QUESTIONÁRIO 2 ADITIVOS E ADIÇÕES MINERAIS PARA O CONCRETO

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 Faculdade de Engenharia de Sorocaba - FACENS
COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA CIVIL
Aditivos e Adições minerais para o concreto
Prof. Dr. Vitor Antonio Ducatti
Profª. Engª. Karina Leonetti Lopes
	
	
	
Sorocaba - SP
Brasil
Outubro – 2008�
Faculdade de Engenharia de Sorocaba - FACENS
COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA CIVIL
	
Aditivos e Adições minerais para o concreto
CAPÍTULO 11
Apostila 11 – parte integrante da disciplina de Materiais do curso de Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia de Sorocaba – FACENS.
Sorocaba - SP
Brasil
Outubro – 2008
SUMÁRIO
51 -	Aditivos para concreto	
1.1 -	Classificação dos aditivos por função:	5
1.2 -	Principais motivos para se usar aditivos	5
1.3 -	A eficácia do aditivo depende	5
1.4 -	ADITIVOS INCORPORADORES DE AR	8
1.5 -	ADITIVOS REDUTORES DE ÁGUA	8
1.6 -	ADITIVOS REDUTORES DE AGUA DE MÉDIO DESEMPENHO	9
1.7 -	ADITIVOS REDUTORES DE ÁGUA DE ALTO DESEMPENHO	10
1.8 -	PLASTIFICANTES PARA CONCRETO FLUIDO.	11
1.9 -	ADITIVOS RETARDADORES	13
1.10 -	ADITIVOS CONTROLADORES DA HIDRATAÇÃO	14
1.11 -	ADITIVOS ACELERADORES	14
1.12 -	INIBIDORES DE CORROSÃO	17
1.13 -	ADITIVOS REDUTORES DE RETRAÇÃO	18
1.14 -	ADITIVOS PARA REDUZIR A REATIVIDADE ÁLCALI-AGREGADO	18
1.15 -	ADITIVOS COLORANTES (PIGMENTOS)	18
1.16 -	ADITIVOS BLOQUEADORES DE UMIDADE	19
1.17 -	ADITIVOS REDUTORES DA PERMEABILIDADE	19
1.18 -	AUXILIARES DE BOMBEAMENTO	20
1.19 -	ADITIVOS E AGENTES PARA AUMENTO DE ADERÊNCIA	20
1.20 -	ADITIVOS PARA GRAUTEAMENTO	21
1.21 -	ADITIVOS GERADORES DE GAS	21
1.22 -	DESINCORPORADORES DE AR	22
1.23 -	ADITIVOS FUNGICIDAS, GERMICIDAS E INSETICIDAS.	22
1.24 -	ADITIVOS ANTILAVAGEM	22
1.25 -	COMPATIBILIDADE ENTRE OS ADITIVOS E OS MATERIAIS CIMENTANTES	23
2 -	ADICÕES MINERAIS	23
2.1 -	Introdução	23
2.2 -	CINZA VOLANTE	25
2.3 -	ESCÓRIA	26
2.4 -	SÍLICA ATIVA	27
2.5 -	POZOLANAS NATURAIS	28
2.6 -	EFEITOS NO CONCRETO FRESCO	30
2.6.1 -	Água de amassamento	30
2.6.2 -	Trabalhabilidade	31
2.6.3 -	Exsudação e Segregação	31
2.6.4 -	Teor de ar incorporado	32
2.6.5 -	Calor de hidratação	32
2.6.6 -	Tempo de pega	33
2.6.7 -	Acabamento do concreto	33
2.6.8 -	Bombeamento	33
2.6.9 -	Fissuração por retração plástica	33
2.6.10 -	Cura	34
2.7 -	EFEITOS NO CONCRETO ENDURECIDO	34
2.7.1 -	Resistência	34
2.7.2 -	Resistência à abrasão e ao impacto	36
2.7.3 -	Resistência ao gelo e degelo	36
2.7.4 -	Resistência ao descascamento provocado pelos sais anticongelantes	37
2.7.5 -	Retração por secagem se fluência	37
2.7.6 -	Permeabilidade e absorção	38
2.7.7 -	Reatividade álcali-agregado	38
2.7.8 -	Resistência ao sulfato	39
2.7.9 -	Corrosão do aço da armadura	40
2.7.10 -	Carbonatação	40
2.7.11 -	Estabilidade de volume	41
2.7.12 -	Cor do concreto	41
3 -	BIBLIOGRAFIA	41
�
capÍtulo 11 – ADITIVOS E ADIÇÕES MINERAIS PARA O CONCRETO
Aditivos para concreto
Classificação dos aditivos por função:
Aditivos incorporadores de ar
Aditivos redutores de água 
Plastificantes
Aditivos aceleradores
Aditivos retardadores 
Aditivos controladores da hidratação
Inibidores da corrosão
Redutores da retração
Inibidores da reatividade álcali-sílica
Aditivos colorantes
Aditivos diversos
Trabalhabilidade
Aderência
Prova de água
Redutores de permeabilidade
Grauteadores
Formadores de gás
Antilavagem
Espumantes
Principais motivos para se usar aditivos
Reduzir o custo da construção de concreto
Conseguir determinadas propriedades no concreto mais eficazmente do que por outros meios
Manter a qualidade dos concretos durante as fases de produção (mistura, transporte, lançamento e cura) em condições climáticas adversas.
Superar emergências durante as operações com o concreto
A eficácia do aditivo depende
Tipo, composição e quantidade de materiais cimentantes.
Consumo de água
Forma, granulometria e proporção dos agregados.
Tempo de mistura
Abatimento (slump) do concreto.
Temperatura do concreto.
Tabela 6-1. Aditivos para concreto por classificação.
	Tipo de aditivo
	Efeito desejado
	Material
	Acelerador
	Acelerar a pega e o desenvolvimento da resistência nas primeiras idades
	Cloreto de cálcio, trietanolamina, tiocianato de sódio, formiato de cálcio, nitrito de cálcio, nitrato de cálcio.
	Desincorporador de ar
	Diminuir o teor de ar
	Fosfato de tributila, ftalato dibutila, álcool octílico, ésteres insolúveis de acido carbônico e acido bórico, silicones.
	Incorporador de ar
	Aumentar a durabilidade em meios de gelo-degelo, anticongelantes, sulfatos, álcalis-reativo, melhorar a trabalhabilidade.
	Sais de resina de madeira (resina Vinsol), certos detergentes sintéticos, sais de lignina sulfonada, sais de ácidos do petróleo, sais de materiais protéicos, ácidos graxos e resinosos e seus sais, sulfonato de alquilbenzeno, sais de hidrocarbonetos sulfonados.
	Inibidores da reatividade álcali-agregado.
	Reduzir a expansão da reação álcali-agregado
	Sais de bário, nitrato de lítio, carbonato de lítio, hidróxido de lítio.
	Aditivos de antilavagem
	Concreto coesivo para concretagem submersos
	Celulose, polímero acrílico.
	
Aditivos para aderência
	Aumentar a resistência de aderência
	Cloreto de polivinila, acetato de polivinila, acrílicos, copolímeros de butadieno-estireno.
	Aditivos colorantes
	Concreto colorido
	Nego de fumo modificado óxido de ferro, ftalocianina, oxido de ferro e manganês, oxido de cromo, oxido de titânio, azul de cobalto.
	Inibidores de corrosão
	Reduzir a corrosão do aço num meio carregado de íon cloreto.
	Nitrito de cálcio, nitrito de sódio, benzoato de sódio, certos fosfatos e fluossilicatos, fluo-aluminatos, ésteres aminas.
	Aditivos para estancamento
	Retardar a penetração da umidade para dentro do concreto seco.
	Sabões de cálcio ou estearato de amônia ou oleato, estearato de butila, produtos do petróleo.
	Agentes espumantes
	Produzir concretos leves espumosos de baixa densidade.
	Surfactantes catiônicos ou aniônicos, proteína hidrolizada.
	Fungicidas, germicidas, inseticidas.
	Inibir ou controlar o desenvolvimento de fungos e bactérias.
	Fenóis poli-halogenados, emulsões Dieldrin, compostos de cobre.
	Formadores de gás.
	Causar expansão antes da pega.
	Alumínio em pó.
	Aditivos para grauteamento.
	Ajustar as propriedades do graute para determinadas aplicações.
	Ver aditivos incorporadores de ar, aceleradores, retardadores e redutores de água.
	Aditivos controladores da hidratação
	Interromper e reativar a hidratação do cimento com estabilizador e ativador.
	Ácidos carboxílicos, sais de ácidos orgânicos contendo fósforo.
	Redutores de permeabilidade
	Diminuir a permeabilidade
	Látex, estearato de cálcio.
	Auxiliares do bombeamento.
	
