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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I ADITIVOS PARA CONCRETO MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I DEFINIÇÃO Pode-se definir como Aditivo todo produto dispensável a composição e finalidade do concreto em quantidades geralmente pequenas e bem homogeneizado, faz aparecer ou reforçar certas características. Todavia não corrigem defeitos provenientes de um concreto maldosado ou malfeito. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I CLASSIFICAÇÃO Para classificação e estudo das características principais ou predominantes dos aditivos, teremos como base as finalidades procuradas para aplicação. Os aditivos objetivam: - Melhorar a trabalhabilidade - Modificar as resistências mecânicas do concreto - Alterar o tempo de pega e endurecimento PRINCIPAIS TIPOS - Incorporadores de ar - Retardadores e Aceleradores de Pega - Redutores de Água - Dispersantes ou fluidificantes MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I INCORPORADORES DE AR Esse tipo de aditivo serve basicamente para criar microbolhas de ar no interior do concreto. Esse efeito é desejável por exemplo quando se deseja aumentar a resistência térmica do material, sendo indicado por exemplo para ambientes que estejam sujeitos a temperaturas de congelamento. Esse aditivo é apresentado na forma líquida, mas a quantidade varia de acordo com o tipo de agregado que se adotar na massa. Ajuda também a combater a segregação do concreto e a exudação dos fluídos. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I INCORPORADORES DE AR O concreto contém sempre, em sua massa, grande ou considerável quantidade de ar nele introduzido durante o período de mistura. O ar naturalmente se mistura com a água, e as bolhas assim formadas, por serem instáveis, agrupam-se formando outras de maiores dimensões durante o lançamento. Estas bolhas “aninham-se”, por vezes sob os agregados graúdos, principalmente quando estes apresentam formas lamelares, acarretando o rompimento da aderência pasta-agregado, e acarretando o enfraquecimento do concreto. As bolhas de ar assim formadas durante ou pela mistura ou lançamento, podem atingir dimensões de até 10mm de diâmetro. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I Os aditivos INCORPORADORES DE AR agem produzindo minúsculas bolhas de água na mistura de forma semelhante a que age um sabão. São muito utilizados em países de clima frio para introdução de espaços vazios na mistura endurecida (bolhas de ar) para que os cristais de gelo que se formam internamente na época do inverno e encontrem espaço suficiente para se alojarem. A aplicação mais importante de aditivos incorporadores de ar é em misturas de concretos dosados para resistir a ciclos de congelamento e descongelamento. - VANTAGENS, DESVANTAGENS E EFEITOS NA MISTURA - Aumenta a durabilidade ao congelamento do concreto sem elevar o consumo de cimento; - Necessita controle cuidadoso da porcentagem de ar incorporado e do tempo de mistura; - Reduz o teor de água e a permeabilidade do concreto; - Bom desempenho em concretos de baixo consumo de cimento MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I RETARDADORES DE PEGA Este tipo de aditivo para concreto serve basicamente para reduzir a velocidade da cura do concreto, ou seja, o sua pega. É apresentado na forma líquida, na ordem de um litro para cada meio metro cúbico de concreto preparado. É comum ser usado em situações quando o concreto é fabricado fora do canteiro de obra e o transporte e a concretagem possam levar mais tempo que o usual. Seu uso possui uma série de benefícios, como a redução de fissuras no concreto, facilidade maior no adensamento e trabalhabilidade, além de diminuir a permeabilidade do concreto. São produtos que retardam a osmose da água nos grãos de cimento, agindo por defloculação e adsorção. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I RETARDADORES DE PEGA Agem na superfície dos grãos de cimento, fazendo com que a partícula se dissolva mais lentamente na água de mistura. Seu efeito principal é retardar a pega do cimento, conservando a massa em estado plástico, durante um maior período de tempo. Têm a função de retardar a hidratação inicial dos grãos de cimento, em particular dos aluminatos, permitindo maior tempo de manuseio do concreto. Desenvolvem maior calor total de hidratação, porém dissipado de forma lenta, gradual e menos intensa. Exige melhor cura para evitar a secagem da mistura ainda não endurecida. O efeito da retardação cresce geometricamente com o aumento da dosagem. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I RETARDADORES DE PEGA Superdosagens (1%) podem levar a uma retardação de pega de até alguns dias. O CP III e o CP IV necessitam menor proporção de aditivo para produzir o mesmo efeito no CP I, CP II e CP V, por possuirem menor quantidade de C3A. VANTAGENS, DESVANTAGENS E EFEITOS NA MISTURA - Aumenta o tempo de início de pega; - Mantém a trabalhabilidade a temperaturas elevadas; - Retarda a elevação do calor de hidratação; - Pode aumentar a retração plástica do concreto; - Amplia os tempos de aplicação; - Retardamento entre seis e oito horas; - Afetam as resistências iniciais (primeiras horas e dias); - Não prejudicam a resistência final. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I TIPOS DE ADITIVOS ACELERADORES DE PEGA Esse tipo de aditivo tem basicamente a função oposta dos retardadores: servem justamente para tornar mais rápida a cura do concreto, agilizando o processo construtivo. É comum ser usado em obras com prazo muito curto, ou com atraso na entrega. O acelerador de pega é um aditivo líquido para o concreto, que pode ser adicionado à uma proporção de até 2% do total de concreto a ser moldado. Basicamente ele age acelerando o processo químico de hidratação do cimento, fazendo com que a cura ocorra mais rapidamente, aumentando a resistência inicial do concreto. Alguns dos benefícios que o uso deste aditivo para concreto podem trazer são a redução da segregação do material, além de diminuir a exudação. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I ACELERADORES DE PEGA São produtos que aceleram os tempos de pega (início e fim) e o desenvolvimento de altas resistências à compressão nas idades iniciais. Quanto maior for o consumo de cimento, maior será a eficiência do aditivo. Lembrando que é proibido o uso de aditivos à base de cloretos em estruturas de concreto armado ou protendido. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I ACELERADORES DE PEGA Os aditivos aceleradores são utilizados para modificar as propriedades do concreto de cimento Portland, principalmente nos climas mais frios. VANTAGENS, DESVANTAGENS E EFEITOS NA MISTURA - Pega mais rápida; - Resistência inicial mais elevada; - Concreto projetado extremamente vantajoso; - Ganho de resistência em baixas temperaturas; - Essencial para reparos; - Surgimento de possíveis fissurações devido calor de hidratação; - Risco de corrosão de armaduras (cloretos); - Acelera o tempo de pega e resistência inicial. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I ACELERADORES DE PEGA MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I ADITIVOS PLASTIFICANTES São produtos cuja função principal é produzir concretos com uma dada trabalhabilidade com menor relação água/cimento que outro concreto sem o aditivo. Aditivos líquidos que reduzem o atrito dinâmico do concreto, tornando-o mais plástico, facilitando o adensamento e a trabalhabilidade do concreto, através da redução da tensão superficial da água. Caso seja mantida a relação água/cimento, haverá um aumento no abatimento. O uso destes aditivos pode produzir os seguintes efeitos: 1 – Manter a trabalhabilidade, reduzindo a relação água/cimento com consequente aumento da resistência. 2 – Aumentar a trabalhabilidade, sem reduzir a quantidade de água e mantendo a mesma resistência. 3 – Reduzir a quantidade de cimento mantendo a trabalhabilidade e resistência. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I ADITIVOS PLASTIFICANTES Os aditivos plastificantes agem na superfície das partículasde cimento causando repulsão entre os grãos mergulhados na água da mistura. Aditivos Plastificantes, são ditos aditivos redutores de água que operam por adsorção sobre os produtos de hidratação do C3A e C3S formando uma película de aditivo na interface água/cimento. Quando do uso atuam nas seguintes propriedades, buscando: - maior resistência mecânica; - maior impermeabilidade e durabilidade; - minimização da retração, fissuramento e exsudação; - fácil adensamento e bombeamento. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I ADITIVOS PLASTIFICANTES VANTAGENS, DESVANTAGENS E EFEITOS NA MISTURA - Aumenta o índice de consistência; - Maior trabalhabilidade para determinada resistência; - Retardamento do início de pega para dosagens elevadas do aditivo; - Possibilita redução de no mínimo 6% da água de amassamento; - Riscos de segregação; - Menor consumo de cimento para determinada resistência; - Enrijecimento prematuro em determinadas condições. Temos ainda nesta categoria alguns aditivos que possuem mais de uma função e são eles: 1 – Aditivo redutor de água e acelerador de pega. 2 – Aditivo redutor de água e retardador de pega. 3 – Aditivo redutor de água com incorporador de ar. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I ADITIVOS PLASTIFICANTES MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I Plastificantes para argamassas Os aditivos plastificantes para argamassas têm a finalidade de promover uma massa homogênea, coesa e mais trabalhável, além de permitir uma redução da quantidade de água no traço. Proporcionam maiores resistências mecânicas, impermeabilidade e durabilidade, menores retrações, fissuramento e exsudação, melhora à aderência e à aplicação. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I Plastificantes para concreto Os plastificantes têm como características tornar o concreto homogêneo, coeso e mais trabalhável e permitir uma significativa redução da relação água-cimento (a/c). Melhoram a trabalhabilidade dos concretos frescos quando submetidos a um meio de compactação ou vibração, ou seja, reduzem o coeficiente de atrito dinâmico entre a fase líquida (água) e a dos materiais sólidos em suspensão, e essa redução resulta na plasticidade. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I SUPERPLASTIFICANTES São uma categoria especial de agentes redutores de água formulado a partir de materiais que permitem maiores reduções de água sem os efeitos colaterais de incorporação de ar ou retardo da pega. Possuem as mesmas características dos plastificantes, porém de modo extremamente realçado. - É possível produzir concretos auto-adensáveis. - O aumento da resistência pode chegar a 40%. Os superplastificantes diminuem a tensão de cisalhamento e a viscosidade plástica das pastas. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I SUPERPLASTIFICANTES TIPO I e II Os superplastificantes são feitos à base de polímeros sintetizados e têm as mesmas características dos plastificantes, porém, de maneira muito realçada. Ideais em casos de concretagens com taxas de armaduras altas, bombeamentos e concretos de altas resistências. Segundo a ABNT NBR 11768 – Aditivos químicos para concreto de cimento Portland – Requisitos, agem como superplastificantes tipo I quando, para a mesma relação água-cimento, aumentam a trabalhabilidade da mistura. E como redutores de água, quando reduzem no mínimo 12% (tipo I) e 20% (tipo II) da água de amassamento, mantendo a mesma trabalhabilidade. Essa redução de água assegura algumas vantagens ao concreto como: aumento da coesão, maiores resistências mecânicas, baixa permeabilidade, minimização de retração, fissuração e exsudação, facilita o adensamento e bombeamento e melhora o aspecto do acabamento. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I ADITIVOS SUPER PLASTIFICANTES Os aditivos super plastificantes surgiram á partir da década de 70, um grande avanço na tecnologia de dosagem e elaboração do concreto com resistências elevadas e alto desempenho (CAD). Permitindo traços de concretos com baixíssimo teor de água, podendo-se reduzir em até 30% a quantidade de água no concreto, com o consequente aumento de sua resistência. Os super plastificantes agem na superfície das partículas de cimento causando repulsão entre os grãos mergulhados na água da mistura. Podem ser do tipo SPR, retardador, ou do tipo SPA acelerador. VANTAGENS, DESVANTAGENS E EFEITOS NA MISTURA Elevado aumento do índice de consistência, tanto como eficiente redutor de água como na execução de concretos fluidos (auto-adensáveis); Efeitos iniciais significativos Possibilita redução de no mínimo, 12% da água de amassamento MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I IMPERMEABILIZANTES São os aditivos que reduzem a permeabilidade do concreto e de argamassas por capilaridade. São utilizados para evitar os danos causados pela penetração de águas de chuva, umidade do solo, infiltração e água sob pressão. Além da impermeabilização parcial, aumenta a trabalhabilidade do concreto e de argamassas. Seu consumo varia de acordo com a quantidade de cimento a ser usada na argamassa ou concreto. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I IMPERMEABILIZANTES É um sistema bem apropriado para utilização em argamassas ou concreto, em fundações, cortinas, subsolos, reservatórios enterrados, piscinas enterradas, poços de elevador, revestimentos de argamassas externos, assentamento de alvenaria e outras estruturas equivalentes de baixa movimentação estrutural. Os aditivos impermeabilizantes atuam de forma direta nos poros de argamassas e concretos, formando uma fina película que absorve a água e ajuda a tamponar esse poro. Entretanto, é necessário também reduzir ao máximo a relação água-cimento que, consequentemente, reduz a porosidade. