PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES IV

O USO DE ADITIVOS NA QUALIDADE DO CONCRETO

O aditivo é usado para uma determinada substância (concreto), que auxilia na melhora do rendimento ou na propriedade desta substância.

Generalidades

Os aditivos podem ser considerados hoje como o quarto elemento de um concreto ou argamassa. São produtos adicionados em pequenas quantidades ao concreto, modificando algumas de suas propriedades, no estado fresco ou endurecido, melhorando a trabalhabilidade, as características mecânicas e químicas, durabilidade, economia e qualidade.

A utilização dos aditivos remonta desde a idade dos romanos, que utilizavam sebo, leite de cabra, clara de ovo, etc., mas a sua evolução nos nossos tempos, surgiu após a invenção do cimento Portland. Veja embaixo a linha do tempo do surgimento de alguns aditivos:

·      1850 – cimento Portland;

·      1855 – gesso (primeiro aditivo);

·      1900 – aceleradores – cloreto de cálcio;

·      1900 – retardadores – açúcares;

·      1935 – plastificantes – lignosulfonados;

·      1945 – incorporadores de ar;

·      1960 – anticongelantes;

·      1970 – superplastificantes (melamina);

·      1990 – hiperplastificantes (policarboxilatos – reodinâmicos).

Tipos de aditivos

Segundo a norma NBR 11768, os aditivos são classificados segundo suas finalidades:

·      Plastificantes e superplastificantes – Mantida a quantidade de água de amassamento,

proporciona o aumento do índice de consistência do concreto ou permite a redução de no mínimo 6% da quantidade de água a ser lançada. São aplicados no concreto estrutural e concreto de alto desempenho;

·      Retardadores – Aumentam os tempos de início e fim de pega dos concretos. São

aplicados no concretos pré-misturado e na concretagem em grandes volumes;

·      Aceleradores – Diminuem os tempos de início e fim de pega dos concretos, bem

como acelera o desenvolvimento de suas resistências iniciais. Para concreto armado, devem ser isentos de cloretos. São aplicados no concreto simples, na concretagem submersa, na concretagem de lastro e concreto projetado;

·      Incorporadores de ar – Incorporam pequenas bolhas de ar ao concreto. São aplicados

no concreto-massa e no concreto sujeito a ciclos de gelo/desgelo;

·      Sílicas ativas – Partículas ultrafinas de sílica em suspensão, que pela sua reatividade,

aperfeiçoam propriedades do concreto. São aplicados no concreto de alto desempenho, no concreto resistente a ambientes agressivos e à abrasão, nas estruturas esbeltas e no concreto projetado;

·      Expansores – Provocam a expansão de 1 a 2% do concreto, mediante a formação de

gases;

·      Impermeabilizantes – Formam compostos, notadamente com a reação com o

hidróxido de cálcio do cimento, repelindo a água;

·      Inibidores de corrosão – Solução de nitrito de cálcio ou éster e aminas, inibem o

ataque de cloretos;

·      Inibidores de reação álcali-agregados – Produtos à base de lítio, inibem a reação

álcali-agregado;

·      Fungicidas – Produtos à base de sulfato de cobre ou pentaclorofenol, impedem a

formação de fungos e algas no concreto endurecido;

·      Injeções – Fluidificantes para injeção de cimento em bainhas de protensão e trincas.

·      Controle de hidratação do cimento – Controlam a hidratação do cimento, permitindo

a inibição das reações de hidratação por até 72 horas;

·      Anticongelantes – Evitam o congelamento da água de mistura do concreto, durante a

concretagem em dias muito frios.

·      Redutores de ar incorporado – Aumentam a viscosidade e coesão da mistura.

·      Plastificantes aceleradores – Combinam os efeitos dos aditivos plastificantes e

aceleradores;

·      Plastificantes retardadores – Combinam os efeitos dos aditivos plastificantes e

retardadores;

·      Superplastificantes aceleradores – Combinam os efeitos dos aditivos

superplastificantes e aceleradores;

·      Superplastificantes retardadores – Combinam os efeitos dos aditivos

superplastificantes e retardadores.

