![[TC 031] Propriedades Endurecido 2018 [Modo de ... · CP V – ARI – mais fino, grãos 20% menores Propriedades TC 031 - Materiais de Construção Resistência x tipos de cimento](https://static.fdocumentos.com/doc/165x107/5bb0142909d3f274188d40a7/tc-031-propriedades-endurecido-2018-modo-de-cp-v-ari-mais-fino.jpg?t=1679303360)
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Jos de A. Freitas Jr. | Materiais de ConstruoAditivos
Materiais de Construo
( TC-031)
ADITIVOS PARA CONCRETO
Prof. Jos de Almendra Freitas Jr.
Ministrio da EducaoUniversidade Federal do ParanSetor de TecnologiaDepartamento de Construo Civil
Verso 2013Verso 2013
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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
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.
Finalidades:
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NBR-11768/92 classifica alguns dos tipos de aditivos:
TIPO FinalidadeP plastificante ou redutor de gua (mnimo 6% de reduo);A acelerador do tempo de pega;R retardador do tempo de pega;
PR plastificante e retardador do tempo de pega;
PA plastificante e acelerador do tempo de pega;IAR incorporador de ar;SP superplastificante (mnimo 12% de reduo de gua);SPR superplastificante retardador;SPA superplastificante acelerador.
ADITIVOS PARA CONCRETO
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ADITIVOS TENSOATIVOS: INCORPORADORES DE AR - IAR
(adaptao de Mehta e Monteiro, 2006)
Reduzem 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.
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ADITIVOS TENSOATIVOS: INCORPORADORES DE AR - IAR
(Narciso Gonalves da Silva, Giovana Collodetti, Douglas Z. C. M. Pichetti, Philippe Jean Paul Gleize, UTFPR)
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.
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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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Congelamento 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.
ADITIVOS TENSOATIVOS: INCORPORADORES DE AR - IAR
(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 318
3,54,576
4550
4,55,537,5
4,5625
5619
5,5712,5
67,59
Exposio moderadaExposio severa
Contedo de ar (%)Dimenso mxima nominaldo agregado (mm)
ACI Committe 318
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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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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.
ADITIVOS TENSOATIVOS:PLASTIFICANTES OU REDUTORES DE GUA- P, SP e PF
Sem Aditivo Com Aditivo SP
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ADITIVOS TENSOATIVOS:
PLASTIFICANTES OU REDUTORES DE GUA- P, SP e PF
Menos gua ou
Mais cimento
Menos gua = perda de trabalhabilidade
Maior custo, Mais retrao,Mais calor, ...
Mais cimento =
Aditivos P, PF e SP possibilitam:
Menos gua sem perda de trabalhabilidade, ouou
maior trabalhabilidade sem acrscimo de gua
Diminuir a/c para obter um fc maior e um concreto melhor:
Mai
or fc
e um
co
ncre
to m
elho
r
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Finalidades principais:
a) Reduzir o consumo de cimento (custo) assim como o consumo de gua mantendo o a/c e a resistncia.
b)Aumentar o abatimento (trabalhabilidade)mantendo o a/c e a resistncia mecnica.
c) Aumentar a resistncia diminuindo o a/c, mantendo a trabalhabilidade.
ADITIVOS TENSOATIVOS:
PLASTIFICANTES OU REDUTORES DE GUA- P, SP e PFNBR 11768
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ADITIVOS TENSOATIVOS:PLASTIFICANTES OU REDUTORES DE GUA- P, SP e PF
(Meh
tae
Mon
teiro
, 200
6)
www.concretedecor.net
Concreto Auto-adensvel
Molcula com grupo polar aninicona cadeia de hidrocarbonetos.
Antes Depois
Gro de Cimento
EnvolvidoPelo
aditivo
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ADITIVOS TENSOATIVOS:PLASTIFICANTES OU REDUTORES DE GUA- P, SP e PF
NBR 11768
(Meh
tae
Mon
teiro
, 200
6)
(Ramachandran, 1998)(Ramachandran;Malhotra, 1998)
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Jos
Fre
itas
Jr.)
