adtivos

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MATO GROSSO – UFMT CAMPUS UNIVERSITÁRIO DO ARAGUAIA
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA - ICET
Aula X – Aditivos para concreto
Professor: Leandro Neves Duarte
Materiais de Construção
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Definição (comitê 11-A da Rilem) Réunion Internationale des Laboratoires et Experts des Matériaux
 Todo produto que adicionado em pequena proporção em argamassas ou concretos, no momento da mistura, tem a finalidade de modificar, no sentido favorável, as propriedades desse conglomerado, tanto no estado fresco quanto no estado endurecido
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Classificação
 A classificação dos aditivos pode ser baseada na ação ou nos efeitos.
 O critério baseado na ação é mais científico e distingue apenas as ações puramente químicas, física ou físico-química.
 Entende-se por ação química aquela que modifica a solubilidade dos compostos do cimento.
 Alguns produtos aceleram a dissolução de cal ou do alumínio ou da sílica, acelerando o processo, enquanto que outros formam como que uma proteção às fases anidridas, retardando a hidratação.
 Por ação física entende-se aquela que, por forças de absorção de Vander Waals de natureza tensoativa, modifica a tensão superficial da fase líquida e ainda, a tensão interfacial entre esta e as fases sólidas ou gasosas. Aumentam a capacidade de molhabilidade da água, bem com seu poder de penetração.
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Classificação
 O critério de classificação baseado nos efeitos, não obstante ser de menor precisão científica, será o que abordaremos na disciplina, tendo em vista uma das finalidades propostas que é a de contribuir para a seleção e correto emprego dos aditivos.
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Classificação
 Aditivo impermeabilizante
Reduz a permeabilidade e a absorção capilar das argamassas e concretos
 Aditivo redutor de água
Reduz a quantidade de água unitária necessária a produzir um conglomerado de determinada consistência. São também chamados de plastificantes pois podem aumentar a fluidez desse conglomerado quando se mantém fixa a relação água/cimento
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Classificação
 Aditivo retardador
Retarda o tempo de pega do concreto
 Aditivo acelerador
Acelera a pega e o desenvolvimento das resistências iniciais do concreto
 Aditivo redutor retardador
Reduz a quantidade de água unitária necessária para produzir um concreto de determinada consistência e retarda a pega do concreto
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Classificação
 Aditivo redutor acelerador
Reduz a quantidade de água unitária necessária a produzir um concreto ou uma argamassa de determinada consistência e acelera a pega e o desenvolvimento das reações iniciais desse conglomerado
 Aditivo incorporador de ar
Incorpora e estabiliza uma quantidade elevada de micro bolhas de ar no conglomerado fresco mantendo-as incorporadas após a pega e o endurecimento
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Classificação
 Aditivo superfluidificante
Aumenta significativamente a fluidez do concreto ou da argamassa, mantida a mesma relação água/cimento. São também denominados redutores de água de alto poder pois reduzem significativamente a quantidade de água unitária necessária para produzir um conglomerado de determinada consistência
Aditivo retentor de água
Diminui a velocidade de perda d’água por uma diminuição da exsudação das misturas frescas
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Classificação
 Pó mineral plastificante
É um aditivo sólido, insolúvel em água, finamente dividido, que aumenta a viscosidade e a coesão das misturas no estado fresco, formando produtos mais homogêneos e menos sujeitos à deformação quando desmoldados no estado fresco. Aumenta a compacidade de argamassas e concretos pobres
 Aditivo expansor
Provoca uma expansão controlada durante o processo de hidratação do cimento nas argamassas e concretos. Esta expansão pode ser inferior, igual ou superior à retração
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Aditivos aceleradores de pega
