0 - Reação álcali agregado
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Eng. Flávio André da Cunha Munhoz
Medidas preventivas para evitar manifestações patológicas no concreto pela reação álcali-agregado
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Reação Álcali-agregado
Estrutura da Apresentação Histórico Efeitos deletérios no concreto Ocorrência Conceitos o que é RAA O guia da ABNT para prevenção da RAA
– Análise de risco– Classificação da ação preventiva – Avaliação da reatividade de agregados– Medidas de minimização da expansão de agregados reativos
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Reação Álcali-agregado
Histórico
Descritas por Stanton (1940) na Califórnia expansão e fissura em pavimentos de concreto
No Brasil os primeiros estudos são da década de 60, época da construção da Barragem de Jupiá
1985 foi divulgado o primeiro caso de RAA: UHE Apolônio Sales de Oliveira (Moxotó)
Na década de 90 constatou-se a ocorrência em mais de 20 obras hidráulicas
2005 constatou-se a ocorrência em blocos de fundação em edifícios urbanos
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Reação Álcali-agregado
Efeitos deletérios no concreto expansão Fissuração desplacamento perda de estanqueidade perda de aderência da argamassa junto à superfície
dos agregados movimentação ou abertura de juntas movimentação/desalinhamento das superfícies livres travamento ou deslocamento de equipamentos e
peças móveis (por exemplo: comportas, turbinas, eixos, pistões, etc.).
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Reação Álcali-agregado
Efeitos deletérios no concreto
Danos desde moderados a severos requerendo:– monitoramento periódico– manutenção das estruturas– comprometimento das propriedades mecânicas
do concreto – substituição dos elementos afetados
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Reação Álcali-agregado
Ocorrência
Grande número de obras de construção civil afetadas pela reação álcali-agregado– principalmente hidráulicas
Há registros também em: – Obras de arte– Pavimento (sem registro no Brasil)– Fundações– Dormentes
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Reação Álcali-agregado
Ocorrência
Barragem com RAA – gel exsudado através das fissuras com perda da estanqueidade
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Reação Álcali-agregado
Ocorrência
Ponte Paulo Guerra, Recife
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Reação Álcali-agregado
Ocorrência
Bloco de fundação com padrão de fissuração típico de RAA
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Reação Álcali-agregado
Ocorrência
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Reação Álcali-agregado
Ocorrência
Pavimento fissurado devido a RAA
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Reação Álcali-agregado
Conceituação
Reação química entre os hidróxidos alcalinos
(K+, Na+, OH¯) dissolvidos na solução dos poros do concreto e fases minerais reativas presentes em certos tipos de agregados
Usualmente os álcalis são provenientes do cimento, mas podem também ser oriundos dos demais componentes do concreto ou do ambiente onde se encontra a estrutura de concreto.
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Reação Álcali-agregado
Conceituação
Álcalis
Agregado Reativo
Umidade
RAA
A reação requer a atuação conjunta:
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Reação Álcali-agregado
Conceituação
Prevenção a partir da eliminação de um dos fatores, com o emprego de:– Isolamento da umidade– Agregados inertes– Cimentos com baixos teores de álcalis– Emprego de materiais mitigadores da RAA
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Reação Álcali-agregado
Umidade - parâmetro difícil de ser controladoÁgua
Facilidade de mover através dos poros do concreto Excelente solvente Desempenha duas funções na RAA
– Transportar o íon hidroxila
– É absorvida em grande quantidade pelo produto da RAA gel alcalino, que expande gerando a pressão hidráulica na pasta de cimento
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Reação Álcali-agregado
Umidade
Relative Humidity %
Exp
ansi
on
at T
ime
t
20 30 40 50 60 70 80 90 100
Relative Humidity %
Exp
ansi
on
at T
ime
t
20 30 40 50 60 70 80 90 100
Umidade Relativa (%)
Exp
ansã
o n
o t
em
po
t
Relative Humidity %
Exp
ansi
on
at T
ime
t
20 30 40 50 60 70 80 90 100
Relative Humidity %
Exp
ansi
on
at T
ime
t
20 30 40 50 60 70 80 90 100
Umidade Relativa (%)
Exp
ansã
o n
o t
em
po
t
Efeito da umidade relativa na expansão do concreto devido à reação álcali-agregado (Poole, 1992).
