TC031 Aditivos x

Aditivos

Ministrio da Educao Jos de A. Freitas Jr. | Materiais de Construo Universidade Federal do Paran Setor de Tecnologia Departamento de Construo Civil

Materiais de Construo ( TC-031) ADITIVOS PARA CONCRETO

Prof. Jos de Almendra Freitas Jr.

[email protected]

Verso 2013

Aditivos

Jos de A. Freitas Jr. | Materiais de Construo

ADITIVOS PARA CONCRETOSo produtos empregados na produo de concretos e argamassas de cimento para modificar certas propriedades do material fresco ou endurecido.

Aditivo 4o componente do concreto, (cimento / agregados / gua/ aditivos)Todo concreto minimamente estudado usa aditivos. No 1o mundo 70 a 80% dos concretos usam algum tipo de aditivo.

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ADITIVOS PARA CONCRETO Finalidades: Aumentar a trabalhabilidade ou plasticidade do concreto; Reduzir o consumo de cimento (custo); Alterar acelerando ou retardando o tempo de pega; Reduzir a retrao; Aumentar a durabilidade: Inibindo a corroso das armaduras; Neutralizando as reaes lcali-agregado; Reduzindo o efeito do ataque por sulfatos; Diminuir a permeabilidade.

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ADITIVOS PARA CONCRETONBR-11768/92 classifica alguns dos tipos de aditivos: TIPO P A R PR PA IAR SP SPR SPA Finalidade plastificante ou redutor de gua (mnimo 6% de reduo); acelerador do tempo de pega; retardador do tempo de pega; plastificante e retardador do tempo de pega; plastificante e acelerador do tempo de pega; incorporador de ar; superplastificante (mnimo 12% de reduo de gua); superplastificante retardador; superplastificante acelerador.

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ADITIVOS TENSOATIVOS: INCORPORADORES DE AR - IARReduzem a tenso superficial da gua e incorporam ou adicionam ar ao concreto, prendendo-o em bolhas de 0,1 a 0,8mm. Grau eficincia depende da presena de finos, quanto mais finos (tambm alto consumo de cimento), menos ar incorporado. Excesso de ar incorporado diminui a resistncia mecnica do concreto.

(adaptao de Mehta e Monteiro, 2006)

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ADITIVOS TENSOATIVOS: INCORPORADORES DE AR - IAR A incluso de ar preventiva e aumenta a resistncia do concreto deteriorao devido aos ciclos de gelo/degelo. Criam bolhas de ar muito estveis, fortes, pequenas e prximas umas das outras.

(Narciso Gonalves da Silva, Giovana Collodetti, Douglas Z. C. M. Pichetti, Philippe Jean Paul Gleize, UTFPR)

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ADITIVOS TENSOATIVOS: INCORPORADORES DE AR - IARFinalidades: - Aumentar a plasticidade por diminuir o atrito entre os slidos. - Diminuem a permeabilidade e aumentam a durabilidade (menor a/c). - Reduzem tambm a segregao e exsudao. - Aumentar a resistncia do concreto ao fenmeno gelo-degelo. As bolhas deixam espao para a formao dos cristais de gelo.

(Mehta e Monteiro, 2006)

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ADITIVOS TENSOATIVOS: INCORPORADORES DE AR - IARCongelamento da gua dentro do concreto fenmeno gelo/degelo: Concreto permevel absorve a gua no estado lquido; Temperaturas negativas formam gelo nos poros aumento de volume da gua em 9%; Congelamento tambm gera presses osmticas; Tenses internas decompe o concreto.

(Prof. Jos Marques Filho)

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ADITIVOS TENSOATIVOS: INCORPORADORES DE AR - IAR Minimizao dos efeitos fenmeno gelo/degelo: Recomendao de Incorporao de Ar - ACI 318Dimenso mxima nominal do agregado (mm) 9 12,5 19 25 37,5 50 76 Contedo de ar (%) Exposio severa 7,5 7 6 6 5,5 5 4,5ACI Committe 318

Exposio moderada 6 5,5 5 4,5 4,5 4 3,5

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ADITIVOS TENSOATIVOS: INCORPORADORES DE AR - IAR Efeitos da incorporao de ar ao concreto: Aumenta a % de ar, reduz a resistncia compresso.

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ADITIVOS TENSOATIVOS:PLASTIFICANTES OU REDUTORES DE GUA- P, SP e PF Aumentam a trabalhabilidade. So molculas com extremidades laterais com cargas negativas. Um dos lados adere aos gros de cimento (superfcie positiva), e outro lado com carga negativa fica exposto. A repulso eltrosttica entre as cargas negativas afasta os gros de cimento cobertos pelo aditivo facilitando a trabalhabilidade.

Sem Aditivo

Com Aditivo SP

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ADITIVOS TENSOATIVOS:PLASTIFICANTES OU REDUTORES DE GUA- P, SP e PFDiminuir a/c para obter um fc maior e um concreto melhor: Maior fc e um concreto melhor Menos gua = perda de trabalhabilidade Mais cimento = Maior custo, Mais retrao, Mais calor, ...