Melhorar o bombeamento.
	Polímeros orgânicos e polímeros sintéticos
Floculantes orgânicos
Emulsões orgânicas de parafina, alcatrão, asfalto, acrílicos.
Bentonita e sílicas pirôgenicas.
Cal hidratada
	Retardadores
	Retardar o tempo de pega
	Lignina
Bórax
Açúcares
Acido tartárico e sais
	Redutores de retração
	Reduzir a retração por secagem
	Éter alquil polioxialquileno
Propilenoglicol
	Plastificantes ou Superplastificante ou Redutores de água de alto desempenho
	Aumentar a fluidez do concreto
Reduzir a relação água/cimento.
	Condensados de formaldeído e melamina sulfonada.
Condensados de formaldeído e naftaleno sulfonado.
Lignosulfonatos.
Policarboxilatos.
	Superplastificante e Retardador
	Aumentar a fluidez com pega retardada.
Reduzir a relação água/cimento
	Ver superplastificantes e também redutores de água.
	Redutor de água.
	Reduzir o consumo de água de pelo menos 5%
	Lignosulfonatos.
Ácidos carboxílicos hidroxiladosCarboidratos
(Também tendem retardar a pega, tanto que um acelerador costuma ser adicionado)
	Redutor de água e acelerador
	Reduzir o consumo de água (no mínimo de 5%) e acelerar a pega.
	Ver redutor de água, Tipo A (acelerador é adicionado)
	Redutor de água e retardador
	Reduzir o consumo de água (no mínimo de 5%) e retardar a pega.
	Ver redutor de água, Tipo A (retardador é adicionado)
	Redutor de água de alto desempenho.
	Reduzir o consumo de água (mínimo 12%)
	Ver superplastificantes.
	Redutor de água de alto desempenho e retardador
	Reduzir o consumo de água (mínimo 12%) e retardar a pega
	Ver superplastificantes e também redutores de água.
	Redutor de água de médio desempenho.
	Reduzir o consumo de água (entre 6 e 12%) sem retardar a pega
	Lignosulfonatos.
Policarboxilatos.
ADITIVOS INCORPORADORES DE AR
Aditivos incorporadores de ar são usados para introduzir intencionalmente e estabilizar bolhas de ar microscópicas no concreto. 
A incorporação de ar melhorará drasticamente a durabilidade do concreto exposto a ciclos de congelamento e descongelamento. 
O ar incorporado aumenta substancialmente a resistência de concreto à esfoliação da superfície provocada por produtos químicos de descongelamento. Além disso, a trabalhabilidade do concreto fresco é melhorada significativamente, e a segregação e a exsudação são reduzidas ou eliminadas.
	O concreto com ar incorporado contém minúsculas bolhas de ar que são distribuídas uniformemente em toda pasta de cimento. 
O ar incorporado pode ser produzido no concreto pelo uso de um cimento com ar incorporado, pela introdução de um aditivo incorporador de ar, ou pela combinação dos dois métodos. 
Um cimento com ar incorporado é um cimento Portland com uma adição incorporadora de ar moída junto com o clínquer durante a fabricação. 
Um aditivo incorporador de ar, por outro lado, é adicionado diretamente aos materiais do concreto, ou antes, ou durante a mistura.
	Os principais ingredientes usados nos aditivos incorporadores de ar estão reunidos na Tabela 6-1.
ADITIVOS REDUTORES DE ÁGUA 
Aditivos redutores de água são usados para 
reduzir a água de amassamento necessária para produzir concreto com um determinado abatimento, 
reduzir a relação água/cimento, 
reduzir o consumo de cimento, 
ou aumentar o abatimento. 
Aditivos redutores de água típicos reduzem o consumo de água entre aproximadamente 5% a 10%.
 Adicionar um aditivo redutor de água ao concreto sem reduzir o consumo de água pode produzir uma mistura de concreto com um alto abatimento. 
A velocidade de perda de abatimento, entretanto, não é reduzida e na maioria dos casos é aumentada. 
A perda rápida de abatimento resulta em trabalhabilidade reduzida e menos tempo para lançar o concreto.
	 Um aumento na resistência é geralmente obtido com aditivos redutores de água conforme a relação água/cimento é reduzida. Para concretos de igual consumo de cimento, teor de ar, e abatimento, a resistência aos 28 dias de um concreto que teve sua água reduzida contendo um aditivo redutor de água pode ser de 10% a 25% maior que o concreto sem aditivo. 
Apesar da redução na relação água/cimento, os aditivos redutores de água podem causar aumento na retração por secagem. 
Efeito na retração
Normalmente o efeito de um aditivo redutor de água sobre a retração por secagem é pequeno comparado aos outros fatores mais significativos que causam fissuras de retração no concreto. 
Usando um redutor de água para reduzir o consumo de água e de cimento de uma mistura de concreto — embora mantendo constante a relação água/cimento — pode resultar numa resistência à compressão igual ou menor, e pode aumentar a perda de abatimento por um fator de dois ou mais (Whiting e Dziedzic, 1992). 
Efeito na exsudação
	Redutores de água diminuem, aumentam, ou não têm nenhum efeito sobre a exsudação, dependendo da composição química do aditivo. A redução da exsudação pode resultar em dificuldades de acabamento em superfícies planas quando condições de rápida secagem estão presentes. 
Efeito no tempo de pega
Os redutores de água podem ser modificados para fornecer grau variado de retardamento enquanto outros não afetam significativamente o tempo de pega.	 
Eficiência dos ARA
A eficácia dos redutores de água no concreto é uma função de sua composição química, da temperatura do concreto, da finura e composição do cimento, do consumo de cimento, e da presença de outros aditivos. As classificações e componentes dos redutores de água estão na Tabela 6-1. 
ADITIVOS REDUTORES DE AGUA DE MÉDIO DESEMPENHO
O que são e quando surgiram?
Os aditivos redutores de água de médio desempenho foram apresentados pela primeira vez em 1.984. Estes aditivos fornecem uma redução de água de amassamento importante (entre 6 e 12%) para concretos com abatimentos de 125 a 200 mm sem o retardamento de pega do cimento associado com altas dosagens dos redutores de água convencionais (normais).
Vantagens dos aditivos redutores de água de médio desempenho sobre os aditivos redutores de água convencionais
Os redutores convencionais de água são destinados para concretos com abatimento de 100 a 125 mm. Os aditivos redutores de água de médio desempenho podem ser usados para reduzir a viscosidade e facilitar o acabamento, o bombeamento, e o lançamento de concretos contendo sílica ativa e outros materiais aglomerantes suplementares. Alguns podem introduzir ar e serem usados em concretos de baixo abatimento.
ADITIVOS REDUTORES DE ÁGUA DE ALTO DESEMPENHO
O que eles são e o que fazem?
Os aditivos redutores de água de alto desempenho, dos tipos F (redutor de água) e G (redutor de água e retardador) das normas ASTM C 494 (AASHTO M194), podem ser usados para conferir propriedades induzidas por redutores de água normais, somente que de modo mais eficaz. Eles podem reduzir grandemente a água de amassamento necessária e o consumo de cimento e possibilitar a fabricação de concretos com baixa relação água/cimento, de alta resistência e com a trabalhabilidade normal ou melhorada. 
Condensados de formaldeído e melamina sulfonada.
Condensados de formaldeído e naftaleno sulfonado.
Lignosulfonatos.
Policarboxilatos.
Melhoras no concreto
Uma redução de 12 a 30 % da água de amassamento pode ser obtida pelo uso destes aditivos. Do consumo de água reduzido e da baixa relação água/cimento podem resultar concretos com 
(1) resistência última à compressão superior a 70 MPa, 
(2) maior taxa de ganho de resistência nas primeiras idades, 
(3) penetração reduzida de íons cloreto, 
(4) outras propriedades associadas aos concretos de baixa relação água/cimento.
	Eficiência dos ARAAD e conseqüências não muito boas
Os aditivos redutores de água de alto desempenho são geralmente mais eficazes do que os aditivos redutores de água comuns na produção de concretos trabalháveis. 
Uma redução significativa na exsudação pode resultar com as grandes reduções do consumo da água de amassamento; isto pode gerar dificuldades no acabamento de superfícies planas quando condições de secagem rápida do concreto estão presentes.
Alguns destes aditivos podem provocar perdas importantes com o passar do tempo no abatimento dos concretos. 
O retardamento significativo na pega do cimento é também possível, além de poder agravar a fissuração por retração plástica sem proteção e cura adequadas. 
A retração por secagem, a permeabilidade aos cloretos, a retenção do ar, e o crescimento da resistência de concretos com redutores de água de alto desempenho são comparáveis aos dos concretos sem estes aditivos quando comparados a constantes relações água/cimento (consumos reduzidos de água e de cimento).
Os ARAAD e a incorporação de ar
	Concretos com redutores de água de alto desempenho podem ter bolhas de ar incorporadas maiores e maior fator de espaçamento entre vazios do que nos concretos com incorporadores convencionais de ar. Isto normalmente indicaria uma redução naresistência ao congelamento e ao degelo; entretanto, ensaios de laboratório demonstraram que concretos com moderados abatimentos usando redutores de água de alto desempenho têm boa durabilidade ao gelo e degelo, mesmo com um fator de espaçamento entre vazios levemente maior. Isto pode ser o resultado de menores relações água/cimento associadas freqüentemente a este tipo de concreto.
Outros nomes dos ARAAD
	Quando os mesmos produtos químicos utilizados como redutores de água de alto desempenho são utilizados para fabricar concretos fluidos, eles são freqüentemente conhecidos como plastificantes ou superplastificantes.
Funções dos aditivos redutores de água
	Consumo de cimento
	Aditivo
Redutor de água
	Redução de
Cimento
	Redução de
Água
	Relação
a/c
	Abatimento
(Slump)
	Resistência à compressão após
	
	
	
	
	
	
	1 dia
	28 dias
	
	
	
	
	
	
	
	Aumento
	
	Aumento
	(kg/m³)
	(%)
	(kg/m³)
	(%)
	(kg/m³)
	(%)
	
	(mm)
	(N/mm²)
	(%)
	(N/mm²)
	(%)
	300
	--
	--
	--
	--
	--
	0,56
	90
	6,7
	--
	31,2
	--
	300
	1,5
	--
	--
	18
	11
	0,50
	90
	12,1
	80
	46,8
	50
	300
	3
	--
	--
	27
	16
	0,47
	80
	16,2
	142
	55,0
	76
	267
	1,5
	33
	11
	18
	11
	0,56
	90
	9,8
	46
	40,4
	29
	252
	3
	48
	16
	27
	16
	0,56
	80
	10,9
	63
	42,6
	36
	Consumo de cimento
	Aditivo
Redutor de água
	Redução de
cimento
	Redução de
água
	Relação
a/c
	Abatimento
(Slump)
	Resistência à compressão após
	
	
	
	
	
	
	1 dia
	28 dias
	
	
	
	
	
	
	
	Aumento
	
	Aumento
	(kg/m³)
	(%)
	(kg/m³)
	(%)
	(kg/m³)
	(%)
	
