Aditivos e adies

Aditivos e adies

Componentes permitiram a produo de concretos mais durveis, resistentes, fluidos e sustentveis. Mas isso no significa que sejam solues para todos os problemas

Por Juliana Nakamura

No edifcio E-Tower, em So Paulo, aditivos superplastificantes de ltima gerao associados a um rigoroso controle tecnolgico permitiram que em cinco pilares do subsolo fossem atingidas resistncia compresso mdia de 125 MPA. Isso foi determinante para a reduo da seo desses pilares, que receberam, ainda, pigmentao terracota

Os avanos da indstria qumica nos ltimos anos abriram muitas possibilidades para a modificao das caractersticas do concreto, seja no estado fresco ou endurecido. Estratgias para alterar a fluidez sem interferir na resistncia, retardar ou acelerar o tempo de pega, ou ainda para diminuir a segregao e o consumo de cimento tornaram-se mais comuns, seja em edificaes ou em obras de infraestrutura. Mas o que muitas vezes se esquece que, da mesma forma que ocorre com as medicaes, esses componentes podem apresentar contraindicaes e, pior, quando ministrados na dose errada colocam em risco o desempenho, a segurana e os custos das estruturas.

Um aspecto nevrlgico diz respeito a problemas de compatibilidade entre os cimentos e os aditivos, por conta da reao dos sulfatos e aluminatos no processo de hidratao. Como o desempenho de cada componente qumico muito particular para cada tipo de cimento, no Brasil isso acaba se tornando ainda mais srio diante da ampla gama de cimentos Portland disponvel, com diferentes propriedades fsicas e qumicas. At mesmo cimentos de mesmo tipo, mas produzidos por diferentes fabricantes ou provenientes de lotes diferentes podem apresentar desempenho distinto com os aditivos.

Para complicar, no so raras as situaes que demandam a combinao de dois ou mais aditivos para se obter um concreto com determinadas caractersticas. A interao entre esses materiais tambm deve ser cuidadosamente estudada. Por isso, segundo Vladimir Antonio Paulon, professor da Faculdade de Engenharia Civil da Unicamp, temeridade abrir mo da realizao de ensaios de desempenho para respaldar a seleo do aditivo e a definio do trao.

Problemas de compatibilidade podem estar associados, ainda, a erros na dosagem de cada ingrediente da composio do concreto. Wellington Repette, professor do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina, explica que no caso dos plastificantes e superplastificantes, por exemplo, dois dos tipos mais utilizados nos dias de hoje, os ensaios precisam determinar o ponto de saturao, ou seja, a mxima quantidade de aditivo acima da qual no se observam melhoras na fluidez da pasta de cimento. Erros nessa etapa podem levar a alteraes indesejadas das propriedades do concreto no estado fresco, como segregao e incorporao de ar. "J no estado endurecido consequncias comuns do excesso de aditivos so o retardo de pega e a reduo da resistncia final, comprometendo cronogramas em funo do maior tempo de cura e, em casos mais graves, impossibilitando a desenforma do concreto", adverte o professor.

O desenvolvimento dos aditivos superplastificantes de segunda e terceira geraes considerado um dos mais importantes avanos na tecnologia de concreto. Isso porque viabilizou a produo de concretos mais durveis, de alta resistncia e com maior fluidez

Sem frmula mgicaAtualmente, a NBR 11.578 classifica nove tipos de aditivos para concretos pelas suas funes: plastificante, retardador, acelerador, plastificante retardador, plastificante acelerador, incorporador de ar, superplastificante, superplastificante retardador e superplastificante acelerador.