ADITIVOS TENSOATIVOS:PLASTIFICANTES OU REDUTORES DE GUA- P, SP e PF
Exemplos dos usos de aditivos plastificantes P, para as diferentes finalidades.
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.
R$ 3,50/kgPlastificanteR$ 40,00/m3BritaR$ 45,00/m3AreiaR$ 0,40/kgCimento
Ref. 04/2011Custos
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Jos
Fre
itas
Jr.)
EXEMPLOS DE USOS DE PLASTIFICANTES - P
R$ 146,98Total60 mmAbatimento
R$ 4,06+ 1,16 kgAditivo plastificante (0,44%)R$ 23,000,575 m3BritaR$ 14,720,337 m3Areia
----155 litrosguaR$ 105,20263 kgConsumo de cimento
0,59Relao a/c24 MPaRuptura mdia compresso (28 dias)
R$a) Uso de aditivo P para reduo do cimento e custoR$ 153,33Total
60 mmAbatimento----Aditivo plastificante
R$ 22,040,551 m3BritaR$ 14,490,322 m3Areia
----172 litrosguaR$ 116,80292 kgConsumo de cimento
0,59Relao a/c24 MPaRuptura mdia compresso (28 dias)
R$CONCRETO DE REFERNCIA
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Jos
Fre
itas
Jr.)
EXEMPLOS DE USOS DE PLASTIFICANTES - P
R$ 157,81Total90 mmAbatimento
R$ 4,48+ 1,28 kgAditivo plastificante (0,44%)R$ 22,040,551 m3BritaR$ 14,490,322 m3Areia
----172 litrosguaR$ 116,80292 kgConsumo de cimento
0,59Relao a/c24 MPaRuptura mdia compresso (28 dias)
R$b) Uso de aditivo P para aumentar o abatimentoR$ 153,33Total
60 mmAbatimento----Aditivo plastificante
R$ 22,040,551 m3BritaR$ 14,490,322 m3Areia
----172 litrosguaR$ 116,80292 kgConsumo de cimento
0,59Relao a/c24 MPaRuptura mdia compresso (28 dias)
R$CONCRETO DE REFERNCIA
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Jos
Fre
itas
Jr.)
EXEMPLOS DE USOS DE PLASTIFICANTES - P
R$ 159,07Total60 mmAbatimento
R$ 5,11+ 1,46 kgAditivo plastificante (0,5%)R$ 22,40,560 m3Brita
R$ 14,760,328 m3Areia----154 litrosgua
R$ 116,8292 kgConsumo de cimento0,53Relao a/c
31 MPaRuptura mdia compresso (28 dias)R$c) Uso de aditivo P para aumento da resistncia
R$ 153,33Total60 mmAbatimento
----Aditivo plastificante R$ 22,040,551 m3BritaR$ 14,490,322 m3Areia
----172 litrosguaR$ 116,80292 kgConsumo de cimento
0,59Relao a/c24 MPaRuptura mdia compresso (28 dias)
R$CONCRETO DE REFERNCIA
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(Granato BASF)
PLASTIFICANTES OU REDUTORES DE GUA- P, SP e PF
ADITIVOS TENSOATIVOS:
Plastificantes - P - at 12% de reduo de guaPolifuncionais PF - at 20% de reduo de guaSuperplastificantes SP mais de 20% de reduo de gua
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ADITIVOS TENSOATIVOS:
Usos mais comuns:
Plastificantes e Polifuncionais:
Para reduzir o consumo de cimento melhorar o abatimento, em concretos com fck at 40 MPa e
para abatimentos de at 120 mm.
Superplastificantes
Para produzir concretos de alta resistncia e concretos auto-adensveis, utilizando como
fluidificantes.