	(mm)
	(N/mm²)
	(%)
	(N/mm²)
	(%)
	350
	--
	--
	--
	--
	--
	0,48
	90
	10,6
	--
	40,5
	--
	350
	1,5
	--
	--
	14
	8
	0,44
	80
	16,8
	58
	53,5
	32
	350
	3
	--
	--
	28
	17
	0,40
	85
	23,5
	122
	68,0
	68
	319
	1,5
	31
	8,9
	15
	9
	0,48
	70
	14,8
	40
	51,4
	27
	292
	3
	58
	16,6
	28
	17
	0,48
	100
	17,1
	61
	57,5
	42
PLASTIFICANTES PARA CONCRETO FLUIDO.
O que são e o que fazem?
Plastificantes, freqüentemente chamados de superplastificantes são essencialmente redutores de água de alto desempenho que obedecem à especificação ASTM C 1017; estes aditivos são acrescentados aos concretos com abatimento e relação água/cimento de normais a baixos para obtenção de concretos fluidos de alto abatimento. 
Concretos fluidos ou auto-adensáveis
O concreto fluido é um concreto trabalhável, mas altamente fluido que pode ser lançado sem nenhuma ou pouca compactação enquanto ainda permanece sem exsudação e segregação excessiva. A seguir são fornecidas algumas indicações de aplicação do concreto fluido: 
(1) lançamentos em seções estreitas, 
(2) áreas de congestionamento e pouco espaçamento da armadura, 
(3) lançamentos de concreto por tremonha (concretagem submersa), 
(4) concreto bombeado para reduzir a pressão na bomba, aumentando, portanto a capacidade do bombeamento em elevação e distância, 
(5) áreas onde os métodos de compactação convencionais do concreto são impraticáveis ou não podem ser usados, e 
(6) para reduzir os custos de manejamento. A adição de um plastificante a um concreto de 75 mm de abatimento pode facilmente produzir um outro com 230 mm de abatimento. 
Normas Americanas
A norma ASTM C 1017 define um concreto fluido como aquele que tem abatimento acima de 190 mm, mesmo assim mantendo as propriedades coesivas.
	A norma ASTM C 1017 apresenta prescrições para dois tipos de aditivos: 
Tipo 1 — plastificante, e 
Tipo 2 — plastificante e retardador. 
Perda de consistência (perda de slump) dos concretos feitos com plastificantes
Os plastificantes são mais eficazes do que os aditivos redutores de água de médio alcance e os normais na produção de concretos fluidos. 
O efeito de certos plastificantes no aumento da trabalhabilidade ou na produção de concretos fluidos é de curta duração, 30 a 60 minutos; este período é seguido de rápida perda na trabalhabilidade ou perda no abatimento. 
Altas temperaturas também podem agravar a perda de abatimento. Devido à propensão de perda de abatimento, estas adições são às vezes feitas na betoneira no canteiro de obra. Eles são disponíveis na forma de líquido ou pó. 
Plastificantes com tempo de abatimento estendidos adicionados nas usinas de concreto ajudam a reduzir problemas de abatimento. 
O tempo de pega pode ser acelerado ou retardado baseado na química do aditivo, taxa de dosagem, e interação com os outros aditivos e com os materiais aglomerantes na mistura de concreto. 
Alguns plastificantes podem retardar o tempo de pega final de uma até quase quatro horas. 
O desenvolvimento da resistência em concretos fluidos é comparável ao dos concretos normais.
Exsudação nos concretos fluidos
	Embora tenha sido previamente observado que concretos fluidos não apresentam exsudação excessiva, ensaios mostraram que alguns concretos com plastificantes exsudaram mais do que os concretos de referência de igual relação água/cimento; mas concretos plastificados exsudaram significativamente menos do que concretos de referência de abatimento igualmente alto e maior teor de água. 
Retração nos concretos fluidos
Concretos fluidos de alto abatimento, de baixo consumo de água têm menos retração por secagem do que concreto convencional de alto consumo de água e alto abatimento; entretanto este concreto tem retração por secagem similar ou maior do que concreto convencional de baixo abatimento e baixo consumo de água de amassamento (Whiting 1979, Gebler 1982, e Whiting e Dziedzic 1992).
Eficiência do plastificante	
A eficiência de um plastificante é aumentada com o aumento de cimento e finos no concreto. Ela é também afetada pelo abatimento inicial do concreto.
Os concretos fluidos com plastificantes e o ar incorporado	
Concreto fluidificado com plastificante pode ter vazios de ar maiores e maiores fatores de espaçamento entre estes vazios que o concreto convencional. A perda de ar pode ser também importante. Uma determinada pesquisa indicou uma pobre resistência ao congelamento e à esfoliação por agente descongelante para alguns concretos quando expostos continuamente ao meio úmido sem o benefício do período de secagem (Whiting e Dziedzic 1992). Entretanto, o desempenho no campo de concretos fluidificados com baixa relação água/cimento Portland tem sido bom na maioria dos ambientes de congelamento. A tabela 6-1 lista os componentes fundamentais e as especificações para os aditivos plastificantes (superplastificantes).
Condensados de formaldeído e melamina sulfonada.
Condensados de formaldeído e naftaleno sulfonado.
Lignosulfonatos.
Policarboxilatos
Exemplo de emprego de aditivo Superplastificante e adição mineral na obtenção de concreto de alto desempenho. (Formulation et Propriétés des Bétons à très Hautes Performances. François de LARRARD, Rapport de Recherche, 1988, LNPC, Paris,
	CONCRETO
	COMUM
	ALTO DESEMPENHO
	Cimento CPA HTS/55 (kg/m³)
	410
	421
	Sílica ativa (kg/m³)
	--
	42,1
	 Areia do Sena (0,15-4,8mm) (kg/m³)
	315
	326
	 Calcário de Boulonnais (0,15-4,8mm) (kg/m³)
	315
	326
	Calcário de Boulonnais (4,8-12,5mm) (kg/m³)
	398
	411
	Calcário de Boulonnais (12,5-19mm) (kg/m³)
	826
	854
	Aditivo Superplastificante (N.S.) (kg/m³)
	---
	7,6
	Água (kg/m³)
	181,0
	112,3
	Volume de pasta (%)
	27,0
	31,2
	Abatimento (mm)
	>200
	>200
	Relação a/c
	0,44
	0,27 (-38%)
	Fc28 (MPa)
	49,2
	101 (+105%)
	Ec28 (MPa)
	36.800
	52.600
ADITIVOS RETARDADORES
O que são e o que fazem nos concretos?
Os aditivos retardadores são usados para atrasar a pega do concreto. 
Altas temperaturas do concreto (≈ 30°C) são freqüentemente a causa de um aumento na velocidade de endurecimento o que torna difíceis o lançamento e o acabamento. 
Um dos métodos mais práticos de neutralizar este efeitoé reduzir a temperatura do concreto esfriando a água de amassamento e/ou os agregados. 
Os retardadores não diminuem a temperatura inicial do concreto. 
A velocidade de exsudação e a capacidade de exsudação do concreto são aumentadas com os retardadores.
	Os aditivos retardadores são úteis para aumentar o tempo de pega do concreto, mas eles são também usados freqüentemente na tentativa de diminuir a perda de abatimento e estender a trabalhabilidade, especialmente antes do lançamento em temperaturas elevadas.
As várias outras finalidades dos retardadores
	Os aditivos retardadores são às vezes usados para: 
(1) compensar o efeito acelerador do clima quente na pega do concreto; 
(2) atrasar o tempo de início de pega do concreto ou graute quando a dificuldade ou condições não usuais de lançamento ocorrem, tais como a concretagem de grandes píers e fundações, revestir com cimento poços de petróleo, ou bombear graute ou concreto a distâncias consideráveis; ou 
(3) atrasar a pega para fazer acabamentos com técnicas especiais, tal como uma superfície de concreto aparente com agregados expostos.
Efeitos imponderáveis dos retardadores nas propriedades do concreto e a necessidade de ensaios de aceitação
	Geralmente, alguma redução na resistência nas primeiras idades (um a três dias) acompanha o uso de retardadores. Os efeitos destes materiais nas outras propriedades do concreto, tal como retração, pode não ser previsível. Portanto, ensaios de aceitação dos retardadores devem ser feitos com os materiais que serão realmente empregados sob condições previstas para a obra. As classificações e os componentes químicos de aditivos retardadores estão listados na Tabela 6-1.
ADITIVOS CONTROLADORES DA HIDRATAÇÃO
O que são e o que fazem no concreto?
Os aditivos controladores da hidratação apareceram no fim dos anos 80. Eles consistem num sistema químico de duas partes: 
(1) um estabilizador ou retardador que essencialmente pára a hidratação dos materiais cimentantes, e 
(2) um ativador que restabelece a hidratação normal quando adicionado ao concreto estabilizado. 
O estabilizador pode suspender a hidratação por 72 horas e o ativador é adicionado à mistura logo antes de do concreto ser usado. 
Estes aditivos tornam possível o reuso do concreto que retorna no caminhão betoneira suspendendo a pega durante a noite. 
O aditivo é útil também ao manter o concreto estabilizado num estado não endurecido durante uma entrega de longa distância. 
O concreto é reativado quando ele chega no local da obra. Este aditivo atualmente não tem uma especificação (Kinney 1989)
ADITIVOS ACELERADORES
O que são e o que fazem os aceleradores?
Um aditivo acelerador é usado para acelerar a taxa de hidratação (pega) e o desenvolvimento da resistência do concreto nas primeiras idades. 
Outras formas de acelerar o crescimento da resistência do concreto
O desenvolvimento da resistência do concreto pode ser acelerado de outras formas: 
(1) usando um cimento de alta resistência inicial, 
(2) abaixando a relação água/cimento adicionando de 60 a 120 kg/m³ de cimento ao concreto, 
(3) usando um redutor de água, ou 
(4) curando em alta temperatura
Substância mais usada na formulação dos aceleradores	
O cloreto de cálcio (CaCl2) é composto químico mais comumente usado nos aditivos aceleradores, especialmente para concreto não armado. 
Ele deve obedecer às exigências da norma ASTM C 98 (AASHTO M 144) e deve ser amostrado e ensaiado de acordo com a norma ASTM D 345.
Efeitos nocivos do uso de CaCl2 no concreto
	O uso generalizado do cloreto de cálcio como aditivo acelerador forneceu muitos dados e experiência sob o efeito deste sal nas propriedades do concreto. Apesar do ganho na resistência, o cloreto de cálcio provoca um aumento na retração por secagem, corrosão potencial da armadura, descoloração (um escurecimento do concreto) e um aumento no potencial para a esfoliação.
	O cloreto de cálcio não é usado como um anticongelante. 
Quando utilizado em quantidades permissíveis, ele não abaixará o ponto de congelamento do concreto de mais que alguns graus. Tentativas visando proteger o concreto do congelamento por este método são temerárias. Ao invés disso, precauções confiáveis comprovadas devem ser tomadas durante a estação fria.
Modo de adicionar o CaCl2 nas misturas de concreto	
Quando usado, o cloreto de cálcio deve ser adicionado à mistura de concreto em forma de solução como parte da água de amassamento. 
Se for adicionada ao concreto na forma de flocos secos, nem todas estas partículas secas podem ser dissolvidas completamente durante a mistura. 
Torrões não dissolvidos na mistura podem causar o aparecimento manchas escuras e de pequenos buracos na superfície do concreto resultantes do destacamento de pedaços de concreto provocado por expansão interna (popouts).
Quantidade de CaCl2
	A quantidade de cloreto de cálcio adicionado ao concreto não deve ser mais do que o necessário para produzir os resultados desejados e em caso algum exceder a 2% da massa do material aglomerante. 
Cuidados no cálculo das quantidades de CaCl2 no uso como acelerador
Quando calculando o teor de cloreto no cloreto de cálcio disponível no comércio, deve ser suposto que:
1. flocos normais contêm 77% de CaCl2
2. floco concentrado, pelota, ou forma granular contêm um mínimo de 94%
Efeito de uma superdosagem de CaCl2 no concreto	
Uma sobredose pode resultar em problemas de lançamento e pode ser prejudicial ao concreto. Ela pode causar: rápido enrijecimento, um grande aumento na retração por secagem, corrosão da armadura, e perda de resistência em idades avançadas (Abrams 1924 e Lackey 1992).
	Aplicações em que o cloreto de cálcio deve ser usado com cautela:
Concreto submetido à cura térmica
Concreto contendo metais diferentes do aço, especialmente se eletricamente ligados à armadura (de aço)
Lajes de concreto apoiadas permanentemente em formas de aço galvanizado
Concreto colorido
Cloreto de cálcio ou aditivos contendo cloretos solúveis não devem ser usados no seguinte:
Construção de pátios de estacionamento;
Concreto protendido, devido aos possíveis riscos de corrosão do aço;
Concreto contendo peças de alumínio em seu interior (por exemplo, conduítes) uma vez que uma séria corrosão do alumínio pode resultar, especialmente se o alumínio estiver em contato com armadura e o concreto está num meio úmido;
Concreto contendo agregados que, submetidos aos ensaios padrões, se mostraram ser potencialmente deterioráveis por reação química;
 Concreto exposto ao solo ou água que contem sulfatos;
Clima quente no geral;
Teor máximo de íons cloreto fixado por Norma
O teor máximo de íons cloreto permitido no concreto armado e protendido para se evitar a corrosão da armadura recomendado pelo ACI 318 é apresentado na Tabela 6-3. 
A resistência à corrosão da armadura é ainda melhorada com um aumento na espessura da camada de cobrimento de concreto sobre a armadura, e uma mais baixa possível relação água/cimento. 
Starkey (1989) demonstrou que concretos feitos com 1% de CaCl2.2H2O em massa do cimento desenvolveram corrosão ativa do aço quando conservado permanentemente em ambiente de névoa. 
Quando foi usado 2% de CaCl2.2H2O, a corrosão foi detectada no concreto guardado em câmara úmida com 100% de umidade relativa. 
Os riscos de corrosão foram grandemente reduzidos em umidades relativas mais baixas (50%). 
Gaynor (1998) demonstrou como calcular o teor de cloretos no concreto fresco e compará-lo com os limites recomendados.
Tabela 6-3 Teor máximo de íon cloreto para proteção da armadura contra a corrosão (ACI 318)
	
