AULA UNAMA MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 005 (ADITIVOS)

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Materias de Construção
Professor: Engº M.Sc. Marcelo Otaviano Barbosa e Silva
ADITIVOS QUÍMICOS
Universidade da Amazônia - UNAMA
Curso de Graduação em Engenharia Civil
ADITIVOS QUÍMICOS
1. Introdução
1.1. Definição:
Segundo a NBR 11.768/2011, são produtos que,
adicionados em pequenas quantidades a concretos de cimento
Portland, modificam algumas de suas propriedades, no sentido
de melhor adequá-las a determinadas condições.
Obs: Este conceito pode ser extendido para pastas,
argamassas e grautes de cimento Portland, cuja dosagem
varia de 0,05% à 5% sobre a massa de material cimentício.
1.2. Funções Básicas dos Aditivos:
ESTADO FRESCO ESTADO ENDURECIDO
Ajustar a Consistência (trabalhabilidade) Aumentar a resistência mecânica
Ajustar a Coesão (resistência à segregação) Aumentar a durabilidade
Ajustar o Tempo de Pega Aumentar a Impemeabilidade
Reduzir a Relação a/c
Ajsutar a Viscosidade Plástica
ADITIVOS QUÍMICOS
2. Classificação
Os aditivos químicos podem ser classificados de
acordo com a função que exercem.
Obs I: R-Retardador, N-Pega Normal, A-Acelerador (NBR 11.768/2011).
Obs II: O superplastificante tipo II significa de 3ª geração.
Aditivos 
Químicos
Redutores de água/Plastificantes PR, PN, PA
Redutores de água de alta 
eficiência/Superplastificantes Tipo I SP-I R, SP-I N, SP-I A
Redutores de água de alta 
eficiência/Supeplastificantes Tipo II
SP-II R, SP-II N, SP-II A
Incorporadores de Ar IA
Aceleradores de Pega AP
Aceleradores de Resistência AR
Retardadores de Pega RP
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3. Tipos
3.1. Redutores de Água:
Segundo a NBR 11.768/2011 é todo aquele que, sem
modificar a consistência do concreto no estado fresco, permite
reduzir o seu conteúdo de água ou, sem alterar a quantidade de
água, modifica a consistência do concreto, aumentando o abatimento
e a fluidez.
Concreto A
Abatimento = 5cm
Relação a/c = 0,60
Concreto B
Abatimento = 5cm
Relação a/c = 0,45
Concreto C
Abatimento = 5cm
Relação a/c = 0,60
Concreto D
Abatimento = 15cm
Relação a/c = 0,60
ADITIVOS QUÍMICOS
3. Tipos
3.1. Redutores de Água
3.1.1. Plastificantes:
É um aditivo redutor de água, cuja composição química é
baseada no lignossulfonato, que é um rejeito químico do processo de
extração da polpa da celulose da madeira.
 Foram os primeiros aditivos redutores de água comercialmente
introduzidos no mercado no início da década de 1960.
 Permitem uma redução de água entre 5% e 10%.
 São adicionados entre 0,2% e 1,0% sobre a massa de cimento.
 Quando dosados em grandes quantidades podem retardar o início
da pega do cimento.
 É considerado um plastificante de primeira geração.
Exemplo de uma unidade repetitiva de um polímero de lignossulfonato.
ADITIVOS QUÍMICOS
3. Tipos
3.1. Redutores de Água
3.1.1. Plastificantes (modo de ação):
O principal mecanismo de ação dos aditivos redutores de
água (plastificantes) é a dispersão eletrostática das partículas de
cimento com a consequente liberação da água aprisionada entre as
mesmas.
 Partículas de cimento se atraem devido à interações eletrostáticas
na sua superfície.
 Com a adição de água ocorre uma floculação das partículas de
cimento provocando um aprisionamento desta água entre estas
partículas.
 Moléculas aniônicas de plastificante aderem a superfície do
cimento tornando-a negativamente carregada.
 Esta igualdade de cargas faz com que as partículas de cimento se
afastem umas das outras além de liberar a água aprisionada.
