Reação álcali-agregado e sulfatação no concreto

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARANÁ
FELIPE LUIZ PALUCOSKI
REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO E SULFATAÇÃO NO CONCRETO
CURITIBA
2017
UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARANÁ
REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO E SULFATAÇÃO NO CONCRETO
Pesquisa apresentada por Felipe Luiz Palucoski à Faculdade Tuiuti do Paraná , como um dos requisitos para complento de avaliação bimestral da disciplina de Geotecnia.
Professor Hélder de Godói
CURITIBA
2017
REAÇÃO ALCALI-AGREGADO
A reação álcali-agragado (RAA) é um processo químico onde alguns constituintes mineralógicos do agregado reagem com hidróxidos alcalinos, provenientes do cimento, água de amassamento, agragados e outros, que estão dissolvidos na solução dos poros do concreto. Como produto desta reação, forma-se um gel higroscópico(capaz de absorver a humidade do ar) expansivo. A manifestação da reação álcali-agregado pode se dar de várias formas, desde expansões, movimentações diferenciais nas estrutura e fissurações até pipocamentos, exsudação do gel, ou seja, um líquido que adquire viscosidade quando transpassa entre os poros do concreto, e redução das resistências a tração e compressão.
Atualmente identifica-se três tipos de deletérios da reação:
Reação álcali-sílica, que envolve a presença de sílica amorfa ou certos tipos de vidros naturais e artificiais.
Reação álcali-silicato, que é da mesma natureza da reação álcali-sílica porém, o processo ocorre mais lentamente, envolvendo alguns silicatos presentes nos feldspatos, folhelhos, argilosos, certas rochas sedimentares, metamórficas (quartzitos) e magmáticas(granitos) e, fundamentalmente, a presença do quartzo deformado e minerais expansivos.
Reação álcali-carbonato, ocorre entre certos calcários dolomiticos e as soluções alcalinas presentes nos poros do concreto.
Para que ocorra a reação RAA necessita-se da água. Entretanteo, a água tem um duplo papel na reação: primeiramente, é essencial para “conduzir” os cátions alcalinos e os íons hidroxilas; secundariamente, é absorvida pelo gel higroscópico que incha, desenvolvendo pressão suficiente para fissurar o concreto. Considerando que a ACI Committee 221, afirma que a umidade relativa interna abaixo de 80% não será suficiente para desencadear a reação.
Para que se combata a reação álcali-agregado e evitar sua ocorrência, deve-se efetuar análises e ensaios recomendados dos agragados e do conjunto agregado-aglomerante. Caso haja potencialidade de ocorrência da reação, usar neutralizadores da mesma no concreto, tais como cimentos CPII-2, CPII-Z (ABNT NBR 11578), CP III (ABNT NBR 5735) E CP IV (ABNT NBR 5736), cimentos de alto forno CP III com pelo menos 60% de escória ou cimento pozolânico, com o mínimo 30% de pozolana. No entanto, a presença de escória de alto forno e materiais pozolânicos em alguns tipos de cimento não significam garantia de mitigação a RAA, pois dependerá também do teor em que a adição está presente, do grau de reatividade do agregado e do teor total de álcalis do concreto.
Atualmente, em uma tentativa de mitigar os efeitos dessas reações, foram utilizados sais de Lítio para reduzir a expanção do gel, devido ao fato de ele substituir parte do sódio e do potássio presentes no gel. Ele é capaz de inibir a reação, porque tem menor raio atômico e maior densidade de superfície carregada que o Sódio e potássio, o que o capacita a entrar nos produtos da reação masi rapidamente, fazendo com que seja produzido um gel cristalino e não-expansivo. A eficiência desses saias na minimização da expansão depende, principalmente, da natureza ou reatividade do agregado, da forma do sal de lítio e da quantidade de álcalis-presente no sistema.
