Download - 8. Aditivos Químicos Para Concreto
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Aditivos para argamassas e concretos
Materiais de Construção II
Pontifícia Universidade Católica de Goiás
Engenharia Civil
Professora: Mayara Moraes
Introdução
Mehta: “Quarto componente do concreto”;
Estados Unidos, Japão e Alemanha: Cerca de 80% de concreto aditivado.
“Os aditivos aprimoram certas características positivas do concreto, mas
não transformam um concreto mal dosado em um bom concreto.”
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Histórico
Romanos e incas: Albumina
• Sangue e clara de ovos; Álcalis (cal)
Brasil: Óleo de baleia (plastificante) Gesso cru (Regulagem do tempo de pega) Cloreto de cálcio
Alemanha e França: Graxa de cal (plastificante e hidrofugante)
Definições
ADMIXTURES:
“Produtos empregados na elaboração de concretos ou argamassas de cimento para modificar certas propriedades do material fresco ou endurecido”.
Tradução: Aditivos OU adições!
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Definições
Fonseca, 2010:
Aditivos
químicos
Adições
minerais
“Alterar as características
do cimento, sem alterar
sua proporção na
composição do concreto”
“Somar ou substituir
parcialmente o cimento
(devido às suas
propriedades semelhantes
às do cimento)”
Base orgânica
ou inorgânica
Efeitos Genéricos
Aumento da trabalhabilidade ou plasticidade do concreto; Redução do consumo de cimento (custo, calor liberado...); Aceleração ou retardo do tempo de pega; Redução da retração do concreto; Aumento da durabilidade:
• Inibição da corrosão das armaduras;
• Neutralização das reações álcali-agregado;
• Redução do efeito do ataque por sulfatos;
• Diminuição da permeabilidade.
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Classificação - NBR 11768/92
Tipo P: Aditivo plastificante Tipo R: Aditivo retardador de pega Tipo A: Aditivo acelerador de pega Tipo PR: Aditivo plastificante retardador Tipo PA: Aditivo plastificante acelerador Tipo IAR: Aditivo incorporador de ar Tipo SP: Aditivo superplastificante Tipo SPR: Aditivo superplastificante retardador Tipo SPA: Aditivo superplastificante acelerador
Aditivos Não-normalizados
Inibidores de corrosão; Redutores de retração; Expansores; Impermeabilizantes; Redutores de ar incorporado; Promotores de viscosidade; Redutores de expansão álcali-agregado; Promotores de adesão; Fungicidas, inseticidas e bactericidas; Agentes de cura.
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Substâncias Tensoativas
As substâncias tensoativas consistem essencialmente de
moléculas orgânicas de cadeias longas, com uma
extremidade hidrófila (que atrai moléculas de água) e uma
hidrófoba (que repele água).
Aditivos tensoativos:
- Incorporadores de ar
- Redutores de água
Substâncias Tensoativas
Concreto com pequenas quantidades de água:
Sistema mal disperso
• Tensão superficial elevada da água
• Tendência das partículas de cimento a formar
flocos e se aglomerarem
As substâncias tensoativas atuam nas interfaces:
Ar – Água (Incorporadores de ar)
Cimento – Água (Redutores de Água)
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Substâncias Tensoativas
Aditivos incorporadores de ar: Incorporam ou adicionam ar ao concreto, em bolhas
de 0,1 a 0,8 mm.
Aditivos redutores de água: Melhoram a trabalhabilidade dos concretos frescos.
Aditivos Tensoativos (de ação física)
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Reduzem a tensão superficial da água e incorporam ou
adicionam ar ao concreto, em bolhas de 0,1 a 0,8 mm.
O grau de eficiência do aditivo depende da presença de finos: Quanto mais finos na composição do concreto (por ex., concretos
com altos consumos de cimento), menos ar é incorporado.
Incorporadores de Ar
Reduzem a tensão superficial da água e incorporam ou
adicionam ar ao concreto, em bolhas de 0,1 a 0,8 mm.
O grau de eficiência do aditivo depende da presença de finos: Quanto mais finos na composição do concreto (por ex., concretos
com altos consumos de cimento), menos ar é incorporado.
Obs.: O excesso de
ar incorporado
diminui a resistência
mecânica do
concreto.
Incorporadores de Ar
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Principais vantagens:
Aumentar a plasticidade por diminuir o atrito entre os sólidos.
Aumentar a durabilidade por reduzir a demanda de água para
dada trabalhabilidade.
Reduzir a segregação e exsudação.
Aumentar a resistência do concreto ao fenômeno gelo-degelo.
• As bolhas deixam espaço para a formação dos cristais de gelo.
• Aumento do volume da água em cerca de 9%.
Incorporadores de Ar
Incorporadores de Ar
Aumento da resistência do concreto ao fenômeno gelo-degelo
pela adição de aditivos incorporadores de ar:
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f das
microbolhas:
0,1 a 0,8 mm
Zona de concreto protegida da ação do gelo
Micro bolhas de ar Zonas desprotegidas por estarem
distantes das micro bolhas
Incorporadores de Ar
Redutores de Água
Plastificantes, Superplastificantes ou Polifuncionais.
Aumentam a trabalhabilidade do concreto.
Principal mecanismo de ação – Tensoatividade:
Moléculas com extremidades laterais carregadas
negativamente.
Um dos lados adere aos grãos de cimento (superfície
positiva), e outro lado fica exposto, com cargas
negativas.
A repulsão elétrica entre as cargas negativas afasta
os grãos de cimento cobertos pelo aditivo, dando
plasticidade à mistura.
