SUSTAINABLE MAINTENANCE OF AGING REINFORCED CONCRETE STRUCTURES: EVALUATING DIAGNOSTIC TECHNIQUES FOR EARLY DETECTION OF REINFORCEMENT CORROSION

Abstract

Reinforcement corrosion is a critical issue affecting the durability of reinforced concrete structures, particularly in Brazilian urban buildings now 40 to 50 years old. Sustainable management of these aging structures is essential to extend their service life and reduce the environmental impact of demolition and reconstruction. Repairing these structures, rather than demolishing them, significantly lowers the consumption of raw materials and construction waste, aligning with sustainability principles. Early corrosion detection is crucial for timely maintenance, helping preserve structural integrity and avoid unnecessary replacements, further minimizing environmental impacts. This study, part of a doctoral thesis, evaluates diagnostic techniques based on corrosion potential measurements to support sustainable infrastructure management. Full-scale reinforced concrete beams were subjected to induced corrosion using the Modified Immersion Accelerated Corrosion (CAIM) method, targeting 5%, 10%, and 15% mass loss levels. The results showed significant uncertainty in corrosion potential diagnostics at 5% and 10% mass loss, making early-stage assessments inconclusive. However, at 15% mass loss, the method produced satisfactory results, indicating its reliability at more advanced stages. The study highlights the need for more accurate diagnostic tools for early corrosion detection to promote sustainable maintenance and reduce environmental and economic costs from structural failure and replacement.

A corrosão das armaduras é um problema crítico que afeta a durabilidade de estruturas de concreto armado, particularmente em edifícios urbanos brasileiros agora com 40 a 50 anos de idade. A gestão sustentável dessas estruturas envelhecidas é essencial para estender sua vida útil e reduzir o impacto ambiental da demolição e reconstrução. Reparar essas estruturas, em vez de demolir, diminui significativamente o consumo de matérias-primas e os resíduos de construção, alinhando-se aos princípios de sustentabilidade. A detecção precoce da corrosão é crucial para a manutenção oportuna, ajudando a preservar a integridade estrutural e evitar substituições desnecessárias, minimizando ainda mais os impactos ambientais. Este estudo, parte de uma tese de doutorado, avalia técnicas de diagnóstico baseadas em medições de potencial de corrosão para apoiar o gerenciamento sustentável de infraestrutura. Vigas de concreto armado em escala real foram submetidas à corrosão induzida pelo Método de Corrosão Acelerada por Imersão Modificada (CAIM), visando níveis de perda de massa de 5%, 10% e 15%. Os resultados mostraram incerteza significativa nos diagnósticos de potencial de corrosão em 5% e 10% de perda de massa, tornando as avaliações em estágio inicial inconclusivas. Contudo, com 15% de perda de massa, o método apresentou resultados satisfatórios, indicando sua confiabilidade em estágios mais avançados. O estudo ressalta a necessidade de ferramentas diagnósticas mais precisas para a detecção precoce da corrosão, a fim de promover a manutenção sustentável e reduzir os custos ambientais e econômicos decorrentes de falhas estruturais e substituições.

La corrosión de los refuerzos es un problema crítico que afecta la durabilidad de las estructuras de hormigón armado, particularmente en edificios urbanos brasileños de 40 a 50 años de antigüedad. La gestión sostenible de estas estructuras envejecidas es esencial para prolongar su vida útil y reducir el impacto ambiental de la demolición y reconstrucción. Reparar estas estructuras, en lugar de demolerlas, reduce significativamente el consumo de materias primas y los residuos de construcción, alineándose con los principios de sostenibilidad. La detección temprana de la corrosión es fundamental para realizar un mantenimiento oportuno, preservando la integridad estructural y evitando reemplazos innecesarios, minimizando así los impactos ambientales. Este estudio, parte de una tesis doctoral, evalúa técnicas de diagnóstico basadas en mediciones de potencial de corrosión para respaldar la gestión sostenible de infraestructuras. Vigas de hormigón armado a escala real fueron sometidas a corrosión inducida mediante el Método de Inmersión Acelerada Modificada (CAIM), con niveles de pérdida de masa del 5%, 10% y 15%. Los resultados mostraron una incertidumbre significativa en los diagnósticos de potencial de corrosión con pérdidas de masa del 5% y 10%, haciendo que las evaluaciones en etapas tempranas fueran inconclusas. Sin embargo, con una pérdida de masa del 15%, el método produjo resultados satisfactorios, indicando su fiabilidad en etapas más avanzadas. El estudio subraya la necesidad de herramientas diagnósticas más precisas para la detección temprana de la corrosión, con el fin de promover el mantenimiento sostenible y reducir los costes ambientales y económicos derivados de fallos estructurales y reemplazos.