Tipo de concreto
	Máximo de íons cloreto dissolvidos
na água no concreto, %
da massa de cimento
	Concreto protendido
	0,06
	Concreto armado
exposto ao cloreto em
serviço
	
0,15
	concreto armado que
estará seco ou protegido
da umidade em serviço1,00
	Outra construção de
concreto armado
	0,30
Vários aditivos aceleradores isentos de cloretos estão disponíveis para o uso onde o emprego de cloretos é contraindicado (Tabela 6-1). Entretanto, alguns aditivos sem cloretos não são tão eficazes como o cloreto de cálcio. Certos aditivos sem cloreto são formulados para serem utilizados em temperaturas ambientes abaixo de -7°C.
INIBIDORES DE CORROSÃO
Os inibidores de corrosão são utilizados no concreto para estruturas de estacionamento, estruturas marinhas, e pontes onde os sais de cloreto estão presentes. 
Os cloretos podem causar corrosão na armadura no concreto. Os óxidos ferroso e férrico se formam na superfície da armadura no concreto. O oxido ferroso, embora estável no meio alcalino do concreto, reage com os cloretos para formar compostos complexos que saem do aço para formar a ferrugem. Os íons cloreto continuam atacar o aço até que a camada óxida passivadora é destruída. Os inibidores da corrosão retardam a reação de corrosão.
	Inibidores de corrosão comercialmente disponíveis incluem nitrito de cálcio, nitrito de sódio, dimetil etanolamina, aminas, fosfatos, e éster aminas. 
Inibidores anódicos, tal como os nitritos, bloqueiam a reação e corrosão dos íons cloreto reforçando quimicamente e estabilizando o filme passivador protetor no aço; este filme de óxido férrico pelo alto pH ambiente no concreto. 
Os íons nitrito tornam o óxido férrico mais estável. Com efeito, os íons cloreto são impedidos de penetrar o filme passivador e entrar em contato com o aço.
	Uma determinada quantidade de nitrito pode deter a corrosão até certo nível na quantidade de íons cloreto. Portanto, níveis crescentes de íons cloreto requerem níveis crescentes de nitrito par interromper a corrosão.
	Inibidores catódicos reagem com a superfície do aço para interferir com a redução de oxigênio. A redução do oxigênio é a principal reação catódica nos meios alcalinos (Berke e Weil 1994).
ADITIVOS REDUTORES DE RETRAÇÃO
Uso dos redutores de retração
Os aditivos redutores de retração, introduzidos no mercado nos anos 80, têm seus usos potenciais em tabuleiros de pontes, lajes apoiadas no solo, e construções onde as fissuras e empenamento das bordas devem ser minimizados por razões de durabilidade e estética. 
Principais compostos básicos e seus desempenhos
O propileno glicol e éter alquil polioxialquileno têm sido usados como redutores de retração. 
Reduções da retração por secagem de entre 25 e 50% foram demonstradas em ensaios de laboratório. 
Estes aditivos têm efeito desprezível na perda de abatimento (slump) e de ar, mas podem atrasar a pega. 
Eles são geralmente compatíveis com os demais aditivos (Nmai, Tomita, Hondo, e Buffenbarger 1998 e Shah, Weiss e Yang 1998).
ADITIVOS PARA REDUZIR A REATIVIDADE ÁLCALI-AGREGADO
Os aditivos químicos para controlar a reatividade álcali-sílica (expansão álcali-agregado) foram apresentados nos anos 90. 
O nitrato de lítio, o carbonato de lítio, o hidróxido de lítio o sílico-aluminato de lítio, e sais de bário mostraram reduções na reação álcali-sílica em ensaios de laboratório (Thomas e Stokes 1999 e AASHTO 2001). 
Alguns destes materiais têm potencial para uso como uma adição na fabricação cimento (Gajda 1996). 
Não existe experiência de longo prazo no campo disponível sobre a eficiência destes materiais.
ADITIVOS COLORANTES (PIGMENTOS)
Para que são usados?
Materiais sintéticos e naturais são usados para colorir o concreto por razões estéticas e de segurança. 
O concreto vermelho é usado por onde passa rede de gás ou de eletricidade enterradas como um aviso para quem estiver próximo destas instalações. 
Os meios-fios de concreto amarelo são usados em aplicações na pavimentação. 
Quantidades permissíveis
Geralmente, a quantidade de pigmentos usada no concreto não deve exceder 10% da massa do cimento. 
Quantidades abaixo de 6% geralmente não afetam as propriedades do concreto.
Cuidados no uso dos pigmentos	
O nego de fumo não modificado reduz substancialmente o teor de ar. A maioria do nego de fumo usado para colorir o concreto contém uma adição para compensar este efeito sobre o ar. 
Antes de o aditivo corante ser usado num projeto, ele deve ser testado para perda de cor frente à luz do sol e a ação de autoclave (vapor de água e alta temperatura), estabilidade química no cimento, e efeitos nas propriedades do concreto. 
O cloreto de cálcio não deve ser usado com os pigmentos para evitar distorção das cores. 
ADITIVOS BLOQUEADORES DE UMIDADE
Estanqueidade do concreto
A passagem da água através do concreto pode ser usualmente ligada à existência de fissuras ou áreas de compactação mal feitas. 
Concreto denso, em boas condições, feito com uma relação água/cimento menor que 0,50 em massa será estanque se ele for adequadamente compactado e curado.
O que eles são e o que fazem no concreto?
	Os aditivos conhecidos como bloqueadores de umidade incluem certos sabões, estearatos, e produtos do petróleo. 
Eles podem, mas geralmente não, reduzem a permeabilidade de concretos que tenham baixos consumos de cimento, altas relações água/cimento, ou uma deficiência em finos no agregado. 
Seu uso em misturas bem proporcionadas, pode aumentar a água de amassamento necessária e na verdade resultar num aumento da permeabilidade ao invés de reduzí-la.
Podem não ser eficientes	
Estes aditivos são às vezes usados para reduzir a transmissão da umidade através do concreto que está em contato com água ou terra úmida. Muitos destes aditivos não são eficazes, especialmente quando usados em concretos que estão em contato com água submetida à pressão.
ADITIVOS REDUTORES DA PERMEABILIDADE
Como eles atuam?
Os aditivos redutores da permeabilidade reduzem a taxa com a qual a água sob pressão é transmitida através do concreto. 
Outras formas de diminuir a permeabilidade do concreto
Um dos melhores métodos de diminuir a permeabilidade do concreto é aumentar o período de cura úmida e reduzir a relação água/cimento para menos de 0,50. 
A maioria dos aditivos que reduzem a relação água/cimento do concreto reduz conseqüentemente a permeabilidade.
	Alguns materiais cimentantes suplementares (adições minerais ultrafinas), especialmente a sílica ativa, reduzem a permeabilidade através de hidratação e do processo de reação pozolânica. 
Aditivos redutores da permeabilidade
Outros aditivos que atuam para bloquear os capilares no concreto têm se mostrado eficazes na redução da corrosão do concreto em meios agressivos. 
Tais aditivos, projetados para o uso em concretos de baixas relações água/cimento e altos consumos de cimento contêm ácidos graxos alifáticos e uma emulsão aquosa de glóbulos poliméricos e aromáticos (Aldred 1988).
AUXILIARES DE BOMBEAMENTO
O que são e o que fazem?
Os auxiliares de bombeamento são adicionados às misturas de concreto para melhorar o bombeamento. 
Estes auxiliares não resolvem todos os problemas de bombeamento de um concreto; eles são mais indicados para tornar concretos pouco aptos ao bombeamento mais bombeáveis. 
Estes aditivos aumentam a coesão ou a viscosidade no concreto para reduzir a saída da água da pasta submetida à pressão no bombeamento.
Efeitos colaterais
	Alguns auxiliares de bombeamento podem aumentar a demanda de água de amassamento, diminuir a resistência à compressão, causar a incorporação de ar, ou retardar tempo de pega. 
Estes efeitos colaterais podem ser corrigidos ajustando o traço ou adicionando outro aditivo para compensá-los.
	Uma lista parcial de materiais usados na ajuda ao bombeamento é dada na Tabela 6-1. Alguns aditivos que servem para outros propósitos básicos, mas também servem para melhorar o bombeamento são os agentes incorporadores de ar, a alguns redutores de água e retardadores.
ADITIVOS E AGENTES PARA AUMENTO DE ADERÊNCIA 
O que são e o que fazem?
Os aditivos para melhorar a aderênciasão usualmente emulsões de água de materiais orgânicos compreendendo borracha, cloreto de polivinila, acetato de polivinila, acrílicos, copolímeros de estireno butadieno, e outros polímeros. 
Como eles são empregados?
Eles são adicionados às misturas de cimento Portland para aumentar a aderência entre o concreto novo e o velho. 
A resistência à flexão e a resistência ao ingresso de íons cloreto também é melhorada. 