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Redutores de Água
Redutores de Água
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Redutores de Água
Redutores de Água
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Redutores de Água
Para uma dada trabalhabilidade:
Plastificantes (P) até 12% de redução de água.
Polifuncionais (PF) até 20% de redução de água.
Superplastificantes (SP) mais de 20% de redução de
água.
Possibilidades:
Aumentar a trabalhabilidade mantendo o a/c e a
resistência mecânica.
Aumentar a resistência diminuindo o a/c, mantendo a
trabalhabilidade.
Redutores de Água
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Redutores de Água
Redutores de Água
Aditivos superplastificantes:
1ª Geração – Lignosulfonados, Melanina-formaldeído;
• Período de eficiência muito curto;
• Adição no local da obra, e não na usina.
2ª Geração – Naftalênicos:
• Eficiência por cerca de uma hora.
3ª Geração (Hiperplastificantes) – Policarboxilatos
• Eficiência por cerca de 1 hora e meia;
• Poder plastificante muito maior (cerca de 30% de redução de
água)
• Custo alto - R$ 14,00/kg (04/2006) - ADVA e GLENIUM.
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Redutores de Água Superplastificantes
Maior resistência mecânica;
Maior impermeabilidade e durabilidade;
Minimização de retração, fissuramento e exsudação;
Melhor proteção e aderência da armadura;
Fácil adensamento e bombeamento; • Concretos com baixo consumo de cimento sem
segregação, preservando as características durante o processo de bombeamento.
Melhor o acabamento em concreto aparente.
Facilitam o preenchimento de formas com alta concentração de armadura.
Redutores de Água
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Modificadores de Tempo de Pega
Afetam o tempo de pega e desenvolvimento do endurecimento
do concreto.
Interferem na facilidade de dissolução na água do cimento. Aceleradores facilitam a dissolução do cimento;
Retardadores dificultam a dissolução do cimento.
A composição química e a finura do cimento influenciam a
velocidade da aceleração ou do retardo.
Um mesmo composto pode acelerar ou retardar, conforme a
concentração na água de amassamento. Ex.: CaCl2 ou K2CO3: 0,1 a 0,3% - Retarda;
mais que 1% - Acelera.
Obs.: Aditivos com cloretos são nocivos às armaduras de aço
pela ação potencializadora de corrosão do cloro.
Trazem flexibilidade ao uso do concreto, aumentando o
tempo de trabalhabilidade e acabamento do material. Retardamento entre seis e oito horas;
Afetam as resistências iniciais (primeiras horas e dias);
Não prejudicam a resistência final.
Adequados para aplicações complexas em climas quentes. Concretagens longas
Melhor distribuição do calor de hidratação – menos retração.
Dosagem máxima: cerca de 0,5% do peso do cimento: Acima do limite: Comportamento instável no início de pega
Modificadores de Tempo de Pega Retardadores
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Modificadores de Tempo de Pega Retardadores
Principais efeitos: Possibilidade de moldagem em temperaturas mais baixas
do concreto, reduzindo tempo de acabamento dos projetos.
Concretagens em clima frio;
• Possibilidade de lançamento do concreto em temperaturas de até
-7°C sem o congelamento da água.
Redução do tempo de aplicação de procedimentos de cura;
Aumento da resistência inicial (desforma mais rápida);
Redução da exsudação;
Aceleração do início de serviços acabamento;
Concentração do calor de hidratação – Mais retração.
Modificadores de Tempo de Pega Retardadores
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Provocam pega mais rápida e desenvolvimento mais
rápido de resistência.
Os aceleradores à base de cloreto são os mais eficientes;
Quanto maior o consumo de cimento, maior a
eficiência do acelerador.
Modificadores de Tempo de Pega Aceleradores
Modificadores de Tempo de Pega Aceleradores
Pré-moldados: Liberação
mais rápida da forma
(maior produtividade).
Pavimentos de
concreto: Liberação
mais rápida do tráfego.
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Inibidores de Hidratação
Também chamados “Estabilizadores”.
Interrompem processo de hidratação do cimento.
Retardamento de até 60 horas.
Pouco afeta resistências iniciais do concreto.
Inibidores de Hidratação
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Influência dos aditivos sobre a resistência de concretos de mesma relação a/c
Resis
tên
cia
me
câ
nic
a
Dias Meses Anos
Plastificante
Acelerador
Retardador
Sem aditivo com consistência mais seca
Outros Aditivos
Aditivos Impermeabilizantes:
Obturam os poros do concreto, reduzindo a penetração de
umidade sobre pressão.
Aditivos hidrofugantes:
Repelem eletricamente a água e reduzem a penetração de
umidade.
Aditivos Expansores
Agentes de Cura
Aditivos Controladores da Reação Álcali-agregado
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Aditivos Hidrofugantes
Aditivos Expansivos
Aluminatos ou sulfoaluminatos que reagem c/ cal do
cimento e a água, provocando expansão. Aumentos de 3 a 8 % no volume da massa de concreto.
Aumento da aderência e da impermeabilidade.
Usos recomendados:
Ancoragem / chumbamento de equipamentos
Encunhamento de alvenarias
Caldas para injeção em solo
Explosivos
Cimentos expansivos
Cimento Portland comum + aditivo expansor.
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Aditivos Expansivos
Agentes de Cura
Mecanismo principal de ação: A evaporação do solvente
propicia a formação de uma película contínua que impede a evaporação da água de amassamento.
Uso recomendado Locais onde a cura úmida
com água é impraticável
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Controladores da Reação Álcali-agregado