Aula 10 - Aditivos

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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.
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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.
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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)
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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;
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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.
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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).
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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);
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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;
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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;
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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.
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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;
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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;
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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.
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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.
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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;
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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.
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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.
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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.
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REDUTORES DE RETRAÇÃO:
São utilizados principalmente em concretos:
� Pré-fabricado;
� Pontes;
� Piso industriais;
� Pisos para estacionamentos;
� Lajes de grandes dimensões.
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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.
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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.
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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.
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