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Materiais de Construção II - CONCRETO - Aditivos Engº Luiz Gustavo Laval 1 1 Prof. Eng. Luiz Gustavo Laval MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II CONCRETO ADITIVOS luiz.gustavo@imed.edu.br ADITIVOS DEFINIÇÕES: Aditivo é todo o produto dispensável à composição e finalidade do concreto, que colocado na betoneira imediatamente antes ou durante a mistura do concreto, em quantidades geralmente pequenas e bem homogeneizado, faz aparecer ou reforça certas características (Bauer, 2000). São produtos químicos adicionados ao cimento, à argamassa ou ao concreto, para modificar uma ou mais propriedades das misturas cimentícias. As doses variam entre 0,05% e 5% da massa de materiais cimentícios. Materiais de Construção II - CONCRETO - Aditivos Engº Luiz Gustavo Laval 2 ADITIVOS CLASSIFICAÇÃO – ABNT NBR 11768:2011: Pode ser baseada na: � Ação – critério científico, distingue-se apenas as ações puramente química (modifica a solubilidade do cimento), física (modifica a tensão superficial na fase liquida, etc.) e físico-química ( modifica as relações água x ar, água x sólido, etc.); � Efeito – menor precisão científica, resultado visível no emprego da argamassa. ADITIVOS CLASSIFICAÇÃO – ABNT NBR 11768:2011: Tipos de aditivos classificados pela norma: � Aditivo redutor de água / plastificante – PR, PA, PN; � Aditivo de alta redução de água / superplastificante tipo I – SP-I R, SP-I A, SP-I N; � Aditivo de alta redução de água / superplastificante tipo II – SP-II R, SP-II A, SP-II N; � Aditivo incorporador de ar (IA); � Aditivo acelerador de pega (AP); � Aditivo acelerador de resistência (AR); � Aditivo retardador de pega (RP); � Defini critérios de desempenho esperado para os aditivos de base policarboxilato (incluídos na categoria de superplastificantes tipo II) Materiais de Construção II - CONCRETO - Aditivos Engº Luiz Gustavo Laval 3 ADITIVOS CLASSIFICAÇÃO – ABNT NBR 11768:2011: Os ensaios químicos para avaliação de conformidade e uniformidade dos aditivos estão descritos na ABNT NBR 12317:1992. FINALIDADES: � Controle de expansão quando empregados agregados reativos; � Melhoria nas condições de lançamento com diminuição da segregação; � Diminuição da exsudação; � Redução do calor da hidratação; � Melhoria nas condições de transporte do concreto bombeado; ADITIVOS AVALIAÇÃO INICIAL: Antes da seleção e aplicação do aditivo escolhido devemos: � Comparação do custo final do concreto com as características especificadas, com emprego do aditivo e sem o uso deste; � Conhecimento do efeitos reais do aditivo ou da mistura de aditivos no concreto a ser preparado e empregado nas condições específicas de cada obra; � Habilitação do pessoal que irá aplicar o aditivo; � Verificar, com muita prudência, a idoneidade do fabricante do aditivo e fornecedor – certificados que atestam as suas características; Materiais de Construção II - CONCRETO - Aditivos Engº Luiz Gustavo Laval 4 ADITIVOS PLASTIFICANTES E SUPERPLASTIFICANTES: São aditivos redutores de água com alta eficiência. � Reduzem a quantidade de água no concreto de 5% à 40%; � Quando mantida a quantidade original de água aumentam a fluidez (trabalhabilidade); � Reduz a quantidade de água sem alterar a consistência no seu estado fresco – ABNT NBR 11768:2011; � Proporcional o mínimo impacto nos tempos de pega do concreto; � Aumentam a resistência e a durabilidade do concreto – resultado do menor fator a/c; � Reduzem a quantidade de cimento – mantendo a consistência e a resistência a compressão – reduzindo custos, retração, fluência e tensões térmicas. ADITIVOS PLASTIFICANTES E SUPERPLASTIFICANTES: Quanto a composição química podem ser divididos em três grupos: a. Aditivo redutor de água/plastificante: � Composto de lignosulfonatos (mais utilizado – obtido do rejeito