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Universidade Federal da Bahia |
Repositório Institucional da UFBA
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/43131
Tipo: Tese
Título: Avaliação do efeito da camada de oxalato de zinco na resistência à corrosão do aço galvanizado em concreto armado via técnicas eletroquímicas
Autor(es): Barretto, Tatiana Conceição Machado
Primeiro Orientador: Ribeiro, Daniel Véras
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Souza, Carlos Alberto Caldas
metadata.dc.contributor.referee1: Dias, Cleber Marcos Ribeiro
metadata.dc.contributor.referee2: Ferreira Junior, José Mario
metadata.dc.contributor.referee3: Moreto, Jeferson Aparecido
metadata.dc.contributor.referee4: Costa, Eleani Maria da
metadata.dc.contributor.referee5: Sousa, Carlos Alberto Caldas de
Resumo: A corrosão das armaduras do concreto armado reduz significativamente a vida útil das estruturas e pode ser intensificada em ambientes agressivos, como atmosferas ricas em cloretos, com ocorrência da corrosão por pites. Entre os métodos de proteção das armaduras contra processos corrosivos, a galvanização tem se mostrado uma alternativa eficaz, quando associada a tratamentos de superfície, como o uso de soluções de cromo hexavalente (Cr⁶⁺ ou Cr VI). No entanto, diversos estudos apontam que o Cr VI é tóxico e cancerígeno, tornando necessário o desenvolvimento de revestimentos alternativos. Este estudo aborda uma lacuna significativa na literatura ao focar no comportamento do aço galvanizado tratado com ácido oxálico em soluções alcalinas (pH > 7), especificamente para aplicações na construção civil. Nesse contexto, soluções à base de ácidos orgânicos dicarboxílicos têm se destacado por oferecerem proteção eficiente, serem menos tóxicas e de menor custo em comparação aos tratamentos convencionais. Esta pesquisa de doutorado teve como objetivo avaliar a eficiência do revestimento de oxalato de zinco na resistência à corrosão de armaduras em ambiente alcalino. Para isso, amostras de aço galvanizado foram submetidas a um tratamento de conversão em solução de ácido oxálico [0,1M] e, em seguida, expostas a meio alcalino que simulou a solução dos poros do concreto, além de serem inseridas em corpos de prova de concreto de classe C30 e monitoradas por períodos controlados. A investigação combinou análises morfológicas (MEV/EDS) e químicas pontuais, mineralógicas (DRX), espectroscopia (FTIR) e ensaios eletroquímicos de resistência à polarização e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), em amostras submetidas à névoa salina (salt spray) para avaliar a evolução da camada de oxalato de zinco e sua influência na resistência à corrosão. Os resultados demonstraram que a camada formada apresentou espessura média de 10 μm, retardando o início da corrosão nos estágios iniciais. Entretanto, em períodos mais longos, a alcalinidade do meio e a porosidade do concreto favoreceram a degradação do revestimento, isso foi observado tanto na solução alcalina e no concreto. Comparativamente, amostras tratadas apresentaram densidade de corrente de corrosão inicial (Icorr ≈ 4,7 × 10⁻⁴ mm/ano) próxima às não tratadas (≈ 5,3 × 10⁻⁴ mm/ano), e a espectroscopia de impedância indicou resistência à transferência de carga (Rct) de até 497 Ω em três meses, reduzindo para cerca de 207 Ω após 12 meses. As taxas de corrosão chegaram a superar 0,1 mm/ano nas amostras tratadas, caracterizando grau severo de corrosividade segundo critérios normativos. Dessa forma, concluiu-se que o oxalato de zinco retarda a iniciação da corrosão, mas sua estabilidade em meio alcalino é limitada, comprometendo a eficácia do revestimento em exposições prolongadas.
Abstract: The corrosion of reinforced concrete steel bars significantly reduces the service life of struc-tures and can be accelerated in aggressive environments, such as chloride-rich atmos-pheres, where pitting corrosion may occur. Among the protection methods for reinforcing steel against corrosive processes, galvanization has proven to be an effective alternative, especially when combined with surface treatments such as hexavalent chromium (Cr⁶⁺ or Cr VI) solutions. However, several studies indicate that Cr VI is toxic and carcinogenic, mak-ing it necessary to develop alternative coatings. This study addresses a significant gap in the literature by focusing on the behavior of oxalic acid-treated galvanized steel in alkaline solutions (pH > 7), specifically for civil construction applications. In this context, dicarboxylic organic acid-based solutions have gained attention for providing effective corrosion protec-tion while being less toxic and more cost-effective compared to conventional treatments. This doctoral research aimed to evaluate the corrosion resistance performance of zinc oxa-late coatings applied to reinforcing steel in alkaline environments. For this purpose, galva-nized steel samples were subjected to a conversion treatment in oxalic acid solution (0.1 M), then exposed to an alkaline medium simulating the pore solution of concrete C30 class. The samples were also embedded in concrete specimens and monitored over controlled time intervals. The investigation combined morphological (SEM/EDS) and point chemical, mineralogical (XRD), and spectroscopic (FTIR) analyses with electrochemical tests, includ-ing polarization resistance and electrochemical impedance spectroscopy (EIS), on samples subjected to salt spray exposure to assess the evolution of the zinc oxalate layer and its influence on corrosion resistance. The results demonstrated that the formed layer exhibited an average thickness of 10 μm, delaying the onset of corrosion at the initial stages. However, over longer exposure periods, the alkalinity of the medium and the porosity of the concrete promoted coating degradation, this was observed in both the alkaline solution and the con-crete. Comparatively, treated samples showed an initial corrosion current density (Icorr ≈ 4.7 × 10⁻⁴ mm/year) similar to untreated samples (≈ 5.3 × 10⁻⁴ mm/year), while impedance spectroscopy indicated a charge transfer resistance (Rct) of up to 497 Ω after three months, decreasing to approximately 207 Ω after twelve months. Corrosion rates exceeded 0.1 mm/year in the treated samples, which, according to normative criteria, represents a severe corrosion grade. Therefore, it is concluded that zinc oxalate delays corrosion initiation; how-ever, its stability in alkaline media is limited, compromising the long-term effectiveness of the coating under prolonged exposure.
Palavras-chave: Corrosão
Armaduras
Concreto armado
Eletrodeposição
Meio alcalino
Tratamentos de conversão
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA::CORROSAO
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL::MATERIAIS E COMPONENTES DE CONSTRUCAO
Idioma: por
País: Brasil
Editora / Evento / Instituição: Universidade Federal da Bahia
Sigla da Instituição: UFBA
metadata.dc.publisher.department: Escola Politécnica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PPEC) 
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/43131
Data do documento: 2025
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