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MATERIAIS DE CONSTRUÇÕES IÁGUA, ADITIVOS E ADIÇÕES
PROFESSORA:
MOEMA CASTRO
DISCIPLINA:
MACO I
IFBA
FEIRA DE SANTANA
UNIDADE 04[2018/2]
PLANO DE ENSINO
HABILIDADES:
Ampliação dos conhecimentos sobre materiais adquiridos nas disciplinas da área técnica e arelação da água com a resistência do concreto e o emprego de aditivos e adições minerais.
BASES CIENTÍFICAS E TECNOLÓGICAS (CONTEÚDOS)
Água, aditivos e adições.
PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS E RECURSOS DIDÁTICOS
Aulas expositivas e dialogadas.
AVALIAÇÃO
Avaliação escrita e individual (peso 6)
Trabalho / Laboratório (peso 3)
Freqüência e atividades (peso 1)
CRONOGRAMAN
OV
EM
BR
O2
01
8
M AT U T I N O A U L A S AT I V I D A D E S
01/nov 07:00/09:30 3ApresentaçãoIntrodução do conteúdo sobre água, aditivos e adições
08/nov 07:00/09:30 3Qualidade da água e causas da deterioração do concreto
15/nov 07:00/09:30 3 Feriado: Proclamação da República
22/nov 07:00/09:30 3Novembro Negro - Em comemoração ao dia nacional da Consciência Negra (20 de novembro) de acordo com a Lei 10.639/2003
CRONOGRAMAN
OV
/D
EZ
20
18
M AT U T I N O A U L A S AT I V I D A D E S
29/nov 07:00/09:30 3 Aditivos e adições
29/nov 13:30/16:00 3Aula prática em laboratório: Ensaio em cimento - Pasta de Consistência Normal
06/dez 07:00/09:30 3 Prova individual
13/dez 07:00/09:30 3 Entrega dos resultados finais
MATERIAL DE APOIO
BAUER, L. “MATERIAIS DE
CONSTRUÇÃO”, VOLUMES 1 E 2,EDITORA LTC, SÃO PAULO,2000.
MEHTA, P.; MONTEIRO, P.“CONCRETO: ESTRUTURA,PROPRIEDADES E MATERIAIS”,EDITORA IBRACON, SÃO
PAULO, 2008.
NEVILLE, A. M. TECNOLOGIA DO
CONCRETO; TRADUÇÃO: RUY
ALBERTO CREMMONINI. – 2. ED.– PORTO ALEGRE: BOOKMAN,2013.
IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO 5
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
1.ÁGUA
• QUALIDADE DA ÁGUA
• CARBONTAÇÃO
• ATAQUE POR SAIS E SULFATOS
• CAVITAÇÃO E EROSÃO
2.ADITIVOS
• ACELERADORES
• RETARDORES
• PLASTIFICANTES
• SUPERPLASTIFICANTES
3.ADIÇÕES E FÍLERS
4.PROBLEMAS
IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO 6
ÁGUA
7
ÁGUA
As impurezas podeminterferir:• na pega do cimento;
• afetar negativamente aresistência do concreto;
• causar manchamentosde sua superfície;
• levar à corrosão dasarmaduras.
8IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO
Água do preparo do
concreto
60% Confere fluidez
40% Reage com o cimento
ÁGUA
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Potabilidade da água
• Pode ser inadequada quando tivergrande concentração de Sódio ePotássio → Reação álcali-agregado.
Grau de acidez
• Qualquer água com pH entre 6,0 e 8,0,sem sabor salino ou salobro éadequada ao uso.
Coloração da água
• A cor escura ou odor nãonecessariamente implicam em dizerque existem substâncias deletérias.
ÁGUA
10IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO
Águas ácidas ou alcalinas
• Essas águas devem ser ensaiadas poispodem afetar negativamente oendurecimento do concreto.
Água do mar
• Contém grande quantidade de cloretos→ causam umidade constante eeflorêscencias e, no concreto armado,aumenta o risco de corrosão.