PLASTIFICANTES OU REDUTORES DE GUA- P, SP e PF
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ADITIVOS TENSOATIVOS:SUPERPLASTIFICANTES SPSuperplastificantes - classe a parte de plastificantes.Adicionado ao concreto em 1 a 3% do peso de cimento sem segregar. Perodo de eficincia SP das 1as geraes 45 minutos, obrigava a adio no local da obra e no na usina.
2 gerao - adio na obraAo de um SP sobre os gros de cimento
(GRACE)
NBR 11768 (tipo SP)
repulso eletrosttica e estrica.
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ADITIVOS TENSOATIVOS:SUPERPLASTIFICANTES SPGeraes : 1 - Lignosulfonados, Melanina-formaldedo;2 gerao Naftalnicos, eficincia por 1/2 hora;3a gerao Policarboxilatos, eficincia por 1:30 horas
custo alto - R$ 14,00/kg (04/2006) ADVA e GLENIUMHiperplastificantes
2 geraoNaftalnico - Cor escura
3 gerao +Policarboxilatos - Cor clara
NBR 11768 (tipo SP)
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ADITIVOS TENSOATIVOS:SUPERPLASTIFICANTES SPCaractersticas:- Custo muito elevado, 5 a 6 X superiores aos tipo P.- Campo de aplicaes limitado:
Concretos de alta resistncia (fck > 40 MPa) CAD/CARConcretos com altssima fluidez CAA abatimentos de 250 mm
- Ainda no vivel seu uso para a reduo de custo.
ADVA 170GRACE
(Concrebras)
NBR 11768 (tipo SP)
CAA
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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.
(Adapta
o d
e C
olle
pard
iet. a
l. 1
999)
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.
ADITIVOS TENSOATIVOS:HIPERPLASTIFICANTES (SP de 3 gerao +)
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ADITIVOS TENSOATIVOS:HIPERPLASTIFICANTES (SP de 3 gerao +)
Caractersticas: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.
NBR 11768 (tipo SP)Burjdubai
CAA
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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 carboxilatosao longo da cadeia de polimetilmetacrilato) e estabilizao estrica(grupos hidroflicos laterais). Combinao resulta em elevadssimo
poder dispersante das partculas de cimento.
ww
w.r
heos
et.c
om.b
r
ADITIVOS TENSOATIVOS:HIPERPLASTIFICANTES (SP de 3 gerao +)
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ADITIVOS TENSOATIVOS: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.Atuam como plastificante ou
redutor de gua.Redues de gua prximas aos
aditivos SP, mas com elevado perodo de eficincia.
NBR 11768 (tipo P)
Custos menores que os dos superplastificantes.Muito usado em centrais
de concreto para aumentar o abatimento e possibilitar 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.
AceleradoresAceleradores 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.
RetardadoresRetardadores retardam a osmose da gua nos gros de cimento, agindo por defloculao e
adsoro.
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ADITIVOS MODIFICADORES DO TEMPO DE PEGA
Aplicaes e efeitos:
Retardadores - R
Trazem 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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ADITIVOS MODIFICADORES DO TEMPO DE PEGA
Aplicaes e efeitos:
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 PEGA
Aplicaes:
Retardadores - R
Em concretagens de grandes volumes os retardadores minimizam as juntas frias.
Retardadores
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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 -7C sem o congelamento da gua
Mais retrao.
ADITIVOS MODIFICADORES DO TEMPO DE PEGA
Aplicaes e efeitos:
Retardadores - R
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Aplicaes: Aceleradores - A
ADITIVOS MODIFICADORES DO TEMPO DE PEGA
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.
Carbonato de PotssioCloreto de
ClcioK2CO3CaCl2 Aceleradores
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Efeitos do Cloreto de CEfeitos do Cloreto de Clcio lcio CaClCaCl22 no concretono concreto
(Mehta e Monteiro, 1994)
ADITIVOS MODIFICADORES DO TEMPO DE PEGAde CaCl2
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PR-MOLDADOSCimento ARI, aditivos aceleradores e cura trmica a vapor.
Anis pr-moldados para tneis
Necessidade de desforma rpida para maior produtividade do equipamento.