ADITIVOS QUÍMICOS
3. Tipos
3.1. Redutores de Água
3.1.1. Plastificantes (modo de ação):
Atração eletrostática entre as partículas de cimento. Aprisionamento da água entre as partículas de cimento.
Moléculas de plastificante aderidas ao cimento. Dispersão eletrostática das partículas de cimento.
Partículas de 
cimento anidro
Água 
aprisionada
Ação do aditivo
Dispersão do 
cimento
1 2
3 4
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3. Tipos
3.1. Redutores de Água
3.1.2. Superplastificantes:
É um aditivo redutor de água de uma faixa mais ampla de
ação, cuja composição química é baseada em sais condensados de
naftaleno sulfonato ou melanina sulfonato, que são moléculas
sintéticas que produzem uma ação dispersante mais elevada.
 Foram os segundos aditivos redutores de água comercialmente
introduzidos no mercado no final da década de 1970.
 Permitem uma redução de água de até 25%.
 São adicionados entre 0,2% e 3,0% sobre a massa de cimento.
 Podem ser usados em maiores quantidades do que os
lignossulfonatos, pois não possuem açucares na sua composição.
 O seu mecanismo de ação é o mesmo dos plastificantes.
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3. Tipos
3.1. Redutores de Água
3.1.3. Polifuncionais:
É um aditivo redutor de água de média eficiência, cuja
composição química é baseada em sais condensados de naftaleno
sulfonato e melanina sulfonato com uma porcentagem de
lignossulfonatos.
 Atualmente é o dispersante mais usado na indústria do concreto
devido à são boa relação custo/benefício.
 Permitem uma redução de água de 5% até 18%.
 São adicionados entre 0,2% e 1,2% sobre a massa de cimento.
 Se adicionados em pequenas quantidades, funcionam como
plastificantes e em quantidades maiores como superplastificantes.
 São também conhecidos como mid range water reducer (redutores de
água de média eficiência).
 O seu mecanismo de ação é o mesmo dos plastificantes e
superplastificantes.
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3. Tipos
3.1. Redutores de Água
3.1.4. Superplastificantes de alto desempenho:
É um aditivo redutor de água de alta eficiência, cuja
composição química é baseada em polímeros de éteres
policarboxilatos, cuja ação se deve ao efeito estérico.
 É o principal responsável pelo advento do concreto alto-adensável
(CAA) e concretos de alta fluidez.
 Permitem uma redução de água de até 40%.
 Se adicionados em quantidades que variam de 0,2% a 1,5% sobre
a massa de cimento.
 O seu mecanismo de ação é o efeito estérico que permite uma
maior manutenção da dispersão das partículas de cimento sem
retardar o processo de pega.
 São conhecidos como plastificantes de 3ª geração ou
hiperplastificantes.
ADITIVOS QUÍMICOS
3.1. Redutores de Água
3.1.4. Superplastificantes de alto desempenho (modo de ação):
 Além da repulsão eletrostática entre as partículas de cimento, o polímero
de policarboxilato mantém essas partículas afastadas umas das outras
por um efeito físico devido à cadeias laterais presas a cadeia principal
deste polímero.
 Estas cadeias laterais mantém as partículas de cimento mais afastadas
se comparadas aos plastificantes anteriores.
Disperão eletrostática Disperão estérica
ADITIVOS QUÍMICOS
3. Tipos
3.1. Redutores de Água
3.1.4. Superplastificantes de alto desempenho (modo de ação):
ADITIVOS QUÍMICOS
3.1. Redutores de Água
3.1.5. Dosagem:
 A dosagem dos dispersantes ou plastificantes é sempre feita em
porcentagem sobre a massa de material cimentício (cimento + adições).
 Atenção deve ser dada à massa específica e ao teor de sólidos de cada
aditivo para a sua correta dosagem em concretos e argamassas.
EX 01: Determinar a quantidade de um aditivo polifuncional a ser adicionado
à uma mistura de concreto cujo consumo de aglomerantes é de 420kg/m3 de
concreto.