Eles são adicionados em proporções equivalentes de 5% a 20% em massa dos materiais cimentantes; a quantidade real depende das condições da obra e do tipo de aditivo usado. 
Alguns aditivos desta classe podem aumentar o teor de ar das misturas. 
Os tipos não reemulsionáveis são resistentes à água, mais adequados às aplicações exteriores, e usados em lugares onde a umidade está presente.
Colagem do concreto novo com aditivo colante ao concreto velho	
O resultado final obtido com um aditivo de aderência será tão bom quanto à superfície à qual o concreto é aplicado. 
A superfície deve estar seca, limpa, sólida, sem sujeira, poeira, tinta, e graxa, e na temperatura adequada. 
Os concretos orgânicos ou concretos modificados por polímeros são aceitáveis para remendos e colagem de camadas.
Diferenças entre aditivo de aderência e agente de aderência
	Os agentes de aderência não devem ser confundidos com os aditivos de aderência. 
Os aditivos são ingredientes do concreto; os agentes de aderência são aplicados em superfícies de concreto, já existentes, imediatamente antes que o novo concreto seja lançado. 
Os agentes de aderência ajudam a “colar” o material existente com o novo. 
Os agentes de aderência são freqüentemente usados na restauração e trabalho de reparo; eles consistem de um graute puro de cimento Portland ou graute de cimento Portland modificado com látex ou polímeros como a resina epóxi (ASTM C 881ou AASHTO M 235) ou a resina de látex (ASTM C 1059).
ADITIVOS PARA GRAUTEAMENTO
O que são e para que servem os grautes de cimento Portland?
Os grautes de cimento Portland são usados para uma variedade de propósitos: 
para estabilizar fundações, 
fixar máquinas às bases, 
preencher fissuras e juntas em trabalhos com concreto, 
cimentar poços de petróleo, 
preencher vazios na alvenaria estrutural de blocos de concreto, 
preencher o espaço entre o cabo de protensão e a bainha, 
ancorar parafusos, e 
preencher os vazios em concreto pré-lançado (concretagem submersa). 
Grautes para aplicações especiais
Para alterar as propriedades de um graute para aplicações especiais, 
vários aditivos incorporadores de ar, 
aceleradores, 
retardadores, e 
aditivos compensadores da retração são freqüentemente utilizados.
ADITIVOS GERADORES DE GAS
Para que servem?
O pó de alumínio e outros materiais formadores de gás são às vezes adicionados ao concreto e ao graute em pequenas quantidades para causar uma leve expansão da mistura antes de endurecer. 
Usos
Isto pode ser benéfico onde o grauteamento completo de um espaço confinado é essencial, tal como em base de máquina ou em baínhas de concreto protendido pós-tensionado. 
Estes materiais são também usados em grandes quantidades para produzir concreto celular autoclavado. 
Dosagem
A taxa de expansão que acontece é dependente da quantidade de material formador de gás usado, da temperatura do mistura fresca, do teor de álcalis do cimento, e outra variáveis. 
Onde a quantidade de expansão é crítica, um controle cuidadoso das misturas e das temperaturas deve ser exercido. 
Os geradores de gás não superarão a retração após o endurecimento causada pela secagem ou pela carbonatação.
DESINCORPORADORES DE AR
Quando eles devem ser usados?
Os aditivos extratores de ar reduzem o teor de ar no concreto. Eles são usados quando o teor de ar não pode ser reduzido por ajustagens no traço ou por mudança da dosagem do incorporador de ar e dos outros aditivos. 
Cuidados
Entretanto, os desincorporadores de ar são raramente usados e suas eficiências e taxa de dosagem devem ser estabelecidas em misturas experimentais antes de usar nas misturas reais no canteiro de obra. Os materiais usados em aditivos desincorporadores de ar estão listados na Tabela 6-1.
ADITIVOS FUNGICIDAS, GERMICIDAS E INSETICIDAS.
O desenvolvimento de bactérias e fungos na superfície e no interior de concreto endurecido pode ser parcialmente controlado através do uso de aditivos fungicidas, germicidas e inseticidas. Os materiais mais eficientes são os fenóis polihalogenados, emulsões de Dieldrin, e compostos de cobre. A eficiência destes materiais é geralmente temporária, e eles podem reduzir a resistência à compressão do concreto.
ADITIVOS ANTILAVAGEM
Os aditivos contra o lavamento do concreto (anti-lavagem) aumentam a coesão a um nível que permite uma exposição limitada do concreto à água com pequena perda de cimento. Isto permite a concretagem na água e sob a água sem a utilização de tremonhas. Os aditivos aumentam a viscosidade da água na mistura resultando uma mistura com tixotropia aumentada e resistência à segregação. Eles consistem usualmente de éter celulósico solúvel em água ou polímeros acrílicos. 
(Tixotropia = Fenômeno que apresentam certos líquidos cuja viscosidade diminui quando são agitados).
COMPATIBILIDADE ENTRE OS ADITIVOS E OS MATERIAIS CIMENTANTES
Tipos de incompatibilidades
Problemas com concreto fresco de variada severidade são encontrados devido à 
incompatibilidade entre cimento e aditivos e 
incompatibilidade entre os próprios aditivos. 
Incompatibilidade entre os materiais cimentantes suplementares (adições minerais) e os aditivos ou o cimento podem também ocorrer. 
No concreto fresco
Perda de abatimento, perda de ar, pega precoce, e outros fatores que afetam as propriedades do concreto fresco podem resultar de incompatibilidades. 
No concreto endurecido
Embora estes problemas afetem primordialmente o desempenho do concreto no estado plástico, o desempenho do concreto endurecido, em longo prazo, pode ser adversamente afetado. Por exemplo, o enrijecimento precoce pode causar dificuldades com a compactação do concreto, portanto comprometendo a resistência.
Como detectar estas incompatibilidades?
	Métodos de ensaios confiáveis não estão disponíveis para lidar adequadamente com os resultados de incompatibilidade devido às variações de materiais, equipamento de mistura, tempo de mistura, e fatores ambientais. 
Ensaios feitos em laboratório não refletem as condições experimentadas pelo concreto no campo. 
Quando as incompatibilidades são descobertas no campo, uma solução comum é simplesmente trocar os aditivos ou os materiais cimentantes (Helmuth, Hills, Whiting, e Bhattacharja 1995, Tagni-Hamou e Aitcin 1993, e Tang e Bhattacharja 1997)
ADICÕES MINERAIS
Introdução 
Adições Minerais
A cinza volante, 
a escória de alto forno granulada moída, 
a sílica ativa [ou microssílica (microsílica), ou fumo condensado de silício (condensed sílica fume)] e 
as pozolanas naturais, 
tais como xisto calcinado, 
a argila calcinada ou 
o metacaulim são materiais que quando usados em conjunto com cimento Portland ou com os cimentos mistos, contribuem para as propriedades do concreto endurecido através da reação hidráulica ou da reação pozolânica. 
Pozolanas
A pozolana é um material silicoso ou silico-aluminoso que, finamente moído e em presença da umidade, reage quimicamente com o hidróxido de cálcio liberado pela hidratação do cimento Portland para formar silicato de cálcio hidratado e outros compostos aglomerantes. Pozolanas e escórias são geralmente classificadas como materiais cimentantes suplementares ou adições minerais.
	A prática do uso de materiais cimentantes suplementares no concreto tem crescido na América do Norte (e em todo mundo) desde os anos 70. Existem similaridades entre vários destes materiais no que a maioria é subprodutos de outros processos industriais; seu uso judicioso é desejável não somente do pontode vista do meio ambiente e da conservação da energia, mas também para as vantagens técnicas que eles fornecem ao concreto.
Como são usados no concreto?	
Os materiais cimentantes suplementares ou as adições minerais são adicionados ao concreto como parte do sistema de aglomerante total. Eles podem ser usados como adição ou substituição parcial do cimento Portland ou cimento misto no concreto dependendo das propriedades e o efeito desejado no concreto.
As adições e a reação alcali-agregado
	As adições minerais são usadas para melhorar uma particular propriedade do concreto tal como a resistência à reatividade álcali-agregado. A quantidade ideal a ser adicionada deve ser estabelecida experimentalmente por ensaio para determinar (1) se o material está melhorando, na verdade, a propriedade; e 
(2) a taxa de dosagem correta, já que uma dosagem acima ou abaixo pode ser prejudicial ou não alcançar o efeito desejado. As adições minerais reagem de forma diferente com os diferentes cimentos.
	
