PT93647B - Processo para o tratamento electroquimico de materiais de construcao porosos, particularmente para secagem e realcalinizacao - Google Patents

Description

Este pedido é uma continuação do pedido copendente com ο ηθ. de série 333.300, apresentado em 4 de Abril de 1989, agora abandonado, em favor deste pedido.

Muitos materiais de construção comuns, tais como betão, ges^ so, tijolo, determinados tipos de pedras e muitos materiais isolantes possuem um sistema de poros por capilaridade.

Estes sistemas de poros podem, frequentemente, encher-se com água, particularmente nos pontos em que os materiais es tao em contacto com uma fonte de humidade, tal como um solo húmido ou semelhante. Em muitos casos, uma continuação prolongada dessas condições de saturação de humidade no material de construção, proporciona um ambiente desagradável e/ou a possibilidade de deterioração dos materiais.

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Tem-se provado que os processos conhecidos para a secagem de materiais porosos saturados são insatisfatórios. Um dos processos tradicionais é o uso de uma combinação de aquecimento e ventilação. No entanto, esses processos são não só muito lentos como também utilizam grandes quantidades de energia. Além disso, há um risco esperado, com qualquer processo que utilize calor, da indução térmica de deformações e/ou fissuração da estrutura.

Outra técnica conhecida para eliminar a água de materiais porosos é a electro-osmose. Assim, sabe-se que as paredes das capilaridades nos materiais de construção mais conhecidos estão cobertas com uma película de água adsorvida, electricamente carregada, referida algumas vezes como uma camada eléctrica dupla. Verificou-se que, se um tal corpo poroso for sujeito a um campo eléctrico, parte da chamada camada dupla terá tendência a deslocar-se sob a influência do campo. Uma parte do líquido livre nos poros é transportado neste processo, o que pode levar a uma significativa redução na humidade interna do corpo poroso.

Não obstante a teórica atracção do processo de electroosmose, têm existido sérios inconvenientes para a sua utilização na prática actual. Uma das razões para isto é a eficiência extremamente baixa experimentada pelos sistemas convencionais. A este respeito, a aplicação de uma carga eléctrica a uma parede de material poroso de construção envolve tipicamente a utilização de eléctrodos proporcionados em ou instalados no material poroso e ligado através do

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114-001 PR material a um eléctrodo de terra. Quando os eléctrodos são polarizados, há uma deslocação de moléculas de água em direcção ao eléctrodo negativo. No entanto, após o sistema ter estado em funcionamento durante um determinado período de tempo, os eléctrodos ficam cobertos com películas aderentes de gás, em geral gás de hidrogénio como cátodo e, noutros casos com óxido, sulfito ou outras películas formadas através de reacções electroquímicas nas superfícies de eléctrodo. Estas películas possuem uma resistência eléctrica muito elevada que leva a uma deterioração nas características eléctricas do sistema e que resulta numa baixa eficiência de funcionamento.

Outro importante problema encontrado com as práticas convencionais de electro-osmose resulta do facto de os eléctrodos do sistema carregados positivamente serem sujeitos a um elevado grau de corrosão electrolítica. Onde os eléctrodos são instalados especialmente para esta finalidade, essa corrosão resulta inicialmente numa redução na eficiência do sistema e, eventualmente, na completa descontinuidade eléctrica no eléctrodo. Em muitos casos, todavia, é desejável utilizar aço reforçado interior como eléctrodo positivo. Em tais casos, uma forte corrosão do eléctrodo positivo pode ser significativamente degradante para a própria estrutura.

Tem sido proposto (por exemplo no Pedido de Patente Sueca N^E. 86/01888-4, apresentado em 24 de Abril de 1986), utilizar-se

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-4impulsos energéticos de formas de ondas aasimétricas de rápida alternância num esforço para conseguir a electroosmose. No entanto, crê-se que um tal processo é completamente impraticável porque a taxa de ciclo extremamente elevada provoca uma carga de energia significativa e elevadas radiações de RIF.