Aditivos P, PF e SP possibilitam: Menos gua ou Mais cimento Menos gua sem perda de trabalhabilidade.

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ADITIVOS TENSOATIVOS:PLASTIFICANTES OU REDUTORES DE GUA- P, SP e PFNBR 11768

Finalidades principais: 1) Aumentar a trabalhabilidade mantendo o a/c e a resistncia mecnica. 2) Aumentar a resistncia diminuindo o a/c, mantendo a trabalhabilidade. 3) Reduzir o consumo de cimento (custo) assim como o consumo de gua mantendo o a/c e a resistncia.

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ADITIVOS TENSOATIVOS:PLASTIFICANTES OU REDUTORES DE GUA- P, SP e PFMolcula com grupo polar aninico na cadeia de hidrocarbonetos.(Mehta e Monteiro, 2006)

Gro de Cimento Envolvido Pelo aditivo Antes Depois

www.concretedecor.net

Concreto Auto-adensvel

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NBR 11768 ADITIVOS TENSOATIVOS: PLASTIFICANTES OU REDUTORES DE GUA- P, SP e PF(Mehta e Monteiro, 2006) (Ramachandran, 1998)

(Ramachandran;Malhotra, 1998)

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PLASTIFICANTES OU REDUTORES DE GUA- P, SP e PF

ADITIVOS TENSOATIVOS:

Perodo de eficincia dos aditivos plastificantes depende de: Quantidade aplicada (0,2 a 0,6 % do peso de cimento); Temperatura ambiente (maior temperatura diminui o tempo); Finura do cimento (mais fino, menor perodo); Normalmente aditivos do tipo P - 2 a 4 horas. Exemplos dos usos de aditivos plastificantes P, para as diferentes finalidades.Custos Cimento Areia Brita Plastificante Ref. 04/2011 R$ 0,40/kg R$ 45,00/m3 R$ 40,00/m3 R$ 3,50/kgJos Freitas Jr.)

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EXEMPLOS DE USOS DE PLASTIFICANTES - P24 MPa 0,59 292 kg 172 litros 0,322 m3 0,551 m3 ---60 mm Total 1) Uso de aditivo P para aumentar o abatimento Ruptura mdia compresso (28 dias) 24 MPa Relao a/c 0,59 Consumo de cimento 292 kg gua 172 litros Areia 0,322 m3 Brita 0,551 m3 Aditivo plastificante (0,44%) + 1,28 kg Abatimento 90 mm Total CONCRETO DE REFERNCIA Ruptura mdia compresso (28 dias) Relao a/c Consumo de cimento gua Areia Brita Aditivo plastificante Abatimento R$

R$ 116,80 ---R$ 14,49 R$ 22,04

R$ 153,33 R$

R$ 157,81

Jos Freitas Jr.)

R$ 116,80 ---R$ 14,49 R$ 22,04 R$ 4,48

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EXEMPLOS DE USOS DE PLASTIFICANTES - P24 MPa 0,59 292 kg 172 litros 0,322 m3 0,551 m3 ---60 mm Total 2) Uso de aditivo P para aumento de resistncia Ruptura mdia compresso (28 dias) 31 MPa Relao a/c 0,53 Consumo de cimento 292 kg gua 154 litros Areia 0,328 m3 Brita 0,560 m3 Aditivo plastificante (0,5%) + 1,46 kg Abatimento 60 mm Total CONCRETO DE REFERNCIA Ruptura mdia compresso (28 dias) Relao a/c Consumo de cimento gua Areia Brita Aditivo plastificante Abatimento R$

R$ 116,80 ---R$ 14,49 R$ 22,04

R$ 153,33 R$

R$ 159,07

Jos Freitas Jr.)

R$ 116,8 ---R$ 14,76 R$ 22,4 R$ 5,11

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EXEMPLOS DE USOS DE PLASTIFICANTES - PCONCRETO DE REFERNCIA Ruptura mdia compresso (28 dias) Relao a/c Consumo de cimento gua Areia Brita Aditivo plastificante Abatimento 3) Uso de aditivo P para reduo de custo Ruptura mdia compresso (28 dias) Relao a/c Consumo de cimento gua Areia Brita Aditivo plastificante (0,44%) Abatimento R$ 24 MPa 0,59 292 kg 172 litros 0,322 m3 0,551 m3 ---60 mm Total 24 MPa 0,59 263 kg 155 litros 0,337 m3 0,575 m3 + 1,16 kg 60 mm Total

R$ 116,80 ---R$ 14,49 R$ 22,04

R$ 153,33 R$

R$ 146,98

Jos Freitas Jr.)