Devo usar sozinha ou em conjunto?
Tradicionalmente, cinza volante, escória de alto forno granulada moída, argila calcinada, xisto calcinado e sílica ativa são usadas no concreto individualmente. Hoje em dia, devido ao maior acesso a esses materiais, os produtores de concreto podem combinar dois ou mais destes materiais para aperfeiçoar as propriedades do concreto. Misturas utilizando três destes materiais aglomerantes, chamadas misturas ternárias, estão se tornando mais comuns. 
As adições minerais são utilizadas em pelo menos 60% do concreto usinado produzido nos EEUU. 
CINZA VOLANTE
O que é a cinza volante e como é obtida?
A cinza volante, a adição mineral mais usada mundialmente no concreto, é um subproduto da combustão do carvão pulverizado em usinas termoelétricas. Ao queimar na fornalha, a maior parte da matéria volátil e o carbono presente no carvão são desprendidos. Durante a combustão, as impurezas minerais do carvão (tais como, argila, quartzo, feldspato e xisto) se fundem em suspensão e são arrastadas da câmara de combustão pelos gases de exaustão. No processo, o material fundido se esfria e se solidifica na forma de partículas esféricas vitrificadas chamadas de cinza volante. A cinza volante é então recolhida dos gases de exaustão por precipitadores eletrostáticos ou filtros de tecido em forma de sacos. A cinza volante é um pó finamente dividido semelhante ao cimento Portland.
Forma e tamanho das partículas de cinza volante
	A maioria das partículas da cinza volante são esferas sólidas e algumas são esferas ocas (cenosferas). Também estão presentes as plerosferas, que são esferas contendo em seu interior esferas menores. Materiais moídos, tal como os cimentos, têm partículas sólidas angulosas. O tamanho das partículas na cinza volante varia de menor que 1 μm (micrômetro) a maior do que 100 μm com um tamanho característico da partícula medindo menos de 20 μm. Somente de 10% a 30% das partículas, em massa, são maiores do que 45 micrômetros. A área específica é geralmente 300 a 500 m²/kg, embora algumas cinzas volantes possam ter áreas específicas tão baixas quanto 200 m²/kg e tão altas como 700 m²/kg. Para cinza volante não compactada, a massa unitária pode variar de 540 a 860 kg/m³ enquanto que compactada a variação pode ser de 1120 a1500kg/m³.
Composição e massa específica	
A cinza volante é fundamentalmente um vidro de silicato contendo sílica, alumina, ferro, e cálcio. Componentes em menor teor são magnésio, enxofre, sódio, potássio, e carbono. Compostos cristalinos estão presentes em pequenas quantidades. A massa específica da cinza volante geralmente varia entre 1,9 e 2,8 kg/dm³ e a cor é geralmente cinzenta ou marrom clara (bronzeada).
Classificação da cinza volante pela ASTM	
As classes F e C de cinzas volantes padronizadas pela ASTM C 618 (AASHTO M 295) são comumente usadas como adições pozolânicas em concretos para aplicações gerais. 
As de classe F são geralmente cinza volante de baixo teor de cálcio (menos do que 10% de CaO) com teores de carbono usualmente menores que 5%, mas algumas podem apresentar até 10% de C. 
As de classe C são geralmente cinza volante de alto teor de cálcio (10 a 30% de CaO) com teores de carbono menores que 2%. Algumas cinzas volantes de classe C quando expostas à água se hidratarão e endurecerão em menos de 45 minutos. 
Algumas cinzas volantes obedecem tanto a classificação de C como de F.
Dosagem da cinza volante nos concretos	
A cinza volante é usada em mais ou menos 50% do concreto usinado produzido nos EEUU. 
A cinza volante de Classe F é freqüentemente usada em dosagens de 15% a 25%, em massa, do material aglomerante e a 
cinza volante de Classe C é usada de 15% a 40%, em massa, do material aglomerante. A dosagem varia de acordo com a reatividade da cinza e dos efeitos desejados no concreto (Helmuth 1987 e ACI 232 1996)
ESCÓRIA
O que é e como é obtida?
A escória de alto forno granulada moída, também conhecida como cimento de escória, é feita a partir da escória de alto forno de ferro; é um cimento hidráulico não metálico consistindo essencialmente de silicatos e alumino-silicatos de cálcio fundidos juntamente com o ferro. A escória fundida numa temperatura próxima de 1500 °C é rapidamente resfriada em água para formar um material vítreo granulado parecido com a areia. 
Tamanho dos grãos e massa específica
O material granulado, que é moído até uma finura inferior a 45 μm, tem uma superfície especifica Blaine entre 400 e 600 m²/kg. A massa especifica para a escória de alto forno granulada moída está na faixa de 2,85 a 2,95 kg/dm³. A massa unitária a solto varia entre 1050 e 1.375 kg/m³.
Reação química da escória no cimento	
A escória moída com grãos ásperos e angulosos na presença de água e um ativador, NaOH ou Ca(OH)2, ambos supridos pelo cimento, se hidrata e dá pega de maneira similar ao cimento Portland. Entretanto, a escória esfriada lentamente ao ar não tem as propriedades hidráulicas daquela esfriada na água fria.
Início do emprego no concreto e dosagens	
A escória granulada de alto forno foi primeiramente obtida industrialmente na Alemanha em 1.853 (Malhotra 1.996). A escória moída tem sido usada como material aglomerante desde o inicio do século 19 (Abrams 1.925). 
A escória de alto forno granulada moída, quando utilizada em concreto para aplicação geral na América do Norte, comumente constitui entre 30% e 45% do material aglomerante na mistura. Alguns concretos feitos com escoria têm 70% ou mais de escória como material aglomerante. 
Classificação da escória segundo a ASTM
A ASTM C 989 (AASHTO M 302) classificam a escória em grau crescente de reatividade como Grau 80, 100, ou 120. A Norma ASTM C 1073 estabelece um método de ensaio de rápida determinação da atividade hidráulica da escória de alto forno granulada moída e o ACI 233 (1995) fornece uma ampla revisão de estudo da escória.
SÍLICA ATIVA
O que é e como é obtida
A sílica ativa (sílica fume), também referida como microssílica (microsílica) ou fumo condensado de sílica (condensed silica fume), é um subproduto industrial que é usado como uma pozolana. Este subproduto é um resultado da redução do quartzo de alta pureza com o carvão numa fornalha de arco voltaico na obtenção do silício puro ou das ligas ferro-silício. A sílica ativa se eleva das fornalhas como um vapor de óxido de silício a uma temperatura de 2.000°C. Quando ele se resfria ele se condensa e é capturado em enormes sacos de tecido. O material recolhido é então processado para remover impurezas e para controle do tamanho das partículas.
Composição e tamanho das partículas (finura)	
A sílica ativa é essencialmente o dióxido de silício (SiO2), usualmente com mais de 85% de silício, na forma não cristalina (amorfa ou vítrea). Como é um material levado pelo ar como a cinza volante, ela tem suas partículas na forma esférica. Ela é extremamente fina com partículas menores que 1μm de diâmetro, e com um diâmetro médio por volta de 0,1μm, maisou menos 100 vezes menor que o diâmetro médio das partículas do cimento Portland.
Comparação da finura da sílica com a do cimento Portland	
A sílica ativa tem uma superfície específica em torno de 20.000 m²/kg (determinada pelo método de adsorção de nitrogênio). Para comparação, a fumaça de um cigarro tem área específica de, mais ou menos, 10.000 m²/kg. O cimento Portland comum e cimento Portland de alta resistência inicial têm área especifica Blaine de 300 a 400 m²/kg e 500 a 600 m²/kg, respectivamente.
Massa especifica	
A massa específica da sílica ativa está geralmente na faixa de 2,20 a 2,50 kg/dm³. O cimento Portland tem massa específica em torno de 3,15 kg/dm³. A massa unitária a solto varia de 130 a 430 kg/m³.
Dosagem no concreto	
A sílica ativa é vendida na forma de pó, mas está mais disponível na forma misturada com água. A sílica ativa é utilizada em quantidades entre 5% e 10% da massa do total do material aglomerante. Ela é usada onde um alto grau de impermeabilidade é exigido e no concreto de alta resistência. A sílica ativa deve obedecer às prescrições da Norma ASTM C 1240. O ACI 234 (1994) e o SFA (2000) fornecem uma ampla revisão bibliográfica sobre a sílica ativa.
POZOLANAS NATURAIS
Origem do nome Pozolana
As pozolanas naturais têm sido utilizadas há séculos. O termo “pozolana” vem de uma cinza vulcânica extraída em Pozzuoli, uma pequena cidade próxima a Nápoles, Itália, após a erupção do vulcão no Monte Vesúvio de 79 d.C. 
Registro histórico do uso de pozolanas
Entretanto, o uso de cinza vulcânica e de argila calcinada vem da época de 2.000 a.C. e mais antigamente em outras culturas. Muitas das construções de concreto pozolânico romanas, gregas, indianas, e egípcias podem ser vista ainda hoje, atestando a durabilidade destes materiais.
Experiência norte-americana com o uso de pozolanas naturais	
A experiência norte-americana com pozolana natural data de projetos de obras públicas do início do século 20, tais como barragens, onde elas foram usadas para controlar a elevação de temperatura no concreto-massa e fornecer material aglomerante. Além de controlar a elevação do calor no concreto, as pozolanas naturais foram usadas para melhorar a resistência ao ataque químico de sulfatos ao concreto, e foram um dos primeiros materiais encontrados para abrandar a reação álcali sílica.
Obtenção das pozolanas naturais	
As pozolanas naturais mais usadas hoje em dia são materiais processados. (São tratados termicamente num forno e depois moídos num pó muito fino); elas compreendem as argilas calcinadas, xisto calcinado, e o metacaulim.
Pozolanas obtidas por calcinação de argilas	
As argilas calcinadas são empregadas em construção de concreto em geral quase do mesmo tanto que as outras pozolanas. 
Dosagem e finalidades do uso das pozolanas de argilas calcinadas
Elas podem ser usadas para substituir parcialmente o cimento Portland, geralmente na faixa de 15% a 35%, e para melhorar a resistência ao ataque de sulfato, controlar a reatividade álcali-sílica e reduzir a permeabilidade. 
Finura e massa específica das pozolanas de argila calinada
As argilas calcinadas têm uma massa específica na faixa de 2,40 a 2,61 kg/dm³ com finura Blaine variando de 650 a 1350 m²/kg. 
Xisto calcinado
O xisto calcinado pode conter de 5% a 10% de cálcio, o que resulta em um material que, sozinho, tem algumas propriedades aglomerantes ou hidráulicas. Por causa da quantidade residual de calcita (CaCO3) que não é totalmente calcinada e as moléculas de água ligadas nos argilo-minerais, o xisto calcinado terá uma perda ao fogo de talvez 1% a 5%. A perda ao fogo no xisto calcinado não é uma medida ou indicação do teor de carbono como seria o caso da cinza volante.
Metacaulim - Obtenção e usos no concreto	
O metacaulim, uma argila calcinada especial, é produzido por calcinação em baixas temperaturas de uma argila caulinítica de alta pureza. O produto é moído até uma finura de 1 a 2 micrômetros. O metacaulim é utilizado em aplicações especiais nas qual alta permeabilidade e alta resistência mecânica do concreto são exigidas. Nestas aplicações, o metacaulim é usado mais como um aditivo ao concreto do que como uma substituição ao cimento; teores de adição típicos estão por volta de 10% da massa do cimento.
	A publicação ACI 232 (1994) fornece uma revisão sobre pozolanas naturais. A Tabela 3-2 ilustra analise química típica e as propriedades selecionadas das pozolanas.
Tabela 3-2 Composições químicas e propriedades de típicas cinza volante, escória, sílica ativa, argila calcinada, xisto calcinado, e metacaulim.
	