De acordo com o presente invento, proporciona-se um sistema e um processo novos e aperfeiçoados para efectuar a secagem de estruturas por electro-osmose de modo a obviar os problemas que normalmente resultam da polarização dos eléctrodos e a concomitante perda de eficiência de funcionamento e/ou deterioração do sistema ou até, possivelmente, da própria estrutura. O presente invento é especialmente relevante para paredes de fundações e estruturas semelhantes. É particularmente útil, por exemplo, para a redução do líquido dos poros de paredes de compartimentos húmidos. Outras estruturas com as quais o presente invento pode ser empregue com utilidade são depósitos de água de betão, paredes de retenção, decks de pontes, colunas de estruturas, etc.. Em geral, o invento pode ser empregue com utilidade em ligação com qualquer estrutura de betão ou outros materiais de construção porosos que estejam expostos à água e sujeitos a degradação por acção da capilaridade.

Determinados aspectos do invento são também úteis para se obterem vantagens na realcalização de betão reforçado que se tornou acidificado por carbanação.

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Para uma mais completa compreensão destes e outros aspectos e vantagens do presente invento, deverá fazer-se referência à descrição pormenorizada que se segue das suas formas de realização preferidas e também aos desenhos anexos.

Figura 1 é uma representação esquemática simplificada de um diagrama de tensão-versus-tempo idealizado que reflecte o funcionamento de um sistema electro-osmótico de acordo com o presente invento.

Figura 2 e 3 são representações em corte fragmentárias que ilustram a apliação de um sistema de acordo com o presente invento em conexão com estruturas típicas acima do solo.

Figuras 4 a 6 são representações de cortes transversais fragmentários que ilustram uma aplicação do sistema de acordo com o presente invento em conexão com estruturas típicas sob o solo, tais como fundações.

Figura 7 é um diagrama simplificado de um ciclo típico tensão-versus-tempo que resulta de uma prática preferida do presente invento e que pode ser empregue para controlar o funcionamento do sistema electro-osmótico.

Referindo-nos agora aos desenhos, a referência 10 na Figura 2 designa uma estrutura de parede de betão que pode ser uma parede de retenção reforçada ou semelhante que está

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exposta a uma fonte de humidade e está prestes a ficar saturada com água dos poros.

Na ilustração da Figura 2, a parede de betão está dotada de um reforço interno 11 de tipo convencional.

Tendo em vista aplicar o tratamento electro-osmótico à parede 10, é vantajoso empregar o metal de reforço interno como eléctrodo positivo ou ânodo no sistema. Para se proporcionar um circuito completo a um eléctrodo negativo, é vantajoso aplicar-se, no sistema ilustrado, um revestimento de argamassa electrolitica, ou qualquer revestimento poroso condutor apropriado 12 a uma face exposta da parede 10. O revestimento de argamassa condutor 12 incluirá tipicamente um eléctrodo embutido 13 que pode ser na forma de uma grade de arame ou semelhante. Uma fonte de tensão controlada 14 está ligada através de condutores 16 aos respectivos eléctrodos negativo e positivo para possibiltar as tensões controladas a serem aplicadas ao sistema, tal como se descreverá mais adiante.

De acordo com o presente invento, as tensões são aplicadas aos eléctrodos 11, 13 do modo reflectido na Figura l, sendo a Figura 1 uma representação gráfica ilustrativa de tensão-versus-tempo de um ciclo de funcionamento de acordo com o presente invento. Com referência à Figura 1, o ciclo de funcionamento é ilustrado tendo duas fases principais. Numa primeira fase principal é imposta uma tensão alterna 17 nos

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114-001 PR eléctrodos 11, 13, constituindo o eléctrodo interno 11 o ânodo ou eléctrodo positivo e o eléctrodo 13 na face exposta da estrutura 10 o cátodo ou eléctrodo negativo. Na segunda zona principal do ciclo de funcionamento, a tensão é invertida, tal como em 18 de modo que os eléctrodos 11, 13 sejam de polaridade inversa e se tornem o cátodo e o ânodo respectivamente. Durante a primeira ou principal zona de ciclo, o impulso de tensão 17 provoca um fluxo de corrente numa direcção para efectuar a secagem electro-osmótica. O segundo impulso 18, de polaridade oposta, é imposto periodicamente tendo em vista evitar ou reduzir para um nível aceitável a formação de gás ou outras películas isolantes nos eléctrodos e/ou a formação de produtos de corrosão.