ADITIVOS MODIFICADORES DO TEMPO DE PEGA
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INIBIDORES DE HIDRATAO (Estabilizadores)
Interrompem processo de hidratao do cimento, chamados inibidores ou estabilizadores.
ADITIVOS MODIFICADORES DO TEMPO DE PEGA
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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Param a hidratao do cimento. Podem manter o concreto fresco dentro dos caminhes por horas
ou inclusive dias. Tambm so utilizados para assegurar a qualidade do concreto
que deve ser entregue em longas distncias.
(Concrebras)
ADITIVOS MODIFICADORES DO TEMPO DE PEGAINIBIDORES DE HIDRATAO (Estabilizadores)
RECOVER - Grace
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ADITIVOS MINERAIS
Aditivos
So 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 MINERAIS
Reao pozolnica:Reao slica SiO2 com hidrxido de clcio Ca(OH)2, forma
estruturas tipo C-S-H.Fixa 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 clnquer ou outros semelhantes.
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ADITIVOS MINERAISADITIVOS COM AO POZOLNICA:
Pozolanas so materiais silicosos ou alumino-silicososque, por si s, quase no tem propriedades hidrulicas,
entretanto , quando transformados em p, na presena de umidade em temperatura ambiente reagem com o
Ca(OH)2 (hidrxido de clcio), formando compostos de propriedades cimentcias.
(Mehta; Monteiro, 1994)
NBR 12.653/92 - Pozolanas:
a) Naturais materiais de origem vulcnica;
b) Artificiais materiais provenientes de tratamento trmico ou subprodutos industriais com atividade pozolnica.
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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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Pozolanas:
Os materiais que diferem das classes anteriores e a cinza volante proveniente da queima de carvo
sub-betuminoso.Classe E
Cinza volante proveniente da queima de carvo betuminoso.
Classe C
Pozolanas naturais, materiais vulcnicos, terras diatomceas, argilas calcinadas.
Classe N
Materiais que obedecem os requisitos:NBR 12653
ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO POZOLNICA
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Pozolanas - Cinzas volantes = Classe C
P proveniente de fornos que queimam carvo mineral (termoeltricas)
AO POZOLNICA SiO2 + Ca(OH)2 + H2O Estruturas C-S-H
Tamanho dos gros e S.E. semelhante aos do cimento Portland
1,51,51,5lcalis disponvel em Na2O (% mximo)
6,06,010,0Perda ao fogo (% mximo)
3,03,03,0Teor de umidade (% mximo)
5,05,04,0SO3 (% mximo)
50,070,070,0SiO2+Al2O3+Fe2O3 (% mnimo)
ECNCLASSE
NBR 12653Propriedade
ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO POZOLNICA
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Cinzas volantes: FLY ASHP 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).
ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO POZOLNICA
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ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO POZOLNICA
Cinzas volantes: FLY ASH
As NBR no permitem a adio de cinzas volantes diretamente ao concreto, somente atravs das cimenteiras como adio ao cimento.
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Granulometria; Caractersticas da superfcie e Morfologia dos gros.
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:
ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO POZOLNICA
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ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO POZOLNICA
Cinzas volantes: FLY ASH
Efeitos 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 clnquer hidratado.
Calor de hidratao fica menor e melhor distribudo ao longo do tempo.
Melhoram a trabalhabilidade do concreto fresco.Forma estruturas slidas mais tarde que o clnquer. O formato dos gros favorece a trabalhabilidade.
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ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO POZOLNICA
Cinzas volantes: FLY ASH
Efeitos 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 reaeslcali-agregado.
Slica das cinzas volantes fixa os lcalis nos 1os dias.