R$ 105,20 ---R$ 14,72 R$ 23,00 R$ 4,06

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ADITIVOS TENSOATIVOS:PLASTIFICANTES OU REDUTORES DE GUA- P, SP e PF

Plastificantes - P - at 12% de reduo de gua Polifuncionais PF - at 20% de reduo de gua Superplastificantes SP mais de 20% de reduo de gua

(Granato BASF)

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ADITIVOS TENSOATIVOS:PLASTIFICANTES OU REDUTORES DE GUA- P, SP e PF

Usos mais comuns: Plastificantes e Polifuncionais: Para reduzir o consumo de cimento melhorar o abatimento, em concretos com fck at 40 MPa e para abatimentos de at 120 mm. Superplastificantes Para produzir concretos de alta resistncia e concretos auto-adensveis, utilizando como fluidificantes.

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ADITIVOS TENSOATIVOS: SUPERPLASTIFICANTES SP

NBR 11768 (tipo SP)

Superplastificantes - classe a parte de plastificantes. Adicionado ao concreto em 1 a 3% do peso de cimento sem segregar. Perodo de eficincia SP das 1as geraes 45 minutos, obrigava a adio no local da obra e no na usina.

(GRACE)

Ao de um SP sobre os gros de cimento repulso eletrosttica e estrica.

2 gerao - adio na obra

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NBR 11768 (tipo SP)

Geraes : 1 - Lignosulfonados, Melanina-formaldedo; 2 gerao Naftalnicos, eficincia por 1/2 hora; 3a gerao Policarboxilatos, eficincia por 1:30 horas custo alto - R$ 14,00/kg (04/2006) ADVA e GLENIUM Hiperplastificantes

2 gerao Naftalnico - Cor escura

3 gerao + Policarboxilatos - Cor clara

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NBR 11768 (tipo SP)

Caractersticas: - Custo muito elevado, 5 a 6 X superiores aos tipo P. - Campo de aplicaes limitado: Concretos de alta resistncia (fck > 40 MPa) CAD/CAR Concretos com altssima fluidez CAA abatimentos de 250 mm - Ainda no vivel seu uso para a reduo de custo.

ADVA 170 GRACE CAA(Concrebras)

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ADITIVOS TENSOATIVOS: HIPERPLASTIFICANTES (SP de 3 gerao +) Aditivos SP com base de policarboxilatos alm de agirem por repulso eletrosttica apresentam outro mecanismo de ao: a repulso estrica.

Repulso eletrosttica para a cadeia de naftaleno e melanina.

Repulso estrica de um policarboxilato. Longas cadeias laterais ligadas na cadeia central do polmero cria uma capa de adsoro de grande volume que impede a aproximao das partculas de cimento.

(Adaptao de Collepardi et. al. 1999)

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ADITIVOS TENSOATIVOS: HIPERPLASTIFICANTES (SP de 3 gerao +)

Gleniun 51

Gro de cimento hidratando

Ao superplastificante Gleniun 51 MBT/BASF

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ADITIVOS TENSOATIVOS:SUPERPLASTIFICANTES SP Concreto com SP 100 g de SP ou 1% do peso do cimento

Concreto sem SP

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ADITIVOS TENSOATIVOS: HIPERPLASTIFICANTES (SP de 3 gerao +) Caractersticas: NBR 11768 (tipo SP) Reduo de at 25% no a/c. Base de ter policarboxilato. Concretos auto adensveis e concretos de alta resistncia. Facilitam o preenchimento de formas com alta concentrao de armadura, melhoram o acabamento em concreto aparente. Concretos com baixo consumo de cimento sem segregao, preservando as caractersticas durante o processo de bombeamento.Burjdubai

CAA

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ADITIVOS TENSOATIVOS: HIPERPLASTIFICANTES (SP de 3 gerao +) Policarboxilatos, so polmeros tipo pente no qual em uma cadeia principal de polimetilmetacrilato so enxertados lateralmente grupos etoxilados e/ou propoxilados.

Apresentam um mecanismo duplo de ao dispersante. Repulso eletrosttica (cargas negativas existentes nos grupos carboxilatos ao longo da cadeia de polimetilmetacrilato) e estabilizao estrica (grupos hidroflicos laterais). Combinao resulta em elevadssimo poder dispersante das partculas de cimento.

www.rheoset.com.br

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ADITIVOS TENSOATIVOS: NBR 11768 (tipo P) POLIFUNCIONAIS Caractersticas: Plastificantes intermedirios entre os plastificantes comuns e os superplastificantes. Redues de gua de 7% a 15%. Capacidade plastificante varia em funo da dose. Custos menores que os Atuam como plastificante ou dos superplastificantes. redutor de gua. Muito usado em centrais Redues de gua prximas aos de concreto para aumentar aditivos SP, mas com elevado o abatimento e possibilitar perodo de eficincia. redues no consumo de cimento e no custo.

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ADITIVOS MODIFICADORES DO TEMPO DE PEGA

Afetam ao tempo de pega e desenvolvimento do endurecimento. Aceleradores facilitam a dissoluo da cal e da slica, (silicatos), e da alumina, (aluminatos). Aceleram fortemente as reaes iniciais de hidratao e endurecimento, especialmente do C3S. Composio qumica e finura do cimento afetam a velocidade de acelerao. Retardadores retardam a osmose da gua nos gros de cimento, agindo por defloculao e adsoro.