Dados:
% sobre a massa de aglomerantes = 0,8%
Massa específica do aditivo = 1,18g/cm3
Teor de sólidos = 45%
Solução:
massa de aditivo = 0,008 x 420 = 3,36kg
Volume de aditivo (sólidos) = 3,36/1180 = 0,0028m3 x 1000= 2,8litros
Volume a ser adicionado (sólidos + água) = 2,8/,45 = 6,2litros
ADITIVOS QUÍMICOS
3.1. Redutores de Água
3.1.6. Principais Finalidades:
 Reduzir o consumo de água para uma mesma consistência,
aumentando assim, a resistência e a durabilidade do
concreto. Ex: Slump = 15±2cm e a/c = 0,5 (sem aditivo) ou
Slump = 15±2cm e a/c = 0,4 (com aditivo).
 Aumentar a fluidez do concreto sem alterar o consumo de
água. Ex: Slump = 15±2cm e a/c = 0,5 (sem aditivo) ou
Slump = 22±2cm a a/c = 0,5 (com aditivo).
 Reduzir a quantidade de cimento do concreto, mantendo a
consistência e a resistência à compressão com o objetivo de
reduzircustos e ainda reduzir retrações plásticas e térmicas.
Ex: Slump = 15±2cm e a/c = 0,5 (sem aditivo) ou Slump =
15±2cm, a/c = 0,5 água e cimento (com aditivo).
ADITIVOS QUÍMICOS
3.1. Redutores de Água
3.1.5. Finalidades:
ADITIVOS QUÍMICOS
3. Tipos
3.2. Incorporadores de Ar (IA)
Segundo a NBR 11.768/2011 é todo aquele usado
intencionalmente para introduzir, em argamassas e concretos, um
sistema de bolhas de ar microscópico que seja estável e uniforme.
 Tem uma composição química é baseada em agentes tensoativos
(surfactantes) que são os responsáveis pela formação e
estabilização das micro-bolhas de ar.
 Usados principalmente para prevenir a deteriorização causada por
ciclos de gelo-degelo em concretos ou para plastificar argamassas
de reboco e de assentamento.
 São adicionados em quantidades que variam de 0,05% a 0,3%
sobre a massa de cimento.
 Também pode ser usado, em pequenas quantidades, para
promover uma melhor compactação de concretos com baixo
consumo de cimento (<250kg/m3) ou concreto “farofa”.
ADITIVOS QUÍMICOS
3. Tipos
3.2. Incorporadores de Ar (modo de ação)
 Quando adicionados à argamassas e concretos, os agentes
surfactantes se concentram na interface ar-água e reduzem a sua
tensão superficial.
 Uma molécula de surfactante possui um lado da sua cadeia apolar
(hidrofóbico) e o outro lado polar (hidrofílico).
 A parte hidrofílica é orientada em direção à água enquanto a parte
hidrofóbica é orientada na direção do ar formando um filme
semelhante a um filme de sabão com resistência e elasticidade
suficientes para estabilizar as bolhas de ar.
 Por apresentarem cargas negativas na sua superfície, esta bolhas
de ar se repelem mutuamente fazendo com que as mesmas se
distribuam uniformemente no sistema cimentício.
 Por fim, esta bolhas se aderem às partículas de cimento e
agregados por meio de atração eletrostática.
ADITIVOS QUÍMICOS
3.2. Incorporadores de Ar
3.2.1. Mecanismo de ação (no concreto):
Mecanismo de ação dos incorporadores de ar junto ás partículas de cimento.
Ação do ar incorporado no congelamento da água dos poros capilares. Formação de gelo no interior dos 
vazios incorporados.
Vazio capilar
Vazio incorporado
ADITIVOS QUÍMICOS
3.2. Incorporadores de Ar
3.2.1. Mecanismo de ação:
Obs: Não confundir ar incorporado com ar aprisionado. Os primeiros são
muito menores (diâmetro médio entre 10 e 100μm). Os segundos
possuem diâmetro médio maiores do que 1000μm).
ADITIVOS QUÍMICOS
3.2. Incorporadores de Ar
3.2.1. Mecanismo de ação (na argamassa):
Sem incorporador de ar
Dispersão do 
cimento3
Com incorporador de ar
Comportamento das argamassas diante da 
utilização de aditivos incorporadores de ar.