Ocorrência RAA umidade relativa do concreto superior a 80%
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Reação Álcali-agregado
Umidade
Umidade varia em função das condições ambientais
Dimensões da estrutura– Maciça umidade interna menos sensível as
condições ambientais e pode desenvolver RAA mesmo com umidade ambiente baixa.
Manter concreto seco reduz o potencial de expansão do gel– Na prática apenas para estruturas que não
estão em contato direto com água interior das edificações
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Reação Álcali-agregado
Álcalis
Sódio (Na2O)
Potássio (K2O) Equivalente alcalino em sódio
– EqNa2O = %Na2O + 0,658 %K2O
“Limite seguro” Máximo de 1,8 ou 3,0kg/m3
– depende do grau de reatividade do agregado– das condições de exposição da estrutura– da vida útil.
Parâmetro um pouco mais fácil de ser controlado mas pode haver álcalis de outras fontes além do cimento
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Reação Álcali-agregado
Agregado Reativo Agregados que contenham formas de sílica
capazes de reagir quimicamente com o íon hidroxila e os álcalis presentes na solução dos poros
– Sílica reativa amorfa, criptocristalina, estrutura atômica desordenada
Calcedônia, opala, tridimita, cristobalita, vidro vulcânico
Tipo com reatividade mais rápida
– Sílica reativa quartzo e feldspato tensionados por processos tectônicos e minerais da classe dos filossilicatos presentes em ardósias, filitos, xistos, gnaisses, granulitos e quartzitos
Tipo com reatividade mais lenta
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Reação Álcali-agregado
Reação química
Estrutura ordenada e bem cristalizada
Estrutura desordenada e mal cristalizada
Kurtis, K. Kurtis, K.
Sílica amorfa, criptocristalina, microcristalina, quartzo e feldspato deformados
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Reação Álcali-agregado
Mecanismos da reação química1. Agregado reativo em contato com a solução dos poros
Kurtis, K.
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Reação Álcali-agregado
Mecanismos da reação química
H2O + Si-O-Si Si-OH…OH-Si
2. A superfície do agregado é atacada pelo OH¯
Kurtis, K.
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Reação Álcali-agregado
Mecanismos da reação química
Si-OH + OH¯ SiO¯ + H2O
3. Grupos de silanol (Si-OH) são rompidos pelos íons OH¯ formando íons SiO¯, sobre a superfície do agregado
Kurtis, K.
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Reação Álcali-agregado
Mecanismos da reação química
Si-OH + Na+ + OH¯ Si-O-Na + H2O
4. Os íons SiO¯ liberados são atraídos pelos cátions alcalinos da solução dos poros, formando álcali-sílica gel em torno do agregado
Kurtis, K.
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Reação Álcali-agregado
Mecanismos da reação química
Kurtis, K.
5. O gel alcalino, ao absorver água, expande, exercendo pressão osmótica sobre a pasta ou agregado
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Reação Álcali-agregado
Formação e expansão do gel
Kurtis, K.
O efeito é de fissuração quando a pressão interna devida à expansão exceder a resistência à tração do concreto.
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Reação Álcali-agregado
Expansão do gel
Aspecto do concreto no qual se observa a deposição de gel (seta) no contorno do agregado graúdo
ABCPDetalhe de agregado graúdo no qual se observa a formação de borda de reação
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Reação Álcali-agregado
Formação e expansão do gel
ABCP
Bloco de fundação de edifícios residenciais da cidade de Recife/PE com fissuras devido à RAA
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Reação Álcali-agregado
Formação e expansão do gel
As fissurações aumentam a permeabilidade
Permite que mais água entre no concreto
Acelera a reação álcali-agregado
Torna o concreto mais vulnerável a outras
manifestações patológicas
Compromete a durabilidade da estrutura!