Água de cura
• Deve ser isenta de ferro e matériaorgânica → causam manchamento.
ÁGUA Acontece a dissolução e precipitação do
carbonato de cálcio.Legenda:
CO2→ Dióxido de carbono
H2O→Água
H2CO3 →Ácido Carbônico
Ca(OH)2 →Hidróxido de cálcio
CaCO3→Carbonato de cálcio
11IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO
CARBONATAÇÃO
co2Cimento
HidratadoCaCO3
H2CO3 reage com o Ca(OH)2
formando o Carbonato de Cálcio
Reação Química → CO2 + H2O = H2CO3
UMIDADE
ÁGUA Representação esquemática do mecanismo
de carbonatação.A carbonatação
1. Ocorre da superfície para ointerior;
2. É extremamente lenta;
3. Depende:
o da permeabilidade doconcreto;
o do teor de umidade;
o do teor de CO2;
o UR do meio ambiente.
4. É governada pela relaçãoágua/cimento e curainadequada;
12IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO
CARBONATAÇÃO
ÁGUA A carbonatação resulta na despassivação da
armadura do concreto.Atenção:
Se toda a espessura do
cobrimento da armadura for
carbonatada e o ingresso de
umidade for possível,
ocorrerá a corrosão da
armadura e, possivelmente,
fissuração.
13IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO
CARBONATAÇÃO
ÁGUA
Como determinar a extensão dacarbonatação?
O Ca(OH)2 livre se torna ROSA, enquanto aparte carbonatada é incolor.
14IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO
CARBONATAÇÃO
ÁGUA
15IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO
CARBONATAÇÃO
Amostras após aspersão da solução de fenolftaleína:
[RÉUS at al, 2017]
ÁGUA Agentes agressivos:Legenda:
CaCl2→Cloreto de cálcio
NaCl→Cloreto de sódio
KCl→Cloreto de potássio
NH4Cl →Cloreto de amônia
MgCl2→Cloreto de magnésio
16IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO
ATAQUE POR SAIS
Cloretos (íons Cl-)
Ca+
Na +
K +
NH +
Mg 2+
ÁGUA Corrosão depende da presença de:
Mesmo com a presençade grandes quantidadesde cloretos não existecorrosão em concretoseco.
A corrosão também épequena quando o totalde íons cloretos é menorque 0,4% da massa decimento do tipo CP-I.
17IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO
ATAQUE POR SAIS
Água
[H2O]
1Oxigênio
[O]
2
ÁGUA Pode, então, ser incorporados ao concreto
elementos agressivos durante o preparo?
Como???
18IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO
ATAQUE POR SAIS
Aditivos aceleradores de pega
Agregados e água contaminados
Tratamentos de limpeza
ÁGUA MecanismoAluminatos:
C3A→Aluminato tricálcico
C4AF→Ferroaluminatotetracálcico
C-S-H→Silicato de cálciohidratado ou gel deTobermorita
Sal de Friedel →C3A.CaCl2.10H2O → Cloro-aluminato de cálcio
19IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO
ATAQUE POR SAIS
Parte dos
Íons Cl-C3A
C4AF
Sal de Friedel
Parte é absorvida pelo gel amorfo [C-S-H], e outra parte fica livre para interagir em processos corrosivos
Reação Química com ALUMINATOS
ÁGUA
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ATAQUE POR SAIS
Causa e Efeito da Corrosão em Armaduras:
[STOTZ, 2014]
ÁGUA Recomendações de durabilidade:
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ATAQUE POR SAIS
Uso de cimento com escória
Uso de cimento pozolânico
Uso de adições minerais ativas
Evitar o uso de cimentos resistentesa sulfatos → baixo C3A
ÁGUA
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ATAQUE POR SULFATOS
Canal com água contendo sulfatos
[THOMAZ, notas de aula]
Aparência característica:
• Cor esbranquiçada;
• Borda e cantos
deteriorados;
• Fissuração;
• Lascamento.