Para efectuar a secagem electro-osmótica, terá de haver uma entrada de energia na direcção correcta sobre o curso de um ciclo completo. Consequentemente, a entrada de energia durante o impulso do primeiro ciclo 17 deverá ser, pelo menos, duas vezes a entrada de energia durante a zona do segundo ciclo 18. A proporção de entrada de energia durante a primeira zona de ciclo deverá, de facto, ser maximizada relativamente à entrada de energia durante a zona do segundo ciclo, enquanto se evita que se atinja uma proporção de tal magnitude que resulte em efeitos indesejáveis da formação de película de gás e/ou a formação excessiva de produtos de corrosão. Experiências típicas indicam que as proporções de entrada de energia de duas a dez vezes são eficazes, mas em certos casos podem empregar-se proporções consideravelmente

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114-001 PR superiores àquelas. Numa dada instalação estas proporções podem ser optimizadas através da utilização de um osciloscópio para possibilitar que a saída do circuito seja monotorizada durante o arranque. Pode também empregar-se um microprocessador para optimizar continuamente períodos de ciclo, para se retirarem óptimas eficácias de funcionamento.

Em geral, o impulso de tensão 17 da primeira zona de ciclo será igual em magnitude ao impulso de tensão 18 da segunda zona de ciclo. Consequentemente, a entrada de energia para cada zona de ciclo será substancialmente uma função do tempo de duração do impulso e as proporções de energia serão uma função das durações do impulso.

Numa estrutura típica à qual o processo poderá ser aplicado, tal como representado na Figura 2, a própria estrutura pode constituir tipicamente uma capacidade bastante maior. Consequentemente, o processo de acordo com o presente invento proporciona a transição controlada de tensão de positivo para negativo e o inverso. Uma tal transição controlada permite a dissipação de qualquer carga de capacidade e assegura que a radiação de RIF é substancialmente evitada.

Normalmente a magnitude dos impulsos de tensão 17, 18 será, pelo menos, de 20 vóltios de corrente contínua. Teoricamente são utilizáveis tensões inferiores. No entanto, o tempo requerido para realizar qualquer grau significativo de secagem pode tornar-se excessivo. Na ponto superior da gama,

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vóltios é um máximo típico. No ponto alto, o limite teórico pode ser muito maior do que 40 vóltios. No entanto, à medida que o nível de tensão é aumentado, considerações quanto à segurança tornam-se mais significativas. Consequentemente, para um sistema comercial típico, preferem-se tensões na gama de 20-40 vóltios de corrente contínua. É desejável que a transição de positivo para negativo (e o inverso) seja controlada para se continuar até uma taxa não superior a cerca de 8 vóltios por segundo, de tal modo que os períodos de transição 19, 20 da Figura 2 desde +40V até -40V, ou o inverso, se aproximem de 10 segundos ou mais. Estes períodos podem ser empiricamente encurtados, se se desejar, mas deverão ser suficientemente controlados para evitar quaisquer radiações significativas de RIF e/ou para permitir a dissipação da carga de capacidade.

A taxa de repetição do ciclo de funcionamento pode ser feita variar substancialmente. É contudo, desejável, que seja tão grande quanto seja praticável na direcção positiva, isto é, a direcção em que a eliminação electro-osmótica de água é eficaz. No sistema preferido, a ciclagem é controlada através da monotorização da condição de passividade/não passividade do aço reforçado no interior do betão. Isto é conseguido através do encaixe no betão de uma meia célula reforçada, tal como óxido de chumbo-chumbo, sulfato de cobrecobre, cloreto de prata-prata, etc.. A meia célula encontra-se localizada no interior do betão numa área próxima (em 10 a 20 mm) do aço reforçado (ou em eléctrodos

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implantados se o material poroso não incorporar um reforço). Através de relações bem conhecidas, o potencial da meia-célula é um reflexo da condição inactivado/não inactivado do aço interior. De acordo com um aspecto do presente invento, quando o potencial da meia-célula indica que o aço se está a tornar não inactivado, o potencial é invertido, com transição controlada como anteriormente referido e é aplicado e mantido um potencial inverso, de preferência até que o potencial da meia-célula indique uma condição de inactivado satisfatória do aço, altura em que o potencial é novamente aplicado, após a transição controlada anteriormente referida.

