01PDFAditivosparaconcreto

1

Aditivos para

concreto

Definições do comitê 11-A da Rilem

Aditivo

Todo produto que adicionado em pequena

proporção em argamassas ou concretos, no

momento da mistura, tem a finalidade de

modificar, no sentido favorável, as

propriedades desse conglomerado, tanto no

estado fresco quanto no estado endurecido

2

Definições do comitê 11-A da RilemAditivo impermeabilizante

Reduz a permeabilidade e a absorção capilar das argamassas e concretos

Aditivo redutor de águaReduz a quantidade de água unitária necessária a produzir um conglomerado de determinada consistência. São também chamados de plastificantes pois podem aumentar a fluidez desse conglomerado quando se mantém fixa a relação água/cimento

Definições do comitê 11-A da RilemAditivo retardador

Retarda o tempo de pega do concreto

Aditivo acelerador

Acelera a pega e o desenvolvimento das

resistências iniciais do concreto

Aditivo redutor retardador

Reduz a quantidade de água unitária necessária

para produzir um concreto de determinada

consistência e retarda a pega do concreto

3

Definições do comitê 11-A da RilemAditivo redutor acelerador

Reduz a quantidade de água unitária necessária a produzir um concreto ou uma argamassa de determinada consistência e acelera a pega e o desenvolvimento das reações iniciais desse conglomerado

Aditivo incorporador de arIncorpora e estabiliza uma quantidade elevada de micro bolhas de ar no conglomerado fresco mantendo-as incorporadas após a pega e o endurecimento

Definições do comitê 11-A da RilemAditivo superfluidificante

Aumenta significativamente a fluidez do concreto ou da argamassa, mantida a mesma relação água/cimento. São também denominados redutores de água de alto poderpois reduzem significativamente a quantidade de água unitária necessária para produzir um conglomerado de determinada consistência

Aditivo retentor de águaDiminui a velocidade de perda d’água por uma diminuição da exsudação das misturas frescas

4

Definições do comitê 11-A da RilemPó mineral plastificante

É um aditivo sólido, insolúvel em água, finamente dividido, que aumenta a viscosidade e a coesão das misturas no estado fresco, formando produtos mais homogêneos e menos sujeitos àdeformação quando desmoldados no estado fresco. Aumenta a compacidade de argamassas e concretos pobres

Aditivo expansorProvoca uma expansão controlada durante o processo de hidratação do cimento nas argamassas e concretos. Esta expansão pode ser inferior, igual ou superior à retração

Aditivos aceleradores de pegaUsos recomendados

Argamassa de pega rápidaTrabalhos de recuperação em condições desfavoráveisConcreto projetado

Estado físico mais comumPó (carbonatos)Líquidos (silicatos)

Teor mais comum0,1 a 1,0%

5

Aditivos aceleradores de pegaSubstâncias mais comuns

Silicato de sódio

Carbonato de sódio

Carbonato de potássio

Mecanismo principal de açãoNaSiO2 precipita o silicato de cálcio hidratado e aumenta a relação sólido/líquido na pasta de cimento

Carbonatos alcalinos provocam a precipitação do CaCO3, e aceleram a hidratação do C3A e do C3S

Aditivos aceleradores de pegaEfeitos colaterais

Reduz sensivelmente a resistência à compressão

Endurecimento mais lento

Aumenta o risco de eflorescência

Observações

Devem ser adicionados junto com os materiais

secos, preferencialmente pulverizados na mistura

seca

6

Aditivos aceleradores de pega e endurecimento

Usos recomendadosDesforma rápida

Artefatos (pré-moldados) de cimento

Estado físico mais comumLíquido

Sólido (escamas)



Substâncias e teores mais comunsGrupo 1 (teores de 0,5 a 3,0%)

Cloreto de cálcio (CaCl2)Cloreto de sódio (NaCl)

Grupo 2 (teores de 0,01 a 0,05%)Trietanolamina

Grupo 3 (teores de 1,0 a 3,0%)Formiato de cálcioNitrato de cálcioFluoreto de cálcioTiossulfato de potássio

7


Mecanismo principal de ação

Grupo 1

Agem favorecendo e alterando os produtos da

hidratação do C3A, C4AF e C3S

Grupo 2

Acelera a hidratação do C3A

Grupo 3

Atuam preponderantemente sobre a hidratação do

C3A e do C3S

Influência do CaCl2 sobre a resistência do concreto

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 1 2 3 4 5 6% de CaCl2

Resi

stên

cia

a co

mpr

essã

o (M

Pa)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Resisência à tração (MPa)