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Resistncia compresso e as cinzas volantes
http://constructionz.com/cementflyash
ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO POZOLNICA
Cinzas volantes: FLY ASH
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Cinzas volantes: FLY ASHBarragens: grandes massas de concreto
CP IV 45% de cinzas volantes
Menor calor de hidratao Minimiza reaes lcali-slica
Salto Caxias - Copel Itaip
ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO POZOLNICA
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Calor de hidratao e as cinzas volantes
http://constructionz.com/cementflyash ABCP
ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO POZOLNICA
Cinzas volantes: FLY ASH
Jos de A. Freitas Jr. | Materiais de ConstruoAditivos 17:55
ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO POZOLNICA
(Jos Freitas Jr.)
Cinzas volantes: FLY ASH
Coleta das cinzas volantes
Usina Usina
termotermo--eleltricatrica
a carvo minerala carvo mineral
(Jos
F
reita
s Jr
.)
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Melhoram 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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Cinzas volantes: FLY ASH
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ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO POZOLNICA
Argilas Calcinadas Pozolanas classe NObtidas a partir da calcinao de argilas caulinticas a temperaturas de 550 a 850 C, com posterior moagem.
Possuem elevada atividade pozolnica e grande potencialidade como adio mineral em misturas com cimento Portland.
Tem como desvantagem, em comparao com as cinzas volantes o custo necessrio sua ativao trmica.
Devido a concentrao geogrfica das usinas termoeltricas carvo no sul do Brasil, as argilas calcinadas tem grande
potencial pela sua ampla distribuio pelo territrio nacional.
A calcinao e moagem de caulinita pura da origem a um material chamado metacaulinita de alta reatividade (MCAR).
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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.
Tamanho do gro de slica ativa de 1/100 do tamanho
dos gros do cimento
(Che
yrez
y e
t a
l., 1
995)
Imagem MEV Gros de slica ativa ao redor de um
gro de cimento no hidratado.
Slica ativaCimento
anidro
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Gro de slica ativa tem tamanho
semelhante aos das partculas slidas da
fumaa de cigarro
Imagem por Microscopia Eletrnica de
Transmisso mostrando partculas de slica ativa.
(Fidjestl e Lewis, 1999)
ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICASlica 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.
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Adio da slica ativa aos materiais na esteira que
alimenta o caminho betoneira
(Concrebras)
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Slica ativa (microsslica):Tambm ajuda ao concreto combinando-se com os lcalis presentes no cimento, evitando as reaes expansivas destes com a slica existente nos agregados.
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Concreto projetado com SA sofre menor perda por reflexo
devido ao aumento de coeso.
Sili
a F
ume
Ass
ocia
tion
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.
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Camargo S/A- Silmix
Slica ativa (microsslica):
550 kg/m3
360 kg/m3
2.220 kg/m3
20.000 m2/kgEsfrico0,2 m
Massa unitriaDensificado (D)No densificado (ND)
Massa EspecficaSuperfcie EspecficaFormato da partculaDimetro mdio da partcula
Caractersticas Fsicas(Valores aproximados)
ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA
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Slica ativa (microsslica):
Camargo S/A- Silmix
20.00010.000
400 a 700300 a 500
Slica AtivaFumaa de cigarroFly Ash (cinzas volantes)Cimento Portland
Superfcie Especfica (m2/kg)Material
Slica ativa % Slica SiO2 95/90 (mdia/mnimo)
Caractersticas(Valores aproximados)
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CAD
Efeitos principais da slica ativa:
Aumenta resistncia mecnica; Reduz porosidade e permeabilidade; Aumenta durabilidade; Reduz trabalhabilidade; Melhora aderncia; Reduz reflexo em concreto projetado; Reduz penetrao de cloretos.
Slica ativa (microsslica):
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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA
Slica ativa (microsslica): Efeitos principais
CAD
(b) Zona de Transio pasta/agregado de um concreto de alta resistncia, obtidas por microscopia eletrnica.
(a) Zona de transio pasta/agregado de um
concreto convencional tpico.
(Dalmolin, D.; 1995)
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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA
Slica ativa (microsslica): Efeitos principais
Aumenta resistncia compresso
FONTE
: Ca
tlogo Tcnico Tecno
sil
% relativos massa de cimento
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Slica ativa (microsslica): Efeitos principaisPrejudica a trabalhabilidade
ITAM
B
Aumenta a coeso;
Exige o uso de aditivos
superplastificantes.
