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UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL CIV 361 - MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL II ADITIVOS O texto apresentado a seguir é um resumo dos principais assuntos tratados no curso sobre "Tecnologia dos Aditivos", realizado na Divisão de Edificações do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT), no período de 21 a 25/03/83. Qualquer informação adicional pode ser obtida consultando-se a publicação "Tecnologia de Aditivos" editada pelo IPT. 1)DEFINIÇÕES DO COMITÊ 11-A DA RILEM: Considerando que existem no Brasil diferentes denominações para um aditivo de mesmo efeito nos conglomerados de cimento Portland, apresentam-se a seguir as definições dos aditivos mais comuns, elaboradas pelo Comitê 11-A da RILEM e que estão sendo adotadas nas comissões de Estudo do CB-18 da ABNT que analisam o assunto. Aditivo: 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 endurecido. Aditivos impermeabilizantes: reduz a permeabilidade e absorção capilar de argamassas e concretos. Aditivo redutor de água: reduz a quantidade de água unitária necessária a produzir um conglomerado de determinada consistência. São também chamados plastificantes pois podem aumentar a fluidez de um conglomerado quando se mantém fixa a relação água/cimento. Aditivo retardador: retarda o tempo de pega do conglomerado. Aditivo redutor-retardador: reduz a quantidade de água unitária necessária para produzir um concreto de determinada consistência e retarda a pega do conglomerado. Aditivo redutor-acelerador: reduz a quantidade de água necessária a produzir um concreto de determinada consistência e acelera a pega e o desenvolvimento das reações iniciais do conglomerado. Aditivo incorporador de ar: incorpora e estabiliza uma quantidade elevada de micro-bolhas no conglomerado fresco, mantendo-as incorporadas após a pega e o endurecimento. Aditivo super fluidificante: aumenta significativamente a fluidez do conglomerado fresco, mantida a 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. Pó mineral plastificante: é um aditivo sólido, insolúvel em água, finamente divido, 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. Ex.: cal, pó calcário, argilas, etc. Retentor de água: diminui a velocidade de perda de água por uma diminuição da exsudação das misturas frescas. 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. 2)FATORES QUE ALTERAM OS EFEITOS DOS ADITIVOS NAS PASTAS, ARGAMASSAS E CONCRETOS: Fatores intrínsecos: - Teor de aditivo; - Finura e composição do cimento; - Forma dos grãos e granulometria dos agregados; Universidade Federal de Pernambuco Centro Acadêmico do Agreste Núcleo de Tecnologia Materiais de Construção Civil 2 Prof. Flávio Diniz - Conteúdos dos agregados; - Consumo de cimento; - Relação água/cimento; - Consistência do concreto fresco; - Temperatura dos materiais e do concreto. Fatores extrínsecos: - Condições termohigrométricas do ambiente. - Forma de adição do aditivo. - Energia e duração da mistura. - Energia e duração do adensamento. - Idade do concreto. Todo estudo de avaliação de aditivos é comparativo e, portanto, deve levar em conta esses fatores, considerando-os na própria avaliação experimental a ser efetuada, ou então, fixando-os em condições de laboratório ou em condições o mais semelhantes às da obra. 3)ADITIVOS ACELERADORES: São empregados para acelerar a velocidade das reações de hidratação do cimento e são divididos em aceleradores de pega (reduzem o tempo de pega) e aceleradores de endurecimento (aumentam a resistência mecânica inicial). Os aceleradores de pega têm seu uso limitado a aplicações específicas como no lançamento de argamassa para revestimento de paredes verticais ou de galerias. Os aceleradores de pega comumente utilizados são a base de silicato e carbonato de sódio e carbonato de potássio. O silicato de sódio provoca a precipitação do silicato de cálcio hidratado, aumentando a relação sólido- líquido na pasta de cimento, já a ação aceleradora dos carbonatos alcalinos é devida à precipitação do CaCO3 e, conseqüentemente, à diminuição do efeito de retardamento da hidratação do C3A por parte do gesso, que é menos eficiente na ausência de Ca(OH)2. A adição de carbonatos alcalinos provoca não só uma redução sensível nos tempos de início e fim de pega, mas também nas resistências à compressão e à flexão, tanto nas primeiras idades como em períodos longos. Uma alternativa ao emprego de aditivos aceleradores de pega seria o emprego de clínquer sem adição de gesso, no entanto, não existiria a possibilidade, oferecida pelo aditivo, de controlar a duração da pega conforme se necessite. Como acelerador de endurecimento, o aditivo mais empregado tem sido o cloreto de cálcio. Outros cloretos solúveis em água têm sido empregados como, por exemplo, o de sódio, quando se deseja excluir o íon Ca2+. A presença de cloretos no concreto armado, sobretudo no protendido, favorece a corrosão da armadura. O ACI recomenda que o teor de cloretos não ultrapasse não ultrapasse os valores tabelados abaixo: Máximo teor de Cl- (ACl) Concreto protendido 0,60% Concreto armado em presença de meio úmido e marítimo 0,10% Concreto armado em ambiente úmido 0,15% Concreto armado - Concreto simples - É importante notar que os materiais utilizados na composição do concreto podem conter cloretos e os limites acima são especificados em função do total de cloretos e não apenas em função da dosagem do aditivo. O exemplo abaixo esclarece a situação: Materiais Cl- (%) Kg/m2 Cl- (g) Aditivo 0,01 3 0,3 Cimento 0,03 300 90 Agregado 0,01 1900 190 Água - 200 - Total 280,3 0,2803 kg de Cl - = 0,1% 300 kg de cimento O cloreto de cálcio influi nas reações de hidratação dos 4 principais compostos do cimento Portland, acelerando-as. No entanto, a sua influência mais marcante é sobre a hidratação do C3S que, conforme visto, é o composto responsável pela resistência mecânica nas primeiras idades. O cloreto de cálcio aumenta a superfície específica do C3S hidratado favorecendo o desenvolvimento das reações de hidratação. Com relação ao concreto aditivado com cloreto de cálcio, as principais alterações verificadas são: - Redução na velocidade e capacidade de exsudação; - Diminuição do tempo de pega; - Diminuição da segregação; - Favorece a retração (maior grau de hidratação do C3S); - Redução da água de amassamento para uma determinada trabalhabilidade; - Aumenta a deformação lenta; O efeito mais evidente do cloreto de cálcio é o aumento da resistência mecânica dos concretos preparados com diversos tipos de cimento. A figura 1 ilustra este fato, que é