 Usos recomendados
Argamassa de pega rápida (Reparos rápidos)
Trabalhos de recuperação em condições desfavoráveis
Concreto projetado
 Estado físico mais comum
Pó (carbonatos)
Líquidos (silicatos)
Teor mais comum
0,1 a 1,0%
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Aditivos aceleradores de pega
Substâncias mais comuns
Silicato de sódio NaSiO2
Carbonato de sódio
Carbonato de potássio
Mecanismo principal de ação
NaSiO2 precipita (formação de um sólido) o silicato de cálcio hidratado e aumenta a relação sólido/líquido na pasta de cimento
Carbonatos alcalinos provocam a precipitação do CaCO3, e aceleram a hidratação do C3A e do C3S
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Aditivos aceleradores de pega
 Efeitos colaterais
Reduz sensivelmente a resistência à compressão (Calor de Hidratação)
Endurecimento mais lento
Aumenta o risco de eflorescência
 Observações
Devem ser adicionados junto com os materiais secos, preferencialmente pulverizados na mistura seca
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Aditivos aceleradores de pega e endurecimento
Usos recomendados
Desforma rápida
Artefatos (pré-moldados) de cimento
Estado físico mais comum
Líquido
Sólido (escamas)
Teor mais comum
0,5 a 3,0%
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Aditivos aceleradores de pega e endurecimento
 Substâncias e teores mais comuns
Grupo 1 (teores de 0,5 a 3,0%)
Cloreto de cálcio (CaCl2)
Cloreto de sódio (NaCl)
Grupo 2 (teores de 0,01 a 0,05%)
Trietanolamina (composto químico orgânico)
Grupo 3 (teores de 1,0 a 3,0%)
Formiato de cálcio
Nitrato de cálcio
Fluoreto de cálcio
Tiossulfato de potássio
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Aditivos aceleradores de pega e endurecimento
 Mecanismo principal de ação
Grupo 1
Agem favorecendo e alterando os produtos da hidratação do C3A, C4AF e C3S
Grupo 2
Acelera a hidratação do C3A
Grupo 3
Atuam preponderantemente sobre a hidratação do C3A e do C3S
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Influência do CaCl2 (Cloreto de cálcio) sobre a resistência do concreto
Gráf1
		68		4.5
		73		5
		80		5.6
		73		5.1
		72		5.05
		68		4.9
		64		4.7
		6		6
Resistência à compressão
Resistência à tração
% de CaCl2
Resistência a compressão (MPa)
Resisência à tração (MPa)
Plan1
		
		% de CaCl2		0		1		2		2.7		3		4		5		6		7
		Resistência à compressão		68		73		80		73		72		68		64
		Resistência à tração		4.5		5		5.6		5.1		5.05		4.9		4.7
Plan1
Resistência à compressão
Resistência à tração
% de CaCl2
Resistência a compressão (MPa)
Resisência à tração (MPa)
Plan2
		
Plan3
		
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Influência do CaCl2 sobre a resistência à compressão do concreto
CP II
CP III
CP V
c/ CaCl2
s/ CaCl2
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Aditivos aceleradores de pega e endurecimento
Observações
Grupo 1
Podem ser adicionados à moagem do clínquer para aumentar as resistências iniciais
Quanto maior a temperatura menos aceleram
Agem como retardador na cura em autoclave
Devem ser adicionados à mistura com a primeira água de amassamento
Grupo 2
É usado como auxiliar de moagem do clínquer
Grupo 3
Têm pouco efeito em cimentos de baixo teor de C3S
São geralmente moídos com clínquer para aumentar as resistências iniciais
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Concreto celular autoclavado
Desenvolvido na Suécia nos anos de 1920, o concreto celular autoclavado (CCA) é um tipo de concreto de peso leve geralmente pré-moldado em forma de bloco que é curado sob pressão elevada dentro de fornos especiais chamados autoclaves. Embora o concreto celular autoclavado tenha sido usado com sucesso em grande parte do mundo desde o fim da segunda guerra mundial, no Brasil o material ainda é pouco difundido, tomando só agora destaque entre os construtores 
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Aditivos aceleradores de pega e endurecimento
 Efeitos colaterais
Grupo 1
Aumentam as resistências iniciais
Reduzem a segregação e a exsudação
Favorecem a corrosão das armaduras
Aumentam a retração
Aumentam o risco de eflorescências
Reduzem as resistências finais
Grupo 2
Retarda a hidratação do C3S em teores acima de 0,06%
Grupo 3
Diminuem as resistências finais 
