05_Silica_ativa

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Sílica Ativa e Cinza Volante
Matheus Hornung de Souza
Pedro Mozzer
Materiais Pozolânicos
Material Pozolânico: 
São materiais silicosos ou silico-aluminosos, 
finamente divididos que, na presença de água, 
reagem com hidróxido de cálcio constituindo 
compostos com características aglomerantes
Sobre as Pozolanas.
• A ação química e física das pozolanas de alta 
reatividade produz, normalmente, a melhoria da 
resistência à compressão e a durabilidade do concreto 
devido, principalmente, ao processo de refinamento 
dos poros e dos cristais presentes na pasta de cimento 
hidratada.
• No que se refere à ação química, as pozolanas reagem 
com o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2 ), CH, produzido 
durante a hidratação do cimento Portland. Como 
resultado, tem-se a produção de fases químicas com 
maior estabilidade e poder aglomerante, sendo os 
principais responsáveis pela resistência das pastas de 
cimento hidratadas. 
Silica Ativa: Obtenção
• A sílica ativa é um subproduto do processo de 
fabricação do silício metálico ou das ligas de ferro-
silício. A produção dessas ligas se dá em fornos 
elétricos de fusão, tipo arco-voltaico em temperaturas 
de aproximadamente 2000°C.
• A sílica ativa é coletada ao passar através de filtros 
especiais denominados filtros de manga. E em geral 
possui uma quantidade SiO2 de maior que 80%.
• As matérias-primas utilizadas no processo são o 
quartzo de alta pureza, o carvão ou coque (fonte de 
carbono), cavacos de madeira e, eventualmente, o 
minério de ferro no caso da produção de ferro-silício
Sílica Ativa
Processo de fabricação
Características:
• A sílica ativa é um pó fino cuja cor varia de cinza claro a 
cinza escuro. Como o SiO2 é incolor, a cor da sílica é 
determinada pelo teor de carbono e de óxido de ferro 
presentes. As características da sílica ativa, como cor, 
distribuição granulométrica e composição química, 
dependem do tipo de liga da qual é produzida, o tipo 
de forno, a composição química e dosagem das 
matérias primas.
• A sílica ativa também está disponível misturada 
diretamente no cimento Portland, principalmente em 
países como Islândia, Canadá e na França, em teores 
entre 6,7% e 9,3% em relação à massa de cimento 
Efeito Fisico e químico no concreto
• Do ponto de vista físico, as partículas de sílica 
ativa são esféricas e extremamente pequenas, 
com diâmetro médio entre 0,1µm e 0,2µm, 
sendo 50 a 100 vezes menores que as 
partículas do cimento.
Sílica Ativa
Composição físicas: Composição química:
Efeito Filer
• Refinamento da estrutura de poros e dos 
produtos de hidratação
• As particulas da adição podem servir como 
pontos de nucleação para produtos de 
hidratação 
• Influencia a cinética da hidratação e os tipos 
de produtos de hidratação 
• Coesão da pasta
Sílica Ativa
Efeitos no Concreto
Silica ativa: Análise
• Melhora na resistência a compressão
• Redução da porosidade
• Maior resistência a corrosão química
• Melhor adesão ao aço
• Diminuição na interface pasta/agregado.
Sílica Ativa
Efeitos no Concreto
Sílica Ativa
Concreto de Alto Desempenho
E – Tower:
Edifício com 162 m de altura, pilares com fcj
= 125 MPa e lajes e vigas com fck = 45 MPa
Evolution Tower – Curitiba
Fck = 60 MPa
Cinza volante: Obtenção.
• A combustão do carvão pulverizado, 
geralmente para a produção de energia 
elétrica, se dá em altas temperaturas, entre 
1200 e 1600ºC, são as cinzas de textura mais 
fina arrastadas pelos gases de combustão das 
fornalhas da caldeira e abatidas por 
precipitadores eletrostáticos. 
Cinza Volante
Processo de Obtenção
Classificação
• A norma americana ASTM C618, agrupa as cinzas 
volantes em duas classes conforme a sua 
proveniência. As cinzas volantes resultantes da 
queima de carvão betuminoso, de baixo teor em 
cálcio, são da classe F e apresentam propriedades 
pozolânicas, mas não têm propriedades 
aglomerantes e hidráulicas. As cinzas volantes 
provenientes da queima de carvões sub-
betuminosos, de alto teor de CaO, são da classe C 
e têm propriedades pozolânicas e aglomerantes. 