Em determinadas circunstâncias, a condição inicial do material de construção poroso pode ser tal que o controlo do processo exclusivamente por referência à condição inactivada ou não inactivada do aço interior não seria produtivo. Nesses casos é aplicado um controlo de anulação de tal modo que o total de energia aplicada (tensão x tempo) na direcção positiva, isto é, na direcção em que a secagem electroosmótica é eficaz é, pelo menos, duas vezes a energia aplicada na direcção inversa. Numa situação típica, as circunstâncias relativamente extraordinárias em que é necessário anular o controlo do eléctrodo da meia-célula são relativamente temporárias e são melhoradas à medida que o tratamento continua. Consequentemente, de modo típico, nalguns pontos no processo de tratamento, o sistema pode voltar ao controlo por meio do eléctrodo da meia-célula.

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O tempo necessário para efectuar um nível desejado de secagem de uma determinada estrutura é uma função de muitas variáveis, incluindo a dimensão da estrutura e a taxa à qual a estrutura absorve água do meio ambiente. Num exemplo, uma grande e espessa fundação de uma instalação de energia foi seca de um nível de humidade de 100% (completa saturação) para cerca de 80% (substancialmente seco) num período de tempo de cerca de nove meses, utilizando impulsos de tensão de cerca de 40 vóltios de corrente contínua. Para uma parede de compartimento do lar, tendo por exemplo uma espessura de parede de cerca de 300 mm, é possível reduzir a humidade desde aproximadarnente 100% para aproximadarnente 77% num período de dois meses, aplicando-se mais ou menos 40 vóltios de corrente contínua. 0 processo pode ser auto-terminável, no sentido em que, a níveis de humidade inferiores a 80%, a continuidade da água dos poros se torna incerta. A acção electro-osmótica, em tais casos, tem tendência a terminar por causa de uma falta de continuidade de circuito.

Numa parede de compartimento típica, muitas vezes não se prevê o reforço do aço. Nesses casos, é necessário implantar elementos de eléctrodo na parede. Um padrão vantajoso para tais eléctrodos é proporcionar um eléctrodo aproximadarnente em cada 0,5 m, numa fileira horizontal sensivelmente a meio da altura da parede do compartimento. Habitualmente, é necessário ou desejável furar a parede de modo que os eléctrodos possam ficar encrustados na parede.

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Os impulsos de tensão primário e invertido serão da mesma magnitude. No entanto, não se sabe se isto é crítico e admite-se que uma das tensões possa ser de magnitude diferente da outra. Em tais casos, para se conseguir uma proporção predeterminada de entrada de energia através do impulso primário quando comparado com o impulso invertido, o tempo de aplicação da tensão mais baixa teria de ser suficientemente prolongado para manter a desejada correspondência da proporção de entrada de energia.

Na forma de realização preferida do presente invento, tal como se reflecte na Figura 2 do desenho, o circuito gerador de tensão, geralmente designado pelo numeral 14, está ligado aos eléctrodos de monotorização El, E2. 0 eléctrodo EI está ligado directamente ao aço de reforço ou outro eléctrodo encaixado no corpo de betão, ao passo que o eléctrodo E2 representa uma meia-célula de uma composição predeterminada, de preferência óxido de chumbo-chumbo, em virtude do seu custo relativamente baixo.