semelhante ao encontrado numa pasta de C3S. Em todos os casos pode-se observar um aumento da resistência nas primeiras idades, que diminui gradativamente nas idades mais avançadas. A figura 2 mostra que a adição de CaCl2 em teores superiores a 2% diminui a resistência à compressão e à flexão da pasta de cimento, além de que esses teoressão prejudiciais à estabilidade química das armaduras. Com relação aos efeitos do CaCl2 sobre outros cimentos, verificou-se que ele acelera as reações de hidratação e a resistência mecânica do cimento de alto forno e do cimento pozolânico, se bem que com menor intensidade que os efeitos verificados no cimento Portland comum. Vários outros produtos têm sido empregados para substituir o cloreto de cálcio como acelerador de endurecimento, com a finalidade de eliminar os riscos de corrosão das armaduras. No entanto, nenhum apresenta suas características, sobretudo seu baixo custo. Entre estes se destacam a trietanolamina N(CH2-CH2-OH)3 e o formiato de cálcio Ca(HCOO)2, mas muitos outros sais podem ser empregados como, por exemplo, o nitrato de cálcio Ca(NO3)2 , o fluoreto de sódio (NaF), o tiossulfato de potássio (K2S2O3), etc. Figura 1 - Influência do CaCl2 sobre a resistência mecânica à compressão do concreto preparado com diversos tipos de cimento. Figura 2 - Influência da porcentagem de adição de CaCl2 sobre a resistência mecânica à compressão (Rc) e a flexão (Rf) da pasta de cimento 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 1 2 3 4 5 % de CaCl2 Re s is tê n c ia a c o m pr e s s ão (M Pa ) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 R e sisê n cia à traçã o (M P a) Resistência à compressão Resistência à tração A alternativa ao emprego de um aditivo acelerador de endurecimento pode ser o emprego de um cimento mais fino e mais rico em C3S, ou o aquecimento da mistura, expediente muito utilizado na indústria de pré-moldados através da utilização de autoclaves. 4)ADITIVOS RETARDADORES: Os aditivos retardadores são empregados quando se deseja manter o concreto plástico por um tempo mais longo. Seu emprego assume particular importância em concretagens em temperaturas elevadas e quando se necessita, transportar o concreto por longas distâncias. O efeito de retardamento na pega é acompanhado de uma baixa resistência mecânica nas primeiras idades, todavia, nas idades mais avançadas a resistência mecânica de um concreto com aditivo retardador, supera a de um concreto sem aditivo. Existem aditivos retardadores à base de produtos orgânicos e inorgânicos. Entre os produtos orgânicos, os mais comumente utilizados são constituídos de carboidratos (açúcares), como os monossacarídeos e os polissacarídeos, os ácidos hidroxicarboxílicos e dicarboxílicos. Os fosfatos, os boratos, os sais de chumbo e de zinco destacam-se entre os produtos inorgânicos. Apesar do mecanismo de ação retardante não estar muito claro, admite-se que os produtos orgânicos sejam adsorvidos sobre a superfície dos grãos de cimento impedindo, por um certo tempo, o contato com a água. Entre os produtos inorgânicos, os fosfatos e os boratos poderiam ser adsorvidos como os produtos orgânicos, através do grupo oxidrila, enquanto os sais de chumbo e de zinco poderiam formar precipitados insolúveis sobre os grânulos de cimento, retardando a sua hidratação. Os concretos com aditivos retardadores podem estar sujeitos a uma retração mais acentuada, devido ao fato de que ficam expostos a períodos mais longos de secagem, o que torna imprescindível uma cura cuidadosa, de modo a evitar a secagem das mistura ainda não endurecida. Uma alternativa ao emprego dos aditivos retardadores seria o emprego de cimentos com baixo teor de C3A e C3S. 5)ADITIVOS PLASTIFICANTES: Os aditivos plastificantes são aqueles que para uma mesma relação água/cimento aumentam a trabalhabilidade da mistura (tornam o concreto mais plástico) ou que para uma mesma trabalhabilidade reduzem a relação água/cimento e por essa razão são chamados de redutores de água. O princípio de ação dos aditivos plastificantes é o de provocar a dispersão das partículas de cimento, o que é explicado pela repulsão eletrostática dos grãos de cimento envolvidos pelo aditivo. Os aditivos plastificantes podem ter um efeito secundário sobre a velocidade de hidratação dos cimentos que os classifica em três grupos - normal, retardador e acelerador - conforme modifiquem o tempo de pega e a resistência mecânica nas primeiras idades. Figura 3 - Dispersão de grãos de cimento explicada pela teoria da repulsão eletrostática Figura 4 - Influência dos aditivos plastificantes sobre a resistência mecânica do concreto, quando são adicionados para a mesma relação a/c. A = normal; B = acelerador; C = retardador; D = concreto sem aditivo com consistência mais seca; (A) (B) A figura 6 mostra o efeito dos aditivos plastificantes em concretos com diferentes consistências, onde podemos observar que para concretos mais plásticos a ação plastificante dos aditivos é menos eficiente. Figura 5 – Pasta de cimento sem aditivo (A) e com aditivo plastificante (B) Com base na natureza química dos produtos, os aditivos plastificantes podem ser classificados em três grupos, cada um dos quais pode ter como componente principal o lignossulfonato, ácidos hidroxi-carboxílicos e polímeros hidroxilados. O lignosulfonato é um subproduto da extração da celulose da madeira acompanhado de açúcares e amido que conferem ao produto características retardadoras. A retirada dos açúcares do lignossulfonato pode transformá-lo em um aditivo plastificante-acelerador. Por outro lado, o lignossulfonato por si só incorpora um pouco de ar (2,0 a 3,0% do volume de concreto), que pode ser indesejável, neste caso deve ser adicionado um antiespumante, ou desejável, no caso de se pretender a utilização de um incorporador de ar, o que torna necessário a adição de um tensoativo, que elevaria o teor de ar incorporado até a faixa utilizável de cerca de 5,0%. O lignossulfonato é um polímero, cuja unidade fundamental é: Sua cadeia molecular pode variar de algumas centenas até cerca de 100000 monômeros. Os grupos sulfônicos (-SO3H) e hidroxílicos (-OH) são adsorvidos pelas partículas de cimento, em maior intensidade pelo C3A hidratado, formando películas com inúmeras camadas moleculares que modificam o potencial elétrico e aumenta a repulsão entre as partículas, e assim, a aglomeração é reduzida e a dispersão favorecida. O lignossulfonato provoca uma diminuição na resistência mecânica nas primeiras idades, em virtude de uma diminuição na velocidade de hidratação do cimento atribuída ao envolvimento do grão de cimento pelo aditivo, mas