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ADITIVOS MODIFICADORES DO TEMPO DE PEGAAplicaes e efeitos:

Retardadores - RTrazem flexibilidade no tempo de pega do concreto, aumentando o tempo de trabalhabilidade e acabamento do concreto, sendo adequados para aplicaes mais complexas em condies de climas quentes. Concretagens longas. Melhor distribuio do calor de hidratao. Menos retrao.

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Retardadores - R Dosagem mxima (+- 0,5% do peso do cimento); Acima do limite o comportamento fica instvel no incio de pega; Retardamento entre seis e oito horas; Afetam as resistncias iniciais (primeiras horas e dias); No prejudicam a resistncia final.

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ADITIVOS MODIFICADORES DO TEMPO DE PEGAAplicaes:

Retardadores - REm concretagens de grandes volumes os retardadores minimizam as juntas frias.

Retardadores

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Aceleradores - A Concretagens em clima frio; Reduo do tempo de aplicao de procedimentos de cura; Aumenta a resistncia inicial, acelerando a desforma; Reduz a exsudao; Aceleram o incio de servios acabamento (ex.: piso zero); Concentrao calor de hidratao; Possibilita lanar o concreto em temperaturas de at -7 C sem o congelamento da gua Mais retrao.

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ADITIVOS MODIFICADORES DO TEMPO DE PEGAAplicaes:

Aceleradores - A

Provocam uma pega mais rpida e desenvolvimento mais rpido de resistncia. Permitem a moldagem do concreto em temperaturas mais baixas, reduzindo tempo de acabamento dos projetos.

Possibilitam a liberao de pavimentos mais cedo para o trfego .... tecnologia fast track

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ADITIVOS MODIFICADORES DO TEMPO DE PEGA

Aditivos aceleradores com cloretos, como o cloreto de clcio, CaCl2, so os mais eficientes mas so nocivos s armaduras de ao pela ao potencializadora de corroso do cloro.

Cloreto de Clcio

Carbonato de Potssio

CaCl2

Aceleradores

K2CO3

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ADITIVOS MODIFICADORES DO TEMPO DE PEGAEfeitos do Cloreto de Clcio CaCl2 no concretode CaCl2

(Mehta e Monteiro, 1994)

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ADITIVOS MODIFICADORES DO TEMPO DE PEGAPR-MOLDADOS Cimento ARI, aditivos aceleradores e cura trmica a vapor. Anis para tneis

Necessidade de desforma rpida para maior produtividade do equipamento.

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ADITIVOS MODIFICADORES DO TEMPO DE PEGAINIBIDORES DE HIDRATAO (Estabilizadores) Interrompem processo de hidratao do cimento, chamados inibidores ou estabilizadores.

Retardadores: Ao limitada pela dosagem mxima (0,5% do peso do cimento); Ultrapassando limite, comportamento muito instvel no incio de pega; Retardamento entre seis e oito horas; Afetam as resistncias iniciais (primeiras horas e dias); No prejudicam a resistncia final.

Inibidores ou estabilizadores: Retardamento de at 40 horas, Pouco afeta as resistncias iniciais. Dosagem de 0,2 a 2,5% do peso do cimento.

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ADITIVOS MODIFICADORES DO TEMPO DE PEGAINIBIDORES DE HIDRATAO (Estabilizadores) Param a hidratao do cimento. Podem manter o concreto fresco dentro dos caminhes por horas ou inclusive dias. Tambm utilizados para assegurar a qualidade do concreto que deve ser entregue em longas distncias.

(Concrebras)

RECOVER - Grace

Aditivos Aditivos


ADITIVOS MINERAISSo materiais silicosos modos a p, em geral provenientes de algum tipo de resduo industrial, que quando adicionados ao cimento, produzem algumas caractersticas interessantes no concreto.

Classificao:Pozolnicos - reagem fixando o hidrxido de clcio, formando estruturas tipo C-S-H. Ex. cinzas volantes com baixo teor de clcio. Cimentantes - reagem hidratando com a gua. Ex. escria granulada de alto forno. Alguns aditivos tem reaes tanto pozolnicas como cimentantes, como as cinzas volantes (fly ash) com elevado teor de clcio.

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ADITIVOS MINERAISReao pozolnica: Reao slica SiO2 com hidrxido de clcio Ca(OH)2, forma estruturas tipo C-S-H. Fixam a cal livre Ca(OH)2 no concreto. Estruturas C-S-H so muito menos solveis que o hidrxido de clcio. Minimiza a permeabilidade e melhora a durabilidade. Cristais de Ca(OH)2 tem baixa resistncia mecnica, so muito solveis e lixiviveis. Reao cimentante: Hidratao de silicatos. Podem ser os silicatos do clinquer ou outros semelhantes.

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ADITIVOS MINERAIS ADITIVOS COM AO POZOLNICA:Geram principalmente reaes pozolnicas. Tipos:

Pozolanas comuns:Pozolanas naturais e cinzas volantes.

