA-50 nestes meios. Por sua vez, nos meios com 1,0 % de NaCl, após polarização e EIE até 120 h, o aço sofreu corrosão para as águas de poro de cimento comum e escória de alto forno, porém não corroeu nas águas de poro representativas de cimentos com escórias de aciaria, cujo melhor desempenho foi associado à maior alcalinidade destes meios. A caracterização microestrutural por microscopia eletrônica de varredura após os ensaios de polarização anódica e de imersão mostrou que o principal produto de corrosão formado foi a lepidocrocita (?-FeOOH), comum em ataque do aço por cloretos.
Título em inglês
Evaluation of passivation and corrosion of CA-50 steel using electrochemical techniques in pore water extracted from Portland cement paste with modified steel slag.
Palavras-chave em inglês
Corrosion
EEC
EIS
Passivation
Pore water
Steel slag
Resumo em inglês
The cement industry seeks alternatives to save resources in production processes, especially involving the use of residual materials in cements, such as slags. Steel slags present unfavorable composition for application as cement additions in natura, but there are methodologies in the literature for modifying this material for commercial application. However, there are no evaluations of the corrosion of steel reinforcements in cementitious composites with steel slags, either in solid or liquid medium (pore water). The present study employed polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) to evaluate the corrosion resistance of CA-50 steel in pore water solutions representative of cement pastes with 25 % steel slag in natura or modified by a pyrometallurgical process. For comparison purposes, the performance of CA-50 steel in the pore waters indicated in the literature as representatives of Portland cement and blast furnace slag activated with cement were also evaluated. The effect of aggressive species on the corrosion resistance of the steel was assessed by adding 1.0 % NaCl by mass to the pore water solutions. Without 1.0 % chloride addition, CA-50 steel exhibited good performance and showed no evidences of corrosion in all of the investigated media, both in anodic polarization and in EIS tests performed up to 120 h immersion. However, the fitting of the EIS diagrams with equivalent electric circuit (EEC) revealed that the protectiveness of the passive layer formed in pore waters representative of cements with steel slags were superior, indicating better corrosion resistance of CA-50 steel in these media. Conversely, when 1.0 % chloride was added to the pore waters, CA-50 steel presented pitting corrosion, and impedance decreases with immersion in the pore waters representative of pure cement and blast furnace slag, whereas no corrosion was detected by both methodologies in pore waters representatives of cements with steel slags, which superior performance was ascribed to their higher alkalinity. Microstructural characterization by scanning electron microscopy (SEM) after anodic polarization and immersion tests showed that the main corrosion product formed was lepidocrocite (?-FeOOH), usual of chloride attack of steel.
 
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Data de Publicação
2017-04-12
 
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