Características gerais dos aditivos de última geração

Atualmente, os aditivos possuem características importantes, para conferir propriedades ideais ao concreto e às argamassas, tornando-se um componente indispensável para garantir a qualidade dos concretos e argamassas.

Além das características básicas dos aditivos, conforme mencionados acima, os aditivos são muito importantes para a melhoria da qualidade do concreto endurecido, como por exemplo, na sua baixa porosidade, que evita ou impede a penetração de agentes agressivos.

O cimento necessita da água para promover sua hidratação. A quantidade mínima de água para a hidratação do cimento é por volta de 25 a 30% do seu peso, ou fator água/cimento = 0,25 a 0,30. Com esta pequena quantidade de água, o concreto não se torna trabalhável, isto é o concreto é praticamente seco, ou com consistência menor que 1, impossível de se moldar nas formas.

Quando aumentamos a relação água/cimento, para valores em torno de 0,55 a 0,65, tornamos o concreto mais trabalhável. No entanto, tornamos os mesmos mais porosos e permeáveis devido à evaporação da água excedente. O excesso de água, também provoca maior retração volumétrica do concreto, gerando trincas de retração. Dentro deste aspecto, os aditivos são muito importantes, pois melhoram a trabalhabilidade do concreto, sem a adição de grandes quantidades de água.

Quanto maior o fator água/cimento, maior é a permeabilidade a água do concreto. Quanto menor a quantidade de água e melhor consistência, melhor a trabalhabilidade e qualidade do concreto.

Os aditivos que mais melhoram a fluidez do concreto com redução substancial da água de amassamento do concreto são os aditivos à base de policarboxilatos, surgidos na década de 90.

Ao contrário dos aditivos à base de melamina, que possuem vida curta, os aditivos à base de éter policarboxílicos proporcionam elevada fluidez por maior período, podendo chegar até 4 horas, dependendo da dosagem.

Os aditivos superplastificantes convencionais, à base de sulfonatos, melamina ou naftalenos são baseados em polímeros que são absorvidos pelas partículas de cimento e se acumulam na superfície do cimento no início da mistura do concreto. Os grupos sulfônicos da cadeia dos polímeros aumentam a carga negativa da superfície das partículas de cimento e dispersam estas por repulsão eletrostática. Este mecanismo eletrostático causa a dispersão da pasta de cimento, e a consequência positiva é que se requer menos água na mistura para se obter uma determinada consistência do concreto.

Os aditivos de nova geração à base de éter carboxílico são polímeros com largas cadeias laterais. No início do processo de mistura, inicia-se o mecanismo de dispersão eletrostática, conforme os aditivos convencionais, porém, as cadeias laterais unidas à estrutura polimérica geram uma energia que estabiliza a capacidade de refração e dispersão das partículas de cimento. Com este processo, obtém-se um concreto fluído com uma grande redução da quantidade de água e um ganho de resistência nas primeiras idades.

Concreto autoadensável

A última tecnologia que vem sendo adotada nos países mais avançados é o dos concretos autoadensáveis, que são concretos de elevada fluidez, que dispensam a utilização de vibradores. Também são chamados de concretos reodinâmicos. Algumas características deste concreto são:

·      Alta fluidez;

·      Sem segregação nem exsudação;

·      Autocompactável;

·      Baixa relação A/C;

·      Permite concretagem em áreas com grande taxa de armaduras e em lugares

confinados ou difíceis de acessar com vibradores.

Os aditivos de melhor desempenho para concreto autoadensável são os tipos éter carboxilatos.

Recomendações finais

Redutores de água

Em caso de superdosagem, verificar o peso das amostras, pois este indicará se houve incorporação de ar, que poderá afetar as resistências. Se houver retardamento de pega, evitar que o concreto perca água, regando abundantemente, por exemplo. Controlar a evolução das resistências. Normalmente o concreto endurece mais lentamente, mas alcança maiores resistências em longo prazo.

Manter limpos os depósitos. Embora estes produtos contenham conservantes adequados, em certas ocasiões podem ocorrer fermentações, se o depósito estiver sujo e em climas quentes. As fermentações não alteram a qualidade do adjuvante em curto prazo, mas podem produzir espumas que podem afetar os dosadores.

