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INTRODUÇÃO
O presente trabalho tem como objetivo apresentar os Aditivos para Concreto, sua classificação, tipo e aplicação nas diversas obras
ADITIVOS PARA CONCRETO
Os aditivos, que não estavam presentes nos primeiros passos do desenvolvimento do concreto, hoje são figuras de fundamental importância para sua composição. Há quem diga que eles são o quarto elemento da família composta por cimento, água e agregados e que sua utilização é diretamente proporcional à necessidade de se obter concretos com características especiais.
Ele tem a capacidade de alterar propriedade do concreto em estado fresco ou endurecido e apesar de estarem divididos em várias categorias, os aditivos carregam em si dois objetivos fundamentais, o de ampliar as qualidades de um concreto, ou de minimizar seus pontos fracos.
Sua aplicação pode melhorar a qualidade do concreto nos seguintes aspectos:
Trabalhabilidade, sem aumento do consumo de água;
Resistência;
Compacidade;
Durabilidade;
Bombeamento;
Fluidez (auto adensável);
E pode diminuir sua:
Permeabilidade;
Retração;
Calor de hidratação;
Tempo de pega (retardar ou acelerar)
Absorção de água;
São Classificados de acordo com a função que exercem:
Pigmentos e outros de funções variadas, tais como:
Agentes de adesão, agentes de formação de gás, agentes de coesão, agentes para bombeamento e agentes espumantes, etc.
ADITIVOS PLASTIFICANTES
São os aditivos que visão diminuir a tensão superficial as água do concreto, ou seja, facilitar que a água penetre no gel de cimento, tendo assim uma melhor molhabilidade. Com isso para aumentar, por exemplo, uma consistência, não se necessita forçar mais água ao concreto, Com esses aditivos poderá manter num traço o mesmo fator a/c, reduzindo a quantidade de água e de cimento e mantendo a mesma trabalhabilidade.
ADITIVOS POLIFUNCIONAIS
Os polifuncionais, ou multifuncionais, ganharam força no mercado de aditivos para concreto, devido a algumas necessidades de produção do concreto. Eles basicamente são parentes dos plastificantes e assim são classificados também, como em certas dosagens, principalmente em concreteiras, necessita a redução de água, eles possuem uma função de plastificantes, reduzindo a quantidade entre 6 a 10% de água.
ADITIVOS SUPERPLASTIFICANTES
São Aditivos que tem a mesma ação dos plastificantes, ou seja, redução de água aumenta de trabalhabilidade e fluidez. Porem esses tipos de aditivos faz isso com maior potência. São matérias muito aplicadas quando se deseja concretos com elevados slumps (como por exemplo, de 150 mm para cima), e grandes redutores de água, pois esses aditivos dependendo da categoria podem reduzir de 10 a 20% da água do traço. Com a grande redução de água, o aumento da resistência é cosequencia, sendo indicado em empresas de pré-fabricação de médio e grande porte.
INCORPORADORES DE AR
São Aditivos que quando misturados ao concreto, introduzem bolhas ou micro bolhas de ar entre os compostos e que são conduzidas pela ação da água. Geram grande fluidez ao concreto, devido à facilidade desse deslocamento, e por isso muito indicado em concreto que se necessitam abrir o slump. As bolhas de ar não se interligam, devido a uma ação de repelência. Influenciam na resistência e normalmente para cada 1% de ar incorporado, é preciso adicionar mais 8% de cimento.
ADITIVOS ACELERADORES
São aditivos de ação química. Sua função química é facilitar a distorção da cal e da sílica, nos silicatos, e da alumina, nos aluminatos, agentes que depois da reação, provocam o endurecimento da pasta e resistência nas primeiras idades. Com a dosagem de aceleradores de pega, você ganha entre 50 a 70% da resistência inicial em relação ao concreto sem possuir esse aditivo, bem como a agiliadade em desforma e liberação de área.
Aplicações e efeitos:
Provocam uma pega mais rápida e desenvolvimento mais rápido de resistência.