líquido do processo de extração da celulose da madeira), sais de ácido hidroxicarboxílico e polissacarídeos. b. Aditivo de alta redução de água/superplastificante tipo I: � Composto de sais condensados de naftaleno sulfonato ou melamina sulfonato – obtidos a partir de técnicas de polimerização. c. Aditivo de alta redução de água/superplastificante tipo II: � Composto de policarboxilato-poliéteres (PCE). Materiais de Construção II - CONCRETO - Aditivos Engº Luiz Gustavo Laval 5 ADITIVOS PLASTIFICANTES E SUPERPLASTIFICANTES: � Modo de ação: Os aditivos agem como dispersor das partículas do cimento em hidratação, liberando a água presa entre os grãos e aumentando a fluidez. Produzem uma repulsão entre grãos adjacentes do cimento devido a uma combinação de forças eletrostáticas, resultando na defloculação – liberação da água aprisionada dentro dos flocos – reduzindo a viscosidade, as tensões superficiais da água (efeito de lubrificação) e incorporando ar. � Influência nas propriedades do Concreto: � Aumentam a fluidez; � Redução da relação a/c – mantendo os valores de abatimento; � Reduzem os efeitos de segregação e exsudação; � Aceleram o desenvolvimento da resistência (em alguns caso combinados com a redução da a/c); ADITIVOS PLASTIFICANTES E SUPERPLASTIFICANTES: � Aplicações: São aplicados em aproximadamente 90% dos concretos mundialmente produzidos por processos industriais. Comum a aplicação de dois ou mais aditivos combinados. Vantagens por segmento: � Mistura: redução na quantidade de água com trabalhabilidade constante – maior resistência; redução da a/c – manutenção da resistência e trabalhabilidade; manutenção da a/c – maior trabalhabilidade; � CDC: redução do consumo de cimento e aumento no tempo de aplicação; Materiais de Construção II - CONCRETO - Aditivos Engº Luiz Gustavo Laval 6 ADITIVOS PLASTIFICANTES E SUPERPLASTIFICANTES: � Aplicações: São aplicados em aproximadamente 90% dos concretos mundialmente produzidos por processos industriais. Comum a aplicação de dois ou mais aditivos combinados. Vantagens por segmento: � Obra: concretos mais trabalháveis – redução do tempo de adensamento e acabamento; relação a/c menor – aumento da resistência, deforma mais rápida – cronograma; redução da taxa de armadura; � Pré-fabricados: Resistências iniciais mais rápidas; redução do consumo de cimento; concreto autoadensável – em peças mais esbeltas; redução do tempo de cura; melhor qualidade de acabamento; ADITIVOS INCORPORADORES DE AR: Desenvolvidos no final da década de 30. � De acordo com ABNT NBR 11768:2011 são classificados como IA e usados intencionalmente para introduzir um sistema de bolhas de ar microscópico estável e uniforme. � Aumentam uma resistência maior causada por ciclos gelo- degelo; � Aumentam a resistência à delaminação superficial causada por sais de degelo – um dos principais problemas de durabilidade de estruturas em climas frios; � Aumentam o desempenham térmico e acústico. � Aumentam a trabalhabilidade – abatimento e fluidez; � Reduzem a exsudação e a segregação; Quando mau dosado – retardo no tempo de pega e diminuição da resistência mecânica. Materiais de Construção II - CONCRETO - Aditivos Engº Luiz Gustavo Laval 7 ADITIVOS INCORPORADORES DE AR: � Composição Química: � Sais derivados da madeira – resinas vinsol neutralizadas, colofónias de gema, tall oils; � Óleos ácidos vegetais – sais alcalinos e aminoalcalinos de ácidos graxos de coco; � Detergentes sintéticos – sulfonatos e sulfatos de alquilaril; � Agentes sintéticos de trabalhabilidade – etoxilatos de alquilaril; � Materiais miscelâneos – sais ácidos alcalinos e alcalinos de lignosulfonatos, resíduos axigenados e materiais protéicos ADITIVOS PLASTIFICANTES E SUPERPLASTIFICANTES: � Modo de ação: Os agentes incorporadores de ar concentram-se na interface ar-água e reduzem a tensão