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Reação Álcali-agregado
Prevenção
Comparando-se os fatores umidade, álcalis e agregado reativo
Álcalis
Agregado Reativo
Umidade
RAA
Mais fácil controle
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Reação Álcali-agregado
Prevenção
A interrupção do fenômeno e a recuperação da estrutura afetada é difícil e cara.
A prevenção é a melhor opção
NBR 15577 Guia para avaliação da reatividade potencial e medidas preventivas para uso de agregados em concreto
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Reação Álcali-agregado
A Nova Norma da ABNT
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Reação Álcali-agregado
A Nova Norma da ABNT- 6 partes
NBR 15577-1 Agregados - Reatividade álcali-agregado - Parte 1: Guia para avaliação da reatividade potencial e medidas preventivas para uso de agregados em concreto
NBR 15577-2 Agregados - Reatividade álcali-agregado - Parte 2: Coleta, preparação e periodicidade de ensaios de amostras de agregados para concreto
NBR 15577-3 Agregados - Reatividade álcali-agregado - Parte 3: Análise petrográfica para verificação da potencialidade reativa de agregados em presença de álcalis do concreto
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Reação Álcali-agregado
A Nova Norma da ABNT 6 partes
NBR 15577-4 Agregados - Reatividade álcali-agregado - Parte 4: Determinação da expansão em barras de argamassa pelo método acelerado
NBR 15577-5 Agregados - Reatividade álcali-agregado - Parte 5: Determinação da mitigação da expansão em barras de argamassa pelo método acelerado
NBR 15577-6 Agregados - Reatividade álcali-agregado - Parte 6: Determinação da expansão em prismas de concreto
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Reação Álcali-agregado
Proposta do guia: Análise de risco
Objetivo da análise de risco
– Determinar o grau de risco de ocorrência de RAA em função das condições de exposição e tipo de estrutura no qual o agregado será empregado, visando evitar o comprometimento de seu desempenho durante a vida útil.
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Reação Álcali-agregado
Seleção do agregado para uso em concreto
Análise de risco da possibilidade de ocorrência
de RAA na estrutura
Classificação da ação preventiva (Tabela 1)
Desnecessária Mínima Moderada Forte
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Reação Álcali-agregado
Análise de risco
Fatores para estabelecer o risco de ocorrência da RAA
– Condições de exposição da estrutura ou do elemento de concreto ao ambiente Ambiente seco ou úmido
– Dimensões da estrutura ou do elemento de concreto Estrutura maciça ou não
– Responsabilidade estrutural Estrutura provisória, corrente ou especial
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Reação Álcali-agregado
Análise de risco
Estruturas provisórias: período máximo de vida útil de projeto de 5
anos
Estruturas correntes: – construções prediais, residenciais, industriais
e comerciais em geral
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Reação Álcali-agregado
Análise de risco
Estruturas especiais: – obras com vida útil elevada, com grande
responsabilidade estrutural, cuja ruína pode acarretar danos expressivos, grande perda de
vidas ou dificultar o socorro às vítimas
– Estruturas de grande porte, aproveitamentos hidráulicos, usinas térmicas, instalações nucleares, obras de arte de engenharia
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Reação Álcali-agregado
Análise de risco Elemento maciço:
– é aquele cuja menor dimensão da seção transversal é maior ou igual a 1m
Ambiente seco:– corresponde à ausência permanente de umidade em
contato com o concreto da estrutura. – elementos estruturais enterrados são considerados
úmidos. – elementos estruturais revestidos não enterrados são
considerados protegidos da umidade.
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Reação Álcali-agregado
Seleção do agregado para uso em concreto
Análise de risco da possibilidade de ocorrência
de RAA na estrutura
Classificação da ação preventiva (Tabela 1)
Desnecessária Mínima Moderada Forte
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Reação Álcali-agregado
1)
Infraestruturas de obras de arte.Estruturas hidráulicas.Estruturas de usinas termelétricas, nucleares e eólicas.
