Aditivos para argamassas e concretos

Histórico

Romanos e incas: albumina (sangue e clara de ovos); álcalis (cal);

Brasil: óleo de baleia; gesso cru e cloreto de cálcio;

Alemanha e França: graxa de cal.

Introdução

Quarto componente do concreto;

Estados Unidos, Japão e Alemanha, utilizam cerca de 80% de concreto aditivado.

“Aditivos não transformam um concreto mal dosado em um bom concreto. Eles aprimoram certas características positivas do concreto.”

Ação Química

A Aceleradores

R Retardadores

Ação Física

IAR Incorporador de ar

P Plastificantes

SP Superplastificantes

F Superfluidificantes

IM Impermeabilizantes

Aditivos Para Concreto

Definições

Aditivos são produtos empregados na elaboração de concretos, argamassas de cimento para modificar certas propriedades do material fresco ou endurecido.

Base orgânica ou inorgânica

Efeitos Genéricos

Vantagens:

Aumento da trabalhabilidade;

Redução do consumo de água;

Maior resistência;

Redução da água e do cimento;

Aditivos com alto teor de sólidos são mais eficientes.

Química Aplicada Os produtos com base melamina, naftaleno ou

lignossulfonato atuam principalmente por repulsão eletrostática;

Os aditivos superplastificantes com base de policarboxilatos além de agirem por repulsão eletrostática apresentam outro mecanismo de

ação, conhecido como repulsão estérica.

Classificação - NBR 11768/92

o Aditivo plastificante (tipo P)

o Aditivo retardador (tipo R)

o Aditivo acelerador (tipo A)

o Aditivo plastificante retardador (tipo PR)

o Aditivo plastificante acelerador (tipo PA)

o Aditivo incorporador de ar (tipo IAR)

o Aditivo superplastificante (tipo SP)

o Aditivo superplastificante retardador (tipo SPR)

o Aditivo superplastificante acelerador (tipo SPA)

Aditivos não-normalizados:

Agentes inibidores de corrosão; Redutores de retração; Expansores; Agentes impermeabilizantes; Redutor de ar incorporado; Promotor de viscosidade; Redutor de expansão álcali-agregado; Promotor de adesão; Fungicidas, inseticidas e bactericidas; Agentes de cura.

Aditivos de ação física

Plastificantes (Redutores de água): melhoram a deformabilidade dos concretos frescos;

Incorporação de ar: o diâmetro das microbolhas, de 100 a 300 μm, varia segundo a substância química empregada na fabricação do produto.

Aditivos de ação química

Aceleradores: facilitam a dissolução da cal e da sílica, nos silicatos, e da alumina, nos aluminatos. Aceleram fortemente as reações iniciais de hidratação e endurecimento, especialmente do C3S.

Aditivos de ação físico-química

Retardadores: retardam a osmose da água nos grãos de cimento, agindo por defloculação e adsorção.

Emprego dos aditivos

Plastificantes (Redutores de água)

Maior resistência mecânica;

Maior impermeabilidade e durabilidade;

Minimização de retração, fissuramento e exsudação;

Melhor proteção e aderência da armadura;

Fácil adensamento e bombeamento;

Melhor aspecto, em caso de concreto aparente.

Mecanismo de ação:

Pasta de cimento sem aditivo Pasta de cimento com aditivo

Superplastificantes: indicados para misturas relativamente ricas em cimento.

Ideais em casos de armaduras densas, bombeamentos, concretos aparentes de alta resistência

Permitem reduzir consideravelmente a relação /cimento;

não alteram o tempo de pega do concreto.

Mecanismo de ação:

Retardadores / plastificantes:

Os retardadores têm a função de retardar a hidratação inicial dos grãos de cimento;

Também plastificam a mistura;

Permitem maior tempo de manuseio do concreto;

Inibem o surgimento de juntas frias;

Permitem a concretagem das peças de difícil acesso e vibração.

SILICATOS

ALUMINATOS

Dissolução

CaO

Película Baixa

permeabilidade

RESISTÊNCIA

PEGA

Mecanismo de ação:

Aceleradores:

Empregados quando o concreto necessita ser solicitado a curto prazo;

Reduzem o tempo de desforma;

Os aceleradores à base de cloreto são os mais eficientes;

Quanto maior o consumo de cimento, maior a eficiência do acelerador.