Aumentam o risco de eflorescências
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Aditivos retardadores de pega
 Usos recomendados
Calda de cimento para injeção de bainhas de cabos de protensão
Cimentação de poços petrolíferos
Transporte de concreto por longo período
Temperaturas elevadas
 Estado físico mais comum
Líquido
Teor mais comum
0,5 a 2,0%
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Calda de cimento para injeção de bainhas de cabos de protensão
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Aditivos retardadores de pega
 Substâncias mais comuns
Carbohidratos (açúcares)
Ácidos hidroxi-carboxílicos e dicarboxílicos
Fosfatos
Sais de chumbo e de zinco
 Mecanismo principal de ação
Adsorção dos compostos orgânicos sobre os grãos de cimento impedindo a hidratação
Formação de precipitados salinos insolúveis sobre os grãos de cimento
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Adsorção é a adesão de moléculas de um fluido (o adsorvido) a uma superfície sólida (o adsorvente); 
Absorção na química é um fenômeno ou processo físico ou químico em que átomos, moléculas ou íons introduzem-se em alguma outra fase, normalmente mais massiva, e fixam-se
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Aditivos retardadores de pega
 Efeitos colaterais
Reduzem as resistências iniciais
Aumentam as resistências finais
Aumentam a retração até 50% de hidratação do cimento
 Observações
Cura prolongada e cuidadosa
Adicionados a mistura junto com a primeira água de amassamento
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Aditivos redutores de água ou plastificantes
 Reduzem cerca de 5% na relação a/c
 Efeito sobre o tempo de pega
Normal
Retardador
Acelerador
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Aditivos redutores de água (plastificantes) normais
 Uso recomendado
Maioria dos trabalhos de concretagem onde não é desejado acelerar nem retardar a pega e o endurecimento
 Estado físico mais comum
Líquido
Pó
Teor mais comum
0,2 a 0,5%
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Aditivos redutores de água (plastificantes) normais
 Substâncias mais comuns
Lignossulfonato purificado
Lignossulfonato + agente desaerante
Lignossulfonato + fosfato tributil
Ácidos hidroxi-carboxílicos
Glucônico; salicílico; málico; cítrico; tartárico e múcico
Polímero hidroxilado
 Mecanismo principal de ação
Todos reduzem a tensão superficial da água
Os lignossulfonatos são adsorvidos aos produtos de hidratação do C3A e modificam o potencial elétrico das partículas
As partículas de cimento adsorvem os ácidos hidroxi-carboxílicos
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Lignossulfato
 O lignossulfonato é um subproduto da indústria de celulose que possui propriedade aglutinante de partículas
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Ação de aditivo tenso ativo
a > 90º
a < 90º
a << 90º
Mercúrio
Água
Água + Tensoativo
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Aditivos redutores de água (plastificantes) normais
 Efeitos colaterais
Aumentam a deformação lenta
Retardam a pega e o endurecimento
Incorporam ar
Aumentam a retração por secagem quando é mantida a mesma relação água/cimento, nas primeiras idades
Aumentam a resistência à compressão nas idades avançadas (superiores a 90 dias)
 Observações
Devem ser preferencialmente adicionados à mistura após a pré-mistura dos materiais com parte da água de amassamento
Retardam o início de pega dos cimentos de alto forno e pozolânico (teor de C3A mais baixo)
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Aditivos redutores de água (plastificantes) retardadores
 Uso recomendado
Maioria dos trabalhos onde é desejado retardar a pega e o endurecimento
 Estado físico mais comum
Líquido
Teor mais comum
0,2 a 1,0%
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Aditivos redutores de água (plastificantes) retardadores
Substâncias mais comuns
Lignossulfonatos + açúcar
Ácidos hidroxi-carboxílicos
Polímero hidroxilado
 Mecanismo principal de ação
Todos reduzem a tensão superficial da água
Os lignossulfonatos são adsorvidos aos produtos de hidratação do C3A e modificam o potencial elétrico das partículas
As partículas de cimento adsorvem os ácidos hidroxi-carboxílicos