nas idades posteriores esta perda é recuperada e há até um aumento na resistência mecânica devido à maior dispersão das partículas, que provoca o aumento da superfície específica de contato dos grãos de cimento com a água. CH2 OH C OH O CH CH CH2OH O SO3H Figura 6 - Influência do aditivo plastificante sobre a variação de consistência de um concreto (mesma relação a/c) Os aditivos à base dos ácidos hidroxi-carboxílicos (ácido glucômico, salicílico, cítrico, tartárico e múcico) e dos seus sais têmsua ação plastificante baseada na adsorção das moléculas por parte das partículas de cimento por meios de grupos -OH e -COOH. Os produtos citados apresentam uma ação retardante além de plastificante; no entanto, podem ser empregados na fabricação de aditivos plastificantes do tipo normal ou acelerador pela adição de cloreto ou formiato de cálcio, ou de trietanolamina. Os polímeros hidroxilados são obtidos pela hidrólise de carboidratos (açúcares) de massa molecular elevada, como o amido e a dextrina e transformados em polímeros de massa molecular mais baixa contendo de 3 a 25 unidades glucosídicas. As alternativas ao uso de aditivos plastificantes para melhorar a trabalhabilidade dos concretos implicam em alterações nas suas composições, como por exemplo, mudar o agregado, reduzindo sua angulosidade, aumentar a quantidade de água com o conseqüente aumento do consumo de cimento para não alterar as propriedades do concreto endurecido, ou até mesmo empregar meios de adensamento mais eficientes mantendo inalterada a consistência do concreto. Enfim, a viabilização de uma alternativa à utilização de um aditivo plastificante depende de muitos fatores específicos de cada situação. 6)ADITIVOS SUPERFLUIDIFICANTES: Os aditivos superfluidificantes têm uma ação sobre a consistência do concreto muito mais marcante do que os aditivos plastificantes. A redução da relação água/cimento ocasionada por um plastificante é, em média, de 5%, já para um superfluidificante, esta pode atingir de 20 a 40%. Por outro lado, a adição de um superfluidificante pode transformar um concreto seco comum abatimento de 10 a 20 mm em um concreto fluido com abatimento superior a 200 mm. Figura 7 - Influência do lignossulfonato sobre a resistência mecânica à compressão (Rc) e à flexão (Rf) de pasta de cimento preparada com a mesma relação a/c. As curvas tracejadas referem-se aos corpos de prova com aditivo (0,2%). A adição de aditivos plastificantes em teores elevados poderia reduzir a relação água/cimento até 20%, mas como estes aditivos têm o efeito secundário de retardadores, mesmo depois de dias ou semanas o concreto não estaria ainda endurecido. Como os produtos principais empregados na composição dos superfluidificantes são polímeros sintetizados, que não apresentam o efeito retardante dos plastificantes, torna-se possível elevar a dosagem destes, a teores altos (1 a 3 %), conseguindo desta maneira a alta plasticidade nas misturas em que são empregados. Os polímeros empregados para a produção de superfluidificantes são os naftalenossulfatos condensados com formaldeído (NSF) e a trimetil-metilamina sulfonada condensada com formaldeído (MSF). NSF N N N NH CH2 O CH2 NH N N N NH CH2 O NH NHSO3N2 SO3N2 MSF O efeito ocasionado pelos superfluidificantes é conseguido, tal como pelos plastificantes, através da defloculação da pasta de cimento que se sucede à adsorção do polímero sobre os grânulos de cimento graças à presença dos grupos sulfônicos (SO3H). Os efeitos dos aditivos superfluidificantes sobre os concretos devem ser considerados de duas maneiras: em concretos com mesma relação água/cimento e trabalhabilidade diferentes, e em concretos com mesma trabalhabilidade e diferentes relações água/cimento. Em concretos com mesma trabalhabilidade, todas as propriedades do concreto endurecido são significativamente melhoradas em presença de superfluidificantes pela redução considerável na relação a/c. Por outro lado, para uma mesma relação a/c, o concreto fluido aditivado não apresenta diferenças substanciais com relação ao conglomerado correspondente não aditivado, mas sensivelmente menos trabalhável. Em geral, pode se dizer que o comportamento de um concreto fluido aditivado (abatimento de 200 - 220 mm), é aproximadamente equivalente ao de um concreto seco com um abatimento de 10 - 20 mm. No entanto, a grande diferença entre esses dois concretos é a possibilidade da colocação do concreto aditivado na obra, praticamente sem nenhum esforço de compactação, enquanto o concreto sem aditivo exigiria um sistema de adensamento acurado, longo e dispendioso. Por outro lado, pode se dizer que o concreto com superfluidificante é mais confiável do que o concreto correspondente pouco trabalhável, no sentido de que o primeiro é muito menos dependente do sistema de adensamento. A figura 8 mostra a dispersão dos resultados relativos à resistência mecânica de concretos com ou sem aditivos e de diferentes consistências. SO3Na CH2 SO3Na CH2 CH2 SO3Na 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Abatimento = 10mm, a/c=0,33, Sem aditivo Abatimento = 100mm, a/c=0,46, Sem aditivo Abatimento = 220mm, a/c=0,56, Sem aditivo Abatimento = 220mm, a/c=0,35, Com aditivo Figura 8 - Influência da consistência sobre a dispersão dos resultados de resistência à compressão de concretos comuns adensados por períodos diversos Podemos observar que os concretos com superfluidificantes (abatimento de 210 - 220 mm) apresentam a mesma resistência máxima dos concretos com abatimento de 10 mm. Todavia, os primeiros apresentam mais de 75% dos corpos de prova com resistência máxima, enquanto não mais do que 15% dos segundos atingem a resistência máxima. O emprego de concreto fluido com baixa relação água/cimento possibilita conciliar a exigência freqüentemente conflitante do projetista que pretende estruturas resistentes, duradouras e homogêneas e da empresa que é obrigada a superar dificuldades práticas consideráveis no canteiro de obras. Uma das limitações à difusão dos superfluidificantes é representada pela perda da consistência inicial do concreto fluido com aditivo superfluidificante. Tal fato é marcante quando se necessita transportar o concreto por longa distância, particularmente em climas quentes. Já numa instalação de pré-fabricação pode se até tirar vantagem desta perda de consistência, no caso do concreto ser curado a vapor, porque permite uma cura mais breve. A multiplicidade de exigências e condições climáticas que podem apresentar-se nas condições práticas de emprego, exige que se tenha alguns tipos de superfluidificantes para os quais a conservação de uma consistência pode ser