De acordo com coordenador-chefe dos Laboratrios da ABCP (Associao Brasileira de Cimento Portland), Arnaldo Battagin, a esse grupo podem se unir, em breve, os aditivos hiperplastificantes de ltima gerao bastante utilizados em concretos autoadensveis e em concretos de altssimo desempenho, com resistncias superiores a 100 MPa. Isso porque a norma de aditivos encontra-se em fase de reviso pelo Comit Brasileiro CB-18 da ABNT (Associao Brasileira de Normas Tcnicas). Como os hiperplastificantes, tambm podem ganhar importncia nos canteiros nacionais os redutores de retrao destinados a minimizar os efeitos da retrao promovida pela evaporao da gua de amassamento. Embora tenham sido desenvolvidos nos anos 1980 no Japo, esses aditivos ainda so considerados novidade no Brasil.

Tamanha oferta e diversidade acabaram fazendo, contudo, com que o mercado se visse tentado a utilizar os aditivos de forma indiscriminada, especialmente com o intuito de corrigir falhas de dosagem e reduzir custos de produo.

Para os tecnologistas de concreto isso um erro conceitual enorme. Afinal, o papel dessas adies qumicas conferir ao concreto propriedades que no podem ser obtidas pelo uso correto dos melhores materiais disponveis, adequando o material s exigncias da obra e do projeto. Em suma, no h frmula milagrosa e nem aditivo capaz de transformar concretos maldosados e malmanuseados em concretos bons.

Para Wellington Repette, problemas decorrentes do aproveitamento indevido dos aditivos so indicadores da necessidade, tanto no meio tcnico como no acadmico, de maior conhecimento dos tipos de aditivos existentes, suas vantagens e formas de utilizao, bem como de suas limitaes. "O uso mais racional desses materiais na produo de concretos, argamassas e pastas poderia ser impulsionado com a adequao das normas, de maneira a proporcionar a avaliao dos aditivos com base no desempenho em misturas com diferentes tipos de cimento", conclui.

Fonte: ABCP (Associao Brasileira de Cimento Portland)

Barragem Irap (MG)Localizada no norte de Minas Gerais e construda a partir de frmas deslizantes, a barragem de Irap foi concluda em 2006 aps a superao de alguns desafios. Havia limitaes logsticas, em funo do difcil acesso e, por causa de seus grandes volumes. Alm disso, as estruturas de concreto da barragem mostravam risco de fissurao por efeito trmico e um pr-requisito importante era limitar a relao gua-cimento devido ao ataque qumico da rocha.

Aditivos plastificantes e superplastificantes base de lignossulfonato e naftaleno sulfonado poderiam resolver grande parte dessas questes, mas elevariam sobremaneira o consumo de cimento e o tempo de deslizamento das frmas por conta do retardo excessivo de pega.

Depois de realizadas mais de mil dosagens experimentais com diversas bases, chegou-se concluso de que o ideal seria substituir o aditivo convencional por um polifuncional de terceira gerao base de policarboxilato com alta reduo do consumo de cimento. O produto foi incorporado nas frentes de servio com trabalhabilidade entre 40 minutos e uma hora. A soluo permitiu, ainda, reduzir a quantidade de traos diferentes utilizados na obra de 35 para 13.

Obra: Barragem Juscelino Kubitschek - IrapLocal: Berilo (MG)Contratante: Cemig (Companhia Mineira de Energia); Construo: Consrcio Odebrecht e Andrade Gutierrez; Controle tecnolgico do Concreto: Furnas Centrais Eltricas; Aditivos para concreto: Basf

Adies segurasAssim como ocorreu com os aditivos, o aperfeioamento da manipulao das adies - escrias, pozolanas e fleres - induziu evolues no uso do concreto, acompanhando demandas da construo, como necessidade por durabilidade, menor exigncia de mo de obra e reduo do impacto ambiental.

Hoje os cimentos modificados tm aplicaes e desempenho comparveis aos dos cimentos Portland convencionais, mas h casos em que eles podem agregar vantagens, segundo o coordenador-chefe dos Laboratrios da ABCP, Arnaldo Battagin. Ele conta que, com os cimentos de alto-forno e pozolnicos, ganhos podem decorrer da maior estabilidade, durabilidade e impermeabilidade conferida ao concreto, bem como ao calor de hidratao mais baixo. Outras caractersticas que podem ser aproveitadas so a maior resistncia ao ataque por sulfatos, a maior resistncia compresso em idades mais avanadas, a maior resistncia trao e flexo e uma melhor ou igual durabilidade.