Efeito chicletesAumento de coeso devido a slica ativa
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www.tecnosilbr.com.br/silica_ativa.htm#caractersticas
Depois de solidificadas,
as pequenas partculas
so coletadas em filtros
eletrostticos.
Slica ativa (microsslica): ProduoFeita atravs da reduo de quartzo a silcio a 2.000C, que vaporizado, condensando em esferas minsculas.
ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA
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Estrutura em Concreto Armado - CAD
Altura: + de 705 m154 a 189 pavimentos
Pronto: 2009
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w.b
urjd
ubai
skys
crap
er.c
om
2008.apr.14
Burj DubaiEmirados rabes Unidos -2008
ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA
Concretos utilizados nos pilares:
Base: C80A (DMC 20mm)0- 95 m - C80A (DMC 20mm)95-452 m C80 (DMC 14mm)452-570 m C60Lajes e demais pilares - C50
Slica ativa (microsslica):
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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.
ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICACinza de casca de arroz:
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(Cincotto,1990) Cinza da casca de arroz ( x 1.000)
(Big
no, I
sabe
lla
IME
-RJ)
ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICACinza 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.
0,05%Fe2O3
0,59%CaO3,40%Kl2O0,09%SO3
92,85%SiO2
1,00%Al2O3
1,85%MgO0,61%Na2O
Cinza de Casca de Arroz(produzida em leito fluidifizado)
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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICACinza de casca de arroz:
Fluxograma simplificado
da gerao de cinza a
partir da queima da
casca de arroz em leito
fluidizado
(CIENTEC, 1986)(J. Sampaio, J. S. Coutinho, M. N. Sampaio)
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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA
Cinza de casca de arroz:
Aspecto do concreto com cinza de casca de arroz durante ensaio de abatimento, slump test.
(Slvia Santos)
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(J. Sampaio, J. S. Coutinho, M. N. Sampaio)
Caulim: Al2Si2O5(OH)4 Metacaulim - Al2Si2O7
ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA
Pozolana de alta reatividade, em fase amorfa (vtrea).
Sofre reao pozolnica com hidrxidos das pastas de cimento Portland, formando estruturas C-S-H.
Argila caolintica beneficiada por secagem, moagem e calcinao (750 a 1000oC).
Metacaulim (metacaulinita de alta reatividade MCAR):
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Efeitos sobre o concreto fresco: Diminuio na segregao e exsudao Concreto com aparncia argamassada Melhora a trabalhabilidade e aumenta 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 e a absoro de gua Reduz a retrao Reduz o calor de hidratao Reduz a reatividade lcali-agregado
ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA
Metacaulim (metacaulinita de alta reatividade MCAR):
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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.
ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA
Metacaulim (metacaulinita de alta reatividade MCAR):
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ADITIVOS MINERAIS COM AO POZOLNICA
5Ca.(OH)2 + Al2Si2O7 5CaO.Al2O3.2SiO2.5H2OHidrxido de clcio
Metacaulim Cristais de Gelenita
2,59 kg/m3Massa Especfica:< 1,0% retido na # 500Finura:
32.000 m2/kgSuperfcie Especfica:< 3,0%Fe2O3
40%Al2O3
51%SiO2
Caractersticas Fsico-Qumicas: Produto Metacaulim HP
Metacaulim (metacaulinita de alta reatividade MCAR):
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O resultado da reao o ferro gusa, onde sobrenadam as escrias a temperaturas superiores a 1100C.
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.
ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO CIMENTANTE
Escrias de alto-forno:
Itamb
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A escria lquida resfriada bruscamente por meio de jatos de gua sob alta presso nos granuladores.
No h tempo para formao de cristais, a escria se granula "vitrificando" e recebe o nome de escria granulada de alto-forno.
A escria granulada de alto-forno tem propriedades cimentcias, aspecto de uma areia grossa, porosa, tamanho mximo do gro de 5mm, cor branca amarelada e marrom.