Pozolanas altamente reativas:Slica ativa e cinza de casca de arroz.

Pozolanas pouco reativas:Escrias de alto forno esfriadas lentamente.

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ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO POZOLNICA

Pozolanas:NBR 12653 Classe N Classe C Materiais que obedecem os requisitos: Pozolanas naturais, materiais vulcnicos, terras diatomceas, argilas calcinadas. Cinza volante proveniente da queima de carvo betuminoso. Os materiais que diferem das classes anteriores e a cinza volante proveniente da queima de carvo sub-betuminoso.

Classe E

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Pozolanas - Cinzas volantes = Classe CP proveniente de fornos que queimam carvo mineral (termoeltricas) AO POZOLNICA SiO2 + Ca(OH)2 + H2O Propriedade CLASSE SiO2+Al2O3+Fe2O3 (% mnimo) SO3 (% mximo) Teor de umidade (% mximo) Perda ao fogo (% mximo) lcalis disponvel em Na2O (% mximo) N 70,0 4,0 3,0 10,0 1,5 Estruturas C-S-H NBR 12653 C 70,0 5,0 3,0 6,0 1,5 N 50,0 5,0 3,0 6,0 1,5

Tamanho dos gros e S.E. semelhante aos do cimento Portland

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Cinzas volantes: FLY ASH P proveniente de fornos que queimam carvo mineral modo como combustvel, (Ex. termoeltricas a carvo). Constitudas por vidro de silicato contendo alumnio, ferro e lcalis. A pequena quantidade de matria cristalina presente consiste geralmente de quartzo, mulita, silimanita, hematita e magnetita. Ps com 15-30% de partculas maiores do que 45 m (200 a 300 m/kg de finura Blaine).

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Cinzas volantes: FLY ASHwww.flyashdirect.com/ash_industry.asp

As NBR no permitem a adio de cinzas volantes diretamente ao concreto, somente atravs das cimenteiras como adio ao cimento.

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Cinzas volantes: FLY ASH Quanto a % de CaO: 1 - menos de 10% de CaO; 2 - entre 10% a 30 % de CaO. SiO2 - 60 a 85% slica-vidro e 10 a 30% em compostos cristalinos. Grau de reatividade, (velocidade de ganho da resistncia mecnica), varia com: Granulometria; Caractersticas da superfcie e Morfologia dos gros.

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Cinzas volantes: FLY ASHEfeitos sobre o concreto: - Retardam o ganho de resistncia mecnica. Nas primeiras idades a resistncia fica prejudicada devido a baixa velocidade das reaes pozolnicas. Aos + - 60 dias a resistncia se iguala a do clinquer hidratado. - Calor de hidratao fica menor e melhor distribudo no tempo. - Melhoram a trabalhabilidade do concreto fresco. Forma estruturas slidas mais tarde que o clinquer. O formato dos gros favorece a trabalhabilidade.

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ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO POZOLNICA Cinzas volantes: FLY ASHEfeitos sobre o concreto: - Minimiza a permeabilidade do concreto. Reao pozolnica fixa o hidrxido de clcio minimiza sua solubilidade. - Minimiza a retrao, por refinar os poros. - Minimiza as fissuras por contrao trmica. Menor calor de hidratao. - Diminuem a possibilidade da ocorrncia das reaes lcali-agregados. Slica das cinzas volantes fixa os lcalis nos 1os dias.

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ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO POZOLNICA Resistncia compresso e as cinzas volantes

http://constructionz.com/cementflyash

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Cinzas volantes: FLY ASH Barragens: grandes massas de concreto CP-IV 45% de cinzas volantes Menor calor de hidratao Minimiza reaes lcali-slica

Salto Caxias - Copel

Itaip

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Cinzas volantes: FLY ASH Calor de hidratao e as cinzas volantes

http://constructionz.com/cementflyash

ABCP

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ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO POZOLNICACinzas volantes: FLY ASH

Usina termo-eltrica a carvo mineral(Jos Freitas Jr.)

Coleta das cinzas volantes

(Jos Freitas Jr.)

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Cinzas volantes: FLY ASHMelhoram a trabalhabilidade do concreto fresco. Forma estruturas slidas mais tarde que o clnquer; O formato dos gros favorece a trabalhabilidade; Facilita o bombeamento, adensamento nas formas e acabamento.

Sem fly ash

Com fly ash

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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICASlica ativa (microsslica): Partculas muito pequenas de slica (SiO2), com 0,1 m de dimetro mdio, solidificadas no estado amorfo (no cristalino), portanto extremamente reativas.Cimento anidro Slica ativa

(Cheyrezy et al., 1995)

Imagem MEV Gros de slica ativa ao redor de um gro de cimento no hidratado.

Tamanho do gro de slica ativa de 1/100 do tamanho dos gros do cimento

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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA Slica ativa (microsslica):Gera reaes altamente pozolnicas, fixando a cal livre, selando muitos dos pequenos vazios internos do concreto, diminuindo a permeabilidade e aumentando muito a resistncia mecnica do concreto.

