01 - Aditivos Para Concreto

Aditivos para concret

o

Definições do comitê 11-A da Rilem

Aditivo

Todo produto que adicionado em

pequena proporção em argamassas ou

concretos, no momento da mistura, tem

a finalidade de modificar, no sentido

favorável, as propriedades desse

conglomerado, tanto no estado fresco

quanto no estado endurecido


Aditivo impermeabilizante

Reduz a permeabilidade e a absorção capilar das argamassas e concretos

Aditivo redutor de água

Reduz a quantidade de água unitária necessária a produzir um conglomerado de determinada consistência. São também chamados de plastificantes pois podem aumentar a fluidez de um conglomerado quando de mantém fixa a relação água/cimento


Aditivo retardador

Retarda o tempo de pega do conglomerado

Aditivo acelerador

Acelera a pega e o desenvolvimento das

resistências iniciais do conglomerado

Aditivo redutor retardador

Reduz a quantidade de água unitária

necessária para produzir um concreto de

determinada consistência e retarda a pega

do conglomerado


Aditivo redutor aceleradorReduz a quantidade de água unitária necessária a produzir um concreto de determinada consistência e acelera a pega e o desenvolvimento das reações iniciais do conglomerado

Aditivo incorporador de arIncorpora e estabiliza uma quantidade elevada de micro bolhas no conglomerado fresco mantendo-as incorporadas após a pega e o endurecimento


Aditivo superfluidificanteAumenta significativamente a fluidez do conglomerado, mantida a mesma relação água/cimento. São também denominados redutores de água de alto poder pois reduzem significativamente a quantidade de água unitária necessária para produzir um conglomerado de determinada consistência

Aditivo retentor de águaDiminui a velocidade de perda d’água por uma diminuição da exsudação das misturas frescas

Definições do comitê 11-A da RilemPó mineral plastificante

É um aditivo sólido, insolúvel em água, finamente dividido, que aumenta a viscosidade e a coesão das misturas no estado fresco, formando produtos mais homogêneos e menos sujeitos à deformação quando desmoldados no estado fresco. Aumenta a compacidade de argamassas e concretos pobres

Aditivo expansorProvoca uma expansão controlada durante o processo de hidratação do cimento nas argamassas e concretos. Esta expansão pode ser inferior, igual ou superior à retração

Aditivos aceleradores de pegaUso recomendado

Argamassa de pega rápidaTrabalhos de recuperação em condições desfavoráveisConcreto projetado

Estado físico mais comumPó (carbonatos)Líquidos (silicatos)

Teor mais comum0,1 a 1,0%

Aditivos aceleradores de pegaSubstâncias mais comuns

Silicato de sódio

Carbonato de sódio

Carbonato de potássio

Mecanismo principal de açãoNaSiO2 precipita o silicato de cálcio hidratado e

aumenta a relação sólido/líquido na pasta de cimento

Carbonatos alcalinos provocam a precipitação do CaCO3, e aceleram a hidratação do C3A e do

C3S

Aditivos aceleradores de pegaEfeito colateral

Reduz sensivelmente a resistência à

compressão

Endurecimento mais lento

Aumenta o risco de eflorescência

Observações

Devem ser adicionado junto com os materiais

secos, preferencialmente pulverizados na

mistura seca

Aditivos aceleradores de pega e endurecimento

Uso recomendado

Desforma rápida

Artefatos de cimento

Pré-moldados

Estado físico mais comum

Líquido

Escamas

Teor mais comum

0,5 a 3,0%


Substâncias mais comunsGrupo 1 (teores de 0,5 a 3,0%)

Cloreto de cálcio (CaCl2)

Cloreto de sódio (NaCl)

Grupo 2 (teores de 0,01 a 0,05%)Trietanolamina

Grupo 3 (teores de 1,0 a 3,0%)Formiato de cálcioNitrato de cálcioFluoreto de cálcioTiossufato de potássio


Mecanismo principal de ação

Grupo 1

Agem favorecendo e alterando os produtos

da hidratação do C3A, C4AF e C3S

Grupo 2

Acelera a hidratação do C3A

Grupo 3

Atuam preponderantemente sobre a

hidratação do C3A e do C3S

Influência do CaCl2 sobre a resistência do concreto

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 1 2 3 4 5 6% de CaCl2

Re

sis

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cia

a c

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(M

Pa

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Re

sis

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cia

à tra

çã

o (M

Pa

)

Resistência à compressão Resistência à tração

Influência do CaCl2 sobre a resistência à compressão do

concreto

Tempo

Res

istê

ncia

à c

ompr

essã

o

CP II CP III CP V

c/ CaCl2

s/ CaCl2


ObservaçõesGrupo 1

Pode ser adicionado à moagem do clínquer para aumentar as resistências iniciaisQuanto maior a temperatura menos aceleraAge como retardante do concreto em auto claveDeve ser adicionado à mistura com a primeira água de amassamento

