Formation of incipient anodes in localized mortar repairs with the addition of rice husk silica

  • Igor Rossi Remenche Program of Graduate Studies in Civil Engineering, Federal University of Paraná (UFPR), Curitiba, Brazil.
  • Paulo Augusto Daschevi Court of Accounts of Paraná, Curitiba, Brazil.
  • Nikolai Franceschetto Holowka Program of Graduate Studies in Civil Engineering, Federal Technological University of Paraná (UTFPR), Curitiba, Brazil.Program of Graduate Studies in Civil Engineering, Federal Technological University of Paraná (UTFPR), Curitiba, Brazil.
  • Leonardo Caniato Martioli Program of Graduate Studies in Civil Engineering, Federal University of Paraná (UFPR), Curitiba, Brazil.
  • Marcelo Henrique Farias de Medeiros Program of Graduate Studies in Civil Engineering, Federal University of Paraná (UFPR), Curitiba, Brazil.
Keywords: incipient anode; electrochemical incompatibility; repair; corrosion potential; surface electrical resistivity

Abstract

The objective of this work was to investigate how incipient anodes can be detected and monitored in localized repair areas using mortars with added rice husk silica. Three repair conditions were tested on prismatic specimens: without repair, with repair without rice husk silica addition, and with rice husk silica addition in the mortar. Corrosion potential and electrical resistivity tests were conducted. The corrosion potential test showed no variation along the bar, while the electrical resistivity test showed varied values depending on the repaired and non-repaired zones. It was concluded that adding rice husk silica to the mortar made the corrosion potential more electronegative due to the greater difference in electrical resistivity compared to the substrate, contributing to the formation of incipient anodes.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Associação Brasileira de Normas Técnicas (2015), NBR 5751 – Materiais pozolânicos – Determinação da atividade pozolânica com cal aos sete dias. Rio de Janeiro.

Associação Brasileira de Normas Técnicas (2018), NBR 16697 - Cimento Portland - Requisitos. Rio de Janeiro.

Associação Brasileira de Normas Técnicas (2010), NBR 15895: Materiais pozolânicos – Determinação do teor de hidróxido de cálcio fixado – Método Chapelle modificado. Rio de Janeiro.

Associação Brasileira de Normas Técnicas (2009), NBR 7211 - Agregados para concreto - Especificação. Rio de Janeiro.

Associação Brasileira de Normas Técnicas (2001), NBR NM 30 - Agregado miúdo - Determinação da absorção de água. Rio de Janeiro.

Associação Brasileira de Normas Técnicas (2006b), NBR NM 45 - Agregados - Determinação da massa unitária e do volume de vazios. Rio de Janeiro.

Associação Brasileira de Normas Técnicas (2003b), NBR NM 46 - Agregados - Determinação do material fino que passa através da peneira 75 um, por lavagem. Rio de Janeiro.

Associação Brasileira de Normas Técnicas (2003c), NBR NM 52 - Agregados miúdo - Determinação da massa específica e massa específica aparente. Rio de Janeiro.

Associação Brasileira de Normas Técnicas (2006a), NBR NM 53 – Agregado graúdo – Determinação de massa específica, massa específica aparente e absorção de água. Rio de Janeiro.

Associação Brasileira de Normas Técnicas (2003a), NBR NM 248 - Análise Granulométrica. Rio de Janeiro.

American Society for Testing and Materials (1999), ASTM G1 - Standard Practice for Preparing, Cleaning, and Evaluation Corrosion Test Specimens. Philadelphia.

American Society for Testing and Materials (2015), ASTM C-876: Standard Test Method for Corrosion Potentials of Uncoated Reinforcing Steel in Concrete. Philadelphia.

Ali, M. S. et al. (2018), An experimental study of electrochemical incompatibility between repaired patch concrete and existing old concrete. Construction and Building Materials, v. 174, p. 159-172. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.04.059 DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.04.059

Araújo, E. C., Macioski, G., De Medeiros, M. H. F. (2022), Concrete surface electrical resistivity: Effects of sample size, geometry, probe spacing and SCMs. Construction and Building Materials, v. 324, p. 126659. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.126659 DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.126659

Campos, P. A., Medeiros, M. H. F., Filho, J. H. (2022), Ação conjugada de sílica de casca de arroz e hidróxido de cálcio em compósitos de cimento Portland: porosidade, compostos hidratados, reserva alcalina, e resistência à compressão. Revista Matéria, v. 27, n.03. https://doi.org/10.1590/1517-7076-RMAT-2022-0018 DOI: https://doi.org/10.1590/1517-7076-rmat-2022-0018

Castro, P., Pazini, E., Andrade, C., Alonso, C. (2003), Macrocell activity in slightly chloride-contaminated concrete induced by reinforcement primers. Corrosion, v. 59, n. 6, p. 535–546. https://doi.org/10.5006/1.3277585 DOI: https://doi.org/10.5006/1.3277585

Comité Euro-Internacional du Béton (1989), N° 192: diagnosis and assessment of concrete structures: state-of-art report. Switzerland: FIB – International Federation for Structural Concrete.

Chen, X., Wu, S. (2013), Influence of water-to-cement ratio and curing period on pore structure of cement mortar. Construction and Building Materials, v.38, p. 804-812. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.09.058 DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.09.058

Christodoulou, C., et al. (2013), Diagnosing the cause of incipient anodes in repaired reinforce concrete structures. Corrosion Science, v. 69, p. 123 – 129. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2012.11.032 DOI: https://doi.org/10.1016/j.corsci.2012.11.032

Daschevi, P. A. (2022), ‘’Efeito do ânodo incipiente em reparos localizados utilizando argamassas com substituição parcial de ligante por sílica de casca de arroz’’. Tese de mestrado, Universidade Federal do Paraná, Curitiba.