Forte
Estádios.Estações de tratamento de esgoto.Estruturas de fundações.
Forte
Canteiro de obras.Ensecadeirasgalgáveis ou integralmente em concreto.Fundações de edificações provisórias.
Mínima
Maciço e em contato com água (notas 4 e 7)
Vigas de baldrame e elementos de fundações de edificações correntes.
Forte
Estruturas de obras de arte.Comportas de concreto.Fundações de subestações.Pré-moldados externos e de galerias.Pavimentos externos.Elementos de fundações de grandes obras residenciais, comerciais e industriais.
Forte
Postes, cruzetas, tubos e outros elementos similares de concreto.
ModeradaProteções de taludes rochosos com concreto projetado,fundações de edificações provisórias, caixas dágua, canteiro de obras.
Desnecessária
Não maciço e exposto a umidade ou em contato com água (notas 4 e 5)
Forte
Bases internas para equipamento pesadoEdifícios com revestimento externo.
Moderada
Edificações provisórias não expostas a umidade atmosférica.
DesnecessáriaMaciço e seco (notas 4, 5 e 6)
Superestrutura de hospitais, estações, shopping centers, estádios e outros.
MínimaSuperestrutura de obras residenciais, comerciais, industriais e outras.
Desnecessária
Edificações provisórias não expostas a umidade atmosférica.
DesnecessáriaNão maciço e seco(notas 4 e 5)
Exemplo de estruturaClassificação da ação preventiva
Exemplo de estruturaClassificação da ação preventiva
Exemplo de estrutura
Classificação da ação preventiva
Estruturas especiais3)Estruturas ou elementos estruturais correntes2)Estruturas provisórias1)Dimensões e condições de exposição dos
elementos estruturais de
concreto
1)
Infraestruturas de obras de arte.Estruturas hidráulicas.Estruturas de usinas termelétricas, nucleares e eólicas.
Forte
Estádios.Estações de tratamento de esgoto.Estruturas de fundações.
Forte
Canteiro de obras.Ensecadeirasgalgáveis ou integralmente em concreto.Fundações de edificações provisórias.
Mínima
Maciço e em contato com água (notas 4 e 7)
Vigas de baldrame e elementos de fundações de edificações correntes.
Forte
Estruturas de obras de arte.Comportas de concreto.Fundações de subestações.Pré-moldados externos e de galerias.Pavimentos externos.Elementos de fundações de grandes obras residenciais, comerciais e industriais.
Forte
Postes, cruzetas, tubos e outros elementos similares de concreto.
ModeradaProteções de taludes rochosos com concreto projetado,fundações de edificações provisórias, caixas dágua, canteiro de obras.
Desnecessária
Não maciço e exposto a umidade ou em contato com água (notas 4 e 5)
Forte
Bases internas para equipamento pesadoEdifícios com revestimento externo.
Moderada
Edificações provisórias não expostas a umidade atmosférica.
DesnecessáriaMaciço e seco (notas 4, 5 e 6)
Superestrutura de hospitais, estações, shopping centers, estádios e outros.
MínimaSuperestrutura de obras residenciais, comerciais, industriais e outras.
Desnecessária
Edificações provisórias não expostas a umidade atmosférica.
DesnecessáriaNão maciço e seco(notas 4 e 5)
Exemplo de estruturaClassificação da ação preventiva
Exemplo de estruturaClassificação da ação preventiva
Exemplo de estrutura
Classificação da ação preventiva
Estruturas especiais3)Estruturas ou elementos estruturais correntes2)Estruturas provisórias1)Dimensões e condições de exposição dos
elementos estruturais de
concreto
Classificação da ação preventiva
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Reação Álcali-agregado
Canteiro de obras.Ensecadeiras galgáveis ou toda em concreto.Fundações de edificações provisórias.
MínimaMaciço e em contato com água
Proteções de taludes rochosos com concreto projetado,fundações de edificações provisórias, caixas dágua, canteiro de obras.
