01PDFAditivosparaconcreto
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1
Aditivos para
concreto
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
2
Definições do comitê 11-A da RilemAditivo impermeabilizante
Reduz a permeabilidade e a absorção capilar das argamassas e concretos
Aditivo redutor de águaReduz a quantidade de água unitária necessária a produzir um conglomerado de determinada consistência. São também chamados de plastificantes pois podem aumentar a fluidez desse conglomerado quando se mantém fixa a relação água/cimento
Definições do comitê 11-A da RilemAditivo retardador
Retarda o tempo de pega do concreto
Aditivo acelerador
Acelera a pega e o desenvolvimento das
resistências iniciais do concreto
Aditivo redutor retardador
Reduz a quantidade de água unitária necessária
para produzir um concreto de determinada
consistência e retarda a pega do concreto
3
Definições do comitê 11-A da RilemAditivo redutor acelerador
Reduz a quantidade de água unitária necessária a produzir um concreto ou uma argamassa de determinada consistência e acelera a pega e o desenvolvimento das reações iniciais desse conglomerado
Aditivo incorporador de arIncorpora e estabiliza uma quantidade elevada de micro bolhas de ar no conglomerado fresco mantendo-as incorporadas após a pega e o endurecimento
Definições do comitê 11-A da RilemAditivo superfluidificante
Aumenta significativamente a fluidez do concreto ou da argamassa, mantida a mesma relação água/cimento. São também denominados redutores de água de alto poderpois 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
4
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 àdeformação 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 pegaUsos recomendados
Argamassa de pega rápidaTrabalhos de recuperação em condições desfavoráveisConcreto projetado
Estado físico mais comumPó (carbonatos)Líquidos (silicatos)
Teor mais comum0,1 a 1,0%
5
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 pegaEfeitos colaterais
Reduz sensivelmente a resistência à compressão
Endurecimento mais lento
Aumenta o risco de eflorescência
Observações
Devem ser adicionados junto com os materiais
secos, preferencialmente pulverizados na mistura
seca
6
Aditivos aceleradores de pega e endurecimento
Usos recomendadosDesforma rápida
Artefatos (pré-moldados) de cimento
Estado físico mais comumLíquido
Sólido (escamas)
Teor mais comum0,5 a 3,0%
Aditivos aceleradores de pega e endurecimento
Substâncias e teores 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 cálcioTiossulfato de potássio
7
Aditivos aceleradores de pega e endurecimento
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
Resi
stên
cia
a co
mpr
essã
o (M
Pa)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Resisência à tração (MPa)
Resistência à compressão Resistência à tração
8
Influência do CaCl2 sobre a resistência à compressão do concreto
Tempo
Res
istê
ncia
àco
mpr
essã
o
CP II CP III CP V
c/ CaCl2
s/ CaCl2
Aditivos aceleradores de pega e endurecimento
ObservaçõesGrupo 1
Podem ser adicionados à moagem do clínquer para aumentar as resistências iniciaisQuanto maior a temperatura menos aceleramAgem como retardador na cura em autoclaveDevem ser adicionados à mistura com a primeira água de amassamento
Grupo 2É usado como auxiliar de moagem do clínquer
Grupo 3Têm pouco efeito em cimentos de baixo teor de C3SSão geralmente moídos com clínquer para aumentar as resistências iniciais
9
Aditivos aceleradores de pega e endurecimento
Efeitos colateraisGrupo 1
Aumentam as resistências iniciaisReduzem a segregação e a exsudaçãoFavorecem a corrosão das armadurasAumentam a retraçãoAumentam o risco de eflorescênciasReduzem as resistências finais
Grupo 2Retarda a hidratação do C3S em teores acima de 0,06%
Grupo 3Diminuem as resistências finais Aumentam o risco de eflorescências
Teor de íons Cl- no concreto - ACI
-Concreto simples-Concreto armado
0,15%Concreto armado em ambiente úmido
0,10%Concreto armado em presença de meio úmido e marítimo
0,06%Concreto protendido
-200-Água19019000,01Agregado903000,03Cimento
0,330,01Aditivo
Cl- (g)Kg/m³Cl- (%)MateriaisTeor de Cl-
%1,01003002803,0
=×
280,3
10
Aditivos retardadores de pegaUsos recomendados
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 (açúcares)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
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Aditivos retardadores de pega
Efeitos colateraisReduzem as resistências iniciais
Aumentam as resistências finais
Aumentam a retração até 50% de hidratação do cimento
ObservaçõesCura prolongada e cuidadosa
Adicionados a mistura junto com a primeira água de amassamento
Aditivos redutores de água ou plastificantes
Reduzem cerca de 5% na relação a/c
Efeito sobre o tempo de pega
Normal
Retardador
Acelerador
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Aditivos redutores de água (plastificantes) normais