Escria granulada de alto-forno:
ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO CIMENTANTE
www.slagcement.org
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Escria granulada de alto-forno:
ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO CIMENTANTEht
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u.co
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g-gr
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So gerados 250 a 350 kg de escria lquida, (a 1400-1550C),por T de ferro fundido produzido. Utiliza aproximadamente 1000 a 1500 litros de gua para granular
uma tonelada de escria.
O granulador atomiza a escria lquida para produzir gotas que
so resfriadas em ar e solidificam rapidamente. A escria granulada, ainda a
800C transferido para um permutador de calor.
Granulao com gua Granulao a seco
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Agregados de escria de alto-forno:ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO CIMENTANTE
www.slagcement.orgwww.slagcement.org
A escria sai do alto forno na forma de um lquido viscoso entre 1400 e 1550C. 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.
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Resduo do alto-forno siderrgico; Presena de C2S e C3S; Gros com 45 m e 500 m/kg de finura Blaine; Resduo industrial nocivo ao meio ambiente.
Coque de carvo mineral - CMinrio de ferro Fe2O3 Cstinas - CaCO3 SiO2 Fe2O3
C3S C2S ....
(Jos Freitas Jr.)
ALTO-FORNOSIDERRGICO
ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO CIMENTANTEEscria de alto-forno:
-
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Nas escrias granuladas 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.
Escria granulada de alto-forno:
ww
w.slag
cemen
t.org
As NBR no permitem a adio de escrias
granuladas de alto-forno diretamente ao concreto,
somente atravs das cimenteiras como adio ao
cimento.
ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO CIMENTANTE
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Composio das escrias de alto-forno no Brasil, comparativamente ao Cimento Portland Comum
(JOHN, 1995)
30,681,31CaO/SiO2 mdia
-0,03 0,20,5 1,5S
-0,2 1,50 2FeO
30,4 2,50 2Fe2O3
-1,5 92,5 9MgO
58 1911 18Al2O3
2238 5530 35SiO2
6624 - 3940 45CaO
Cimento PortlandEscria cidaEscria Bsica
ADITIVOS MINERAIS - ADITIVOS COM AO CIMENTANTE
Escria granulada de alto-forno componentes:
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OUTROS ADITIVOS
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 relaes a/c ou consumos de cimento muito altos, por ter sua eficincia prejudicada pela fissurao do concreto.
IMPERMEABILIZANTES e HIDROFUGANTES
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Em 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.
OUTROS ADITIVOSIMPERMEABILIZANTES e HIDROFUGANTES
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(Freitas Jr., J.)
OUTROS ADITIVOSHIDROFUGANTES
Sem aditivo hidrofugante
Com aditivo hidrofugante
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OUTROS ADITIVOS
HIDROFUGANTES
(Vanderlei, R. D.; UEM, 2008)
Concreto semhidrofugante
Concreto comhidrofugante
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Aluminatos ou sulfoaluminatos que reagem com a 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 para 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.
OUTROS ADITIVOS EXPANSORES
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.
(Sika, 1996)
Impregnao
Mistura na massa
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Baseados no ltioHidrxido, carbonato ou fluorito de ltio, funcionam reagindo com os lcalis antes da slica dos agregados. O produto da
reao no expansivo. Inconveniente: txico.
OUTROS ADITIVOSCONTROLADORES DAS REAES LCALI-SLICA:
Aplicao de ltio por impregnao em pavimento afetado por RAA.
Ad
ams,
N.;
Sto
kes,
D.,
Co
ncr
ete
Int.
, 8/2
002)
Aditivo a base de ltio misturado na massa de concreto para pavimento.
ww
w.a
xim
con
cret
e.co
m
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OUTROS ADITIVOSCONTROLADORES DAS REAES LCALI-SLICA:
Aditivos minerais pozolnicos Pequenas 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 Construo
ADITIVOS PARA CONCRETO
REFERNCIAS 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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