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I No Brasil, um exemplo do uso desse material é a Torre Norte do Centro Empresarial Nações Unidas, edifício localizado em São Paulo, que se impõe aos seus vizinhos arranha-céus ostentando 158 m de altura, divididos em 35 pavimentos. Com tamanha imponência nas medidas a obra exigiu soluções arrojadas nas fundações. Como praticamente todas as cargas (62 mil t) se concentram no núcleo, foi necessária a execução de um enorme bloco central de concreto para receber e transferir os esforços para o solo. No entanto, para que o concreto resistisse, era fundamental contar com a presença de aditivos e adições, visto que ambas as substâncias reduzem a porosidade e a permeabilidade do concreto, tornando as estruturas elaboradas com este tipo de produtos, mais resistentes ao ataque de agentes agressivos tais como cloretos, sulfatos, dióxido de carbono e maresia, além de viabilizar o projeto da obra como um todo. No total, a estrutura toda da Torre Norte utilizou 28 mil m³ de concreto, com pilares de 50 MPa e lajes e vigas de 35 MPa. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I Centro Empresarial Nações Unidas: aditivo nas grandes obras Desde a metade do século passado o uso de aditivos e adições vem sendo considerado um dos principais pilares para que a construção civil consiga erguer prédios antes impensáveis de concreto. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I Outro exemplo do uso de aditivos de concreto em grandes obras é a construção do Complexo Turístico Costa do Sauípe, localizado a 70 km do Aeroporto Internacional Luis Eduardo Magalhães, em Salvador (BA). O Complexo tem 5 hotéis de alto padrão, 6 pousadas e um centro comercial e de entretenimento numa área de 150 mil m2 ecologicamente protegida. O concreto aditivado foi utilizado em 100% do concreto estrutural da obra, perfazendo um total d 75 mil m3 entre estruturas convencionais, pré-moldados, argamassas especiais e outros. No caso dessa obra, a atmosfera marinha extremamente forte do local e atuante nas estruturas levou à utilização de adição sílica ativa no concreto para garantir níveis de porosidade compatíveis com o ambiente e fibra de polipropileno para minimizar a retração hidráulica do concreto. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I Complexo Turístico Costado Sauípe: adições contra a maresia MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I Localizada no estreito de Akashi entre a cidade de Kobe e a ilha Awaji, esta ponte demorou 10 anos a ser construída. Para que a obra fosse consolidada foi necessário o uso de 290.000 m3 de concreto auto-adensável, material composto com grande variedade de aditivos superplastificantes, que proporcionaram maior facilidade de bombeamento, excelente homogeneidade, resistência e durabilidade, na estrutura da ponte. O local onde a ponte foi construída tem profundidades de 100 metros e correntes de 14Km/h, que por vezes atingem os 290Km/h. Esta ponte tem um comprimento de 3911 metros, no entanto é o seu vão central que merece o maior destaque. Esse vão ainda detém o recorde mundial do maior tabuleiro suspenso de uma ponte do mundo, mais concretamente com 1991 metros de comprimento. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I Ponte Akashi-Kaikyo: a combinação entre o concreto e os aditivo MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I O sistema de metrô de Santiago, capital do Chile, está em operação com 60 quilômetros de extensão. Entretanto, para que a Linha 4 fosse construída de modo a evitar os transtornos das obras a céu aberto, das interrupções do trânsito e das alterações da vida urbana, foi utilizado um novo método construtivo de túneis (NATM) nas escavações e escoramentos, com concreto projetado por via úmida de alta resistência inicial que contém na sua formulação, a sílica ativa Silmix, aditivo utilizado para garantir esse tipo de efeito. O sistema que consiste na aplicação dos componentes do concreto, transportados por ar comprimido (fluxo diluído) ou por meio de bombeamento (fluxo denso), até a boca de saída, permitiu o incremento das resistências finais do projeto, além de ter diminuído o índice de reflexão da obra e ter melhorado as condições de bombeamento do concreto. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I Metrô de Santiago
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