variada dentro de determinados limites. Assim, na figura 9 são mostrados os três tipos de aditivos: A (retardador) é mais adequado a climas quentes e para transporte longo, o tipo C (acelerador) em climas frios e em pré-fabricação, enquanto o B (normal) é mais adequado para condições intermediárias e para empresas que preparam o concreto na obra. A conservação da consistência está relacionada com o efeito do aditivo superfluidificante sobre a cinética das reações de hidratação, conseqüentemente em idades maiores não existe nenhuma diferença substancial entre o cimento hidratado sem aditivo e aquele contendo um dos três aditivos. Outro aspecto a ser controlado, durante o emprego de concretos fluidos contendo superfluidificantes, diz respeito à segregação e a exsudação, pois tem se admitido que um concreto fluido não segrega, o que não é verdade, Figura 9 - Consistência medida através do abatimento do tronco de cone (Slump) em função do tempo de mistura do concreto com três tipos de aditivos (A,B,C) superfluidificantes Figura 10 - Influência do tipo de aditivo superfluidificante sobre a evolução da resistência mecânica de um concreto: A - abatimento de 200 mm e superfluidificante retardador; B - abatimento de 200 mm e superfluidificante normal; C - abatimentode 200 mm e superfluidificante acelerador; D - abatimento de 100 mm sem superfluidificante uma vez que o tipo e o consumo de cimento e a distribuição granulométrica do agregado são fatores preponderantes a serem considerados na prevenção contra a segregação e a exsudação dos concretos. Em vista disso, propôs-se definir como reoplásticos aqueles concretos que além de serem fluidos são também coesivos, plásticos e não segregáveis e reservar o termo fluido para aqueles que apresentam apenas boas propriedades de fluidez. Em princípio, um concreto com superfluidificante, seria reoplástico se além de ser fluido (abatimento 200 mm) apresentasse também a mesma segregação e capacidade de exsudação do concreto correspondente sem aditivo seco (abatimento de 10 - 20 mm). 7)ADITIVOS INCORPORADORES DE AR: A principal função de um aditivo incorporador de ar é conferir ao concreto uma estabilidade frente à ação do ciclo gelo-degelo, pela formação de microbolhas de ar homogeneamente dispersas na massa. A dimensão, o espaçamento e o número de microbolhas são fatores essenciais que governam a resistência do concreto ao gelo. A utilização de aditivo incorporador de ar em nosso país justifica-se em razão de seus efeitos secundários sobre o concreto, quais sejam: melhoria na trabalhabilidade e aumento da coesão do concreto fresco, além da diminuição da massa específica. A melhoria na resistência do concreto frente à ação do gelo consegue-se em função da difusão da água dos poros capilares, onde o gelo está se formando, para as microbolhas de ar dispersas no seio do concreto, aliviando assim a pressão hidráulica provocada pelo aumento de volume da água ao congelar-se. Quando se verifica o degelo, a água líquida, por sucção capilar, transfere-se da microbolha (φ 100 - 500mm) aos poros capilares (de diâmetros bem menores) próximos. Cada microbolha de ar tem uma esfera de ação (φ de 200 - 300mm), conseqüentemente, para que todo o concreto seja protegido da ação do gelo é necessário que as microbolhas sejam uniformemente distribuídas e que as esferas de ação de cada microbolha superponham-se. Caso contrário, se existe algumas zona do concreto (C na figura 11) que esteja muito distante da microbolha, a pressão hidráulica, gerada eventualmente pelo gelo formado, pode chegar a valores muito elevados antes que a água sob pressão atinja uma microbolha, fissurando o concreto. A eficácia da incorporação de ar ao concreto pode ser avaliada pelo "fator de durabilidade" definido na norma ASTM C-666-71, através da equação: 300 . endf ⋅= Onde: - n é igual a 300 ou é o n° de ciclos de gelo e degelo em correspondência ao qual o concreto conserva ainda 60% do módulo de deformação inicial. - e é a % do módulo inicial após n ciclos. Figura 11 - Zona de concreto protegida da ação do gelo (B) e zona não protegida (C) por estar muito distante das microbolhas (A). No primeiro caso o espaçamento é menor do que no segundo O volume ideal de ar a ser incorporado ao concreto, dependerá da dosagem do concreto a das características dos materiais constituintes. Assim, a figura 13 mostra que os concretos mais magros requerem em geral um volume maior de ar, e que uma quantidade de ar superior a 5 % do volume do concreto não melhora a durabilidade e provoca uma queda acentuada da resistência mecânica (figura 14). Figura 12 - Influência do espaçamento (distância entre bolhas) sobre a durabilidade do concreto. As duas curvas delimitam os pontos experimentais encontrados Figura 13 - Influência do volume de ar incorporado sobre o fator de durabilidade de concretos preparados com 200 kgf/m3 e 400 kgf/m3 de cimento Figura 14 – Influência do volume de ar do concreto sobre a diminuição da resistência mecânica Para uma dada composição granulométrica do agregado, o volume de ar a ser incorporado ao concreto diminui a medida que aumenta o diâmetro máximo do agregado, uma vez que as microbolhas só se formam na pasta de cimento e o consumo de cimento decresce neste caso. Tabela 1 - Volume de ar incorporado segundo a Recomendação do ACI Dimensão máxima do agregado (mm) Volume de ar incorporado (%) 10 8 12,5 7 20 6 25 5 40 4,5 50 4 70 3,5 150 3 O excesso de material finíssimo da areia diminui o ar incorporado, enquanto a fração entre 0,3 e 0,6 mm, como também um agregado anguloso e rugoso favorecem a incorporação de ar. Também o tipo de cimento pode influenciar a incorporação de ar, assim cimentos mais finos levam geralmente a um volume menor de ar para uma mesma dosagem de aditivos. O tempo de mistura, de transporte e de adensamento influenciam, ao lado das condições ambientais, a quantidade de ar efetivamente incorporada ao concreto. Por isso, na prática, a percentagem de aditivo deve ser avaliada experimentalmente a fim de que o concreto acabado tenha o volume de ar incorporado desejado. O aditivo incorporador de ar provoca um aumento na trabalhabilidade e na coesão do concreto. Este efeito é muito explorado nos concretos magros (com menos de 200 kg/m3 de cimento), onde mantendo-se a trabalhabilidade constante, a redução na quantidade de água que se consegue pode anular completamente o efeito negativo da massa específica menor sobre a resistência mecânica. Os incorporadores de ar ocasionam também uma redução na exsudação no concreto fresco e uma diminuição na permeabilidade do concreto endurecido. Os produtos químicos empregados como matérias-primas básicas na produção de incorporadores de ar são: ácido abiético, sais de ácidos graxos (ácido oleico ou cáprico), alquil-arilsulfonatos, alquilsulfonatos, sais de alquilamônio, alquilfenóis etoxilados. 