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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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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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50

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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53

Reação Álcali-agregado

Ensaios

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54

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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56

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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57

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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58

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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59

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

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Reação Álcali-agregado

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