Grupo 2É usado como auxiliar de moagem do clínquer

Grupo 3Tem pouco efeito em cimentos de baixo teor de C3SSão geralmente moídos com clínquer para aumentar as resistências iniciais


Efeito colateralGrupo 1

Aumenta as resistências iniciaisReduz a segregação e exsudaçãoFavorece a corrosão das armadurasAumenta a retraçãoAumenta o risco de eflorescênciasReduz as resistências finais

Grupo 2Retarda a hidratação do C3S em teores acima de 0,06%

Grupo 3Aumentam as resistências iniciaisDiminuem as resistências finais Aumentam o risco de eflorescências

Teor de íons Cl- no concreto - ACI

Concreto protendido 0,06%

Concreto armado em presença de meio úmido e marítimo

0,10%

Concreto armado em ambiente úmido 0,15%

Concreto armado -

Concreto simples -

Materiais

Cl- (%) Kg/m³ Cl- (g)

Aditivo 0,01 3 0,3

Cimento 0,03 300 90

Agregado

0,01 1900 190

Água - 200 -

Teor de Cl-

%1,01003002803,0

=×

280,3

Aditivos retardadores de pegaUso recomendado

Calda de cimento para injeção de bainhas de cabos de protensãoCimentação de poços petrolíferosTransporte de concreto por longo períodoTemperaturas elevadas

Estado físico mais comumLíquido

Teor mais comum0,5 a 2,0%

Aditivos retardadores de pegaSubstâncias mais comuns

Carbohidratos (açucares)Ácidos hidroxi-carboxílicos e dicarboxílicosFosfatosSais de chumbo e de zinco

Mecanismo principal de açãoAdsorção dos compostos orgânicos sobre os grãos de cimento impedindo a hidrataçãoFormação de precipitados salinos insolúveis sobre os grãos de cimento

Aditivos retardadores de pega

Efeito colateral

Reduz as resistências iniciais

Aumenta as resistências finais

Aumenta a retração até 50% de hidratação do cimento

Observações

Cura prolongada e cuidadosa

Adicionados a mistura junto com a primeira água de amassamento

Aditivos redutores de água ou plastificantes

Reduzem cerca de 5% no fator a/c

Efeito sobre o tempo de pega

Normal

Retardador

Acelerador

Aditivos redutor de água (plastificante) normal

Uso recomendado

Maioria dos trabalhos de concretagem onde não é desejado acelerar nem retardar a pega e o endurecimento


Líquido

Pó

Teor mais comum

0,2 a 0,5%


Substâncias mais comunsLignossulfonato purificadoLignossulfonato + agente desaeranteLignossulfonato + fosfato tributilÁcidos hidroxi-carboxílicos

Glucônico; salicílico; málico; cítrico; tartárico e múcicoPolímero hidroxilado

Mecanismo principal de açãoTodos reduzem a tensão superficial da águaOs lignossulfonatos são adsorvidos aos produtos de hidratação do C3A e modificam o potencial elétrico das partículasAs partículas de cimento adsorvem os ácidos hidroxi-carboxílicos

Mecanismo de ação do lignossulfonato

++

+

++

++

+

-

-

---

-- - +

+

+

++

++

+

-

-

---

-- -

Sem aditivo

++

+

++

++

+

-

-

---

-- - +

+

+

++

++

+

-

-

---

-- -

Com aditivo-

--

-

--

- -

-

--

----

--

--

--

-

--

- -

-

--

-

-

--

---

-

-

Pasta de cimento sem aditivo

Pasta de cimento com aditivo

Efeito do aditivo plastificante sobre a pasta de cimento

Ação de aditivo tenso ativo

> 90º < 90º << 90º

Mercúrio Água Água + Tensoativo


A B


< 90º << 90º

Água Água + Tensoativo


Efeito colateralApresenta deformação lentaRetarda a pega e o endurecimentoIncorpora arAumenta a retração por secagem quando é mantida a mesma relação água/cimento, nas primeiras idadesAumenta a resistência à compressão nas idades avançadas (superiores a 90 dias)

ObservaçõesDevem ser preferencialmente adicionados à mistura após a pré-mistura dos materiais com parte da água de amassamentoRetardam o início de pega dos cimentos de alto forno e pozolânico (teor de C3A mais baixo)