Hoppe Filho, J. et al. (2017), Atividade pozolânica de adições minerais para cimento Portland (Parte I): Índice de atividade pozolânica (IAP) com cal, difração de raios-X (DRX), termogravimetría (TG/DTG) e Chapelle modificado. Revista Matéria, v. 22, n. 03. https://doi.org/10.1590/S1517-707620170003.0206 DOI: https://doi.org/10.1590/s1517-707620170003.0206

Hoppe Filho, J. et al. (2017), Reactivity Assessment of Residual Rice-Husk Ashes. Journal of Materials in Civil Engineering, v. 1, p. 04017003. https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.000182 DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0001820

Grandes Construções (2017), Brasil perde 4% do PIB com corrosão. Revista Grandes Construções.

Hornbostel, K., Larsen, C. K.; Geiker, M. R. (2013), Relationship between concrete resistivity and corrosion rate–A literature review. Cement and concrete composites, v. 39, p. 60-72. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2013.03.019 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2013.03.019

Kamde, D. K., et al. (2021), Long-term performance of galvanic anodes for the protection of steel reinforced concrete structures. Journal of Building Engineering, v. 42, p. 103049. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.103049 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.103049

Lukovic, M., et al. (2017), Failure Modes in Concrete Repair Systems due to Ongoing Corroison. Hindawi, Advances in Materials Science and Engineering. https://doi.org/10.1155/2017/9649187 DOI: https://doi.org/10.1155/2017/9649187

Mehta, P. K., Monteiro, P. J. M. (2008), “Concreto: Microestrutura, Propriedades e Materiais’’. Ibracon.

Medeiros, M. H. F., et al. (2013), Inspection of Buildings in Rio de Janeiro-Brazil: Proving the greater tendency of corrosion at the base of reinforced concrete columns using potential corrosion technique. American Journal of Engineering Research (AJER), v. 2, p. 102-112.

Medeiros, M. H. F., et al. (2017), Potencial de corrosão: influência da umidade, relação água/cimento, teor de cloretos e cobrimento. Revista Ibracon de Estruturas e Materiais, v.10, p. 864-885. https://doi.org/10.1590/S1983-41952017000400005

Medeiros, M. H. F., et al. (2013), High-Volume Fly Ash Concrete with and without Hydrated Lime: Chloride Diffusion Coefficient from Accelerated Test. Journal of Materials in Civil Engineering, v. 25, p. 411 - 418. https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.000059 DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000596

Medeiros, M. H. F., et al. (2017), Corrosion potential: influence of moisture, water-cement ratio, chloride content and concrete cover. REVISTA IBRACON DE ESTRUTURAS E MATERIAIS, v. 10, p. 864-885. https://doi.org/10.1590/S1983-41952017000400005 DOI: https://doi.org/10.1590/s1983-41952017000400005

Medeiros, M. H. F., Daschevi, P. A., Araújo, E. C. (2022), Reparo localizado para estruturas de concreto armado: erros, acertos e reflexões. Concreto & Construções. https://doi.org/10.4322/1809-7197.2022.106.0001 DOI: https://doi.org/10.4322/1809-7197.2022.106.0001

Medeiros Junior, R. A., et al. (2014), Investigação da resistência à compressão e da resistividade elétrica de concretos com diferentes tipos de cimento. Revista ALCONPAT, v. 4, p. 116-128. https://doi.org/10.21041/ra.v4i2.21 DOI: https://doi.org/10.21041/ra.v4i2.21

Medeiros Junior, R. A., Munhoz, G. S., Medeiros, M. H. F. (2019), Correlations between water absorption, electrical resistivity and compressive strength of concrete with different contents of pozzolan. Revista ALCONPAT, v. 9, p. 152-166. https://doi.org/10.21041/ra.v9i2.335 DOI: https://doi.org/10.21041/ra.v9i2.335

Nace International (2016), International Measures of Prevention Application, and Economics of Corrosion Technologies Study.

Romano, P., Brito, P. S. D., Rodrigues, L. (2013), Monitoring of the degradation of concrete structures in environments containing chloride ions. Construction and Building Material, v. 47, p. 827 – 832. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.05.042 DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.05.042

Silva, P. C., Ferreira, R. M., Figueiras, H. (2011), “Electrical Resistivity as a Means of Quality Control of Concrete – Influence of Test Procedure”. International Conference on Durability of Building Materials and Components.

Silva, L. M. A. (2016), “Resistividade elétrica superficial do concreto: influência da cura”. Trabalho de conclusão de curso, Universidade Federal de Goiás.

Ribeiro, D. V. (2018), Estruturas dos poros e mecanismos de transporte no concreto. In: Ribeiro, D. V, et al. ‘’Corrosão e Degradação em Estruturas de Concreto’’. Rio de Janeiro: GEN, p. 51- 93.

Wosniack, L. M. et al. (2021), Resistividade elétrica do concreto pelo ensaio de migração de cloretos: comparação com o método dos quatro eletrodos. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 21, n. 3, p. 321 – 340. https://doi.org/10.1590/s1678-86212021000300554 DOI: https://doi.org/10.1590/s1678-86212021000300554

Published
2024-09-01
How to Cite
Remenche, I. R., Daschevi, P. A., Holowka, N. F., Martioli, L. C., & Farias de Medeiros, M. H. (2024). Formation of incipient anodes in localized mortar repairs with the addition of rice husk silica. Revista ALCONPAT, 14(3), 255 -. https://doi.org/10.21041/ra.v14i3.763