SILICATOS

CARBONATOS

Precipitação

C-S-H Sólido-gel RESISTÊNCIA

Precipitação

CaCO3

Retarda

C3A PEGA

Mecanismo de ação:

Influência dos aditivos plastificantes sobre a resistência de

concretos de mesma relação a/c

Resis

tência

mecânic

a

Dias Meses Anos

Plastificante

Acelerador

Retardador

Sem aditivo com consistência mais seca

Incorporadores de Ar:

Maior plasticidade;

Impermeabilidade e resistência aos ataques químicos de águas agressivas;

Menor segregação e exsudação;

Função primordial de suprir a deficiência de finos;

A plasticidade conferida permite reduzir a quantidade de água;

Resistência ao ataque dos sulfatos.

das micro bolhas

100 a 500 m

Zona de concreto protegida da ação do gelo

Micro bolhas de ar Zonas desprotegidas por estarem

distantes das micro bolhas

Mecanismo de ação:

Aditivos impermeabilizantes

• Substâncias mais comuns

o Ácido estereático

o Ácido caprílico

o Ácido oleico

o Emulsão de cera

o Emulsão betuminosa

o Ácido cáprico

o Estereato de cálcio

o Estereato de alumínio

o Resina hidrocarbonada

• Mecanismo principal de ação

o Agem sobre a natureza da superfície do conglomerado

o São hidrófugos

Agentes de cura

• Uso recomendado

o Locais onde a cura úmida com água é impraticável

• Mecanismo principal de ação

o A evaporação do solvente propicia a formação de uma película contínua que impede a evaporação da água de amassamento.

Aplicação do agente de cura

Aditivos expansores

• Usos recomendados

o Ancoragem de equipamentos

o Restauração de estruturas degradadas

• Cimentos expansivos

o Cimento Portland comum + aditivo expansor

o Aditivo expansor – reduz ou elimina os inconvenientes da

retração (fissuração)

• Retração compensada

• Auto compressíveis

• Mecanismo de ação

o Formação de etringita

o Formação de Ca(OH)2 e Mg(OH)2

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PATOLOGIAS DO CONCRETO

Introdução

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• Os ataques químicos e ambientais acontecem quando o concreto se torna vulnerável, com baixa resistência proveniente da alta porosidade, fissuração e insuficiente cobrimento de armaduras

Introdução

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• Origem:- falha de projeto; -execução; -uso inadequado; - falta de manutenção.

• Causas:- sobrecargas; -impactos; -abrasão, -movimentação térmica; -concentração de armaduras; -retração hidráulica e térmica, -alta relação água/cimento; -exposição a ambientes marinhos; -ação da água; -excesso de vibração; falhas de concretagem; -falta de proteção superficial.

Patologia

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• Agressões podem ser: Físicas: variação de temperatura, umidade; Químicas: carbonatação, maresia, chuva ácida, corrosão, ataques de sulfatos; ataque de ácidos; águas brandas e resíduos industriais (cloretos); Biológicas: micro-organismos, algas, solos e água contaminada;

• Sintomas:

Fissuras, -eflorescências, -desagregação, -lixiviação, -manchas, -expansão por sulfatos, -reação álcalis-agregado

Classes de agressividades de ambientes

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Classe I – rural ou menos problemático; Classe II – urbano; Classe III – marinho ou industrial; Classe IV – polos industriais, os mais agressivos; Auxilia o projetista de estruturas ao: Dimensionamento correto, especificar o cobrimento das armaduras, e elaborar recomendações sobre o traço do concreto, relação água/cimento, compacidade.

Causas de Patologia

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Segundo Antônio Carmona Filho:

1º Cobertura insuficiente das armaduras;

2º Falhas de execução;

3º Agressividade dos ambientes;

4º Falhas de projeto

Degradação das Estruturas

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• Processo de corrosão se acelera entre 60 a 80 vezes em atmosferas industriais (produzem cloro, soda, celulose, fertilizantes, petróleo, químicas, ETEs...), comparados com meio rural;

• Zonas industriais contaminadas por gases e cinzas (H2S, SO2, NOX) reduz alcalinidade do concreto e aumenta a velocidade de carbanotação, destruindo a película passivadora que protege o aço;

Degradação das Estruturas

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• Orla Marinha (corrosão de 30 a 40 vezes superior que meio rural).

• Lugares com elevados índice de poluição e Chuvas ácidas e CO2, microclimas (garagens de edifícios, reservatório de água clorada). Meio rural = 8 anos, litoral = 2 anos.