Uso recomendadoMaioria dos trabalhos de concretagem onde não édesejado acelerar nem retardar a pega e o endurecimento
Estado físico mais comumLíquido
Pó
Teor mais comum0,2 a 0,5%
Aditivos redutores de água (plastificantes) normais
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
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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
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Ação de aditivo tenso ativo
α > 90º α < 90º α << 90º
Mercúrio Água Água + Tensoativo
Aditivos redutores de água (plastificantes) normais
Efeitos colateraisAumentam a deformação lentaRetardam a pega e o endurecimentoIncorporam arAumentam a retração por secagem quando é mantida a mesma relação água/cimento, nas primeiras idadesAumentam 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)
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Aditivos redutores de água (plastificantes) retardadores
Uso recomendado
Maioria dos trabalhos onde é desejado retardar a
pega e o endurecimento
Estado físico mais comum
Líquido
Teor mais comum
0,2 a 1,0%
Aditivos redutores de água (plastificantes) retardadores
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
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Aditivos redutores de água (plastificantes) retardadores
Efeitos colaterais
Incorporam ar
Aumentam 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 redutores de água (plastificantes) aceleradores
Uso recomendado
Maioria dos trabalhos de concretagem onde é
desejado acelerar a pega e o endurecimento
Estado físico mais comum
Líquido
Pó
Teor mais comum
0,2 a 1,0%
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Aditivos redutores de água (plastificantes) aceleradores
Substâncias mais comunsLignossulfonato + CaCl2Lignossulfonato + 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
Aditivos redutores de água (plastificantes) aceleradores
Efeitos colaterais
Incorporam ar
Favorecem a corrosão das armaduras
Concentram calor de hidratação
Observação
Devem ser preferencialmente adicionados à mistura
junto com a primeira água de amassamento
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Influência dos aditivos plastificantes sobre a resistência de concretos de mesma relação a/c
Res
istê
ncia
mec
ânic
a
Dias Meses Anos
Normal
Acelerador
Retardador
Sem aditivo com consistência mais seca
Aditivos superplastificantes ou redutores de água de alto poder
Plastificantes
Reduzem a relação água/cimento em 5%
Superplastificantes
Reduzem a água/cimento em 20 a 40%
Transforma um concreto seco (slump 10 a 20mm)
em um concreto fluido (slump > 200mm)
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Aditivos superplastificantes ou redutores de água de alto poder
Aditivos superplastificantes ou redutores de água de alto poder
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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 adit ivo
Abat imento = 100mm, a/c=0,46, Sem adit ivoAbat imento = 220mm, a/c=0,56, Sem adit ivo
Abat imento = 220mm, a/c=0,35, Com adit ivo
Resistência à compressão (MPa)
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Efeito de aditivos superplastificantes na resistência do concreto
Aditivos superplastificantes ou redutores de água de alto poder
Usos recomendados
Concretos auto adensáveis
Concretos impermeáveis
Estado físico mais comum
Líquido
Teor mais comum
1,0 a 3,0%
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Aditivos superplastificantes ou redutores de água de alto poder
Substâncias mais comunsNaftalenos sulfonatos condensados com formaldeído
Trimetil-melamina sulfonada condensada com formaldeído
Lignossulfonato puro
Mecanismo principal de açãoSão adsorvidos pelas partículas de cimento através de cargas elétricas opostas
Aumentam a fluidez e a dispersão
Mecanismo de ação
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Aditivos superplastificantes redutores de água de alto poder
Efeitos colateraisPerdem efeito em pouco tempo
Em torno de 45 minRetardam a hidratação
ObservaçõesAdicionar à mistura um pouco antes do lançamento
Evitar materiais com temperaturas elevadas, principalmente o
cimento
Garantem a fluidez mas não a reoplasticidade do concreto
Recomendáveis para concretos de alto consumo de cimento
Perda da consistência do concreto com superplastificante
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Aditivos impermeabilizantesUsos recomendados
Fundações em locais úmidos
Caixas d’água e reservatórios
Alicerces
Estado físico mais comumPastoso
Líquido
Teor mais comum0,05 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
26
Ação de aditivo impermeabilizante
α = 60ºConcreto sem aditivo
impermeabilizantePoro capilar
Água
Concreto
rcosαγ2-
=p.. γ = 72 dine/cm²
r = 0,5 µm p = - 28,8 cos α (m.c.a)
p = - 288x104 cos α (dine/cm²)
p = - 14,4 m.c.a.