Permitem a moldagem do concreto em temperaturas mais baixas, reduzindo tempo de acabamento dos projetos.
Possibilitando a liberação de pavimentos mais cedo para o tráfego, tecnologia fast track.
ADITIVOS RETARDADORES
Também são aditivos de ação química, cuja ação principal é impedir que as reações de pega dos silicatos e aluminatos se processem no tempo normal, mas sim que haja uma demora pra processar as reações. Isso ocorre porque a ação química desses aditivos distribui melhor a reação de endurecimento. A vantagem é que com um retardador de pega há melhor a dissipação do calor, diminuindo a retração. Normalmente também são aditivos plastificantes.
Aplicações e efeitos:
Redução do tempo de aplicação de procedimento de cura;
Aumenta a resistência inicial, acelerando a desforma;
Reduz a exsudação;
Aceleram o início de serviços acabamento (ex: piso zero);
Concentração calor de hidratação;
Possibilita lançar o concreto em temperaturas de até -7ºC sem o congelamento da água;
Mais retração;
ADITIVOS PARA CONCRETO SEM SLUMP
São aditivos de alta qualidade geralmente utilizados na indústria de pré-moldados, Sua ação físico/química proporcionam uma intensiva dispersão do cimento produzindo um efeito lubrificante entre a forma e o concreto durante o processo de produção, facilitando a melhoria da qualidade do selamento superficial. A redução da fricção interna melhora a aderência da pasta de cimento e agregado.
MODIFICADORES DE VISCOSIDADE
São polímeros solúveis em água adicionados aos concretos ou às argamassas para modificar suas propriedades reológicas.
As matérias-primas normalmente empregadas em sua formulação são óxidos de polietileno, éteres de celulose e poliacrilamidas. O seu uso promove ao concreto uma redução na tendência a segregação e exsudação. Também são indicados para melhor a aplicação e o bombeamento do concreto, pois aumentando a viscosidade e a coesão da mistura.
Aplicação comum desses aditivos – grautes ou concretos autoadensáveis onde se necessita melhorar a viscosidade dessas misturas. No Caso de concretos autoadensáveis, contribuem para a melhoria da coesão quando há falta de finos nas misturas, além de reduzirem a segregação e a exsudação. Esses produtos podem ser usados em concretagens submersas e também em argamassas de assentamento e revestimento.
ADITIVOS MINEIRAIS
São materiais silicosos moídos a pó, em geral provenientes de algum tipo de resíduo industrial, que quando adicionados ao cimentos, produzem algumas características interessantes no concreto.
Classificação:
Pozolânicos – reagem fixando o hidróxido de cálcio, formado estruturas tipo C-S-H. Ex. cinzas volantes com baixo teor de cálcio.
Cimentantes – reagem hidratando com a água. Ex. escória granulada de alto-forno.
Alguns aditivos tem reações tanto pozolânicas como cimentantes, como as cinzas volantes (Fly ash) com elevado teor de cálcio.
Aditivos com ação Pololânica
Geram principalmente reações pozolânicas.
Tipos:
Pozolanas Comuns – naturais e cinzas volantes.
Pozolanas altamente reativas – Sílica ativa e cinza de casca de arroz.
Pozolanas pouco reativas – Escória de alto forno esfriadas lentamente.
Cinzas Volantes: "FLY ASH"
Pó proveniente de fornos que queimam carvão mineral moído como combustível, (EX. termoelétricas a carvão). Constituídas por vidro de silicato contendo alumínio, ferro e álcalis.
A pequena quantidade de matéria cristalina presente consiste geralmete de quarto, mulita, silimanita, hematita e magnetita.
A NBR não permite a adição de cinzas volantes diretamente ao concreto, somente através das cimenteiras como adição ao cimento.
Melhoram a trabalhabilidade do concreto fresco
Forma estruturas sólidas mais tarde que o clinquer;
O formato dos grãos favorece a trabalhabilidade;
Facilita o bombeamento, adensamento nas formas e acabamento.