Causas de Patologias em alguns países

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“Grande parte dos problemas está na falta de

compatibilidade entre o planejamento e o

projeto.” Cesar Henrique Daher

Estrutura do Concreto

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• Proporciona dupla proteção às armaduras: alcalinidade (capa passivadora para o aço); a massa do concreto, (barreira física separa o aço do contato direto com o meio);

• Compacidade do concreto - propriedade para resistir à penetração dos agentes externos, diminui a carbonatação, ataque de cloretos e sulfatos; diretamente

associada à relação água/cimento, que deve

ser a mais baixa possível.

Estrutura do Concreto: Execução Criteriosa

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• Evitar mudanças drásticas de temperatura, e secagem prematura.

• Temperatura baixa durante a concretagem (< 7ºC) inibi as reações químicas de endurecimento do cimento e permiti a evaporação da água de mistura.

• Baixas taxas de umidade relativa do ar a evaporação da água pode se alta, tornando-se insuficiente para a reação química do cimento.

É preciso estar atento às condições climáticas, controlando sempre a temperatura e a umidade ideal.

Estrutura do Concreto: Execução Criteriosa

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• Concreto maturado por 15 a 20 horas submetê-lo a temperaturas mais baixas;

• A velocidade de endurecimento está relacionada à temperatura do concreto. +T, + endurecimento; Vento e temperatura aceleram a evaporação da água.

• A água do concreto se evapora através da superfície úmida (10 a 12 horas) após por difusão (lento) impedir a secagem do concreto durante as primeiras 24 horas.

"A continuidade da cura úmida por mais dias repõe a perda de água por evaporação. A falta de cura úmida do concreto faz com que sua primeira camada perca a água de hidratação, tornando-na fraca, com baixa resistência à abrasão, porosa e permeável aos agentes agressivos", ressalta Granato.

Normas

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• NBR 6118:2007 - Atenção especial para a durabilidade das estruturas, o cobrimento das armaduras e a relação água/cimento do concreto. O objetivo foi tornar as estruturas mais impermeáveis aos agentes agressivos, aumentando sua vida útil.

• NBR 12655:2006 - incorporou os princípios de redução de permeabilidade do concreto por meio da relação água/cimento, mais resistente ao ataque por cloretos e sulfatos.

• NBR15577:2008 – em relação ao problema da reação álcali-agregado, dedicada a orientar a mitigação deste tipo de manifestação

Tendências em reparos e recuperação

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• Pontes, túneis, viadutos, estruturas portuárias e off shore os escandinavos técnica de proteção catódica, e reabilitação de estruturas (que passam por processo de Corrosão);

• No setor de infraestrutura e industrial revestimentos uretânicos e poliuréia e inibidores de corrosão que agem por migração;

• Na recuperação a repassivação eletroquímica das armaduras: extração eletroquímica de cloretos e a proteção catódica com zinco termoprojetado.

Técnica Eletroquímica

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• Extração de cloretos e a realcalinização do concreto;

• Extração de cloretos: remoção dos íons de cloreto do interior do concreto, por meio da indução de uma corrente eletroquímica temporária, que leva à repassivação das armaduras.

• Eletrólito (água da rede de abastecimento ou soluções saturadas de hidróxido de cálcio) evitar que o eletrólito se torne ácido e venha a atacar o concreto, ou formar gás clorídrico, altamente tóxico.

• Eletrodo (ânodo), (malha metálica (geralmente, de aço inoxidável) aderida à superfície do concreto e recoberta por polpa de celulose. A malha metálica é ligada à armadura (que funciona como cátodo) e em seguida, aplica-se uma corrente contínua de baixa intensidade (entre 0,8 a 2A/m²).

Etapas do diagnóstico

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• Vistoria preliminar

• Anamnese

• Levantamento documental

• Vistoria detalhada

• Ensaios

• Conclusão - Compilação dos dados, análise criteriosa e parecer final. Equipe multidisciplinar para realizar a análise e o parecer.

Reparos da armadura

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Fissuração e destacamento de concreto dos pilares de borda de condomínio residencial devido à corrosão das armaduras do concreto (carbonatação, e pequeno cobrimento das armaduras)

Reparos da armadura

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• 1. Pilar de borda (fachada) fissuração e destacamento de concreto;

• 2. Reparo corte da área afetada e a escarificação do concreto;

• 3. Limpeza do substrato com água potável e pulverizador;

Reparos da armadura

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• 4. Aplicar uma argamassa cimentícia tixotrópica, modificada com polímeros e, preferencialmente, reforçada com fibras, que recebe depois o acabamento com desempenadeira de madeira;

• 5. Uma manta de cura molhada com água é aplicada sobre a argamassa umidade 7 dias evita evaporação da água de amassamento e a fissuração.