De acordo com o presente invento, aplica-se uma tensão positiva à barra de reforço 11 para efectuar uma actividade electro-osmótica no interior do corpo de betão 10. A medida que prossegue esta actividade electro-osmótica, as barras de reforço 11, tornar-se-ão, de um modo típico, progressivamente polarizadas, eventualmente na medida em que for promovida a corrosão da barra de reforço. Uma vez que a barra de reforço se torna progressivamente polarizada, é desenvolvida uma

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-13tensão progressivamente mutável entre os eléctrodos El, E2. O valor específico da tensão é uma função da composição da meia célula. No entanto, o contorno da curva tensão-versustempo da tensão de referência célula para barra de reforço (Figura 7), aqui referida como tensão de referência é bastante caracteristico e pode ser utilizado para controlar as inversões de tensão, utilizando de preferência um circuito simples de microprocessador. Assim, como se pode observar na Figura 7, quando se aplica um impulso de tensão positiva aos eléctrodos por intermédio da fonte exterior 14, a tensão de referência aumenta muito gradualmente ao princípio, mas em seguida rapidamente à medida que se aproxima do máximo. A tensão de referência permanece relativamente estável durante um momento antes de começar a diminuir gradualmente, tal como indicado na Figura 7.

Quando a tensão de referência começa a diminuir durante a continuação do impulso de tensão positiva proveniente da fonte de energia exterior 14, isso indica que o aço se está a tornar não inactivado na medida em que a corrosão será um problema. A inversão da tensão de referência é consequentemente utilizada para iniciar um impulso de tensão inverso proveniente do gerador exterior 14.

A inversão da tensão exterior provoca uma queda relativamente acentuada na tensão de referência, tal como se indica em 61 na Figura 7, até que a tensão de referência atinja um valor negativo. Pouco tempo depois, a tensão de referência atinge

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114-001 PR um valor negativo estável, indicado em 62 na Figura 7. Esta condição indica que o aço de reforço está a tornar-se despolarizado e, deste modo reinactivado. A tensão negativa estável pode, portanto, ser utilizada para accionar a retomada de um impulso positivo 17 proveniente da fonte de energia exterior 14. Este ciclo de operações é repetido em todo o processo de tratamento.

A duração dos impulsos sob o controlo do eléctrodo de meia-célula podem variar dentro de limites extremamente amplos, dependendo de factores como o teor de humidade, condutividade eléctrica e da quantidade e tipo de substâncias de oxidação e de redução presentes no betão. Num caso típico, um impulso positivo poderia prolongar-se até uma hora ou mesmo durante um dia completo, antes do aço de reforço ser polarizado de um tal modo que a corrosão se torne preocupante. De acordo com o presente invento isto pode ser controlado automaticamente através da monotorização da tensão de meiacélula.

Sob determinadas condições, o controlo automático somente de acordo com as tensões indicadas entre os eléctrodos El, E2 produziriam resultados anómalos. Quando a quantidade de energia comunicada durante o impulso positivo não é suficientemente maior do que a que é comunicada durante o impulso negativo, os objectivos primários do tratamento seriam substancialmente contrariados. Consequentemente, de acordo com o presente invento, se a entrada de energia

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positiva de acordo com o controlo de eléctrodo de meia-célula for menor do que metade da entrada de energia durante o impulso negativo, o controlo pelo eléctrodo de meia-célula é anulado pelo controlo de ciclo de tempo de tal modo que, em qualquer caso, a duração dos tempos de tensão positiva são, pelo menos, duas vezes a duração dos tempos de tensão negativa.

as circunstâncias gerais em que o controlo automático do eléctrodo de meia-célula pode ter de ser anulado são as seguintes:

a) 0 betão ou outro material de construção poroso conter grandes quantidades de substâncias redox;

b) Existir um problema de posicionamento da meia célula devido à presença de substâncias prejudiciais, fungos ou bactérias.

c) Serem impostas condições eléctricas perturbadoras nas barras de reforço, por exemplo, determinados tipos de sistemas de terra.

d) Ocorrer uma falha no interior do sistema de controlo de meia célula, em virtude de curto-circuito, circuito aberto, etc. .

Em qualquer das circunstâncias indicadas, o processo seria dirigido por um controlo de anulação auxiliar, para se ter a certeza de que a energia positiva era aproximadamente duas vezes a entrada de energia negativa.