8)ADITIVOS IMPERMEABILIZANTES: Os aditivos impermeabilizantes são produtos hidrofugantes que impedem a passagem da água através do concreto quando a pressão aplicada é pequena, como no caso de uma chuva ou na ascensão capilar da água. Os produtos hidrofugantes mais utilizados são à base de ácidos graxos, entre os quais o caprílico, cáprico, estereático, oleico e de emulsão de cera ou de betume. São adicionados à mistura durante o amassamento e agem, em tese, sobre a natureza da superfície do concreto endurecido. A figura 15 mostra o ângulo de contato (θ), formado por uma gota de água com um concreto aditivado ou não com um hidrofugante. A molhagem menor do concreto, isto é, um aumento do ângulo q, leva a um aumento da pressão (P) que deve ser aplicada para fazer passar a água através dos poros capilares (figura 16). A influência do ângulo de contato (θ) sobre a pressão (P) pode ser utilizada na equação seguinte, deduzida por Washburn: ν θγ cos2− =P , onde γ e ν são respectivamente a tensão superficial da água (72 dine/cm2) e o raio dos poros capilares. Assumindo para este último o valor de 0,5 µm, tem-se: )/(10288 105,0 cos722 24 4 cmdineP − − ×−= × ×× −= θ ou θθ cos8,28 10 cos10288 5 4 −= ×× −= − P m.c.a. Obs.: 1 dine/cm2 = 10-5 m.c.a. Se q é de 60° para o concreto não aditivado e de 120° para o que não contém hidrofugante, P torna-se igual a -14m no primeiro caso e a 14m no segundo caso. O efeito impermeabilizante dos aditivos hidrofugantes é muito pequeno e vai se perdendo com o tempo,pois é praticamente impossível o revestimento com o hidrofugante de todos os sólidos presentes no concreto, uma vez que a hidratação do cimento se processa ao longo do tempo, novas áreas de produtos hidratados vão se formando sem o revestimento protetor. Pela mesma razão, a superfície nova que se cria pela formação de fissuras por causa da retração não pode ser revestida com hidrofugante adicionado no momento do amassamento da mistura. Isto nos mostra que para termos um concreto impermeável é necessário reduzir a porosidade capilar e impedir a fissuração do material. A figura 17 mostra a correlação entre a permeabilidade e a porosidade capilar e coloca em evidência como por porosidade capilar nula a permeabilidade da pasta de cimento não é nula, mas, assume um valor (cerca de 10-4 cm/s) que é devido aos poros do gel de cimento. Do ponto de vista prático, para reduzir a permeabilidade do concreto é necessário que se tenha uma pasta com um coeficiente de permeabilidade igual à do agregado empregado, um sistema de adensamento adequado que permita a perfeita ligação pasta-agregado e um estudo da fissuração do material que leve em conta a retração diferencial da pasta de cimento e do concreto. Em geral, um concreto impermeável (coeficiente de Darcy = 10-9 a 10-12) pode ser obtido quando se emprega um concreto com baixa relação a/c, bem compactado e bem curado. Figura 15 - Ângulo de contato da água com um concreto aditivado (A) ou não (B) com um hidrofugante A B Figura 16 - Influência dos aditivos hidrofugantes sobre a ascensão capilar da água. A) superfície do concreto não aditivado: a água não ascende no poro capilar (P é negativo); B) superfície de concreto aditivado com hidrofugante: a água deve ser empurrada (P é positivo) para entrar no poro capilar 9)ADITIVOS DE SUPERFÍCIE: DESMOLDANTE E DE CURA. São assim chamados porque não são adicionados à mistura no momento do amassamento, são aplicados na superfície do concreto fresco e, portanto estão excluídos nesta definição os produtos aplicados como revestimento do concreto já endurecido. Compreendem então, os agentes desmoldantes e de cura. Os desmoldantes têm a função de facilitar o deslocamento da fôrma do concreto endurecido, favorecendo o acabamento da superfície do concreto e um número maior de reutilizações da fôrma. São constituídos de misturas de óleos minerais e vegetais além de um agente tensoativo, geralmente constituído de produtos sintetizados como, por exemplo, os alquil-arilsulfonatos ou alquilfenol-etoxilados, cuja função é facilitar a dispersão do óleo sobre a superfície da fôrma, obtendo-se assim uma película fina e uniforme. É muito comum o emprego de óleos minerais normais ou mesmo óleos lubrificantes recuperados como desmoldante. A aplicação do óleo sem uniformidade, além de provocar manchas e arrancamento devido ao retardamento no endurecimento do concreto nas regiões onde o desmoldante está em excesso, é uma das causas de formação de bolhas na superfície do concreto. Quando se emprega fôrmas metálicas deve-se ater ao fato de que os óleos minerais, virgens ou recuperados, favorecem o enferrujamento destas, uma vez que possuem baixo ph. A obtenção de uma superfície aparente de bom aspecto irá depender do desmoldante, da composição do concreto, dos cuidados dispensados ao lançamento, adensamento e cura do concreto e do tipo de fôrma empregado. Os aditivos de cura são aplicados sobre a superfície exposta do concreto; particularmente nas obras onde a relação superfície exposta/volume é muito grande, como por exemplo, em pavimentações a sua função é de impedir a evaporação da água contida no concreto, propiciando assim, condições adequadas para seu endurecimento. Os aditivos de cura são constituídos de substâncias tais como ceras, resinas, borrachas, dissolvidas em um solvente muito volátil. Logo após a aplicação do agente de cura sobre o concreto fresco, a evaporação do solvente provoca a formação de uma película que protege o concreto da evaporação da água de amassamento. A evaporação da água de amassamento do concreto pode provocar sérios danos. Ao evaporar, a água deixa uma série de canais capilares que se constituiriam num meio de penetração de agentes agressivos ao concreto. Além disso, o escape da água do concreto pode afetar o processo de endurecimento, no caso de faltar água necessária à Figura 17 - Influência da porosidade capilar sobre a permeabilidade da pasta de cimento hidratação do cimento. Finalmente, a evaporação da água provocaria a fissuração do concreto em conseqüência à retração hidráulica ou de secagem. Os fatores relatados acima justificam plenamente os cuidados que devem ser dispensados à cura do concreto. A melhor cura é realizada mantendo o concreto sob água, molhando-o constantemente com jato de água, neste caso é importante que a superfície não resulte seca entre uma molhagem e outra. Outro processo