"Com o foco dos projetos estruturais voltados para o aumento da durabilidade do concreto, adies de metacaulim micronizado e de slica ativa tm encontrado utilizao cada vez maior, sobretudo para prevenir manifestaes patolgicas decorrentes da reao lcali-agregado", afirma Battagin. Isso coincide com a reviso da NBR 6118 - Projeto de Estruturas de Concreto, que incorporou conceitos de durabilidade, e da NBR 12.655 - Preparo, Controle e Recebimento de Concreto, que definiu consumos mnimos de cimento e critrios para o uso de adies, as classes mnimas de resistncia para o concreto armado e protendido e a relao gua-cimento mxima de acordo com quatro classes de agressividade ambiental prescritas na norma.

O emprego dos cimentos com escrias de alto-forno e pozolnicos, contudo, deve ser cauteloso em pr-moldados com cura normal. Da mesma forma recomenda-se evitar as concretagens com esses cimentos em ambientes muito secos ou em temperaturas baixas. "Por conter sulfetos provenientes da escria, o cimento Portland de alto-forno precisa ser evitado em caldas de injeo para bainhas de protenso, embora no concreto protendido ou armado no haja restries de uso. Tambm deve ser evitado seu uso em argamassa de assentamento de pisos e azulejos para no provocar manchas no revestimento", alerta Battagin.

Os concretos com adies requerem tambm cuidados maiores com a cura. Alm disso, por serem de reatividade mais lenta que o clnquer, as adies podem resultar em queda de resistncia inicial quando colocadas em altos teores. Em algumas situaes isso pode ser solucionado com o uso de aditivos aceleradores do endurecimento ou por compensaes na dosagem do concreto. Tudo vai depender de uma anlise tcnica e de custo-benefcio criterioso.

Checklist Aspectos crticos da utilizao de aditivos Compatibilidade com o cimento e outros aditivos utilizados no trao Prazo de validade e correto armazenamento dos produtos Definio da dose correta a ser aplicada. Ensaios devem atestar essa condio Aplicao no momento correto. Os aditivos superplastificantes, por exemplo, normalmente so introduzidos massa j no canteiro Homogeneizao apropriada da mistura

Aditivos e adies - principais tipos e funesPlastificantes redutores de guaPermitem aumentar o slump sem adio de gua, ou reduzir a gua mantendo o slump, com consequente aumento de resistncia inicial e final. Possibilitam reduo mnima de 6% da gua de amassamento. So elaborados a partir de lignosulfonatos, cidos hidroxicarboxlicos ou polmeros hidroxilados.

Ateno! Quando utilizado em altas dosagens, retarda o incio da pega, eleva o risco de segregao e causa enrijecimento prematuro.

Superplastificantes redutores de guaConseguem o mesmo efeito dos plastificantes, mas com menores dosagens e a confeco de concretos de alta performance. Os de segunda gerao possibilitam reduo da relao gua-cimento entre 20% e 25% e so elaborados a partir de naftalenos - sulfonados e melamina-formaldedo. J os de terceira gerao, produzidos a partir de policarboxilatos, podem levar a uma diminuio da relao gua-cimento de 30%.

Ateno! Risco de segregao e limitada durao do efeito fluidificante.

Incorporadores de arTornam o concreto mais coeso, aumentam resistncias mecnicas, diminuem segregao, melhoram o acabamento das faces nas desenformas; aumentam a resistncia ao congelamento sem elevar o consumo de cimento; podem ser formulados com vrias matrias-primas bsicas, como cido abitico, alquil-aril-sulfonados, sais de cidos graxos.

Ateno! necessrio controlar o volume de ar incorporado porque, sendo excessivo, pode levar a quedas expressivas das resistncias.