Ação de aditivo impermeabilizante
α = 120ºConcreto com aditivo
impermeabilizantePoro capilar
Água
Concreto
p = - 28,8 cos α (m.c.a) p = 14,4 m.c.a.
Molécula de hidrofugante
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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
Usos recomendados
Fundações em locais úmidos
Concreto massa
Estado físico mais comum
Líquido
Teor mais comum
0,04 a 0,1%
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Aditivos incorporadores de arSubstâncias mais comuns
Resina vinsol (aniônico)
Ácido abiéticoÁcido oleicoÁcido cáprico
Alquil-arilsulfonatosAlquil-sulfonatosAlquil-fenóis etoxilados (não iônico)
Sais de alquil-amônio
Mecanismo principal de açãoPropicia a formação de micro bolhas de ar homogeneamente distribuídas
Aditivos incorporadores de arEfeitos colaterais
Reduzem a massa específica
Reduzem as resistências para consumos de cimento elevados
Aumentam 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
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Aditivos incorporadores de arResistência ao ciclo gelo-degelo
Aumento da trabalhabilidade
Aumento da coesão
Diminuição da exsudação
Diminuição da permeabilidade
Diminuição da resistência mecânica
Diminuição da massa específica
Aditivos incorporadores de ar
φ das micro bolhas100 a 500 µm
Zona de concreto protegida da ação do gelo
Micro bolhas de ar Zonas desprotegidas por estarem distantes das micro bolhas
30
Influência do espaçamento (distância entre micro bolhas) sobre a durabilidade do concreto
Fato
r de
dura
bilid
ade
Espaçamento (µm)
-
-
-
-
-
-120
100
80
60
40
20
100 300 400 500 600200
Influência do volume de ar incorporado sobre o fator de durabilidade de concretos
Fato
r 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
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Influência do volume de ar incorporado sobre a resistência mecânica do concreto
Red
ução
das
resi
stên
cias
à
com
pres
são
(%)
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 ACI
525
4,540450
3,570
3150
620712,5
810
Volume de ar incorporado (%)
Dimensão máxima do agregado (mm)
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Agentes de cura
Uso recomendado
Locais onde a cura úmida com água é impraticável
Estado físico mais comum
Líquido
Agentes de cura
Substâncias mais comuns
Ceras
Borrachas dissolvidas em solvente volátil
Mecanismo principal de ação
A evaporação do solvente propicia a formação de
uma película contínua que impede a evaporação da
água de amassamento
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Agentes de cura
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
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Desmoldantes
Usos recomendados
Concreto aparente
Reaproveitamento de formas
Estado físico mais comum
Líquido
Substâncias mais comuns
Óleos minerais
Óleos lubrificantes
Óleos vegetais
Desmoldantes
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DesmoldantesEfeitos colaterais
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 expansoresUsos recomendados
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 etringitaFormação de Ca(OH)2 e Mg(OH)2
36
Evolução da expansão e da retração com o tempo
Ret
raçã
oEx
pans
ão
Tempo
Compensação ideal da retração com um processo expansivo
Ret
raçã
oEx
pans
ão
Tempo
37
Expansão (em ambiente úmido) seguido de retração (em ambiente seco) em um concreto com cimento expansivo
Var
iaçã
o di
men
sion
al
Tempo
SecoÚmido
Aditivos anti congelantes