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Aditivos redutores de água (plastificantes) retardadores
 Efeitos colaterais
Incorporam ar
Aumentam a retração por secagem quando é mantida a mesma relação água/cimento
 Observação
Para o efeito retardador os lignossulfonatos são adicionados após a pré-mistura (C3A parcialmente hidratado) -> aditivo
age sobre o C3S
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Aditivos redutores de água (plastificantes) aceleradores
 Uso recomendado
Maioria dos trabalhos de concretagem onde é desejado acelerar a pega e o endurecimento
 Estado físico mais comum
Líquido
Pó
 Teor mais comum
0,2 a 1,0%
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Aditivos redutores de água (plastificantes) aceleradores
Substâncias mais comuns
Lignossulfonato + (cloreto de cálcio)CaCl2
Lignossulfonato + formiato de cálcio
Lignossulfonato + trietanolamina
Ácidos hidroxi-carboxílicos + CaCl2
 Mecanismo principal de ação
Todos reduzem a tensão superficial da água
Os lignossulfonatos são adsorvidos aos produtos de hidratação do C3A e modificam o potencial elétrico das partículas
As partículas de cimento adsorvem os ácidos hidroxi-carboxílicos
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Aditivos redutores de água (plastificantes) aceleradores
 Efeitos colaterais
Incorporam ar
Favorecem a corrosão das armaduras
Concentram calor de hidratação
 Observação
Devem ser preferencialmente adicionados à mistura junto com a primeira água de amassamento
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Influência dos aditivos plastificantes sobre a resistência de concretos de mesma relação a/c
Normal
Acelerador
Retardador
Sem aditivo com consistência mais seca
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Aditivos superplastificantes ou redutores de água de alto poder
 Plastificantes
Reduzem a relação água/cimento em 5%
 Superplastificantes
Reduzem a água/cimento em 20 a 40%
Transforma um concreto seco (slump 10 a 20mm) em um concreto fluido (slump > 200mm)
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Aditivos superplastificantes ou redutores de água de alto poder
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Aditivos superplastificantes ou redutores de água de alto poder
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Influência da vibração sobre o adensamento do concreto
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Efeito de aditivos superplastificantes na resistência do concreto
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Aditivos superplastificantes ou redutores de água de alto poder
 Usos recomendados
Concretos auto adensáveis
Concretos impermeáveis
 Estado físico mais comum
Líquido
 Teor mais comum
1,0 a 3,0%
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Aditivos superplastificantes ou redutores de água de alto poder
 Substâncias mais comuns
Naftalenos sulfonatos condensados com formaldeído
Trimetil-melamina sulfonada condensada com formaldeído
Lignossulfonato puro
 Mecanismo principal de ação
São adsorvidos pelas partículas de cimento através de cargas elétricas opostas
Aumentam a fluidez e a dispersão
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Aditivos superplastificantes ou redutores de água de alto poder
 Efeitos colaterais
Perdem efeito em pouco tempo
Em torno de 45 min
Retardam a hidratação
 Observações
Adicionar à mistura um pouco antes do lançamento
Evitar materiais com temperaturas elevadas, principalmente o cimento
Recomendáveis para concretos de alto consumo de cimento
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Perda da consistência do concreto com superplastificante
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Aditivos impermeabilizantes
 Usos recomendados
Fundações em locais úmidos
Caixas d’água e reservatórios
Alicerces
 Estado físico mais comum
Pastoso
Líquido
Teor mais comum
0,05 a 3,0%
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Aditivos impermeabilizantes
 Substâncias mais comuns
Ácido estereático
Ácido caprílico
Ácido oleico
Emulsão de cera
Emulsão betuminosa
Ácido cáprico
Estereato de cálcio
Estereato de alumínio
Resina hidrocarbonada
 Mecanismo principal de ação
Agem sobre a natureza da superfície do conglomerado