Resistência à compressão Resistência à tração

8

Influência do CaCl2 sobre a resistência à compressão do concreto

Tempo

Res

istê

ncia

àco

mpr

essã

o

CP II CP III CP V

c/ CaCl2

s/ CaCl2


ObservaçõesGrupo 1

Podem ser adicionados à moagem do clínquer para aumentar as resistências iniciaisQuanto maior a temperatura menos aceleramAgem como retardador na cura em autoclaveDevem ser adicionados à mistura com a primeira água de amassamento

Grupo 2É usado como auxiliar de moagem do clínquer

Grupo 3Têm pouco efeito em cimentos de baixo teor de C3SSão geralmente moídos com clínquer para aumentar as resistências iniciais

9


Efeitos colateraisGrupo 1

Aumentam as resistências iniciaisReduzem a segregação e a exsudaçãoFavorecem a corrosão das armadurasAumentam a retraçãoAumentam o risco de eflorescênciasReduzem as resistências finais

Grupo 2Retarda a hidratação do C3S em teores acima de 0,06%

Grupo 3Diminuem as resistências finais Aumentam o risco de eflorescências

Teor de íons Cl- no concreto - ACI

-Concreto simples-Concreto armado

0,15%Concreto armado em ambiente úmido

0,10%Concreto armado em presença de meio úmido e marítimo

0,06%Concreto protendido

-200-Água19019000,01Agregado903000,03Cimento

0,330,01Aditivo

Cl- (g)Kg/m³Cl- (%)MateriaisTeor de Cl-

%1,01003002803,0

=×

280,3

10

Aditivos retardadores de pegaUsos recomendados

Calda de cimento para injeção de bainhas de cabos de protensãoCimentação de poços petrolíferosTransporte de concreto por longo períodoTemperaturas elevadas



Aditivos retardadores de pegaSubstâncias mais comuns

Carbohidratos (açúcares)Ácidos hidroxi-carboxílicos e dicarboxílicosFosfatosSais de chumbo e de zinco

Mecanismo principal de açãoAdsorção dos compostos orgânicos sobre os grãos de cimento impedindo a hidrataçãoFormação de precipitados salinos insolúveis sobre os grãos de cimento

11

Aditivos retardadores de pega

Efeitos colateraisReduzem as resistências iniciais

Aumentam as resistências finais

Aumentam a retração até 50% de hidratação do cimento

ObservaçõesCura prolongada e cuidadosa

Adicionados a mistura junto com a primeira água de amassamento

Aditivos redutores de água ou plastificantes

Reduzem cerca de 5% na relação a/c

Efeito sobre o tempo de pega

Normal

Retardador

Acelerador

12

Aditivos redutores de água (plastificantes) normais

Uso recomendadoMaioria dos trabalhos de concretagem onde não édesejado acelerar nem retardar a pega e o endurecimento


Pó



Substâncias mais comunsLignossulfonato purificadoLignossulfonato + agente desaeranteLignossulfonato + fosfato tributilÁcidos hidroxi-carboxílicos

Glucônico; salicílico; málico; cítrico; tartárico e múcicoPolímero hidroxilado

Mecanismo principal de açãoTodos reduzem a tensão superficial da águaOs lignossulfonatos são adsorvidos aos produtos de hidratação do C3A e modificam o potencial elétrico das partículasAs partículas de cimento adsorvem os ácidos hidroxi-carboxílicos

13

Mecanismo de ação do lignossulfonato+

++

++

++

+

--

---

-- - +

++

++

++

+

--

---

-- -

Sem aditivo

++

+

++

++

+

--

---

-- - +

++

++

++

+

--

---

-- -

Com aditivo-

--

---

- -

-

- --

---

----

--

---

- -

-

- --

-

-----

-

-

Pasta de cimento sem aditivo

Pasta de cimento com aditivo

Efeito do aditivo plastificante sobre a pasta de cimento

14

Ação de aditivo tenso ativo

α > 90º α < 90º α << 90º

Mercúrio Água Água + Tensoativo


Efeitos colateraisAumentam a deformação lentaRetardam a pega e o endurecimentoIncorporam arAumentam a retração por secagem quando é mantida a mesma relação água/cimento, nas primeiras idadesAumentam a resistência à compressão nas idades avançadas (superiores a 90 dias)

ObservaçõesDevem ser preferencialmente adicionados à mistura após a pré-mistura dos materiais com parte da água de amassamentoRetardam o início de pega dos cimentos de alto forno e pozolânico (teor de C3A mais baixo)

15

Aditivos redutores de água (plastificantes) retardadores

Uso recomendado

Maioria dos trabalhos onde é desejado retardar a

pega e o endurecimento

Estado físico mais comum

Líquido

Teor mais comum

0,2 a 1,0%


Substâncias mais comunsLignossulfonatos + açúcar

Ácidos hidroxi-carboxílicos

Polímero hidroxilado

Mecanismo principal de açãoTodos reduzem a tensão superficial da água

Os lignossulfonatos são adsorvidos aos produtos de hidratação do C3A e modificam o potencial elétrico das partículas