Imagem por Microscopia Eletrnica de Transmisso mostrando partculas de slica ativa.(Fidjestl e Lewis, 1999)

Gro de slica ativa tem tamanho semelhante aos das partculas slidas da fumaa de cigarro

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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICASlica ativa (microsslica): Cimento Portland Slica ativa

0,1 mm

Microfotografias com a mesma ampliao.

Silia Fume Association

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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICASlica ativa (microsslica):Tambm ajuda ao concreto combinando-se com os lcalis presentes no cimento, evitando as reaes expansivas destes com a slica presente nos agregados.

Adio da Slica Ativa ao concreto em caminho betoneira

(Concrebras)

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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA Slica ativa (microsslica):P muito fino que tem superfcie especfica enorme; Prejudica enormemente a trabalhabilidade; S possvel utilizao c/ aditivos superplastificantes (SP); Em concretos - 5 a 10 % do peso de cimento.

Silia Fume Association

Concreto projetado com SA sofre menor perda por reflexo devido ao aumento de coeso.

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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA Slica ativa (microsslica):Caractersticas Fsicas (Valores aproximados) Massa unitria Densificado (D) No densificado (ND) Massa Especfica Superfcie Especfica Formato da partcula Dimetro mdio da partculaCamargo S/A- Silmix

550 kg/m3 360 kg/m3 2.220 kg/m3 20.000 m2/kg Esfrico 0,2 m

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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA

Slica ativa (microsslica):Caractersticas (Valores aproximados) Slica ativa % Slica SiO2 95/90 (mdia/mnimo) Material Slica Ativa Fumaa de cigarro Fly Ash (cinzas volantes) Cimento PortlandCamargo S/A- Silmix

Superfcie Especfica (m2/kg) 20.000 10.000 400 a 700 300 a 500

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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA

Slica ativa (microsslica): Efeitos principais da slica ativa: Aumenta resistncia mecnica; Reduz porosidade e permeabilidade; Aumenta durabilidade; Reduz trabalhabilidade; Melhora aderncia; CAD Reduz reflexo em concreto projetado; Reduz penetrao de cloretos.

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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA Slica ativa (microsslica):Efeitos principais

(Dalmolin, D.; 1995)

CAD

(a) Zona de transio pasta/agregado de um concreto convencional tpico.

(b) Zona de Transio pasta/agregado de um concreto de alta resistncia, obtidas por microscopia eletrnica.

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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA Slica ativa (microsslica):Efeitos principais Aumenta resistncia compresso

% relativos massa de cimento

FONTE: Catlogo Tcnico Tecnosil

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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA Slica ativa (microsslica):Efeitos principais Prejudica a trabalhabilidade Aumenta a coeso; Exige o uso de aditivos superplastificantes.ITAMB

Efeito chicletes Aumento de coeso devido a slica ativa

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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA Slica ativa (microsslica): ProduoFeita atravs da reduo de quartzo a silcio a 2.000 C, que vaporizado, condensando em esferas minsculas.

Depois de solidificadas, as pequenas partculas so coletadas em filtros eletrostticos.www.tecnosilbr.com.br/silica_ativa.htm#caractersticas

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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICASlica ativa (microsslica):Burj Dubai Emirados rabes Unidos -2008 Estrutura em Concreto Armado - CAD Altura: + de 705 m 154 a 189 pavimentos Pronto: 2009 Concretos utilizados nos pilares: Base: C80A (DMC 20mm) 0- 95 m - C80A (DMC 20mm) 95-452 m C80 (DMC 14mm) 452-570 m C60 Lajes e demais pilares - C502008.apr.14

www.burjdubaiskyscraper.com

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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA Cinza de casca de arroz:Casca de arroz - capa lenhosa do gro, dura, com alto teor de slica (MEHTA, 1992), 50% celulose, 30% lignina e 20% slica de base anidra. Com a queima, a lignina e celulose removidas, resulta estrutura celular e 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 pozolnicas. Finura, densidade e forma da partcula influencia propriedades pozolnicas e a reteno de gua pelo concreto.

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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA Cinza de casca de arroz:Efeitos similares a slica ativa mas em menor intensidade, sobre a resistncia mecnica, permeabilidade e a trabalhabilidade. CINCOTTO et al. (1990) obtiveram bons resultados nas propriedades mecnicas de argamassas substituindo at 50% de cimento Portland por cinza de casca de arroz. Cinza de Casca de Arroz (produzida em leito fluidifizado) Na2O 0,61% MgO 1,85% Al2O3 1,00% SiO2 92,85% SO3 0,09% Kl2O 3,40% CaO 0,59% Fe2O3 0,05%(Cincotto,1990)

Cinza da casca de arroz ( x 1.000)

(Bigno, Isabella IME-RJ)

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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA Cinza de casca de arroz:

(Joaquim Sampaio, Joana S. Coutinho, M. N. Sampaio)

Aditivos


ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA Cinza de casca de arroz:Fluxograma simplificado da gerao de cinza a partir da queima da casca de arroz em leito fluidizado

(CIENTEC, 1986)

Aditivos


ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA Cinza de casca de arroz:

(Slvia Santos)

Aspecto do concreto com cinza de casca de arroz durante ensaio de abatimento, slump test.