DesnecessáriaNão maciço e exposto a umidade ou em contato
com água
Edificações provisórias não expostas a umidade atmosférica.
DesnecessáriaMaciço e seco
Edificações provisórias não expostas a umidade atmosférica.
DesnecessáriaNão maciço
e seco
Exemplo de estruturaClassificação da ação
preventiva
Estruturas provisóriasDimensões e condições de exposição dos elementos estruturais de concreto
Canteiro de obras.Ensecadeiras galgáveis ou toda em concreto.Fundações de edificações provisórias.
MínimaMaciço e em contato com água
Proteções de taludes rochosos com concreto projetado,fundações de edificações provisórias, caixas dágua, canteiro de obras.
DesnecessáriaNão maciço e exposto a umidade ou em contato
com água
Edificações provisórias não expostas a umidade atmosférica.
DesnecessáriaMaciço e seco
Edificações provisórias não expostas a umidade atmosférica.
DesnecessáriaNão maciço
e seco
Exemplo de estruturaClassificação da ação
preventiva
Estruturas provisóriasDimensões e condições de exposição dos elementos estruturais de concreto
Estruturas Provisórias
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Reação Álcali-agregado
Estádios.Estações de tratamento de esgoto.Estruturas de fundações.
Forte
Vigas de baldrame e elementos de fundações de edificações correntes.
Forte
Postes, cruzetas, tubos e outros elementos similares de concreto.
Moderada
Bases internas para equipamento pesadoEdifícios com revestimento externo.
Moderada
Superestrutura de obras residenciais, comerciais, industriais e outras.
Desnecessária
Exemplo de estruturaClassificação da ação
preventiva
Estruturas ou elementos estruturais correntes
Estádios.Estações de tratamento de esgoto.Estruturas de fundações.
Forte
Vigas de baldrame e elementos de fundações de edificações correntes.
Forte
Postes, cruzetas, tubos e outros elementos similares de concreto.
Moderada
Bases internas para equipamento pesadoEdifícios com revestimento externo.
Moderada
Superestrutura de obras residenciais, comerciais, industriais e outras.
Desnecessária
Exemplo de estruturaClassificação da ação
preventiva
Estruturas ou elementos estruturais correntes
Maciço e em contato com água
Não maciço e exposto a umidade ou em contato com água
Maciço e seco
Não maciço e seco
Dimensões e exposição da estrutura
Maciço e em contato com água
Não maciço e exposto a umidade ou em contato com água
Maciço e seco
Não maciço e seco
Dimensões e exposição da estrutura
Estruturas Correntes
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Reação Álcali-agregado
Estruturas Especiais
Infraestruturasde obras de arte.Estruturas hidráulicas.Estruturas de usinas termelétricas, nucleares e eólicas.
Forte
Estruturas de obras de arte.Comportas de concreto.Fundações de subestações.Pré-moldados externos e de galerias.Pavimentos externos.Elementos de fundações de grandes obras residenciais, comerciais e industriais.
Forte
Forte
Superestrutura de hospitais, estações, shopping centers, estádios e outros.
Mínima
Exemplo de estruturaClassificação
da ação preventiva
Estruturas especiais
Infraestruturas de obras de arte.Estruturas hidráulicasEstruturas de usinas termoelétricas, nucleares e eólicas
Forte
Estruturas de obras de arte.Comportas de concreto.Fundações de subestações.Pré-moldados externos e de galerias.Pavimentos externos.Elementos de fundações de grandes obras residenciais, comerciais e industriais.
Forte
Forte
Superestrutura de hospitais, estações, shopping centers, estádios e outros.
