A influência das adições minerais na durabilidade do concreto

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A influência das adições minerais na durabilidade do concreto
	As adições de minerais são muito utilizadas na composição de concretos e argamassas, pois, melhora consideravelmente suas propriedades, assim como a resistência e a penetração de cloretos. O que acontece é que quando adicionados a mistura esses elementos diminuem a quantidade de poros fazendo com que fique uma massa mais densa e compacta.
	Esses minerais são divididos em dois grupos, os pozolanicos e os não pozolanicos (hidráulicos), que são elementos reagentes com água e que possuem as propriedades aglomerantes parecidas com a do cimento.
Diversos pesquisadores vêm estudando os efeitos da incorporação de metacalium, sílica ativa e escória na microestrutura do concreto e perceberam melhora significativa na distribuição e tamanho dos poros, bem como na transição em relação ao traço de referência. 
 
 	Efeito da adição mineral na morfologia da zona de transição aos 28 dias: (a) sem adição; (b) 10% de sílica ativa em relação à massa de cimento (DUAN et al., 2013)
A sílica ativa é um subproduto industrial obtido a partir da redução do quartzo com o carvão natural e adições de ferro em fornos a arco e de indução na produção de silício metálico e outros produtos de silício. A redução de quartzo a silício em temperaturas de até 2000°C produz vapor de óxido de silício (SiO) que oxida e condensa em zonas de baixa temperatura, na forma de partículas esféricas minúsculas constituídas de sílica não cristalina (MEHTA; MONTEIRO, 2014; NEVILLE, 2016).
As partículas de sílica ativa são extremamente finas e a maior parte delas tem diâmetro entre 0,03 e 0,3 μm (micrómetro) com diâmetro médio geralmente menor do que 0,1 μm. Como o seu manuseio é difícil e caro (justamente por ser extremamente fina), ela é disponibilizada densificada, na forma de micropéletes, que são aglomerados de partículas individuais produzidos por aeração com massa unitária entre 500 e 700 kg/m³ (MEHTA; MONTEIRO, 2014; NEVILLE, 2016)
Efeitos da adição de sílica ativa na resistência à compressão
A resistência à compressão é a propriedade mais representativa e importante do concreto estrutural, sendo o parâmetro mínimo de controle deste material. Sabe-se que esse parâmetro é influenciado principalmente pela relação ag/lig do concreto, por meio da lei de Abrams. A NBR 6118 (ABNT, 2014) estabelece os valores mínimos exigidos de resistência característica à compressão para o concreto, dependendo da classe de agressividade ambiental a que ele esteja submetido 
Na Figura 2.16 apresenta-se uma compilação de diversos trabalhos nos quais os autores estudaram concretos contendo 10% de sílica ativa em substituição parcial ao cimento. Depreende-se do gráfico apresentado que a relação ag/lig exerce um papel fundamental na resistência à compressão, no sentido de que quanto menor essa relação, maior é o valor da resistência à compressão.
Efeitos da adição de sílica ativa nas propriedades ligadas ao transporte de cloretos
O uso da sílica ativa como material suplementar em concretos no combate à penetrabilidade de cloretos tem sido objeto de estudo de vários autores. É consenso na literatura que a substituição do cimento por este material aumenta a capacidade do concreto de impedir a entrada de cloretos em seu interior.
Efeitos da adição de sílica ativa na corrosão das armaduras
Resistividade elétrica - A resistividade elétrica é um parâmetro intrínseco ao concreto e indica a vulnerabilidade deste à entrada de agentes agressivos, o que pode, muitas vezes, acarretar a corrosão das armaduras. Os resultados encontrados na literatura apontam que a incorporação de sílica ativa ao concreto logra melhorias na resistividade elétrica, diminuindo a probabilidade de corrosão.
Potencial de corrosão - Assim como a resistividade elétrica do concreto, o potencial de corrosão também é afetado pela presença de agentes agressivos, tal como os cloretos, na solução dos poros, pois aumentam consideravelmente a condutividade e tornam o potencial de corrosão mais eletronegativo.
Metacaulim
O metacaulim é uma pozolana de alta reatividade obtida a partir da calcinação de argilas essencialmente constituídas por caulinita. Basicamente, existem duas fontes de matéria-prima para a obtenção da caulinita, uma delas é a extração de depósitos de argilas cauliníticas e/ou de caulins de alta pureza, a outra é por meio da utilização dos resíduos cauliníticos da indústria de branqueamento de papel, que, por sua vez, utiliza o caulim como matéria-prima.
Efeitos da adição de metacaulim na resistência à compressão
Observa-se na Figura 2.23 que os concretos com metacaulim, exceto os de Hassan et al. (2000), apresentaram resistência à compressão consideravelmente maiores que os respectivos concretos de referência. Observa-se também que a relação água/ligante é um fator que em muito contribui para esse aumento de resistência.
Efeitos da adição de metacaulim nas propriedades ligadas ao transporte de cloretos
o metacaulim tem influência significativa nas propriedades de transporte do concreto, em especial, o transporte de cloretos. Esse material suplementar age tanto no sentido de densificar a estrutura interna do concreto, diminuindo a porosidade, que corresponde à ação física, quanto pela ação química, na qual os aluminatos presentes na sua composição reagem com os cloretos formando os sais de Friedel, não deixando os cloretos livres para agir de forma deletéria.
Efeitos da adição de metacaulim na corrosão das armaduras
Resistividade elétrica - Foi observado que todas as adições obtiveram melhor desempenho que o concreto de referência em relação à resistividade elétrica aos 28 dias. Em particular, os concretos com sílica ativa obtiveram desempenho superior aos concretos com 5 e 10% de metacaulim, porém, concretos com 15% desta adição obtiveram o melhor desempenho global, sendo 5,5 vezes maior que a referência e 29% maior que os concretos contendo sílica ativa.
· Observa-se na Figura 2.27 que todos os concretos com metacaulim apresentaram desempenho superior ao seu respectivo concreto de referência. Além disso, nota-se que a resistência elétrica diminui na medida em que a relação ag/lig aumenta. 
Nanossílica
O uso de nanopartículas de sílica ou nanossílica, como tem sido denominada, material no qual propõe-se a ser uma adição mineral de desempenho superior em razão de sua elevada finura, aliada à sua composição química essencialmente silicosa e alto grau de deformação, Já é possível encontrá-la no mercado na forma de dispersão aquosa. O processo de obtenção da nanossílica é consideravelmente mais caro do que o da sílica ativa. Enquanto essa é um subproduto do processo de produção de ligas de silício metálico, aquela é obtida a partir de um processo sintético de precipitação de soluções de silicato de sódio.
A nanossílica é considerada uma adição pozolânica altamente reativa que, em substituição ao cimento, logra melhorias na resistência dos materiais cimentícios, bem como o aumento da resistência à penetração de água, o que influencia fortemente na durabilidade. Segundo Gleize (2011), a nanossílica demostra ser mais eficiente no ganho de resistência do que a sílica ativa. Além de proporcionar o efeito fíler para melhorar a microestrutura de concretos, também funciona como um ativador para a reação pozolânica, além de proporcionar a formação de pontos de nucleação, contribuindo para a hidratação do cimento. Esse comportamento leva a uma melhora na microestrutura com refinamento dos poros, consequentemente melhorando as propriedades mecânicas do concreto.