As partículas de cimento adsorvem os ácidos hidroxi-carboxílicos

16


Efeitos colaterais

Incorporam ar

Aumentam a retração por secagem quando é

mantida a mesma relação água/cimento

Observação

Para o efeito retardador os lignossulfonatos são

adicionados após a pré-mistura (C3A parcialmente

hidratado) -> aditivo age sobre o C3S

Aditivos redutores de água (plastificantes) aceleradores

Uso recomendado

Maioria dos trabalhos de concretagem onde é

desejado acelerar a pega e o endurecimento


Líquido

Pó

Teor mais comum

0,2 a 1,0%

17


Substâncias mais comunsLignossulfonato + CaCl2Lignossulfonato + formiato de cálcio

Lignossulfonato + trietanolamina

Ácidos hidroxi-carboxílicos + CaCl2

Mecanismo principal de açãoTodos reduzem a tensão superficial da água

Os lignossulfonatos são adsorvidos aos produtos de hidratação do C3A e modificam o potencial elétrico das partículas

As partículas de cimento adsorvem os ácidos hidroxi-carboxílicos


Efeitos colaterais

Incorporam ar

Favorecem a corrosão das armaduras

Concentram calor de hidratação

Observação

Devem ser preferencialmente adicionados à mistura

junto com a primeira água de amassamento

18

Influência dos aditivos plastificantes sobre a resistência de concretos de mesma relação a/c

Res

istê

ncia

mec

ânic

a

Dias Meses Anos

Normal

Acelerador

Retardador

Sem aditivo com consistência mais seca

Aditivos superplastificantes ou redutores de água de alto poder

Plastificantes

Reduzem a relação água/cimento em 5%

Superplastificantes

Reduzem a água/cimento em 20 a 40%

Transforma um concreto seco (slump 10 a 20mm)

em um concreto fluido (slump > 200mm)

19



20

Influência da vibração sobre o adensamento do concreto

Influência da consistência sobre a dispersão da resistência do concreto adensado por períodos diversos

0%10%20%30%40%50%60%70%80%

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

Abatimento = 10mm, a/c=0,33, Sem adit ivo

Abat imento = 100mm, a/c=0,46, Sem adit ivoAbat imento = 220mm, a/c=0,56, Sem adit ivo

Abat imento = 220mm, a/c=0,35, Com adit ivo

Resistência à compressão (MPa)

21

Efeito de aditivos superplastificantes na resistência do concreto


Usos recomendados

Concretos auto adensáveis

Concretos impermeáveis


Líquido

Teor mais comum

1,0 a 3,0%

22


Substâncias mais comunsNaftalenos sulfonatos condensados com formaldeído

Trimetil-melamina sulfonada condensada com formaldeído

Lignossulfonato puro

Mecanismo principal de açãoSão adsorvidos pelas partículas de cimento através de cargas elétricas opostas

Aumentam a fluidez e a dispersão

Mecanismo de ação

23

Mecanismo de ação

Substâncias dos aditivos superplastificantes

NSF

MSF

24

Aditivos superplastificantes redutores de água de alto poder

Efeitos colateraisPerdem efeito em pouco tempo

Em torno de 45 minRetardam a hidratação

ObservaçõesAdicionar à mistura um pouco antes do lançamento

Evitar materiais com temperaturas elevadas, principalmente o

cimento

Garantem a fluidez mas não a reoplasticidade do concreto

Recomendáveis para concretos de alto consumo de cimento

Perda da consistência do concreto com superplastificante

25

Aditivos impermeabilizantesUsos recomendados

Fundações em locais úmidos

Caixas d’água e reservatórios

Alicerces

Estado físico mais comumPastoso

Líquido


Aditivos impermeabilizantesSubstâncias mais comuns

Ácido estereáticoÁcido caprílicoÁcido oleicoEmulsão de ceraEmulsão betuminosaÁcido cápricoEstereato de cálcioEstereato de alumínioResina hidrocarbonada

Mecanismo principal de açãoAgem sobre a natureza da superfície do conglomeradoSão hidrófugos

26

Ação de aditivo impermeabilizante

α = 60ºConcreto sem aditivo

impermeabilizantePoro capilar

Água

Concreto

rcosαγ2-

=p.. γ = 72 dine/cm²

r = 0,5 µm p = - 28,8 cos α (m.c.a)

p = - 288x104 cos α (dine/cm²)

p = - 14,4 m.c.a.

Ação de aditivo impermeabilizante

α = 120ºConcreto com aditivo

impermeabilizantePoro capilar

Água

Concreto

p = - 28,8 cos α (m.c.a) p = 14,4 m.c.a.