Aditivos redutor de água (plastificante) retardador

Uso recomendado

Maioria dos trabalhos onde é desejado

retardar a pega e o endurecimento


Líquido

Teor mais comum

0,2 a 1,0%


Substâncias mais comunsLignossulfonatos + açúcar

Ácidos hidroxi-carboxílicos

Polímero hidroxilado

Mecanismo principal de açãoTodos reduzem a tensão superficial da água

Os lignossulfonatos são adsorvidos aos produtos de

hidratação do C3A e modificam o potencial elétrico

das partículas

As partículas de cimento adsorvem os ácidos hidroxi-carboxílicos


Efeito colateral

Incorpora ar

Aumenta a retração por secagem quando é

mantida a mesma relação água/cimento

Observação

Para o efeito retardador os lignossulfonatos

são adicionados após a pré-mistura (C3A

parcialmente hidratado) -> aditivo age sobre o

C3S

Aditivos redutor de água (plastificante) acelerador

Uso recomendado

Maioria dos trabalhos de concretagem onde é

desejado acelerar a pega e o endurecimento


Líquido

Pó

Teor mais comum

0,2 a 1,0%


Substâncias mais comuns

Lignossulfonatos + CaCl2

Lignossulfonato + formiato de cálcio

Lignossulfonato + trietanolamina

Ácidos hidroxi-carboxílicos + CaCl2

Mecanismo principal de açãoTodos reduzem a tensão superficial da água

Os lignossulfonatos são adsorvidos aos produtos de

hidratação do C3A e modificam o potencial elétrico das

partículas

As partículas de cimento adsorvem os ácidos hidroxi-carboxílicos


Efeito colateral

Incorpora ar

Favorece a corrosão das armaduras

Concentra calor de hidratação

Observações

Devem ser preferencialmente adicionados à

mistura junto com a primeira água de

amassamento

Influência dos aditivos plastificantes sobre a resistência de concretos de

mesma relação a/cR

esis

tênc

ia m

ecân

ica

Dias Meses Anos

Normal

Acelerador

Retardador

Sem aditivo com consistência mais seca

Aditivos superplastificantes ou redutores de água de alto poder

Plastificantes

Reduzem 5% o fator água/cimento

Superplastificantes

Reduzem de 20 a 40% o fator água/cimento

Transforma um concreto seco (slump 10 a

20mm) em um concreto fluido (slump >

200mm)

Influência da vibração sobre o adensamento do concreto

Influência da consistência sobre a dispersão da resistência do concreto adensado por períodos

diversos

0%10%20%30%40%50%60%70%80%

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

Abatimento = 10mm, a/c=0,33, Sem aditivo



Abatimento = 220mm, a/c=0,35, Com aditivo

Resistência à compressão (MPa)

Efeito de aditivos superplastificantes na resistência

do concreto


Uso recomendado

Concretos auto adensáveis

Concretos impermeáveis


Líquido

Teor mais comum

1,0 a 3,0%

Aditivos superplastificantes ou redutores de água de alto poderSubstâncias mais comuns

Naftalenos sulfonatos condensados com formaldeído

Trimetil-melamina sulfonada condensada com formaldeído

Lignossulfonato puro


São adsorvidos pelas partículas de cimento através de cargas elétricas opostas

Aumentam a fluidez e a dispersão

Mecanismo de ação

Substâncias dos aditivos superplastificantes

NSF

MSF

Aditivos superplastificantes redutores de água de alto poderEfeito colateral

Perdem efeito em pouco tempo

Em torno de 45 minRetardam a hidratação

Observações

Adicionar à mistura um pouco antes do lançamento

Evitar materiais com temperaturas elevadas,

principalmente o cimento

Garante a fluidez mas não a reoplasticidade do concreto

Recomendável para concretos de alto consumo de cimento

Perda da consistência do concreto com

superplastificante

Aditivos impermeabilizantes

Uso recomendado

Fundações em locais úmidos

Caixas d’água e reservatórios

Alicerces


Pastoso

Líquido

Teor mais comum

0,05 a 3,0%

Aditivos impermeabilizantesSubstâncias mais comuns

Ácido estereáticoÁcido caprílicoÁcido oleicoEmulsão de ceraEmulsão betuminosaÁcido cápricoEstereato de cálcioEstereato de alumínioResina hidrocarbonada

Mecanismo principal de açãoAgem sobre a natureza da superfície do conglomeradoSão hidrófugos

Ação de aditivo impermeabilizante

= 60ºConcreto sem aditivo

impermeabilizantePoro capilar

Água

Concreto

rcosαγ2-

=p.. = 72 dine/cm²

r = 0,5 m p = - 28,8 cos (m.c.a)

p = - 288x104 cos (dine/cm²)

p = - 14,4 m.c.a.

Ação de aditivo impermeabilizante

= 120ºConcreto com

aditivo impermeabilizante Poro capilar

Água

Concreto

p = - 28,8 cos (m.c.a) p = 14,4 m.c.a.