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-16Numa situação típica, as condições em que o controlo automático do eléctrodo de meia célula teria de ser anulado são eliminadas durante o decurso do tratamento.

Consequentemente, num caso normal, o controlo automático sob a monotorização do sistema de eléctrodo de meia célula tornase possível nalgum ponto bastante cedo durante todo o processo de tratamento.

sistema do presente invento pode ser aplicado numa grande variedade de modos a estruturas saturadas. Na ilustração da Figura 3, por exemplo, uma estrutura acima do solo 25, que é acessível de ambos os lados, proporciona-se num dos lados um material de argamassa electrolítico poroso 26 com um eléctrodo encaixado 27. 0 lado oposto da parede é dotado com um revestimento condutor, tal como uma tinta condutora ou semelhante, identificado pelo numeral de referência 28. Um sistema gerador de tensão cíclica programado 14 está ligado ao eléctrodo 27, 28, utilizando o revestimento condutor 28 como ânodo e o eléctrodo encaixado 27 como cátodo. Quando o sistema é activado, haverá uma deslocação electro-osmótica de água para o revestimento poroso 26. 0 revestimento 26 seria de uma estrutura suficientemente porosa que proporciona uma fácil secagem por meio de evaporação quando a humidade se desloca para ela proveniente da própria parede.

Na disposição da Figura 4, uma estrutura de subsolo, tal como uma parede de fundação 30, é construída com um sistema de barras de reforço 31, que estão ligadas à fonte geradora de

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114-001 PR tensão programada 14. Um ou mais eléctrodos de terra 32 são conduzidos para o interior do solo 33, contíguo a mas espaçado da parede 30 e estes eléctrodos de terra são ligados ao lado negativo da fonte geradora de tensão 14, para servirem como meios de eléctrodo cátodo. Na disposição ilustrada, o sistema de eléctrodos de terra 32 está localizado no lado da parede 30 mais afastado do sistema de barra de reforço 31, de modo que a acção electro-osmótica se aplique a um volume máximo da estrutura da parede.

Na estrutura de parede de subsolo da Figura 5, uma estrutura de parde 4 0 foi construída sem reforço interno. Em tais casos, são efectuados orifícios alongados 41 no interior da parede, segundo um ângulo inclinado para baixo e encaixam-se elementos de eléctrodo 42 nos recessos efectuados. Um sistema gerador de tensão 14 está ligado com o lado positivo aos eléctrodos encaixados 42 e o lado negativo está ligado a um sistema de eléctrodo de terra 43 na forma de um ou mais elementos de eléctrodo introduzidos no solo 44. Numa instalação típica, provou-se ser apropriado espaçar os eléctrodos em 0,5 m.

Na estrutura da Figura 6, uma parede de betão 50, que pode ser uma parede de compartimento ou uma parede de retenção, por exemplo, está exposta numa superfície 51 e em contacto com o solo 52 na sua superfície oposta 53. Para essa instalação, aplica-se, com vantagem, um material de argamassa electrolítico 54 à face exposta 51 da parede e é dotada de

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114-001 PR uma grelha de eléctrodo encaixado 55, que pode ser, por exemplo, na forma de uma malha de arame. O sistema gerador de tensão programado 14 está ligado com o seu lado positivo ao eléctrodo embebido em argamassa 55 e o lado negativo a um sistema de eléctrodos de terra 56 intoduzidos no solo 52.

Observar-se-á que a disposição da Figura 6 difere daquela da Figura 3 pelo facto de as ligações ao sistema gerador de tensão 14 estarem invertidas. No sistema da Figura 6, a deslocação electro-osmótica das partículas de água verificase na direcção da terra circundante. Relativamente a este facto, compreender-se-á que as referências nas várias ilustrações das Figuras 2 a 6 a ··+'· e referem-se à polaridade do impulso de tensão principal 17, tal como ilustrado na Figura 1.