Características Físicas e Quimicas
• A forma esférica das partículas é particularmente vantajosa 
sob o ponto de vista da exigência de água e a elevada 
superfície específica indica que o material apresenta uma 
elevada reatividade com o hidróxido de cálcio
• A pozolanicidade das cinzas está intimamente relacionada 
com o teor de SiO2, visto ser a sílica amorfa que se 
combina com a cal livre e a água dando origem à formação 
de quantidades suplementares de C-S-H.
• A contribuição da quantidade de carbono presente nas 
cinzas é decisiva na exigência de água de pastas, 
argamassas e concretos. O total de água necessário à 
obtenção de uma pasta de consistência normal é tanto 
maior quanto maior for o teor em carbono
Influencia no Concreto
• A adição de cinza volante na pasta de concreto 
pode retardar o a pega do cimento.
• A reação pozolânica das cinzas é lenta e 
prolongada, podendo iniciar-se apenas ao fim 
de uma semana ou mais.
• A adição desta pozolana aumenta o volume de 
pasta, melhorando sua trabalhabilidade, 
plasticidade e coesão.
Desvantagens da cinza volante
• A falta de uniformidade das características das cinzas
• A redução do calor de hidratação
• O aumento do tempo de pega
• Um maior tempo de cura motivado pelo fato de as 
resistências mecânicas demorarem mais tempo para 
desenvolver-se
• A redução dos níveis de hidróxido de cálcio
• devido à redução da exsudação, pode ocorrer 
fissuração provocada pela evaporação de água, sendo 
exigida uma cura do concreto mais cuidadosa
Cinza Volante
Composição Química
Cinza Volante
Efeitos no Concreto
Cinza Volante
Efeitos no Concreto
Sílica Ativa X Cinza Volante
Sílica Ativa e Cinza Volante
Considerações Finais
• Sustentabilidade
a) Social.
b) Ambiental.
c) Econômica.
Bibliografia
• Catálogo Produtos Tecnosil. Disponível em http://www.tecnosilbr.com.br/produtos/
• “Estudo comparativo do desempenho mecânico da sílica ativa e do metacaulim como adições químicas 
minerais em estruturas de concreto”. J. B. M. do Carmo1 , K. F. Portella
• “SINERGIA ENTRE A NANOSÍLICA E A SÍLICA ATIVA NA PRODUÇÃO DE CONCRETO”. João Paulo Fernandes 
Guimarães
• MEHTA, P. K.; MONTEIRO, P. J. M. Concreto: estrutura, propriedades e materiais. São Paulo: Ed. PINI, 1994.
• Dissertação de Mestrado: “A INFLUÊNCIADA ADIÇÃO DE SÍLICA ATIVA, RELAÇÃO ÁGUA/AGLOMERANTE, 
TEMPERATURA E TEMPO DE CURA NO COEFICIENTE DE DIFUSÃO DE CLORETOS EM CONCRETOS”. 
Anelise Todeschini Hoffmann.
• “COMPARATIVO ENTRE CONCRETOS PRODUZIDOS COM SÍLICA ATIVA EM PÓ E SÍLICA ATIVA EM FORMA 
DE LAMA”. Jorge Sugamosto.
• “ESTUDO EXPERIMENTAL DE CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO UTILIZANDO AGREGADOS GRAÚDOS 
DISPONÍVEIS NA REGIÃO METROPOLITANA DE CURITIBA”. Sandro Eduardo da Silveira Mendes.
• “MATERIAIS POZOLÂNICOS”. Rafael Mantuano Neto.
• Revista Téchne. Edição 232 – Julho/2016. IPT Responde. Ercio Thomaz.
• “POTENCIAL POZOLÂNICO DA CINZA VOLANTE COMO MATERIAL DE SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DE 
CIMENTO”. Andressa Bianca da Costa.
• “SISTEMAS CIMENTO, CINZA VOLANTE E CAL HIDRATADA”. Juarez Hoppe Filho.