Molécula de hidrofugante

Molécula de hidrofugantePoro capilar

Água

Concreto

Aditivos impermeabilizantes

Efeito colateral

Reduz as resistências mecânicas

Observações

O efeito hidrofugante é reduzido com o tempo

Adicionar no momento do amassamento

Aditivos incorporadores de ar

Uso recomendado

Fundações em locais úmidos

Concreto massa


Líquido

Teor mais comum

0,04 a 0,1%

Aditivos incorporadores de arSubstâncias mais comuns

Resina vinsol (aniônico)

Ácido abiético

Ácido oleico

Ácido cáprico

Alquil-arilsulfonatos

Alquil-sulfonatos

Alquil-fenóis etoxilados (não iônico)

Sais de alquil-amônio

Mecanismo principal de açãoPropicia a formação de micro bolhas de ar homogeneamente distribuídas

Aditivos incorporadores de arEfeito colateral

Reduz a massa específica

Reduz as resistências para consumos elevados

Aumenta a trabalhabilidade

Observações

Evitar mistura, transporte e adensamento prolongados,

pois haverá perda do ar incorporado

Adicionar à mistura junto com a primeira água de

amassamento

Recomendáveis para concretos de baixo consumo de

cimento


Resistência ao ciclo gelo-degelo

Aumento da trabalhabilidade

Aumento da coesão

Diminuição da exsudação

Diminuição da permeabilidade

Diminuição da resistência mecânica

Diminuição da massa específica


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

Influência do espaçamento (distância entre micro bolhas) sobre a durabilidade do

concretoF

ator

de

dura

bilid

ade

Espaçamento (m)

-

-

-

-

-

-120

100

80

60

40

20

100 300 400 500 600200

Influência do volume de ar incorporado sobre o fator de

durabilidade de concretosF

ator

de

dura

bilid

ade

Volume de ar (%)

-

-

-

-

-

100

80

60

40

20

2 6 8 1040

200 kg de cimento /m³

400 kg de cimento /m³

Influência do volume de ar incorporado sobre a resistência

mecânica do concretoR

eduç

ão d

as r

esis

tênc

ias

à co

mpr

essã

o (%

)

Volume de ar (%)

-

-

-

-

-

0

10

20

30

40

2 6 840

Ar aprisionado por adensamento incompleto

Ar incorporado

Volume de ar incorporado segundo a recomendação do

ACIDimensão máxima do

agregado (mm)

Volume de ar incorporado

(%)10 8

12,5 7

20 6

25 5

40 4,5

50 4

70 3,5

150 3

Aditivos agentes de cura

Uso recomendado

Locais onde a cura úmida com água é

impraticável


Líquido



Ceras

Borrachas dissolvidas em solvente volátil


A evaporação do solvente propicia a

formação de uma película contínua que

impede a evaporação da água de

amassamento

Aditivos agentes de curaEfeito colateral

Dificultam a aderência de chapisco e argamassas

Observações

Renovar o produto após 10 dias quando períodos

de cura prolongados são necessários ou

desejados

Lavar com jato forte antes de aplicar chapisco ou

argamassa

A aplicação deve ser uniforme

Aditivos desmoldantes

Uso recomendado

Concreto aparente

Reaproveitamento de formas


Líquido


Óleos minerais

Óleos lubrificantes

Óleos vegetais

Aditivos desmoldantes

Aditivos desmoldantesEfeito colateral

Enferrujamento das formas metálicas

Formação de bolhas na superfície do componente de

concreto

Dificultam a aderência de chapisco e argamassas

Observações

A aplicação deve ser uniforme

É aconselhável misturar com agente tenso ativo para

reduzir a formação de bolhas na superfície

Aplicar à forma pouco antes de lançar o concreto

Aditivos expansivosUso recomendado

Ancoragem de equipamentos

Restauração de estruturas degradadas

Cimentos expansivosCimento Portland comum + aditivo expansor

Aditivo expansor – reduz ou elimina os inconvenientes da retração (fissuração)

Retração compensada

Auto compressíveisMecanismo de ação

Formação de etringita

Formação de Ca(OH)2 e Mg(OH)2

Evolução da expansão e da retração com o tempo

Ret

raçã

oE

xpan

são

Tempo

Compensação ideal da retração com um processo expansivo

Ret

raçã

oE

xpan

são

Tempo

Expansão (em ambiente úmido) seguido de retração (em ambiente seco) em um concreto com cimento expansivo

Var

iaçã

o di

men

sion

al

Tempo

Seco

Úmido

Aditivos anti congelantes

Pigmentos para concreto

01 - Aditivos Para Concreto

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