Híbridos orgânico-inorgânicos para aplicações anticorrosivas na construção civil

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Uvida, Mayara Carla
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Nanocompósitos; Processo sol-gel; Concreto armado; Revestimentos protetores; Aço carbono; Nanocomposites; Sol-gel process; Steel-reinforced concrete; Protective coatings; Carbon steel
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/191943

A corrosão do aço de reforço é a principal causa de falha de estruturas de concreto armado e, na ausência de manutenção preventiva, resulta em tragédias e implicações financeiras, sociais e ambientais. O alto valor de pH da solução de poro do concreto (pH ± 14) contribui para a formação de uma fina camada de óxido passivo na superfície do vergalhão de aço, no entanto, íons agressivos como cloretos podem permear essa barreira. Para superar esses problemas, novos materiais nanocompósitos à base de híbridos orgânico-inorgânicos, combinando polímeros e materiais cerâmicos em uma única fase, mostraram-se promissores como revestimentos anticorrosivos. Nesse contexto, os revestimentos à base de PMMA (polimetacrilato de metila)-sílica e epóxi-sílica foram preparados combinando a metodologia sol-gel (policondensação hidrolítica de organosilanos) e polimerização radicalar de monômeros/ reação de cura da fase orgânica. A influência das diferentes proporções de iniciador térmico (BPO, peróxido de benzoíla/MMA, metacrilato de metila) e do agente de cura (DETA, dietiltriamina/DGEBA, poli (bisfenol-A-co-epicloridrina)) nas propriedades estruturais e de barreira de longo prazo foram investigadas para os dois sistemas híbridos. Os resultados da análise estrutural confirmaram a formação do híbrido PMMA-sílica, depositado em substratos aço de reforço no formato de disco por dip-coating. Os revestimentos com espessura entre 13-15 μm, possuem uma estabilidade térmica de até 260 ° C, elevada adesão a superfície metálica (>13 MPa), e morfologia homogênea e ausente de poros. As medidas de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) em solução de NaCl 3,5% mostraram uma excelente resistência à corrosão com módulo de impedância a baixa frequência de até 100 GΩ cm2, com uma durabilidade superior a 250 dias, enquanto resistência à corrosão semelhante, mas com vida útil inferior foram obtidas em solução de poros de concreto simulado alcalina (SCPS1) e carbonatada (SCPS2). O revestimento preparado com razão intermediária de BPO/MMA = 0,05 depositado por dip-coating na superfície tridimensional das barras de aço de reforço apresentou uma excelente resistência à corrosão e módulo de impedância a baixa frequência, após 4 h de imersão, de ~3 GΩ cm2 em solução de NaCl 3,5% e SCPS2 com durabilidade de 14 dias, e ~90 MΩ cm2 em solução SCPS1 e durabilidade de 7 dias. Híbridos epóxi-sílica resultaram em revestimentos homogêneos, transparentes, ligeiramente hidrofóbicos, com boa adesão (>8 MPa), espessuras entre 8-12 μm, estabilidade térmica de até 328° C, e alta resistência à corrosão. Para a melhor formulação, valores de módulo de impedância de ~ 1 GΩ cm2 e durabilidade de várias semanas foram obtidas nas soluções estudadas.