de cura eficiente consiste em proteger a superfície do concreto com sacos de aniagem ou colchão de areia, mantidos permanentemente úmidos. Estas técnicas têm o inconveniente de serem trabalhosas e só serem permitidas quando o concreto iniciar o endurecimento, o que torna elevado o risco de fissuração por retração hidráulica quando o ambiente é seco. Neste caso, é necessário proteger a superfície livre do concreto com um agente de cura aspergido logo após o acabamento superficial. O tempo de ação do agente de cura está ligado à estabilidade da película formada, assim, a dilatação térmica do concreto e da película como também a ação mecânica (impacto, abrasão, etc.) associada ao tráfego, não garante uma ação protetora por mais do que alguns dias. Portanto, quando são necessários períodos de cura prolongados, deve-se renovar a película ou continuar a cura com outro processo. No caso de juntas de concretagem ou de aplicação de revestimentos ao concreto, a película de cura pode prejudicar a aderência ao concreto fresco ou do revestimento ao concreto já endurecido, conseqüentemente é conveniente consultar o fabricante sobre as possibilidades de remoção da película. No que diz respeito à perda de água da pasta de cimento é importante ressaltar que esta pode se dar não só por evaporação, mas também por uma transferência de água para agregados não saturados, ou para a fôrma de madeira porosa, ou para o material de base do concreto. Portanto, qualquer técnica de cura dispensada ao concreto não exclui a saturação dos agregados, das fôrmas de madeira porosa ou de qualquer outro material em contato com o concreto lançado. 10)ADITIVOS EXPANSIVOS PARA ANCORAGEM DE EQUIPAMENTOS E RESTAURAÇÃO DE ESTRURAS DEGRADADAS: Os aditivos expansivos são geralmente pré-misturados ao cimento Portland comum, constituindo assim os chamados cimentos expansivos. A função do aditivo expansivo é a de provocar uma expansão que, se empregada adequadamente, pode reduzir ou mesmo eliminar os inconvenientes provocados pela retração, e, em particular, a fissuração. Conforme seja a grandeza da expansão, se comparável ou nitidamente superior à da retração, os cimentos são denominados respectivamente, retração compensada ou expansivos autocompressíveis. O emprego de cimentos expansivos não elimina a retração hidráulica, uma vez que esta é inevitável quando há evaporação da água do interior do concreto, mas sim ameniza ou mesmo elimina as conseqüências da retração, ou seja, as fissuras. A duração da retração é teoricamente ilimitada e depende de fatores intrínsecos, inerentes à composição do concreto, e principalmente das condições ambientais, extremamente variáveis e incontroláveis, já a expansão terminacomumente no prazo de alguns dias, ou algumas semanas no máximo (figura 18). Figura 18 - Evolução da expansão e da retração com o tempo Seria ideal que se conseguisse produzir expansões ao longo do tempo para que se pudesse ir contrabalanceando os efeitos da retração à medida que esta fosse se verificando, como mostra a figura 19, mas como isto é impossível, haja visto os fatores que influem na retração e também a consideração de que a retração e expansão são fenômenos cronologicamente sucessivos (figura 20), a solução é preceder a retração máxima de uma expansão comparável ou superior, criando-se um estado de compressão dentro do concreto endurecido, que será progressivamente removido, em parte ou totalmente, pelas solicitações sucessivas de tração geradas pela retração. Existem duas classes de cimentos expansivos, conforme a expansão seja ocasionada pela formação de etringita, 3CaO · Al2O3 · 3CaSO4 · 32H2O · (C3A · 3CS · H32), ou pela formação de hidróxido de cálcio, CA(OH2), ou de magnésio Mg(OH)2, por hidratação dos óxidos correspondentes. É curioso notar que estes fenômenos químicos que causam expansão são os mesmos causadores da degradação do cimento e agora são para limitar a fissuração por retração do concreto e, portanto para melhorar a durabilidade, seja da armadura, seja do próprio concreto. Este paradoxo aparente pode ser esclarecido se examinarmos as condições em que se verificam os fenômenos expansivos. Antes de tudo, a expansão que se verifica nos concretos com cimentos expansivos está homogeneamente distribuída por todo o material, enquanto a que se dá durante a degradação limita-se a alguns pontos, ou de algumas zonas, como por exemplo, o ataque da água do mar ao concreto só provoca a degradação da camada superficial, permanecendo o interior sem nenhuma solicitação. Em segundo lugar, a duração e sobretudo a intensidade do fenômeno expansivo estão compreendidos dentro de certos limites bem controlados nas misturas contendo cimentos expansivos. Como já citado, a expansão dos cimentos pode durar de alguns dias a algumas semanas, já no caso da degradação há a renovação constante do agente agressivo e conseqüentemente o fenômeno de expansão tem duração ilimitada. Com relação à intensidade do fenômeno expansivo, nos cimentos de retração compensada ela varia de 0,03% a 0,10% e nos cimentos expansivos autocompressíveis a expansão pode superar a 0,25%. As solicitações de compressão geradas são respectivamente de Figura 19 - Compensação ideal da retração com um processo expansivo Figura 20 - Expansão (em ambiente úmido) seguida de retração (em ambiente seco) em um cimento expansivo 0,2 a 0,7 MPa para os concretos com cimentos de retração compensada e até 7MPa para aqueles com cimentos expansivos auto-compressíveis. No caso da degradação estes valores são bem mais elevados. Finalmente, a diferença mais importante entre a expansão destrutiva da degradação e a expansão útil para eliminar as fissuras de retração consiste no fato de que somente no segundo caso estão presentes contrastes sob a forma de confinamento e atrito de armaduras adequadamente distribuídas que permitem criar no concreto o estado de compressão que será depois parcial ou totalmente removido pela retração que se segue. A adição de aditivo expansivo pode ser feita na fábrica de cimento para produzir o cimento expansivo, ou pode ser misturado na betoneira, juntamente com os outros materiais componentes do concreto, no momento do amassamento da mistura. O fato de adotar uma das alternativas depende fundamentalmente das Normas sobre aglomerantes vigentes em cada país, no entanto, vale dizer que a expansão não depende somente do teor de aditivo, mas também da composição e da qualidade do concreto (agregados, a/c, consumo de cimento e agregados, etc.), conseqüentemente o fato de se ter um cimento não oferece nenhuma garantia de constância de expansão. Em ambos os casos a expansão