superficial – promove a formação e estabilização de bolhas de ar microscópicas – formaçãode filme repelente de água. Deve-se fazer a diferenciação entre ar aprisionado (comum nos concreto durante as fases da mistura, transporte a lançamento do concreto) e a incorporação de ar – bolhas muitos menores. � Dosagem: Recomendada entre 0,05% e 0,3% da massa dos materiais cimentícios – podendo ser adicionado em diferentes etapas da mistura – areia, água, etc. Materiais de Construção II - CONCRETO - Aditivos Engº Luiz Gustavo Laval 8 ADITIVOS INCORPORADORES DE AR: � Aplicações: São largamente utilizados em países de clima frio – 80% das dosagens dos EUA. � Redução do peso específico concreto; � Melhorar o comportamento termo-acústico; � Melhorar a trabalhabilidade das argamassas; � Aumento da fluidez em grautes de baixa densidade, concreto- massa, e pavimentos rígidos; � Facilitador na etapa de bombeamento; � Melhorador de coesão. ADITIVOS MODIFICADORES DE PEGA: De acordo com ABNT NBR 11768:2011 são classificados como: � Aceleradores de pega e resistência; � Retardadores de pega: Pode ter uma terceira classe chamada de aditivos de controle de hidratação. Materiais de Construção II - CONCRETO - Aditivos Engº Luiz Gustavo Laval 9 ADITIVOS MODIFICADORES DE PEGA: � ACELERADORES DE PEGA E RESISTÊNCIA: São utilizados para redução do tempo de pega e aumento da resistência nas idades iniciais – aceleram a taxa de hidratação através de mecanismos diversos e ainda não totalmente conhecidos. Os aceleradores de pega mais comuns: � Sais solúveis inorgânicos (cloretos, brometos, fluoretos, carbonatos, tiocianatos, nitritos, nitratos, etc.); � Compostos solúveis orgânicos (alcanolaminas). Acelerador de pega mais utilizado – cloreto de cálcio – desempenho robusto e baixo custo (pode causar efeitos indesejáveis – aumento da retração, risco de corrosão das armaduras e aumento de delaminação superficial) – Alguns países limitam sua utilização em concreto armado em no máximo 2% da massa do cimento. ADITIVOS MODIFICADORES DE PEGA: � RETARDADORES DE PEGA: Atuam pela redução da solubilidade de compostos hidratados no cimento – agem formando uma camada pouco permeável ao redor dos grãos de cimento impedindo temporariamente a evolução da hidratação. A dosagem varia entre 0,1% e 0,5% sobre a massa de material cimentício. Os retardadores de pega mais comuns: � Sais de ácidos lignossulfônico; � Ácidos hidroxicarboxílicos (glaucônico, tartárico, succinico, cítrico e heptônico); � Carboidratos (sacarose, glicose, frutose, etc.); � Compostos inorgânicos; Materiais de Construção II - CONCRETO - Aditivos Engº Luiz Gustavo Laval 10 ADITIVOS MODIFICADORES DE PEGA: � RETARDADORES DE PEGA: São utilizados principalmente: � Melhorar as condições de lançamento do concreto; � Melhoria no acabamento do concreto – principalmente em locais de clima quente devido a aceleração da hidratação do cimento; � Facilitar a descarga em casos de aplicação em locais distantes da central; � Condições especiais – grandes elementos de fundação, poços de perfuração de petróleo e concretos com agregados expostos; ADITIVOS MODIFICADORES DE PEGA: � ESTABILIZADORES DA HIDRATAÇÃO - AEH: São aditivos que controlam a hidratação do cimento, além de serem utilizados como retardador de pega. Atuam principalmente no controle da hidratação do cimento, promovendo moderada manutenção de abatimento e retardo da pega – quando utilizado em altos teores o atraso da pega torna-se imprevisível (prolongamento o pega imediata). Foi desenvolvido na década de 80. Principal utilização – reuso de misturas de concreto remanescentes dentro do caminhão betoneira. Materiais de Construção II - CONCRETO - Aditivos Engº Luiz Gustavo Laval 11 ADITIVOS MODIFICADORES DE VISCOSIDADE: São polímeros solúveis em água adicionados aos concretos ou argamassas para