	Cinza Vol.
Classe F
	Cinza Vol.
Classe C
	Escória
moída
	Sílica
ativa
	Argila
Calcinada
	xisto
Calcinada
	Meta
caulim
	(%) SiO2
	52
	35
	35
	90
	58
	50
	53
	(% )Al2O3
	23
	18
	12
	0,4
	29
	20
	43
	(%) Fe2O3
	11
	6
	1
	0,4
	4
	8
	0,5
	(%) CaO
	5
	21
	40
	1,6
	1
	8
	0,1
	(%) SO3
	0,8
	4,1
	9
	0,4
	0,5
	0,4
	0,1
	(%) Na2O
	1,0
	5,8
	0,3
	0,5
	0,2
	-
	0,05
	(% )K2O
	2,0
	0,7
	0,4
	2,2
	2
	-
	0,4
	(%) Álcalis
	2,2
	6,3
	0,6
	1,9
	1,5
	-
	0,3
	(%) PF
	2,8
	0,5
	1,0
	3,0
	1,5
	3,0
	0,7
	BLAINE (m²/kg)
	420
	420
	400
	20.000
	990
	730
	19.000
	M.E. (kg/ℓ)
	2,38
	2,65
	2,94
	2,40
	2,50
	2,63
	2,50
EFEITOS NO CONCRETO FRESCO
Esta seção fornece um breve relato das propriedades do concreto fresco, recém-misturado, que as adições minerais afetam e seus graus de influência. Primeiro deve ser notado que estes materiais variam consideravelmente em seus efeitos na mistura de concreto. As características destes materiais quando adicionados separadamente à mistura de concreto podem também ser encontradas nos cimentos mistos usando materiais cimentantes suplementares.
Água de amassamento
As misturas contendo cinza volante geralmente precisam de menor quantidade de água de amassamento para um determinado abatimento do que aquelas que contêm somente o cimento Portland. Maiores dosagens de cinzas podem resultar em maior redução de água. Entretanto algumas cinzas volantes podem aumentar a demanda de água em até 5% ( Gebler e klieger 1986). A cinza volante reduz a demanda de água de forma similar à dos aditivos líquidos de redução de água (Helmuth 1987). A escória moída diminui a demanda de água de 1% a 10% dependendo da dosagem.
	 A demanda de água de concretos contendo sílica ativa aumenta com o aumento das quantidades sílica ativa, a não ser que um aditivo redutor de água ou plastificante seja utilizado. Algumas misturas pobres em cimento podem não apresentar um aumento da água necessária quando somente uma pequena quantidade (menos que 5%) de sílica esteja presente.
	As argilas e os xistos calcinados geralmente têm pouco efeito na demanda de água em dosagens normais; entretanto, outras pozolanas naturais podem significativamente aumentar ou diminuir a demanda de água.
Trabalhabilidade
A cinza volante, a escória, a argila e o xisto calcinados podem melhorar a trabalhabilidade de concretos de igual abatimento. A microssílica pode contribuir para a viscosidade de uma mistura de concreto, ajustagens, incluindo o uso de aditivos redutores de água de alto desempenho, podem ser necessárias para manter a trabalhabilidade e permitir um acabamento adequado e acabamento.
Exsudação e Segregação
Os concretos que usam cinza volante geralmente exibem menos exsudação e segregação do que os concretos normais. Esta constatação torna o uso de cinza volante particularmente útil em concretos feitos com agregados deficientes em finos. A redução da exsudação é principalmente conseqüência da redução da demanda de água de amassamento em concretos feitos com cinza. Gebler e Kiegler (1986) correlacionam a exsudação reduzida do concreto à necessidade reduzida da argamassa de cinza volante.
	Concretos contendo escória moída com uma finura comparável à finura do cimento tendem mostrar uma velocidade e quantidade aumentadasde exsudação quando comparado aos concretos sem escória, mas isto parece não fazer diferença na segregação. Escórias moídas mais finas que o cimento reduzem a exsudação.
	A sílica ativa é muito eficiente na redução tanto da exsudação como da segregação; como resultado, maiores abatimentos podem ser empregados. As argilas e os xistos calcinados e o metacaulim têm pouco efeito na exsudação.
Teor de ar incorporado
A quantidade de aditivo incorporador de ar necessário para obter uma determinada porcentagem de ar incorporado é normalmente maior quando se cinza volante. A escória moída tem efeitos variados na taxa de dosagem necessária de aditivos incorporadores de ar. A sílica ativa tem uma influência notável na dosagem de incorporador de ar, que na maioria dos casos aumenta rapidamente com o aumento da quantidade de sílica usada no concreto. A inclusão de tanto a sílica como a cinza em concreto sem incorporação de ar irá geralmente reduzir a quantidade de ar aprisionado.
	A quantidade de aditivo incorporador de ar necessária para certo teor de ar no concreto é uma função da finura, do teor de carbono, do teor de álcali, do teor de material orgânico, da perda ao fogo e presença de impurezas na cinza volante. Aumento no teor de álcalis diminui a dosagem de aditivo incorporador de ar, enquanto que aumentos nas outras características aumentam a dosagem. O “teste da espuma” fornece uma indicação da dosagem necessária de incorporadores de ar para vários tipos de cinza volante em relação a misturas em que não entra a cinza volante; ele pode ser usado para prever a necessidade de aumentar ou diminuir a dosagem baseado em variações no índice de espuma (Gebler e Kiegler 1983).
	As características da dosagem do ar incorporado e a retenção do ar de concretos contendo escória moída ou pozolanas naturais são similares àquelas de concretos feitos de somente cimento Portland. 
Calor de hidratação
A cinza volante, as pozolanas naturais e a escória moída têm um calor de hidratação mais baixo que o cimento Portland; consequentemente, o uso destas adições reduzirá a quantidade de calor desenvolvida numa estrutura de concreto. A argila calcinada transmite um calor de hidratação similar ao cimento de moderado calor de hidratação. Algumas pozolanas têm um calor de hidratação de apenas 40% daquele do cimento Portland comum. Esta redução na elevação da temperatura é especialmente benéfica em concreto usado para estruturas maciças. A microsílica pode e não pode reduzir o calor de hidratação. Detwiler e outros (1996) publicaram uma revisão sobre o efeito das pozolanas e das escórias na geração de calor.
Tempo de pega
O uso de cinza volante e escória de alto forno granulada moída geralmente retarda o tempo de pega do concreto. O grau de retardamento depende de fatores como a quantidade de cimento Portland, da demanda de água, do tipo e reatividade da escória ou dosagem de pozolana, e da temperatura do concreto. O retardamento da pega é uma vantagem durante o clima quente, permitindo mais tempo para lançar e dar acabamento ao concreto. Entretanto, durante o tempo frio, um retardamento pronunciado pode ocorrer com alguns materiais, atrasando significativamente as operações de acabamento. Aditivos aceleradores podem ser usados para diminuir o tempo de pega. O xisto calcinado e a argila têm pouco efeito sobre o tempo de pega.
Acabamento do concreto
O concreto contendo adições minerais geralmente têm acabamento igual e até melhor do que sem adições. Misturas que contem altas dosagens de materiais aglomerantes — especialmente sílica ativa — pode se tornar viscosa e difícil de dar acabamento.
Bombeamento
O uso de adições minerais geralmente auxilia o bombeamento do concreto. A microssílica é amais eficaz, especialmente em misturas pobres em cimento. 
Fissuração por retração plástica
Por causa de suas baixas características de exsudação, o concreto que contem sílica ativa pode mostrar um aumento na fissuração devido à retração plástica. O problema pode ser evitado assegurando que tal concreto seja protegido contra a secagem, tanto durante como após o acabamento. Outras pozolanas e escória geralmente têm pouco efeito na fissuração provocada pela retração plástica. As adições minerais que aumentam significativamente o tempo de pega podem aumentar o risco da fissuração por retração plástica.
Cura
A influência das condições de temperatura e umidade nas propriedades da pega e desenvolvimento da resistência dos concretos contendo adições minerais é similar aos efeitos sobre o concreto feito somente com cimento Portland; entretanto, o tempo de cura pode precisar ser mais longo para certos materiais com ganho lento de resistência nas primeiras idades.
	Altas dosagens de microssílica podem tornar o concreto altamente coesivo com pouca segregação dos agregados ou exsudação. Com pouca ou nenhuma água de exsudação na superfície do concreto para evaporação, a retração plástica pode prontamente desenvolver, especialmente em dias quentes e com muito vento se cuidados especiais não forem tomados.
	A cura adequada de todo concreto, especialmente concreto contendo adições minerais deve começar logo após o acabamento. Uma cura úmida por sete dias ou uma membrana de cura deve ser adequada para concretos com dosagens normais de adições minerais. Com acontece com o concreto de cimento Portland, temperaturas baixas na cura podem reduzir o ganho de resistência nas primeiras idades (Gebler e klieger 1986).
EFEITOS NO CONCRETO ENDURECIDO
Resistência
A cinza volante, a escória granulada moída, a argila e o xisto calcinados, a sílica ativa e o metacaulim contribuem para o ganho de resistência do concreto. Entretanto, a resistência do concreto contendo estes materiais pode ser mais alta ou mais baixa do que a resistência de um concreto usando somente o cimento Portland como o material aglomerante. As resistências à tração à flexão, à torção, e a de aderência são afetadas da mesma maneira que a resistência à compressão.
	Por causa da reação pozolânica lenta de algumas adições minerais, uma cura úmida contínua e temperaturas favoráveis à cura podem ser necessárias por períodos mais longos do que o normalmente exigido. Entretanto, o concreto contendo sílica ativa é menos afetado por isso e geralmente se iguala ou excede a resistência de um dia de uma mistura com um único cimento. A sílica ativa contribui para o desenvolvimento da resistência principalmente entre 3 dias e 28 dias, durante cujo tempo o concreto com sílica ativa excede a resistência de um concreto de controle, feito de cimento Portland. A sílica ativa também ajuda no ganho de resistência nas primeiras idades de concretos com cinza volante.