Mínima
Exemplo de estruturaClassificação
da ação preventiva
Estruturas especiais
Maciço e em contato com água
Não maciço e exposto a umidade ou em contato com água
Maciço e seco
Não maciço e seco
Dimensões e exposição da estrutura
Maciço e em o e em
contato com água
Não maciço eexposto a umidade ou em contato
com água
Maciço e seco
Não maciço e seco
Dimensões e exposição da estrutura
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Reação Álcali-agregado
Classificação da ação preventiva
Dimensões e condições de
exposição
Estruturas provisória
Estruturas correntes
Estruturas especiais
Não maciço e seco Desnecessária Desnecessária Mínima
Maciço e seco Desnecessária Moderada Forte
Moderada Não maciço e exposto a umidade ou em contato com água
Desnecessária Forte
Forte
Maciço e em contato com água Mínima Forte Forte
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Reação Álcali-agregado
Desnecessária Mínima Moderada Forte
Agregado com histórico de ocorrência de RAA
em serviço ou por ensaios
Classificação do grau de reatividade do agregado
(ver Figura 2)
Troca do agregado
Potencialmente Reativo
Execução da Obra
Potencialmente Inócuo
Medidas de mitigação(ver seção 7)
SIM
NÃO
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Reação Álcali-agregado
Potencialmente reativo
(Voltar ao fluxograma da Figura 1)
Expansão em 1 ano> 0,04%
Potencialmente inócuo(Voltar ao fluxograma da Figura 1)
Expansão em 1 ano< 0,04%
AnálisePetrográfica
Expansão aos 30 dias 0,19%
Expansão aos 30 dias < 0,19%
Método de longa duraçãodos prismas de concreto
Método aceleradodas barras de argamassa
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Reação Álcali-agregado
Ensaios
Periodicidade de realização dos ensaios– A cada seis meses ou 150 000 m3 de agregados
produzidos, o que ocorrer primeiro, devem ser realizados ensaios de verificação da potencialidade reativa de acordo com o fluxograma da Figura 2 (seção 5) da Parte 1 desta Norma.
NBR 15577-2
Agregados - Reatividade álcali-agregado - Parte 2: Coleta, preparação e periodicidade de ensaios de amostras de agregados para concreto
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Reação Álcali-agregado
Ensaios
Observação por microscopia e detecção de fases reativas
Principais fases reativas: opala, calcedônia, vidro vulcânico, silex, quartzo com extinção ondulante, silicatos com granulação fina, tridimita, cristobalita, calcários dolomíticos argilosos.
Ensaio de avaliação potencial
NBR 15577-3
Agregados - Reatividade álcali-agregado - Parte 3: Análise petrográfica para verificação da potencialidade reativa de agregados em presença de álcalis do concreto
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Reação Álcali-agregado
Fase criptocristalina de calcedônia
QM
QD
Cristais de quartzo deformado (QD) e microcristalino (QM) conferem caráter reativo ao agregado
Ensaios
Análise Petrográfica agregado potencialmente reativo agregado potencialmente inócuo
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Reação Álcali-agregado
EnsaiosNBR 15577-4
Agregados - Reatividade álcali-agregado - Parte 4: Determinação da expansão em barras de argamassa pelo método acelerado
Avaliação do grau de reatividade dos agregados Cimento Padrão:
Área específica: (4900 ± 200)cm2/g Na2Oeq: (0,90 ± 0,10)%
Expansão em autoclave: < 0,20% Agregado
Granulometria de agregado miúdo 0,15 a 4,8mm Barras de argamassa
Dosagem: 1:2,25 (cimento:agregado) Relação a/c fixa igual a 0,47 Cura em solução aquosa de NaOH 1N a (80 ± 2)°C durante 28 dias
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Reação Álcali-agregado
Ensaios
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Reação Álcali-agregado
Avaliação do grau de reatividade dos agregados
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Idade de cura em solução agressiva (dias)
Var
iaçã
o d
imen
sio
nal
(%
)
Agregado potencialmente inócuo