O processo do presente invento representa um avanço significativo relativamente a processos conhecidos para a secagem de estruturas de betão e outras estruturas de materiais porosos que se tornaram saturados ou quase saturados com água. Embora os processos electro-osmóticos, em geral, fossem conhecidos, a sua utilização num contexto comercial não foi realizada em virtude de dificuldades práticas envolvidas na geração de películas de gás isoladoras, particularmente no cátodo e na formação de produtos de corrosão no ânodo. No caso de película de gás isoladora, o processo torna-se rapidamente ineficaz, porque o nível de resistência aumenta com a formação da película de

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114-001 PR gás. No caso da formação de produtos de corrosão, para além da introdução de resistência significativa, ou provocando uma descontinuidade eléctrica, a estrutura a ser processada pode ser seriamente danificada através do enfraquecimento do reforço interno e/ou fractura do material circundante em virtude das pressões internas formadas pela expansão dos produtos de corrosão.

Utilizando o processo de acordo com o presente invento, a inversão cíclica controlada de polaridade dos impulsos de energia, serve para impedir a formação de películas de gás e de produtos de corrosão indesejáveis, enquanto que, ao mesmo tempo, possibilita um fluxo líquido de energia a ser realizado, de tal modo que os processos electro-osmóticos podem prosseguir a níveis razoáveis de eficiência e sem comprometer a integridade da estrutura.

Significativamente, muitos dos processos do presente invento são aplicáveis não apenas a tratamento electro-osmótico de materiais de construção porosos, mas também a tratamentos tais como realcalização do betão por processos electroquímicos. No caso de tratamentos de realcalização, é desejável efectuar uma deslocação electrolítica dos iões de hidroxilo de uma área para outra de uma estrutura de betão existente que foi carbonada e, portanto, acidificada, até um ponto em que pode estar iminente uma corrosão séria da estrutura de reforço interna. De acordo com técnicas reveladas no Pedido de Patente norte-americano de Miller et

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114-001 PR al. com ο n^e. de série 143,971 (correspondente em assunto à Publicação PCT N^a. PCT/N087/00030), a reabilitação de estruturas de betão reforçadas que sofreram um indesejável grau de carbonação pode ser efectuada aplicando-se uma tensão entre eléctrodos espaçados, um localizado no interior numa zona relativamente carbonada de betão e outro localizado tanto no interior de uma zona relativamente não carbonada do mesmo betão ou encaixada no interior de uma camada aplicada de material electrolítico rica em iões hidroxilo. Dependendo da configuração particular da estrutura sob tratamento, as barras de reforço podem ser sujeitas a despacificação ou revestimento de película de gás. Em qualguer caso, os processos de tratamento controlado de acordo com o presente invento, que envolvem inversão controlada de tensão de tratamento imposta, podem ser utilizados com grande vantagem na protecção de aço de reforço interno contra a corrosão e/ou imposição de eficiência da operação.

No processo de acordo com o presente invento, a inversão de polaridade é em qualguer caso efectuada de acordo com uma transição controlada, de modo que a radiação de interferência de frequência de rádio é efectivamente evitada, e/ou a capacidade inerente da estrutura tem uma oportunidade de descarregar de acordo com a sua própria taxa de descarga, de tal modo que as inversões de polaridade não envolvem um desnecessário dispêndio de energia para ultrapassar tensões residuais opostas.

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Particularmente vantajoso é controlar o processo por meio de monotorização da tensão de meia célula, pelo que em qualquer estágio do processo, a tendência para o aço de reforço interno (ou meios de eléctrodo encaixados, onde não exista reforço) a tornar-se polarizado, não inactivado e susceptível de corrosão, a tensão comunicada pode ser invertida e o impulso de tensão inversa mantido até se restabelecer uma condição satisfatória de passividade. Num caso típico, este processo possibilita que sejam alcançadas óptimas eficiências, visto que o impulso positivo ou de tratamento de energia eléctrica pode ser mantido na maior extensão possível e podem ser minimizados períodos de polaridade inversa.

Compreender-se-á, evidentemente, que as formas específicas do presente invento aqui ilustradas e descritas pretendem apenas ser representativas, uma vez que podem ser feitas nelas determinadas modificações sem se sair dos claros ensinamentos do invento. Por consequência, deverá fazer-se referência às reivindicações que se seguem na determinação do escopo completo do invento.