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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA Metacaulim:Argila caolintica beneficiada por secagem, moagem e calcinao (750 a1000oC). Caulim: Al2Si2O5(OH)4 Metacaulim - Al2Si2O7 Pozolana de alta reatividade, em fase amorfa (vtrea). Sofre reao pozolnica c/ hidrxidos das pastas de cimento Portland, formando estruturas C-S-H.

(Joaquim Sampaio, Joana S. Coutinho, M. N. Sampaio)

Aditivos


ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA Metacaulim:Efeitos sobre o concreto fresco: Causa uma diminuio na segregao e exsudao, ficando o concreto com aparncia argamassada, com melhor trabalhabilidade e maior coeso, permitindo um melhor acabamento superficial. Efeitos sobre o concreto endurecido: Aumenta a resistncia compresso Aumenta o mdulo de elasticidade da pasta matriz Reduz a penetrao de ons de cloretos Reduz a absoro de gua Reduz a retrao Reduz o calor de hidratao Reduz a reatividade lcali-agregado

Aditivos


ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA Metacaulim:Efeitos sobre concreto projetado: Dispensa o uso de aditivo acelerador na maioria dos casos; Diminui o tempo de incio de pega; Acelera o ganho de resistncia nas primeiras horas; Garante maior aderncia ao substrato.

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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA Metacaulim:5Ca.(OH)2 + Al2Si2O7 5CaO.Al2O3.2SiO2.5H2OHidrxido de clcio Metacaulim Cristais de Gelenita

Caractersticas Fsico-Qumicas: Produto Metacaulim HP SiO2 51% Al2O3 40% Fe2O3 < 3,0% 32.000 m2/kg Superfcie Especfica: Finura: < 1,0% retido na # 500 Massa Especfica: 2,59 kg/m3

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ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO CIMENTANTE

Escrias de alto forno:Resduos provenientes do alto-forno siderrgico, onde argilas calcrias (cstinas) so usadas como fundentes, e corretoras de pH. No alto-forno misturam-se o minrio de ferro, (basicamente Fe2O3), o coque de carvo mineral (basicamente carbono), junto com as argilas calcrias. O resultado da reao o ferro gusa, onde sobrenadam as escrias a temperaturas superiores a 1100 C.Itamb

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Escria granulada de alto forno:A escria lquida resfriada bruscamente por meio de jatos de gua sob alta presso nos granuladores (8 a 10m3 de gua por 1tf de escria). No h tempo para formao de cristais, a escria se granula "vitrificando" e recebe o nome de Escria Granulada de Alto-Forno. Esta escria, com propriedades cimentcias, com aspecto de uma areia grossa, porosa, com um tamanho mximo do gro, de 5mm, cor branca amarelada e marrom.

www.slagcement.org

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Agregados de escria de alto forno:A escria sai do alto forno na forma de um lquido viscoso entre 1350 C e 1500 C. Se resfriada lentamente, esta energia trmica perdida, ocorrendo a cristalizao. Na condio cristalina a escria no possui capacidade aglomerante, sendo utilizada como agregado para concreto, pavimentao e lastro de vias frreas.

www.slagcement.org

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ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO CIMENTANTE Escria de alto forno: Resduo do alto-forno siderrgico; Presena de C2S e C3S; Gros c/ 45 m e 500 m/kg de finura Blaine; Resduo industrial nocivo ao meio ambiente.

Minrio de ferro Fe2O3 Coque de carvo mineral - C

Cstinas - CaCO3 SiO2 Fe2O3

ALTO-FORNO SIDERRGICOC3S(Jos Freitas Jr.)

C2S ....

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ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO CIMENTANTE Escria de alto forno:Nas escrias existe um importante percentual de silicato de clcio. O uso das escrias no concreto interessante o por: Reduzir o custo do aglomerante; Consumir material danoso ao meio ambiente; Tornar a pasta endurecida mais resistente ao ataque por sulfatos; Deixa o concreto menos permevel.As NBR no permitem a adio de escrias de alto forno diretamente ao concreto, somente atravs das cimenteiras como adio ao cimento.

www.slagcement.org

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ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO CIMENTANTE Escria de alto forno componentes: Composio das escrias de alto-forno no Brasil, comparativamente ao Cimento Portland ComumEscria Bsica CaO SiO2 Al2O3 MgO Fe2O3 FeO S CaO/SiO2 mdia 40 45 30 35 11 18 2,5 9 02 02 0,5 1,5 1,31 Escria cida 24 - 39 38 55 8 19 1,5 9 0,4 2,5 0,2 1,5 0,03 0,2 0,68 Cimento Portland 66 22 5 3 3 (JOHN, 1995)

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OUTROS ADITIVOSIMPERMEABILIZANTES e HIDROFUGANTES

Aditivos Impermeabilizantes:Obturam os poros do concreto reduzindo a penetrao de umidade sobre presso.