Aceleradores de pegaAbreviam o tempo de pega com aumento reativo da resistncia inicial. Produzidos com substncias como o silicato, o carbonato de clcio e o aluminato. Indicados para tamponamentos e para concretos projetados.

Ateno! Os produtos com cloretos na composio no so permitidos para utilizao em contato com ao por causa da corroso. J os aceleradores base de aluminatos podem ter qualquer aplicao.

Retardadores de pegaRetardam a pega do concreto para facilitar sua aplicao em longas distncias, o lanamento de concreto em climas quentes etc. Podem ser constitudos de carboidratos (monossacardeos, polissacardeos, cidos hidro-carboxlicos), bem como de produtos inorgnicos (sais de chumbo, fosfatos, boratos).

Ateno! A pega retardada faz o cimento absorver mais gua e uma reduo maior pode ocasionar o enrijecimento antecipado, levando perda de trabalhabilidade.

Fontes: Abesc (Associao Brasileira das Empresas de Servios de Concretagem) e Manual Vedacit de Aditivos

Retardador de pegaA construo do Museu Iber Camargo demandou um rigoroso controle tecnolgico para garantir, no apenas o desempenho estrutural, como tambm que o concreto utilizado fosse perfeitamente branco, sob o risco de comprometer todo o partido arquitetnico que o portugus lvaro Siza Vieira havia idealizado.

Um dos aspectos crticos dizia respeito interao dos agregados, que poderia provocar manchas no concreto. Por isso, os pesquisadores do Laboratrio de Ensaios e Modelos Estruturais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, encarregados da tecnologia do concreto, optaram por utilizar apenas rochas calcrias como agregados grados e midos.

Testes prvios concretagem detectaram, no entanto, que a escolha implicaria uma massa de difcil trabalhabilidade inicial, sobretudo sob temperaturas acima de 35C. A soluo foi, ento, utilizar um aditivo retardador de pega, associado a um plano de vibrao do concreto branco de maneira a evitar a ascenso de nata, que causaria manchas na superfcie aparente.

Obra: Museu Iber CamargoLocal: Porto AlegreArquitetura: lvaro Siza Vieira; Construo: Camargo Corra; Tecnologia de concreto: Leme/UFRGS; Cimento Branco: Cau; Aditivos: Sika; Impermeabilizao: Viapol e Ispersul; Tratamento para concreto branco: Radcon

NormasNormalizao para uso de aditivosNBR 12.317: 1992 - Verificao de Desempenho de Aditivos para Concreto - Fixa procedimentos para a verificao de desempenho de materiais a serem utilizados como aditivos para concretoNBR 11.768: 1992 - Aditivos para Concreto de Cimento Portland - Fixa condies exigveis dos materiais a serem usados como aditivos de concreto de acordo com cada tipoNBR 10.908:2008 - Aditivos para Argamassa e Concretos - Ensaios de CaracterizaoNBR 13.069: 1994 - Concreto Projetado - Determinao dos Tempos de Pega em Pasta de Cimento Portland Com ou Sem a Utilizao de Aditivo Acelerador de Pega.

Normalizao para uso de adiesNBR 13956:1997 - Slica Ativa para Uso em Cimento Portland, Concreto, Argamassa e Pasta de Cimento Portland - EspecificaoABNT NBR 13957:1997 - Slica Ativa Para Uso Em Cimento Portland, Concreto, Argamassa e Pasta de Cimento Portland - Mtodos de EnsaioABNT NBR 5753:1992 - Cimento Portland Pozolnico - Determinao da PozolanicidadeABNT NBR 5733:1991 - Cimento Portland de Alta Resistncia InicialABNT NBR 5754:1992 - Cimento Portland - Determinao do Teor de Escria Granulada de Alto-Forno por Microscopia

Fonte: ABNT (Associao Brasileira de Normas Tcnicas)http://www.revistatechne.com.br/engenharia-civil/150/artigo151693-2.asp