deve gerar um estado de compressão. Assim é que, um concreto armado, a força que comprime o concreto deve igualar a força de tração que age sobre a armadura. Indicando por Ac a seção de concreto e As a seção de armadura dispostos simetricamente, temos: sscc AA σσ ×=× onde σc e σs são respectivamente a solicitação unitária de compressão e de tração. Substituindo σs por εS × ES , onde εS é o alongamento da armadura e ES é o módulo de elasticidade do aço, a equação anterior torna-se: c s ssc A EA ××= εσ Para valores iguais de Ac, As, e Es a expansão (ε), e, portanto a solicitação de compressão (σc), pode variar dentro dos limites anteriormente indicados com a variação do teor de aditivo expansivo. Para que a expansão possa solicitar o concreto à compressão e o aço à tração é necessário que ela comece após o início do endurecimento do concreto, isto é, quando o concreto aderindo às barras da armadura, está apto a transmitir a estes a solicitação de tração. Por esta razão, toda expansão que se verifica antes do endurecimento não causa nenhum efeito favorável. Como já foi referido, utilizam-se basicamente dois tipos de reação para produção de expansão nos cimentos expansivos. A primeira reação baseia-se na produção de etringita, C3A · 3CS · H32 por hidratação de misturas contendo aluminatos ou sulfoaluminatos, com sulfato de cálcio e eventualmente cal. A segunda baseia-se na conversão de óxido de cálcio no hidróxido correspondente, com possibilidade de substituir parte do cálcio pelo magnésio. A produção de etringita pode ser realizada com um dos seguintes processos: a) C4A3S + 6CaO + 8CaSO4 + 96H2O → 3(C3A · 3CS · H32) b) C3A + 3(CaSO4 · 2H2O + 26H2O) → C3A · 3CS · H32 c) CA + 3(CaSO4 · 2H2O) + 2CaO + 26H2O → C3A · 3CS · H32 d)C4AH13 + 3(CaSO4 · 2H2O) + 14H2O → C3A · 3CS · H32 O C4A3S é empregado sob a forma de mistura de CaO e CaSO4, obtido pela calcinação de calcário, bauxita e gesso. Esta mistura adicionada ao cimento Portland num teor de 10-15%, dá lugar a cimentos expansivos ou cimentos de retração controlada que nos Estados Unidos são denominados tipo K. Pode ser utilizado juntamente com este cimento um aditivo retardador a base de ácido cítrico para reduzir a perda acentuada de trabalhabilidade e poder utilizar ao máximo a expansão útil, reduzindo a formação de etringita antes do lançamento em obra. Quando a formação de etringita se baseia na reação (b) pode ser utilizado um clínquer com elevado teor de C3A juntamente com gesso, ou mistura-se o C3A com o cimento Portland comum para produzir cimentos de retração compensada conhecidos nos Estados Unidos como cimentos do tipo S. O emprego de cimento aluminoso, rico em CA, juntamente com gesso, para produzir a etringita, com base na reação (c) é utilizado na União Soviética. O cimento expansivo contendo cimento aluminoso, gesso e cimento Portland é denominado tipo M, ao qual também se deve o cimento expansivo à base de C4AH13 e gesso para produzir etringita com base na reação (d). Existem ainda muitas outras reações das citadas, que podem dar origem à formação de etringita, mas o importante é que, para a utilização efetiva destes cimentos, possa-se controlar a cinética de formação de etringita para controlar adequadamente os processos de expansão e endurecimento. Os cimentos expansivos que se baseiam na hidratação do óxido de cálcio através da reação CaO + H2O → Ca(OH)2, são obtidos empregando-se um clínquer de cimento Portland muito rico em cal livre. A cal que resta livre neste clínquer é pouca reativa, devido a alta temperatura a que foi submetida e por esta razão a expansãoresultante do processo de hidratação será lento, o que é conveniente em se tratando de concreto expansivo. Qualquer que seja o agente expansivo adicionado ao cimento Portland, é necessário, para utilizar a expansão de modo vantajoso, que esta se dê com o maior intervalo de tempo possível após o início do endurecimento do cimento, de modo a criar uma solicitação de compressão no concreto e de tração na armadura. ADITIVOS USO RECOMENDADO ESTADO FÍSICO MAIS COMUM TEOR MAIS COMUM EM MASSA, EM RELAÇÃO À MASSA DE CIMENTO SUBSTÂNCIAS MAIS COMUNS MECANISMO PRINCIPAL DE AÇÃO EFEITO COLATERAL OBSERVAÇÕES Aceleradores de pega - argamassa de pega rápida. - trabalhos de recuperação em condições desfavoráveis. - concreto projetado. - pó (carbonatos) - líquidos (silicatos) 0,1 a 1,0 - Silicato de sódio. - Carbonato de sódio. - Carbonato de potássio. - Na SiO2 precipita o silicato de cálcio hidratado e aumenta a relação sólido/líquido na pasta de cimento. - Carbonatos alca- linos provocam a precipitação do CaCO3 e aceleram a hidratação do C3A e do C3S. - reduz sensivelmente a resistência à compressão. - endurecimento mais lento. - aumenta o risco de eflorescência. - devem ser adicionados junto com os materiais secos, preferencial- mente pulverizados na mistura seca. Aceleradores de pega e de endurecimento - desforma rápida. - artefatos de cimento. - líquido - escamas 0,5 a 2 % - cloreto de cálcio (CaCl2). - cloreto de sódio (NaCl). - agem favorecendo e alterando os produtos de hidratação do C3A, C4AF e C3S. - aumenta as resistências inicias . - reduz a segregação. - reduz a exsudação. - favorece a corrosão das armaduras. - aumenta a retração por secagem e a retração plástica . - aumenta o risco de eflorescência. - reduz as resistências finais. - pode ser adicionado à moa- gem do clínquer para aumentar as resistên- cias iniciais. - quanto maior a temperatura menos acelera, age como retardante do concre- to em auto-clave. - deve ser adicionado à mistura com a primeira água de amassamento. ADITIVOS USO RECOMENDADO ESTADO FÍSICO MAIS COMUM TEOR MAIS COMUM EM MASSA, EM RELAÇÃO À MASSA DE CIMENTO SUBSTÂNCIAS MAIS COMUNS MECANISMO PRINCIPAL DE AÇÃO EFEITO COLATERAL OBSERVAÇÕES 0,01% a 0,05% - trietanolamina - retarda a hidratação do C3S em teores acima de 0,06%. 