	O desenvolvimento da resistência do concreto com cinza volante, escória moída, argila calcinada ou xisto calcinado, é similar ao do concreto normal quando curado a 23°C. Concretos feitos com determinadas cinzas volantes altamente reativas (especialmente cinzas da Classe C com alto teor de cálcio) ou escórias moídas podem igualar ou exceder a resistência do concreto de referência de 1 a 28 dias. Algumas cinzas volantes e pozolanas naturais precisam de 28 dias a 90 dias para exceder a resistência de controle aos 28 dias, dependendo das proporções da mistura. Concretos contendo cinzas de Classe C geralmente desenvolvem maior resistência nas primeiras idades do que os concretos com cinzas de Classe F.
	O ganho de resistência pode ser aumentado por: (1) aumento do material cimentante no concreto; (2) adicionando materiais cimentantes de alta resistência inicial; (3) diminuindo a relação água/cimento; (4) aumentando a temperatura de cura; ou (5) usando um aditivo acelerador. O projeto de concreto-massa frequentemente leva vantagem do ganho de resistência demorado das pozolanas visto que estas estruturas não são frequentemente colocadas em plena carga imediatamente. O ganho lento de resistência resultante do uso de alguma adição mineral é uma vantagem em construção em tempo quentevisto que ele permite mais tempo para lançar e acabar o concreto. Com ajustagens adequadas, todos os materiais cimentantes (adições minerais) podem ser usados em todas as estações.
	Os materiais aglomerantes suplementares são frequentemente essenciais para a produção de um concreto de alta resistência. A cinza volante especialmente tem sido usada na produção de concretos com resistências até 100 MPa. Com a sílica ativa, os produtores de concreto usinado tem atualmente a capacidade de fazer concreto com resistência até 140 MPa, quando são usados os superplastificantes de alto desempenho e agregados adequados (Burg e Ost 1994).
Resistência à abrasão e ao impacto
A resistência à abrasão e ao impacto do concreto está relacionada à resistência à compressão e ao tipo de agregado. Os materiais cimentantes suplementares não afetam estas propriedades para alem de sua influência na resistência. Os concretos contendo cinza volante são tão resistentes à abrasão como os concretos de cimento Portland sem cinza volante (Gebler e Klieger 1986).
Resistência ao gelo e degelo
É imprescindível que para o desenvolvimento de resistência à deterioração proveniente de ciclos de gelo e degelo que o concreto tenha uma resistência adequada e ar incorporado. Para um concreto contendo matérias cimentantes suplementares fornecer a mesma resistência aos ciclos de gelo e degelo como um concreto feito só de cimento Portland como aglomerante, quatro condições para ambos os concretos devem ser satisfeitas:
Eles devem ter a mesma resistência à compressão.
Eles devem ter um teor adequado de ar incorporado com características ar-vazio adequadas.
Eles devem ser curados adequadamente.
Eles devem ser secos ao ar por um mês antes de da exposição às condições de congelamento.
Resistência ao descascamento provocado pelos sais anticongelantes
Décadas de experiência no campo demonstraram que os concretos com ar incorporado contendo dosagens normais de cinza volante, escória, sílica ativa, argila calcinada e xisto calcinado são resistentes à escamação causada pela aplicação de sais anticongelantes num ambiente de gelo e degelo. Ensaios de laboratório também indicaram a resistência ao descascamento provocado pelos sais anticongelantes no concreto feito com materiais cimentantes suplementares é frequentemente igual ao no concreto feito sem estes materiais.
	A resistência ao descascamento de todo concreto é significativamente aumentada com o uso de relação água/cimento baixa, um consumo moderado de cimento Portland, teor adequado de incorporação de ar, acabamento e cura apropriados, e uma secagem ao antes do concreto ser exposto ao sal e às temperaturas de congelamento. Um concreto magro com apenas 240 kg/m³ ou menos de material cimentante pode ser especialmente vulnerável à escamação por descongelante. Um mínimo de 335 kg/m³ de materiais cimentantes e uma relação água/materiais cimentantes máxima de 0,45 é recomendada. Um sistema de ar-vazios satisfatório também é critico.
	 O código de construção da ACI 318 estabelece que a máxima dosagem de cinza, escória, sílica deve ser de 25%, 50% e 10%, em massa dos materiais cimentantes, respectivamente. O total de materiais cimentantes suplementares não deve exceder 50% dos materiais cimentantes. Dosagens abaixo ou acima destes limites têm demonstrado serem duráveis em alguns casos e não em outros. Os diferentes materiais respondem diferentemente em diferentes meios. A seleção dos materiais e as dosagens devem ser baseadas na experiência local e a durabilidade deve ser demonstrada por desempenho no laboratório ou no campo.
Retração por secagem e fluência
Quando usados em quantidades de baixa a moderada, o efeito das adições minerais (cinza volante, escória, argila e xisto calcinados e microssílica) na retração por secagem e na fluência do concreto é pequeno e de pouco interesse prático. Alguns estudos indicam que a sílica ativa pode reduzir a retração (Burg e Ost 1994).
Permeabilidade e absorção
Com uma cura adequada, a cinza volante, a escória e as pozolanas naturais geralmente reduzem a permeabilidade e a absorção do concreto. A microssílica e o metacaulim são especialmente eficazes a este respeito. O uso da sílica ativa e de argilas calcinadas pode resultar em concretos com uma resistência a cloretos de 1.000 Coulomb usando o ensaio de determinação rápida de permeabilidade a cloretos da ASTM C 1202 (Barger e outros 1997). Os ensaios mostram que a permeabilidade do concreto diminui conforme a quantidade de materiais hidratados do cimento aumenta e a relação água/cimento diminui (Barger e outros 1997). A absorção de concretos com cinza volante é mais ou menos igual a de concretos sem a cinza, embora algumas cinzas possam reduzir a absorção em 20% ou mais.
Reatividade álcali-agregado
A reatividade álcali-sílica pode ser reduzida através do uso de certos materiais cimentantes suplementares (adições minerais). Tem sido relatada redução significativa da reatividade álcali sílica pelo uso da sílica ativa, escória moída, argila e xisto calcinados e outras pozolanas naturais. A cinza de Classe F com baixo teor de cálcio reduziu a expansibilidade da reação álcali-agregado em até 70% ou mais em alguns casos. Numa dosagem ótima as cinzas de Classe F podem reduzir a reatividade até em menor grau do que as de Classe F. A adição destes materiais suplementares ao concreto resulta na formação silicato de cálcio hidratado a mais que neutralizam quimicamente o efeito dos álcalis no concreto (Bhatty e Geening 1986 e Bhatty 1985). A determinação do teor ótimo de adições minerais é importante para maximizar a redução de reatividade e para evitar dosagens e materiais que podem agravar a reatividade. As taxas de dosagem podem ser verificadas por ensaios, tais como o ASTM C 1260 (AASHTO T 303) ou o ASTM C 1293.
	As adições minerais que reduzem as reações álcali-sílica não reduzirão as reações álcali-carbonato, um tipo de reação envolvendo os álcalis do cimento e certos calcários dolomíticos.
	As descrições dos ensaios e das medidas preventivas a serem tomadas para prever a reação álcali-agregado são discutidas em Farmy e Kosmatka (1997), PCA (1998) e AASHTO (2000).
Resistência ao sulfato
Com uma dosagem e seleção adequadas, a sílica ativa, a cinza volante, a argila calcinada e a escória moída podem melhorar bastante a resistência do concreto ao ataque do sulfato e da água do mar. Isto é conseguido principalmente pela redução da permeabilidade e pela redução de elementos reativos (tal como o cálcio) necessários para as reações expansivas do sulfato. Para aumento da resistência ao sulfato de um concreto magro, um estudo mostrou que para uma determinada cinza de Classe F, uma quantia adequada foi de aproximadamente 20% do consumo de cimento mais cinza; isto ilustra a necessidade de se determinar os teores ótimos de cinza, visto que teores mais altos de cinzas são prejudiciais (Stark 1989).
	A resistência ao sulfato de concretos ricos em cimento, com baixa relação água/cimento, feitos com um cimento resistente ao sulfato é tão grande que a cinza volante tem pouca oportunidade de aumentar a resistência. Os concretos feitos com cinza volante de Classe F são geralmente mais resistentes aos sulfatos do que aqueles feitos com cinza de Classe C. Algumas cinzas de Classe C mostraram que reduzem a resistência a sulfato em dosagens normais.
	A escória moída é geralmente considerada benéfica em meios contendo sulfatos. Entretanto, um estudo em longo prazo num meio muito severo mostrou uma leve redução na resistência ao sulfato num concreto contendo escória moída quando comparado com outro feito somente com cimento Portland como material aglomerante (Stark 1986 e 1989). Uma razão para o desempenho diminuído com a escória neste estudo é que as misturas talvez não tenham sido otimizadas para a resistência ao sulfato.
	Outros estudos indicam que o concreto com escória moída tem uma resistência ao sulfato igual ou maior do que o concreto feito com cimento