Molécula de hidrofugante

27

Aditivos impermeabilizantes

Efeito colateral

Reduz as resistências mecânicas

Observações

O efeito hidrofugante é reduzido com o tempo

Adicionar no momento do amassamento

Aditivos incorporadores de ar

Usos recomendados

Fundações em locais úmidos

Concreto massa


Líquido

Teor mais comum

0,04 a 0,1%

28

Aditivos incorporadores de arSubstâncias mais comuns

Resina vinsol (aniônico)

Ácido abiéticoÁcido oleicoÁcido cáprico

Alquil-arilsulfonatosAlquil-sulfonatosAlquil-fenóis etoxilados (não iônico)

Sais de alquil-amônio

Mecanismo principal de açãoPropicia a formação de micro bolhas de ar homogeneamente distribuídas

Aditivos incorporadores de arEfeitos colaterais

Reduzem a massa específica

Reduzem as resistências para consumos de cimento elevados

Aumentam a trabalhabilidade

Observações

Evitar mistura, transporte e adensamento prolongados, pois

haverá perda do ar incorporado

Adicionar à mistura junto com a primeira água de

amassamento

Recomendáveis para concretos de baixo consumo de cimento

29

Aditivos incorporadores de arResistência ao ciclo gelo-degelo

Aumento da trabalhabilidade

Aumento da coesão

Diminuição da exsudação

Diminuição da permeabilidade

Diminuição da resistência mecânica

Diminuição da massa específica

Aditivos incorporadores de ar

φ das micro bolhas100 a 500 µm

Zona de concreto protegida da ação do gelo

Micro bolhas de ar Zonas desprotegidas por estarem distantes das micro bolhas

30

Influência do espaçamento (distância entre micro bolhas) sobre a durabilidade do concreto

Fato

r de

dura

bilid

ade

Espaçamento (µm)

-

-

-

-

-

-120

100

80

60

40

20

100 300 400 500 600200

Influência do volume de ar incorporado sobre o fator de durabilidade de concretos

Fato

r de

dura

bilid

ade

Volume de ar (%)

-

-

-

-

-

100

80

60

40

20

2 6 8 1040

200 kg de cimento /m³

400 kg de cimento /m³

31

Influência do volume de ar incorporado sobre a resistência mecânica do concreto

Red

ução

das

resi

stên

cias

à

com

pres

são

(%)

Volume de ar (%)

-

-

-

-

-

0

10

20

30

40

2 6 840

Ar aprisionado por adensamento incompleto

Ar incorporado

Volume de ar incorporado segundo a recomendação do ACI

525

4,540450

3,570

3150

620712,5

810

Volume de ar incorporado (%)

Dimensão máxima do agregado (mm)

32

Agentes de cura

Uso recomendado

Locais onde a cura úmida com água é impraticável


Líquido

Agentes de cura

Substâncias mais comuns

Ceras

Borrachas dissolvidas em solvente volátil

Mecanismo principal de ação

A evaporação do solvente propicia a formação de

uma película contínua que impede a evaporação da

água de amassamento

33

Agentes de cura

Agentes de curaEfeito colateral

Dificultam a aderência de chapisco e argamassas

Observações

Renovar o produto após 10 dias quando períodos de

cura prolongados são necessários ou desejados

Lavar com jato forte antes de aplicar chapisco ou

argamassa

A aplicação deve ser uniforme

34

Desmoldantes

Usos recomendados

Concreto aparente

Reaproveitamento de formas


Líquido

Substâncias mais comuns

Óleos minerais

Óleos lubrificantes

Óleos vegetais

Desmoldantes

35

DesmoldantesEfeitos colaterais

Enferrujamento das formas metálicas

Formação de bolhas na superfície do componente de concreto

Dificultam a aderência de chapisco e argamassas

Observações

A aplicação deve ser uniforme

É aconselhável misturar com agente tenso ativo para reduzir a

formação de bolhas na superfície

Aplicar à forma pouco antes de lançar o concreto

Aditivos expansoresUsos recomendados

Ancoragem de equipamentos

Restauração de estruturas degradadas

Cimentos expansivosCimento Portland comum + aditivo expansor

Aditivo expansor – reduz ou elimina os inconvenientes da retração (fissuração)

Retração compensada

Auto compressíveisMecanismo de ação

Formação de etringitaFormação de Ca(OH)2 e Mg(OH)2

36

Evolução da expansão e da retração com o tempo

Ret

raçã

oEx

pans

ão

Tempo

Compensação ideal da retração com um processo expansivo

Ret

raçã

oEx

pans

ão

Tempo

37

Expansão (em ambiente úmido) seguido de retração (em ambiente seco) em um concreto com cimento expansivo

Var

iaçã

o di

men

sion

al

Tempo

SecoÚmido

Aditivos anti congelantes

38

Pigmentos para concreto

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01PDFAditivosparaconcreto