1,0 a 3,0 % - Formiato de cálcio. - nitrato de cálcio. - fluoreto de sódio. - tiossulfato de potássio. - Atuam preponde- rantemente sobre a hidratação do C3A e do C3S. - aumentam as resis- tências iniciais. - reduzem as resistên- cias finais. - aumentam o risco de eflorescência. - tem pouco efeito em cimentos de baixo teor de C3S. - São geralmente mo ídos com o clínquer para aumentar as resistências iniciais. Agentes de cura - locais onde a cura úmida com água é impraticável. - líquido - ceras - borrachas dissol- vidas em solvente volátil. - a evaporação do solvente propicia a formação de uma película contínua que impede a evaporação de água de amassamento. - dificulta aderência de chapisco e argamassas. - 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. Desmoldantes - concreto aparente - reaproveitamento de formas. - líquido - óleos minerais. - óleos lubrificantes. - óleos vegetais. - a evaporação do solvente propicia a formação de uma película contínua que impede a evaporação de água de amassamento. - enferrujamento das formas metálicas . - formação de bolhas na superfície do com- ponente de concreto. - dificultam a aderência com chapisco e argamassas - a aplicação deve ser uniforme. - aconselhável misturar com agente tensoativado para reduzir formação de bolhas na superfície. - aplicar à forma pouco antes de lançar o concreto ADITIVOS USO RECOMENDADO ESTADO FÍSICO MAIS COMUM TEOR MAIS COMUM EM MASSA, EM RELAÇÃO À MASSA DE CIMENTO SUBSTÂNCIAS MAIS COMUNS MECANISMO PRINCIPAL DE AÇÃO EFEITO COLATERAL OBSERVAÇÕES Redutor de água (plastificante) retardador - maioria dos trabalhos onde é desejado retardar a pega e o endureci- mento. - líquido - 0,2a 1,0 - lignossulfonato + açúcar. - ácidos hidroxi- carboxílicos. - todos reduzem a tensão superficial da água. - os lignossulfona- tos são adsorvidos aos produtos de hi- dratação do C3A e modificam o po- tencial elétrico das partículas. - as partículas de cimento adsorvem os ácidos hidroxi- carboxílicos. - retarda a pega e o endurecimento. - incorpora ar. - aumenta a retração por secagem quando é mantida a mesma relação a/c. - quando se deseja o efeito de retar- dador, os lignossul- fonatos devem ser adicionados à mistu- ra após a pré- mistu- ra na qual o C3A já tenha sido parcial- mente hidratado e consequentemente o aditivo possa agir sobre oC3S. Retardadores - calda de cimento para injeção de bainhas de cabos de protensão. - cimentação de poços petrolíferos. - líquido - 0,5% a 2,0% - carbohidratos (açúcares). - ácidos hidroxi- carboxílicos e di- carboxílicos. - fosfatos. - sais de chumbo. - sais de zinco. - adsorsão dos compostos orgânicos sobre os grãos de cimento impedindo a hidratação. - formação de precipitados salinos insolúveis sobre os grãos de cimento. - reduz as resistências iniciais. - aumenta as resistências finais. - aumenta a retração por secagem e a retração plástica até 50% de hidratação do cimento. - a cura deve ser prolongada e cuidadosa. - devem ser adicio- nados à mistura junto com a pri- meira água de amassamento. ADITIVOS USO RECOMENDADO ESTADO FÍSICO MAIS COMUM TEOR MAIS COMUM EM MASSA, EM RELAÇÃO À MASSA DE CIMENTO SUBSTÂNCIAS MAIS COMUNS MECANISMO PRINCIPAL DE AÇÃO EFEITO COLATERAL OBSERVAÇÕES Redutor de água (plastificante) - maioria dos trabalhos de concretagem onde não é desejado acelerar nem retardar a pega e o endurecimento. - líquido - pó - 0,2 a 0,5 % - lignossulfonato purificado - lignossulfonato + agente desareante. - lignossulfonato + fosfato tributil. - ácidos hidroxi- carboxílicos tais como: glucônico, salicílico, málico, cítrico, tartárico, múcico. - polímero hidroxi- lado. - todos reduzem a tensão superficial da água. - os lignossulfona- tos são adsorvidos aos produtos de hidratação do C3A e modificam o potencial elétrico das partículas. - as partículas de cimento adsorvem os ácidos hidroxi- carboxílicos. - apresenta deforma- ção lenta. - retarda a pega e o endurecimento. - incorpora ar . - aumenta a retração por secagem quando é mantida a mesma relação a/c, nas primeiras idades. - aumenta a resistência à compresão nas idades avançadas ≥ 90 dias. - devem ser preferencialmente adicionadosà mistura após pré- misturados com materiais com parte da água de amassamento. - retardam o início de pega dos cimentos de alto forno e pozolânicos (teor de C3A mais baixo). Redutor de água (plastificante) acelerador - maioria dos trabalhos de concretagem onde é desejado acelerar a pega e o endurecimento - líquido - pó - 0,2 a 1,0 % - lignossulfonato + CaCl2. - lignossulfonato + formiato de cálcio. - lignossulfonato + trietanolamina. - ácidos hidroxi- carboxílicos + CaCl2. - todos reduzem a tensão superficial da água. - os lignossulfona tos são adsorvidos aos produtos de hidratação do C3A e modificam o potencial elétrico das partículas. - as partículas de cimento adsorvem os ácidos hidroxi- carboxílicos. - incorpora ar. - favorece a corrosão das armaduras. - concentra calor de hidratação. - devem ser preferencialmente adicionados à mistura junto com a primeira parte da água de amassamento. ADITIVOS USO RECOMENDADO ESTADO FÍSICO MAIS COMUM TEOR MAIS COMUM EM MASSA, EM RELAÇÃO À MASSA DE CIMENTO SUBSTÂNCIAS MAIS COMUNS MECANISMO PRINCIPAL DE AÇÃO EFEITO COLATERAL OBSERVAÇÕES Impermeabili- zantes - fundações em locais úmidos. - caixas d′água e reservatórios. - alicerces. - pastoso - líquido - 0,05% a 3,0% - ácido esteárico. - ácido cáprico. - ácido oleico. - emulsão de cera. - emulsão betumi- nosa. - ácido cáprico. - estearato de cál- cio. - estearato de alu- mínio. - resina hidrocar- bonada. - agem sobre a natureza da superfície do conglomerado. - são hidrófugos. - reduzem as resistências mecânicas - o efeito hidrofu- gante é reduzido com o tempo. - adicionar no mo- mento do amassa mento. Incorporadores de ar - fundações em locais úmidos. - barragens. - líquido - 0,04% a 0,1% - resina vinsol(ani- ônico). - ácido adiabético. - ácido oleico. - ácido cáprico. - alquil-arilsulfo- natos. - alquil-sulfonatos. - alquil-fenois eto- xilados (não iôni- co). - sais de alquil-- amônio. - propicia a formação de microbolhas de ar, homogeneamente distribuídas. - reduz a massa es- pecífica. - reduz as resistências para consumo elevado. - aumenta a trabalhabilidade. - reduz a absorção capilar. - evitar mistura, transporte e adensa- mento prolongado pois haverá perda do ar incorporado. - adicionar à mistura junto com a primeira água de amassamen- to. - recomendáveis para concretos de baixo consumo de cimento. ADITIVOS USO RECOMENDADO ESTADO FÍSICO MAIS COMUM TEOR MAIS COMUM EM MASSA, EM RELAÇÃO À MASSA DE CIMENTO SUBSTÂNCIAS MAIS COMUNS MECANISMO PRINCIPAL DE AÇÃO EFEITO COLATERAL OBSERVAÇÕES Superfluidifi- cantes (redutores de água de elevado efeito) - concreto auto- adensável. - concetos impermeáveis. - líquido - 1,0% a 3,0% - naftalenos-sulfo- natos condensados com formaldeído. - trimetil-melami- na sulfonadacon- densada com for- maldeído. - lignossulfonato puro. - são adsorvidos pelas partículas de cimento e através de cargas elétricas opostas aumentam a fluidez e dispersão. - perdem o efeito em pouco tempo ( ≥ 45 min.). - retardam a hidratação. - adicionar à mis- tura momentos antes do lançamento. - evitar materiais com temperaturas elevadas, princi- palmente o cimento. - garante a fluidez, mas não a reoplas- ticidade do concreto. - recomendável para concretos de alto consumo de cimento.