ADITIVOS QUÍMICOS
3. Tipos
3.3. Modificadores de Pega
Segundo a NBR 11.768/2011, os aditivos
modificadores de pega são classificados da seguinte
forma:
Modificadores 
de Pega
Aceleradores de Pega
Aceleradores de Resistência
Retardadores de Pega
Estabilizadores de Pega
ADITIVOS QUÍMICOS
3.3. Modificadores de Pega
3.3.1. Aceleradores de Pega:
São aditivos usados para reduzir os tempos de início e
fim de pega do concreto por acelerarem a taxa de hidratação
do cimento Portland.
 Os mais comuns são agrupados em sais solúveis inorgânicos
(cloretos, brometo, fluoretos, carbonatos, nitritos, nitratos, etc).
 O mais usado mundialmente é o cloreto de cálcio.
 Porém este aditivo pode causar corrosão da armaduras no caso
de estruturas de concreto armado.
 De acordo com a NBR 12.655/2016, os máximos teores de íons
cloreto, de acordo com a estrutura, são os seguintes:
NBR 12.655 ASTM C 1218
Concreto Protendido 0,05 0,06
Concreto armado exposto a íons cloreto nas condições 
de serviço da estrutura
0,15 0,15
Concreto armado não exposto a íons cloreto nas 
condições de serviço da estrutura
0,40 1,00
Demais concstruções em concreto armado 0,30 0,30
Tipo de Elemento
Máximo teor de íon cloreto solúvel 
(% massa de cimento)
ADITIVOS QUÍMICOS
3.3. Modificadores de Pega
3.3.1. Aceleradores de Pega:
Segundo a NBR 11.768, aditivos isentos de cloretos
são aqueles com concentração de cloretos solúveis em água
menor ou igual a 0,15% de sua massa.
 Aditivos de base orgânica (alcanolaminas) estão
substituindo, aos poucos, os de base cloreto de cálcio.
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3.3. Modificadores de Pega
3.3.2. Retardadores de Pega:
São aditivos usados para aumentar os tempos de início e fim
de pega do concreto por reduzirem a solubilidade dos compostos
hidratados no cimento Portland.
 Estes aditivos reagem formando uma camada pouco permeável ao redor
dos grãos impedindo a evolução da hidratação por algum tempo.
 São usados para melhorar as condições de transporte, lançamento e
acabamento do concreto, principalmente em locais de clima quente ou
quando este concreto precisa ser transportado a longas distâncias.
 Sua dosagem varia entre 0,1% a 0,5% sobre a massa de cimento ou
aglomerantes.
 A NRB 11.768 estabelece alguns requisitos de desempenho de acordo
com a tabela abaixo:
Min: +1h
Máx: +3,3h
Min: +1h
Máx: +3,3h
≥ 110 (3, 7, 28, 90 dias)
Retardador de pega 
plastificante
Classificação
Tempo de inícioda pega 
(em relaçao a mistura de 
concrole)
Resistência à compressão 
mínima (% sobre a mistura 
de controle) 
Retardador de Pega ≥ 90 (3, 7, 28, 90 dias)
ADITIVOS QUÍMICOS
3.3. Modificadores de Pega
3.3.3. Estabilizadores de hidratação:
São também conhecidos como inibidores de hidratação pois
possuem a capacidade de controlarem a hidratação do cimento
Portland.
 Sua principal aplicação é na reutilização da água de limpeza e mistura de
concretos em centrais concreteiras. Esta água pode permanecer de uma
dia para o outro no balão do caminhão sem reagir com o cimento
remanescente podendo ser reutilizado em novas misturas.
 A idéia é a economia de água de lavagem dos caminhões betoneira.
ADITIVOS QUÍMICOS
3.4. Redutores de retração (expansores)
São aditivos que visam reduzir os efeitos causados pela
retração de concreto e argamassas, com aplicações mais comuns em
pisos industriais, pisos de estacionamentos e lajes de grandes
dimensões.
 Sua dosagem varia na faixa de 1,0% a 2,5% sobre a massa de cimento
ou aglomerantes.
 Ensaios de laboratório devem ser realizados para a determinação da
expansão para cada teor de aditivo usado em uma mistura de concreto ou
argamassa.