Aditivos hidrofugantes:Repelem eletricamente a gua e reduzindo a penetrao de umidade. Ambas as tcnicas no funcionam bem com fatores a/c ou consumos de cimento muito altos, por ter sua eficincia prejudicada pela fissurao do concreto.

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OUTROS ADITIVOS IMPERMEABILIZANTES e HIDROFUGANTESEm geral tem o efeito colateral de retardar a pega. Basicamente existem trs tipos que impermeabilizam o concreto::

Hidrofugantes: Sais inorgnicos que reagem com a cal livre do cimento formando sais clcicos insolveis; Materiais hidrfugos que se diferem daqueles do primeiro apenas por j se apresentarem na sua forma final, no reagindo com os componentes do cimento;

Impermeabilizantes: Gis constitudos de partculas globulares que, aps a quebra da emulso no meio alcalino do cimento, aglutinam-se na presena de gua, reduzindo a seo dos capilares.

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OUTROS ADITIVOS HIDROFUGANTES

Sem aditivo hidrofugante

Com aditivo hidrofugante

(Freitas Jr., J.)

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OUTROS ADITIVOS HIDROFUGANTESConcreto sem hidrofugante Concreto com hidrofugante

(Vanderlei, R. D.; UEM, 2008)

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OUTROS ADITIVOS

EXPANSORES

Aluminatos ou sulfoaluminatos que reagem c/ cal do cimento e a gua, desprendendo hidrognio que forma bolhas e provoca expanso. Expanses de 3 a 8 % no volume da massa. A porosidade criada prejudica as caractersticas mecnicas do concreto. Usados p/ compensar os efeitos da retrao em concretos, caldas para injeo e argamassas com a finalidade de torn-las expansivas. Uso em chumbamentos de peas e encunhamento de alvenarias.

Encunhamento de alvenarias usando argamassa com expansor.

(Freitas Jr., J. A.)

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OUTROS ADITIVOS INIBIDORES DE CORROSOBloqueiam a formao da micropilha (reao andica/catdica) por um tempo, retardando o incio da corroso do ao. Reduzem principalmente os efeitos dos cloretos. Prejudicam a trabalhabilidade. Existem tambm inibidores de corroso para aplicao superficial no concreto endurecido. Proteo adicional das armaduras atravs de inibidores introduzidos no concreto na produo ou por impregnao posterior. Mistura na massa

Impregnao

(Sika, 1996)

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OUTROS ADITIVOS CONTROLADORES DAS REAES LCALI-SLICA:

Baseados no ltio Hidrxido, carbonato ou fluorito de ltio, funcionam reagindo com os lcalis antes da slica dos agregados. O produto da reao no expansivo. Inconveniente: txico.Adams, N.; Stokes, D., Concrete Int., 8/2002)

Aplicao de ltio por impregnao em pavimento afetado por RAA.

Aditivo a base de ltio misturado na massa de concreto para pavimento.

www.aximconcrete.com

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OUTROS ADITIVOS CONTROLADORES DAS REAES LCALI-SLICA: Aditivos minerais pozolnicosPequenas partculas silicosas reagem e consomem os lcalis, enquanto a pasta tem muitos vazios; No sobra lcalis para reagir com a slica dos agregados; Cinzas volantes prejudicam o ganho de resistncia; A slica ativa prejudica a trabalhabilidade e tem alto custo.

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OUTROS ADITIVOS REDUTORES DE RETRAO: ARR Reduzem a tenso superficial da gua no interior dos vazios capilares. Fenmeno que resulta na minimizao das tenses decorrentes da sada da gua. A gua no forma msulas que atraem e aproximam as paredes dos poros. Atualmente aditivos de custo alto, mas tem aplicaes interessantes em pisos de concreto, por exemplo, minimizando nestes a necessidade de juntas.

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Materiais de ConstruoADITIVOS PARA CONCRETOREFERNCIAS BIBLIOGRAFICAS: CONCRETO: Estrutura, Propriedades e Materiais, P. Kumar Mehta e Paulo J. M. Monteiro, So Paulo: Pini, 1994. CONCRETE, Microstucture,Properties and Materials, , P. Kumar Mehta e Paulo J. M. Monteiro, McGraw-Hill, 2006 MANUAL DO CONCRETO DOSADO EM CENTRAL ABESC Palestras Eng. Jos Eduardo Granato - BASF Construction Chemicals Brasil Grace Aditivos ESTUDO DA VIABILIDADE DA UTILIZAO DE CINZAS DE CASCA DE ARROZ RESIDUAL EM CONCRETOS E ARGAMASSAS, Slvia Santos, UFSC, 1997. CONTRIBUIO AO CONHECIMENTO DAS PROPRIEDADES DO CIMENTO PORTLAND DE ALTO FORNO, Arnaldo Battagin e Mauro Esper, ABCP, 1988

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