Superplastificantes

Eleger um superplastificante adequado ao concreto previsto.

Misturar o aditivo com 60 a 70% da água de amassamento já introduzida, por forma a garantir uma boa homogeneidade.

Sempre que se utilize dosagem superior às indicadas pelo fabricante, deve ser realizado ensaio prévio.

Embora os aditivos, pela sua composição, não tenham grandes problemas de conservação, é aconselhável manter os depósitos limpos.

Na generalidade, os superplastificantes são compatíveis com a maioria dos aditivos; contudo, podem ocorrer alguns problemas com os incorporadores de ar.

A utilização conjunta de plastificantes e superplastificantes proporcionam um efeito plastificante muito elevado.

Retardadores

São aplicadas as recomendações gerais mencionadas para os aditivos.

Prever descidas e aumentos de temperatura que podem modificar o comportamento do concreto.

Ensaiar previamente o aditivo com o cimento previsto, para comprovar o efeito retardante. A reatividade do cimento é também importante para decidir a dosagem mais adequada.

Os retardadores podem combinar-se facilmente com aditivos redutores de água, mas deve-se ter em conta que estes podem apresentar um efeito retardante, por si mesmos.

Aceleradores

Verificar se o aditivo contém cloro na sua composição, quando se tratar de concreto armado, pois provoca corrosão das armaduras.

Utilizar a dosagem mínima de acelerador, introduzindo um superplastificante que permita uma notável redução da relação A/C.

Ter em conta a real temperatura da obra.

Os aceleradores podem combinar-se com redutores de água que não tenham efeito retardador.

Incorporadores de ar

Escolher o incorporador de ar e a sua dosagem mediante ensaios, nos quais sejam controlados o ar incorporado e as resistências mecânicas.

Manter constantes a intensidade e o tempo de mistura.

Efetuar um controle da incorporação de ar e das resistências.

Evitar superdosagens e misturas excessivas.

Espumantes

Juntar o aditivo à argamassa pré-misturada, com consistência seca ou plástica.

Utilizar preferencialmente agregados naturais rolados. As britas apresentam cantos que rompem as bolhas de ar à medida que se formam. Este efeito limita a estabilidade da espuma gerada.

Manter constante a intensidade e o tempo de mistura.

Impermeabilizantes

São aplicadas as recomendações gerais mencionadas para os aditivos.

Não pensar que o aditivo consegue por si só um concreto impermeável.

Dar especial atenção à composição do concreto.

Verificar se a colocação em obra é a mais correta, e que permita uma boa compactação.

Evitar as juntas frias, colocando juntas hidroexpansivas.

Hidrofugantes

São aplicadas as recomendações gerais mencionadas para os aditivos.

Rever as dosagens a utilizar.

Controlar as resistências mecânicas e a repulsão de água obtida.

Concreto bombeável

Controlar a alteração de consistência, e comprovar a trabalhabilidade e bombabilidade.

Reduzir ligeiramente a consistência, o que deve ser devido à combinação com um plastificante.

Evitar superdosagens e utilizar a dosagem ótima.

Concreto projetado

Tomar medidas de segurança necessárias, tanto no armazenamento como no manuseamento dos produtos alcalinos (pH > 12).

Procurar utilizar aditivos não alcalinos.

Recordar que o uso de um redutor de água permite reduzir a relação água/cimento e melhorar as resistências iniciais e finais.

Sugestões

·      Eleger o aditivo segundo o recomendado na ficha técnica;

·      Ler detalhadamente as informações técnicas do produto;

·      Determinar a dosagem e realizar ensaios prévios;

·      Efetuar o controle de qualidade, ou pelo menos registrar o número do lote;

·      Garantir um bom sistema de dosagem e mistura;

·      Prever as temperaturas de inverno e proteger os tubos do dosador;

·      Consultar o fabricante sobre qualquer dúvida na utilização do produto;

·      Manter limpo o depósito.

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Vídeo superinteressante realizado pelo curso de Engenharia Civil da Faculdade Iesplan, num trabalho de química, onde houve um experimento entre um concreto sem aditivo e com aditivo. Assista-o.