Argilas Calcinadas – Pozolanas classe N
Obtidas a partir da calcinação de argilas caulinitícas a temperaturas de 550 a 850°C, com posterior moagem. Possuem elevada atividade pozolânica e grande potencialidade coma adição mineral em misturas com cimento Portland.
Tem como desvantagem, em comparação com as cinzas volantes o custo necessário à sua ativação térmica. Devido a concentração geográfica das usinas termoelétricas à carvão no sul do Brasil, as argilas calcinadas tem grande potencial pela sua ampla distribuição pelo território nacional.
Sílica ativa (microssílica):
Partículas muito pequenas de sílica com diâmetro médio, solidificadas no estado amorfo (não cristalino) portanto extremamente reativas.
Gera reações altamente pozolânicas, fixando a cal livre, selando muitos dos pequenos vazios internos do concreto, diminuindo a permeabilidade e aumentando muito a resistência mecânica do concreto.
Também ajuda ao concreto combinando-se com os álcalis presentes no cimento, evitando as reações expansivas destes com a sílica existente nos agregados.
Pó muito fino que tem superfície específica enorme; Prejudica enormemente a trabalhabilidade, só é possível utilização com aditivos superplastificantes (SP);
Em concretos – 5 a 10 % do peso de cimento.
Efeitos principais da sílica ativa
Aumenta resistência mecânica;
Reduz porosidade e permeabilidade;
Aumenta durabilidade;
Reduz trabalhabilidade:
Melhora aderência;
Reduz reflexão em concreto projetado:
Reduz penetração de cloreto;
Prejudica a trabalhabilidade;
Aumenta a coesão;
Exige o uso de aditivos superplastificantes;
Cinza de casca de arroz
Casca de Arroz – capa lenhosa do grão, dura, com alto teor de sílica (MEHTA, 1992); 50% celulose, 30% lignina e 20% sílica de base anidra.
Com a queima, a lignina e celulose removidas resultam estrutura celular porosa.
Queimada parcialmente – cinza com certo teor de carbono de cor preta.
Inteiramente queimada – cinza de cor acinzentada.
Mesmo sem controle rigoroso da queima apresenta propriedades pozolânicas.
Finura, densidade e forma da partícula influenciam propriedades pozolânica e a retenção de água pelo concreto.
Efeiros similares a sílica ativa mais em menor intensidade, sobre a resistência mecânica, permeabilidade e a trabalhabilidade. CINCOTTO (1990) obtiveram bons resultados nas propriedades mecânicas de argamassas substituindo até 50% de cimento Pothand por cinza de casca de arroz.
Aspecto do concreto de casca de arroz durante ensaio de abatimento, slump test.
Metacaulim (metacaulinita de alta reatividade MCAR):
Argila caolinítica beneficiada por secagem,. Moagem e calcinação (750 a 1000ºC).
Pozolana de alta reatividade, em faze amorfa (vítrea). Sofre reação pozolânica com hidróxidos das pastas de cimento Porthand, formando estruturas C - S – H.
Efeitos sobre o concreto fresco:
Diminuição na segregação e exsudação
Concreto com aparência " argamassada"
Melhora a trabalhabilidade e aumenta coesão
Permitindo um melhor acabamento superficial
Efeitos sobre o concreto endurecido:
Aumenta a resistência à compressão
Aumenta o módulo de elasticidade da pasta matriz
Reduz a penetração de íons de cloretos e a absorção de água
Reduz a retração
Reduz o calor de hidratação
Reduz a reatividade álcali-agregado
Efeitos sobre concreto projetado:
Dispensa o uso de aditivo acelerador na maioria dos casos;
Diminui o tempo de início de pega;
Acelera o ganho de resistência nas primeiras horas;
Garante maior aderência ao sustrato.
Escória de alto-forno:
Resíduos provenientes do alto-forno siderúrgico, onde argilas calcárias (cástinas) são usadas como fundentes, e corretoras de pH.