São hidrófugos (repelentes de água)
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Aditivos impermeabilizantes
a = 60º
Concreto sem aditivo impermeabilizante
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Aditivos impermeabilizantes
a = 120º
Concreto com aditivo impermeabilizante
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Aditivos impermeabilizantes
 Efeito colateral
Reduz as resistências mecânicas
 Observações
O efeito hidrofugante é reduzido com o tempo
Adicionar no momento do amassamento
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Aditivos incorporadores de ar
 Usos recomendados 
 - incrementa a trabalhabilidade do concreto, diminui a segregação e reduz a esxudação
Fundações em locais úmidos
Concreto massa
 Estado físico mais comum
Líquido
 Teor mais comum
0,04 a 0,1%
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Aditivos incorporadores de ar
 Substâncias mais comuns
Resina vinsol (aniônico)
Ácido abiético
Ácido oleico
Ácido cáprico
Alquil-arilsulfonatos
Alquil-sulfonatos
Alquil-fenóis etoxilados (não iônico)
Sais de alquil-amônio
 Mecanismo principal de ação
Propicia a formação de micro bolhas de ar homogeneamente distribuídas
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Aditivos incorporadores de ar
Efeitos colaterais
Reduzem a massa específica
Reduzem as resistências para consumos de cimento elevados
Aumentam a trabalhabilidade
Observações
Evitar mistura, transporte e adensamento prolongados, pois haverá perda do ar incorporado
Adicionar à mistura junto com a primeira água de amassamento
Recomendáveis para concretos de baixo consumo de cimento
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Aditivos incorporadores de ar
Resistência ao ciclo gelo-degelo
Aumento da trabalhabilidade
Aumento da coesão
Diminuição da exsudação
Diminuição da permeabilidade
Diminuição da resistência mecânica
Diminuição da massa específica
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Agentes de cura
 Uso recomendado
Locais onde a cura úmida com água é impraticável
 Estado físico mais comum
Líquido
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UNIVERSIDADE
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Agentes de cura
 Substâncias mais comuns
Ceras
Borrachas dissolvidas em solvente volátil
 Mecanismo principal de ação
A evaporação do solvente propicia a formação de uma película contínua que impede a evaporação da água de amassamento
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Agentes de cura
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Agentes de cura
 Efeito colateral
Dificultam a aderência de chapisco e argamassas
 Observações
Renovar o produto após 10 dias quando períodos de cura prolongados são necessários ou desejados
Lavar com jato forte antes de aplicar chapisco ou argamassa
A aplicação deve ser uniforme
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Desmoldantes
 Usos recomendados
Concreto aparente
Reaproveitamento de formas
 Estado físico mais comum
Líquido
 Substâncias mais comuns
Óleos minerais
Óleos lubrificantes
Óleos vegetais
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Desmoldantes
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Desmoldantes
 Efeitos colaterais
Enferrujamento das formas metálicas
Formação de bolhas na superfície do componente de concreto
Dificultam a aderência de chapisco e argamassas
Observações
A aplicação deve ser uniforme
É aconselhável misturar com agente tenso ativo para reduzir a formação de bolhas na superfície
Aplicar à forma pouco antes de lançar o concreto
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Aditivos expansores
 Usos recomendados
Ancoragem de equipamentos
Restauração de estruturas degradadas
Cimentos expansivos
Cimento Portland comum + aditivo expansor
Aditivo expansor – reduz ou elimina os inconvenientes da retração (fissuração)
Retração compensada
Auto compressíveis
Mecanismo de ação
Formação de etringita
Formação de Ca(OH)2 e Mg(OH)2 - (Hidróxido de cálcio) Cal hidratada
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Aditivos anti congelantes
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Pigmentos para concreto
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