ÁGUA Formação de produtos expansivos:Legenda:
CaSO4→Sulfato de cálcio
C6 ASH32→Etringita
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ATAQUE POR SULFATOS
Sulfato de cálcio (gesso)
Sulfoaluminato de cálcio (etringita)
ÁGUA Lembre-se → Fabricação do Cimento
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ATAQUE POR SULFATOS
Gipso
CLÍNQUER
ArgilaCalcário
CIMENTO
O sulfato de cálcio é adicionado ao clínquer para prevenir a pega imediata devido à hidratação do aluminato tricálcico (C3A).
Estado semiplástico
ETRINGITA
Clínquer
ÁGUA Etringita tardia → Concreto endurecido
25IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO
ATAQUE POR SULFATOS
Sulfatos mais comuns:
• Sódio (Na)
• Potássio (K)
• Magnésio (Mg) → decompõe: C-S-H, Ca(OH)2 e C3A hidratado
• Cálcio (Ca)
Ocorrência de sulfatos:
• Solos
• Águas subterrâneas
ÁGUA A amplitude do ataque por sulfatos
depende:
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ATAQUE POR SULFATOS
Da sua concentração
Da permeabilidade do concreto
ÁGUA Mecanismo → concretos permeáveisEFLORESCÊNCIA
27IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO
ATAQUE POR SULFATOS
Ca(OH)2 CO2 CaCO3
Carbonato de cálcio (Eflorescência)
Reação Química → Lixiviação
ÁGUA Prevenção de eflorescências
28IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO
ATAQUE POR SULFATOS
Minimizar o teor de C3A no cimento
→ Uso de cimento resistente asulfatos
Reduzir a quantidade de Ca(OH)2 napasta de cimento
→ Uso de cimentos compostos comescória de alto-forno ou pozolanas
ÁGUA Proteção do aço → PASSIVAÇÃO
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CORROSÃO
Fina camada protetora na superfície do metal
Natureza alcalina do Ca(OH)2
pH na casa de 13 previne corrosão
ÁGUA Mecanismos de corrosão de armaduras
30IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO
CORROSÃO
A CORROSÃO do aço é um
processo eletroquímico e pode
acontecer de duas formas:
1. Formadas quando dois
metais diferentes estão
embutidos no concreto;
2. Devido à concentração de
íons dissolvidos, como
álcalis e cloretos.
ÁGUA
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CORROSÃO
ÁGUA
32IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO
CORROSÃO
A transformação de ferro
metálico em corrosão
(ferrugem) é acompanhada
por um aumento de volume
que, dependendo do estado de
oxidação, pode ser da ordem
de 600% em relação ao metal
original.
ÁGUA Controle de corrosão de armaduras →
diminuir a permeabilidade do concreto
33IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO
CORROSÃO
• Baixa relação a/c;• Consumo adequado de cimento;• Controle da dimensão do
agregado e sua graduação;• Uso de adições minerais.
Parâmetros de dosagem
ÁGUA: Mecanismos de Deterioração
34
Cavitação Erosão
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ÁGUA
35IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO
CAVITAÇÃO
Pressão negativa provocada pelaágua na superfície do concreto.
Essa pressão é resultante dovácuo criado na turbulência dofluxo de água.
ÁGUA Erosão por cavitação após rebaixo brusco [AGUIAR; BATISTA, 2011]
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CAVITAÇÃO
ÁGUA
37IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO
CORROSÃO
Efeito da cavitação em
estrutura hidráulica de
concreto. [MACINNIS at al, 1997
apud AGUIAR; BATISTA, 2011]
ÁGUA
38IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO
EROSÃO
Provém do atrito de partículassólidas carreada pela água, quevai desgastando a superfície doconcreto.
ÁGUA Medidas para melhorar a durabilidade do
concreto:
39IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO
CAVITAÇÃO E EROSÃO
Uso de adições ou aditivos superplastificantes
Uso de adições minerais, como sílica ativa
Aguardar o concreto perder a água de exudação
Realizar cura adequada