SULFATAÇÃO NO CONCRETO
O concreto, quando exposto a determinada condições, pode ter a vida útil e sua estrutura comprometida caso não sejam tomadas medidas adequadas para prevenir ou reduzir o risco potencial de deterioração. Entre os agentes químicos mais agrssivos ao material estão os sulfatos, também conhecidos como óxidos sulfúricos. Normalmente, eles encontram-se diluídos na água, o que torna os concretos destinados a obras marítimas, subterrâneas ou de condições de rejeitos industriais e esgotos os mais vulneráveis a esses ataques.
O mecanismo de ataque consiste em reagir com alguns compostos do cimento, produzindo reações expansivas, podendo ocasionar fissuras e trincas ou até mesmo danos mais sérios nas estruturas a médio e longo prazo.
Como medida preventiva, a fabricação de concretos destinados a obras onde pode haver presença de sulfatos requer duas medidas básicas. Uma é reduzir ao máximo a permeabilidade do material; outra é utilizar cimentos resistentes a esses agentes químicos agressivos – as chamadas águas sulfatadas. Uma norma técnica orienta quais tipos de cimento são os mais adequados para estruturas submetidas a essas condições: a ABNT NBR 5737:1992 – Cimentos Portland resistentes a sulfatos.
Dentre os Cimentos Portland existentes no mercado, os mais adequados para obras sujeitas ao ataque de águas sulfatadas são os tipos CP III, CP IV e o RS(resistentes a sulfatos). Outros tipos que tenha antecedente, com base em ensaios de longa duração ou referência de obras, também podem ser considerados resistentes a sulfatos, de acordo com a NBR 5737.
	Os produtos deletérios e típicos do ataque por sulfatos são: gipsita, etringita e um tipo particular, denominado taumasita. A formação e predominância de cada produto dependem de vários fatores relevantes que interferem diretamente no tipo de mecanismo de deterioração do concreto.
Em geral o ataque por sulfatos incide sobre o aluminato tricálcio do cimento hidratado. As soluções de sulfato podem reagir com o aluminato tricálcio do cimento hidratado ou com a alumina do agregado, causando expansões, fissuração, descamação do concreto, amolecimento e desintegração. Os sulfetos, presentes nos agregados, ao sofrerem um processo de oxidação podem liberar íons sulfato, os quais podem desencadear o desenvolvimento do fenômeno patológico, denominado mais especificamente de ataque interno por sulfatos. Sabe-se que os íons sulfato podem reagir com os compostos hidratado do cimento, originando produtos capazes de expandir e/ou reduzir o concreto a uma massa pastosa ou não coesiva, afetando assim a durabilidade da estrutura.
	
BIBLIOGRAFIA:
REAÇÕES ÁLCALIS-AGREGADO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO. Disponível em < http://www.ecivilnet.com/artigos/reacoes_alcalis_agregado.htm>. Acesso em: 25 set 2017.
UMA DISCUSSÃO SOBRE A REAÇÃO ÁLCALI-AGRAGADO(RAA), SEU MECANISMO E OS FATORES QUE A INFLUENCIAM. Disponível em <http://www.casadagua.com/wp-content/uploads/2014/02/A1_037.pdf>. Acesso em: 25 set 2017.
REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO. Disponível em <https://blogdopetcivil.com/2014/09/05/reacao-alcali-agregado/>. Acesso em: 25 set 2017.
POR QUE HÁ CIMENTOS QUE RESISTEM MAIS AOS SULFATOS? Disponível em: <http://www.cimentoitambe.com.br/por-que-ha-cimentos-que-resistem-mais-aos-sulfatos/>. Acesso em: 26 set 2017.
ATAQUE POR SULFATOS. Disponível em <http://www.deecc.ufc.br/Download/TB819_Patologia_e_Recuperacao_de_Estruturas_de_Concreto/ATAKSulfato.pdf>. Acesso em: 27 set 2017
INVESTIGAÇÃO DA EXPANSÃO EM LABORATÓRIO DE CONCRETOS CONTENDO AGREGADOS COM SULFETOS. Disponível em < http://www.cgti.org.br/publicacoes/wp-content/uploads/2016/01/Investiga%C3%A7%C3%A3o-da-expans%C3%A3o-em-laborat%C3%B3rio-de-concretos-contendo-agregados-com-sulfetos.pdf> . Acessado em 27 set 2017