Claims (8)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. - Processo para o tratamento de materiais de construção porosos e húmidos e semelhantes, encontrando-se os eléctrodos (11; 28; 31; 41; 55) de uma polaridade embebidos no material (10; 25; 30; 40; 50) poroso e húmido e os eléctrodos (13; 27; 32; 43; 56) de polaridade inversa dispostos a uma distância dos eléctrodos positivos nomeados em primeiro lugar e separados do material poroso, sendo aplicada uma tensão aos eléctrodos para efectuar uma acção electrolítica na região entre os eléctrodos, no qual uma primeira tensão é impressa nos eléctrodos por uma primeira parte (17; 60) de um ciclo de tratamento, sendo uma segunda tensão impressa nos eléctrodos por uma segunda parte (18; 62) do ciclo de tratamento, encontrando-se a primeira e a segunda tensão e a primeira e a segunda parte do ciclo de tratamento em uma relação tal que a energia utilizada na primeira parte do ciclo é essencialmente maior do que a utilizada na segunda parte do ciclo, e sendo o ciclo de tratamento repetido continuamente durante um intervalo de tempo, caracterizado pelo facto de para evitar a radiação de interferência de radiofrequência, a duração da primeira (17; 60) e segunda (18; 62) parte de cada tratamento ser controlada para verificar e seguir a polarização dos eléctrodos embebidos no material poroso e húmido pelo recurso a um eléctrodo de referência de meia-célula (E2)

   -2- '7/ /

   I ί

   também embebido no material poroso e húmido, de modo que, se o eléctrodo de referência indicar uma tensão de referência representativa para os eléctrodos embebidos no material poroso e húmido que se vai tornando despassivado a tensão impressa seja alterada da primeira parte (17; 60) do ciclo de tratamento para a segunda parte (18; 62), logo que a vigilância do eléctrodo de referência indique que uma tensão de referência representativa para os eléctrodos embebidos é > repassivada após o que se altera a tensão impressa da j

   segunda parte (18; 62) do ciclo de tratamento para a primeira parte (17; 60) do ciclo de tratamento.
2. 2. - Processo de acordo com a reivindicação 1,

   caracterizado pelo facto de se ajustar a tensão de tratamento de modo a alcançar uma densidade de corrente inicial no material (10; 25; 30; 40; 50) poroso e húmido na gama de 0,01 A/m^ a 1,0 A/m^

   ) !
3. 3. - Processo de acordo com a reivindicação 1 ou

   2, caracterizado pelo facto de as tensões de tratamento serem tensões contínuas na gama de 20 a 40 V.
4. 4. - Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo facto de, quando se altera a polaridade da tensão, a inversão da tensão da primeira parte (17; 60) do ciclo de tratamento para a segunda parte (18; 62) do ciclo de tratamento ser efectuada com uma velocidade que não é consideravelmente superior a 8 V/s.
5. 5. - Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo facto de, quando a tensão de referência atingir um valor máximo e começar a diminuir, se dar início à transição (19; 61) da primeira tensão de tratamento (17; 60) para a segunda tensão de tratamento (18; 62) .
6. 6. - Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo facto de, quando a tensão de referência atingir um valor negativo e estável e mantiver esse valor, se dar início à re-transição para a primeira tensão de tratamento (17; 60).
7. 7. - Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo facto de se transportar a água pelo recurso à migração electro-osmótica da região do eléctrodo embebido (11; 28; 31; 41; 55) para a região do outro eléctrodo (13; 27; 32; 43; 56).
8. 8. - Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo facto de o material poroso (10) ser betão reforçado com aço, sendo algumas das suas regiões relativamente carbonadas e ácidas, estando um dos eléctrodos (11) disposto nas regiões exteriores carbonadas e outro dos eléctrodos (13) numa região (12) de alcalinidade elevada, sendo a migração dos constituintes alcalinos da região (12) de alcalinidade elevada para as regiões relativamente carbonadas induzida electricamente para efectuar uma realcalinização das regiões relativamente carbonadas.