Agregado potencialmente reativo
Limite da NBR 15577-1
NBR 15577-4
Milonito granítico
Basalto
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Reação Álcali-agregado
EnsaiosNBR 15577-6
Agregados - Reatividade álcali-agregado - Parte 6: Determinação da expansão em prismas de concreto
Avaliação do grau de reatividade dos agregados Cimento Padrão:
Área específica: (4900 ± 200)cm2/g Na2Oeq: (0,90 ± 0,10)% Expansão em autoclave: < 0,20%
Agregado Granulometria de agregado graúdo 4,8 a 19,0mm
Prismas de concreto (75 x 75 x 285)mm Dosagem: 420kg/m3 Relação a/c fixa igual a 0,45 Cura a (38 ± 2)°C durante um ano
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Reação Álcali-agregado
Desnecessária Mínima Moderada Forte
Agregado com histórico de ocorrência de RAA
em serviço ou por ensaios
Classificação do grau de reatividade do agregado
(ver Figura 2)
Troca do agregado
Potencialmente Reativo
Execução da Obra
Potencialmente Inócuo
Medidas de mitigação(ver seção 7)
SIM
NÃO
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Reação Álcali-agregado
Medidas de mitigação
Limitar o teor de álcalis no concreto
CP II E
CP II Z
CP III
CP IV
Utilizar materiais inibidores
Sílica ativa
Metacaulim
Medidas de mitigação
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Reação Álcali-agregado
Medidas de mitigação
Grau de risco de ocorrência de RAA
moderado
zero
mínimo
forte
Intensidade Ação preventiva
moderada
desnecessária
mínima
forte
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Reação Álcali-agregado
Medidas de mitigação
MÍNIMA Intensidade da ação preventiva
1. Utilizando qualquer tipo de cimento, limitar o teor de álcalis do concreto a valores menores que 3,0 kg/m3 de Na2O equivalente, ou
2. Utilizar cimentos CP II-E ou CP II-Z, conforme NBR 11578, ou CP III, conforme NBR 5735, ou CP IV, conforme NBR 5736, ou
3. Usar uma das medidas mitigadoras previstas na ação preventiva de intensidade moderada
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Reação Álcali-agregado
Medidas de mitigação
MODERADA Intensidade da ação preventiva
1. Utilizando qualquer tipo de cimento, limitar o teor de álcalis do concreto a valores menores que 2,4 kg/m3 Na2O equivalente, ou
2. Utilizar cimento CP III, com no mínimo 60% de escória conforme NBR 5735, ou
3. Utilizar cimento CP IV com no mínimo 30% de pozolana conforme NBR 5736, ou
4. Usar uma das medidas mitigadoras previstas na ação preventiva de intensidade forte
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Reação Álcali-agregado
Medidas de mitigação
FORTE Intensidade da ação preventiva
1. Utilizar materiais inibidores da RAA comprovando a mitigação da reatividade potencial por ensaio, ou
2. Substituir o agregado em estudo.
Nota: Aceita-se considerar o aporte de álcalis trazido ao concreto pelo cimento (álcalis totais determinados pela NBR NM 11, NBR
NM 17 ou NBR 14656), na ausência de ensaios de todos os componentes do concreto
Na2Oeq = 0,658 K2O + Na2O
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Reação Álcali-agregado
Teor de álcalis (kg/m3 Na2Oe) fornecido pelo cimento ao concreto em
função do consumo de cimento (kg/m3) e do teor de álcalis do cimento (%Na2Oe)
Consumo de cimento
(kg/m3)
Teor de álcalis no cimento (% Na2Oe)
0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Álcalis fornecidos pelo cimento (kg/m3 Na2Oe)
250 1,50 1,75 2,00 2,25 2,50
275 1,65 1,93 2,20 2,48 2,75
300 1,80 2,10 2,40 2,70 3,00
325 1,95 2,28 2,60 2,93 3,25
350 2,10 2,45 2,80 3,15 3,50
375 2,25 2,63 3,00 3,38 3,75
400 2,40 2,80 3,20 3,60 4,00
425 2,55 2,98 3,40 3,83 4,25
Fournier and Bérubé (2000)
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Reação Álcali-agregado
Cimentos inibidores da RAA
CP II-E e CP III
– Escória de alto-forno nos cimentos em teores suficientes para mitigar as expansões de argamassas com agregados potencialmente reativos.