No alto-forno misturam-se o minério de ferro, o coque de carvão mineral, junto com argilas calcárias. O resultado da reação é o ferro gusa, onde sobrenadam as escórias a temperaturas superiores a 1100ºC.
Outros Aditivos:
Impermeabilizantes e Hidrofungantes:
Aditivos Impermeabilizantes: Obturam os poros do concreto reduzindo a penetração de umidade sobre pressão.
Aditivos Hidrofugantes: Repelem eletricamente a água e reduzindo de umidade.
Ambas as técnicas não funcionam com a relação a/c ou consumos de cimento muito altos, por ter sua eficiência prejudicada pela fissuração do concreto.
Em geral tem o efeito colateral de retardar a pega.Basicamente existem três tipos que impermeabilizam o concreto:
Hidrofugantes:
Sais inorgânicos que reagem com a cal livre do cimento formando sais cálcicos insolúeis;
Materiais hidrófugos que diferem daqueles do primeiro apenas por já se apresentarem na sua forma final, não reagindo com os componentes do cimento;
Impermeabilizantes:
Géis constituídos de partículas globulares que após a quebra da emulsão no meio alcalino do cimento, aglutinam-se na presença de água, reduzindo a seção dos capilares.
Outros aditivos
Expansores
Aluminatos ou sulfoaluminatos que reagem com a cal do cimento e a água, desprendendo hidrogênio que forma bolhas e provoca expansão. Expansões de 3 a 8% no volume da massa. A porosidade criada prejudica as características mecânica do concreto. Usados para compensar os efeitos da retração em concretos, caldas para injeção e argamassas com a finalidade de torná-las expansivas. Uso em "chumbamentos" de peças e "encunhamento" de alvenaria.
São materiais ricos em aluminatos ou sulfoaluminatos, matérias que em contato com a umidade do concreto, provocam expansão. Utilizados normalmente em caldas de cimento nas bainhas de protensão e também nas argamassas de encunhamento em paredes. Encontra-se na forma de pó para ser misturado a seco no traço.
Encunhamento de alvenarias usando argamassa com expansor.
Inibidores de corrosão
Bloqueiam a formação da micropilha (reação anódica/catódica) por um tempo, retardando o início da corrosão do aço.
Reduzem principalmente os efeitos dos cloretos.
Prejudicam a trabalhabilidade.
Existem também inibidores de corrosão para aplicação superficial no concreto endurecido.
Controladores das reações álcali-sílica: (aditivos minerais pozolânicos)
Pequenas partículas silicosas reagem e "consomem" os álcalis, enquanto a pasta tem muitos vazios;
Não sobra álcalis para reagir com a sílica dos agregados;
Cinzas volantes prejudicam o ganho de resitência;
A sílica ativa prejudica a trabalhabilidade e tem alto custo;
Detalhe de reação álcali-agregado: a seta indica a borda de reação circundando o agregado graúdo.
Redutores de retração: ARR
Reduzem a tensão superficial da água o interior dos vazios capilares. Fenmeno que resulta na minimização das tensões decorrentes da saída da água. A água não forma mísulas que atraem e aproximam as paredes dos poros.
Atualmente aditivos de custo alto, mas tem aplicações interessantes em pisos e concretos, por exemplo,minimizando nestes a necessidade de juntas.
CURIOSIDADES E HISTÓRICO
O emprego de aditivos em concretos e argamassas é tão antigo quanto o cimento ou outros aglomerantes hidráulicos. Segundo Coutinho (1997), os romanos adicionavam clara de ovo, sangue, banha ou leite a concretos e argamassas rudimentares para melhorar a trabalhabilidade das misturas.
No final do século XIX, com a invenção do cimento Pothand, a função dos aditivos evoluiu devido ao seu benefício à trabalhabilidade e durabilidade de misturas cimentícias.
Nós países como os Estados Unidos, Japão e Alemanha. Quase 80% do concreto é aditivado. No Brasil, tem-se o número de aproximadamente 15% dos concretos aditivados. Os aditivos transformam um concreto bom, em um ainda melhor.