modificar suas propriedades reológicas. Reduzem a segregação e exsudação do concreto. Os modificadores de viscosidade mais comuns: � Óxido de polietileno; � Éteres de celulose e poliacrilamidas. Alguns aditivos aumentam a demanda de água, reduzem a resistência a compressão, causam a incorporação de ar e retardam o tempo de pega – correção através do ajuste na dosagem ou adição de outros ingredientes químicos. A dosagem varia entre 0,1% e 0,2% sobre a massa dos produtos cimentícios. ADITIVOS MODIFICADORES DE VISCOSIDADE: São utilizados principalmente: � Melhorar as condições de aplicação e bombeamento – aumento da viscosidade e coesão; � Fabricação de grautes; � Fabricação de concretos autoadensáveis; � Concretagens submersas; � Argamassas de assentamento e revestimento; Materiais de Construção II - CONCRETO - Aditivos Engº Luiz Gustavo Laval 12 ADITIVOS INIBIDORES DE CORROSÃO: São aditivos que aumentam o tempo até o inicio do processo de corrosão do metal ou reduzem a taxa de corrosão. Quando utilizados em concentrações adequadas podem eliminar a corrosão quimicamente. Os inibidores de corrosão mais comuns: � Nitrito de cálcio; � Nitrito de sódio; � Dimetil etanolamina; � Aminas; � Fosfatos; � Ester-aminas. Seu efeito se baseia na ruptura do circuito eletroquímico formado pela célula de corrosão – baseia-se na adesão das moléculas fluidas na superfície do metal contribuindo na repassivação da armadura. ADITIVOS INIBIDORES DE CORROSÃO: São utilizados principalmente em ambientes que apresentam risco de corrosão: � Ambientes marinhos; � Zonas de marés; � Pontes; � Portos; � Diques; � Zonas de respingo; � Ambientes onde sem empregam sais de degelo. Materiais de Construção II - CONCRETO - Aditivos Engº Luiz Gustavo Laval 13 ADITIVOS REDUTORES DE RETRAÇÃO: Desenvolvidos no Japão na década de 80, para reduzir os efeitos da retração nos concretos e argamassa. Possuem uma dosagem entre 1,0% e 2,5% da massa dos materiais cimentícios e proporcionam reduções de retração que variam entre 25% e 50% em relação à um concreto comum. Os redutores de retração mais comuns: � Propileno Glicol; � Polioxi-alquileno alquil éter. A redução da retração é obtida pela redução da tensão superficial da água nos poros. Os efeitos desses aditivos na trabalhabilidade e no teor de ar do concreto são mínimos, podem haver algum efeito de retardo no tempo de pega. ADITIVOS REDUTORES DE RETRAÇÃO: São utilizados principalmente em concretos: � Pré-fabricado; � Pontes; � Piso industriais; � Pisos para estacionamentos; � Lajes de grandes dimensões. Materiais de Construção II - CONCRETO - Aditivos Engº Luiz Gustavo Laval 14 ADITIVOS FORNECIMENTO E ARMAZENAMENTO: São fornecidos da forma liquida ou em pó; Entregues a granel (caminhão tanque) ou embalagens (bombonas, tambores, contentores ou embalagens plásticas ou hidrossolúveis). Devem seguir rigoroso controle para transporte e armazenamento e atender a legislação ambiental de cada estado. ADITIVOS CUIDADOS ESPECIAIS NA UTILIZAÇÃO DE ADITIVOS QUÍMICOS: � Adicionar separadamente os aditivos na mistura – nunca misturar os aditivos antes da adição à argamassa; � Simular em laboratório as condições de campo – possibilidade de problemas de desempenho com efeitos de superdosagem; � Não utilizar produtos fora do prazo de validade – variam de 6 à 18 meses; � Nunca descartar aditivos na rede de esgoto doméstica – obedecer a ficha de segurança; � Em caso de pesagem automática dos aditivos – verificar periodicamente a calibração das balanças. Materiais de Construção II - CONCRETO - Aditivos Engº Luiz Gustavo Laval 15 BIBLIOGRAFIA: � BAUER, L. A. F. - Materiais de Construção – Volume 1. Editora LTC, 5º Edição; � Editor ISAIA, Geraldo C. – CONCRETO: CIÊNCIA E TECNOLOGIA – Editora IBRACON, Volume 2, 1ª Edição. ADITIVOS
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