CP II-Z e CP IV
– Materiais pozolânicos no cimento em teores suficientes para mitigar as expansões de argamassas com agregados potencialmente reativos
–
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Reação Álcali-agregado
Materiais inibidores da RAA
Sílica ativa e metacaulim em combinação com qualquer tipo de cimento
– Os teores necessários de sílica ativa e metacaulim e sua eficácia para auxiliar na mitigação das expansões decorrentes de reações deletérias devem ser estabelecidos pelo ensaio de barras de argamassa, atendendo ao limite de 0,10 % aos 16 dias, ou pelo ensaio de prismas de concreto, sendo menor do que 0,04% em 2 anos
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Reação Álcali-agregado
Materiais inibidores da RAA
Como comprovar que um cimento é inibidor da RAA?
– Através do ensaio pela NBR 15577-5 Método mais adequado e rápido para verificar a
mitigação da RAA
A eficiência das adições ativas presentes nos cimentos varia de acordo com:
a composição química e mineralógica das adições da proporção desse material no cimento, e do grau de reatividade do agregado.
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Reação Álcali-agregado
EnsaiosNBR 15577-5
Agregados - Reatividade álcali-agregado - Parte 5: Determinação da mitigação da expansão em barras de argamassa pelo método acelerado
Avaliação da eficiência das ativas em mitigar a RAA
Cimento da obra Agregado
Granulometria de agregado miúdo 0,15 a 4,8mm Barras de argamassa (25 x 25x 285)mm
Dosagem: 1:2,25 (cimento:agregado) Relação a/c fixa igual a 0,47 Cura em solução aquosa de NaOH 1N a (80 ± 2)°C durante pelo
menos 16 dias
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Reação Álcali-agregado
Ensaios Valores de expansão < 0,10% aos 16 dias indicam que a combinação do cimento com adições de
escórias de alto-forno, cinza volante, metacaulim ou sílica ativa com o agregado analisado apresenta características favoráveis ao emprego em obras de construção civil com baixo risco de desenvolvimento da patologia referente à reação álcali-agregado.
Valores de expansão 0,10% aos 16 dias indicam que a combinação do cimento com o agregado pode desenvolver expansão deletéria; a norma sugere que a mesma combinação dos materiais deve ser testada no concreto (Parte 6), ou aumentar os teores das adições e confirmar a minimização através de novos ensaios
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Reação Álcali-agregado
Avaliação da eficiência das ativas em mitigar a RAA
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Idade de cura em solução agressiva (dias)
Var
iaçã
o d
imen
sio
nal
(%
)
Cimento inibidor
Cimento não inibidor
Limite da NBR 15577-1
NBR 15577-5Basalto + Cimento com Escória
0%
15%
30%
45%
60%
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Reação Álcali-agregado
Avaliação da eficiência das ativas em mitigar a RAA
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Reação Álcali-agregado
Avaliação da eficiência das ativas em mitigar a RAA
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Reação Álcali-agregado
Avaliação da eficiência das ativas em mitigar a RAA
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Reação Álcali-agregado
Conclusões
Análise de risco– Tipo de estrutura (maciça ou não maciça, temporária,
corrente, especial)– Condição de exposição (ambiente seco, úmido,
submersa, contato com água, fonte externa de álcalis, etc)
– Teor de álcalis dos componentes do concreto
Intensidade da ação preventiva– Desnecessária– Mínima– Moderada– Forte
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Reação Álcali-agregado
Conclusões Caracterização dos agregado
– Análise petrográfica presença de fases reativas– Ensaio acelerado das barras de argamassa– Ensaio de longa duração em prisma de concreto
Agregado potencialmente inócuo: preocupações mínimas
Agregado potencialmente reativo ou não se conhece seu comportamento:
– Troque o agregado (se possível)– Adote medidas mitigadoras
limite o teor de álcalis use cimentos mitigadores da RAA use adições ativas normalizadas (sílica ativa ou metacaulim)
Na menor dúvida adote medidas mitigadora da RAA