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Tendências da tecnologia dos aditivos para concreto 58º CBC IBRACON - 13/10/2016 Dr. Eng. Holger Schmidt

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Tendências da tecnologia dos aditivos para

concreto

58º CBC – IBRACON - 13/10/2016Dr. Eng. Holger Schmidt

55 anos de aditivos na MC Bauchemie

Estruturas químicas

Mecanismo de ação

MC-PowerFlow e MC-TechniFlow

Modificadores de viscosidade

Modificadores de tempo de pega

Estruturas químicas dos aditivos

plastificante

OCH3

OH

SO3M

OH

x

LS

Lignosulfonato

Cadeia principal

Grupo de ácidos

Encontrado em 1960 nos EUA na construção de

estradas

Estruturas químicas dos aditivos

plastificante

Secção da estrutura

química do lignosulfonato

Estruturas químicas dos aditivos

superplastificante tipo I

N

N

N

NH

CH2SO3M

HN CH2 O

m

MFS

Melaminformaldehyd-sulfitkondensat

Cadeia principal

Grupo de ácidos

Inventor:

Dr. Aignesberger

Alemanha 1962

Estruturas químicas dos aditivos

superplastificante tipo I

Estrutura esquemática dos Melaminformaldehyd-sulfitkondensate

1 nm = 1 * 10-9 m

Estruturas químicas dos aditivos

superplastificante tipo I

H2C

SO3M

n

NSF

Naphthalinsulfit-formaldehydkondensat

Cadeia principal

Grupo de ácidos

Inventor:

Dr. Hattori

Japão 1962

Estruturas químicas dos aditivos

superplastificante tipo I

Estrutura esquemática dos Naphthalinsulfitformaldehyd-kondensate

R

O

O

O

O

O

O

R

O

O

O

O

O

O

R

O

O

O

O

O

O

COOCOO COOCOO COO

Estruturas químicas: Éter Policarboxilato

Cadeia principal

Policarboxilato

Cadeia lateral

Polieter

Polímero

Inventor do Éter Policarboxilato

Dr. Hirata

Japão 1981

Éter Policarboxilato - PCE

R

O

O

O

O

O

O

R

O

O

O

O

O

O

R

O

O

O

O

O

O

COOCOO COOCOO COO

Grupos de ácidos

Monômeros

Óxido de etileno

Éter Policarboxilato - PCE

R

O

O

O

O

O

O

R

O

O

O

O

O

O

R

O

O

O

O

O

O

COOCOO COOCOO COO

Comprimento da

cadeia principal

Comprimento da

cadeia lateral

Números da cadeia

lateral

Quantidade de carga

aniônica

Éter Policarboxilato - PCE

Extremamente elevada variação possível:

• Quantidade dos monômeros

• Quantidade de carga aniônica

• Comprimento da cadeia principal

• Comprimento da cadeia lateral

• Números da cadeia lateral

(n*5)!

Isso significa 1.307.674.368.000 moléculas para 3 monômeros.

Estruturas típicas do PCE

Centopéia

Pente dobradoEstrela3 nm

Estruturas típicas do PCE

Pré-fabricados

R

O

O

O

O

O

O

O

R

O

O

O

O

O

O

O

R

O

O

O

O

O

O

O

CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2

R

O

O

O

O

COO

R

O

O

O

O

R

O

O

O

O

R

O

O

O

O

R

O

O

O

O

R

O

O

O

O

R

O

O

O

O

COO COO COOCOO COO

R

O

O

O

O

COOCOO

Concreto usinado

55 anos de aditivos na MC Bauchemie

Estruturas químicas

Mecanismo de ação

MC-PowerFlow e MC-TechniFlow

Modificadores de viscosidade

Modificadores de tempo de pega

5 µm

Grão de cimento polido e colorido

Comparação de tamanho

100 µm

Areia

Pó de quartzoCimento Sílica ativa

PCE.

Interação das partículas

50 µm

Moléculas PCE na superfície de grão de

cimento

10 nm

Moléculas PCE na superfície de grão de

cimento

10 nmGrão de cimento

Mecanismo de ação dos policondensados

Repulsão

elétrica

Grão de

cimentoGrão de

cimento

Mecanismo de ação dos policondensados

Repulsão

elétrica

Grão de

cimentoGrão de

cimento

Mecanismo de ação dos PCEs

R

R

O

R

O

O

O

OO

OO

R

R

O

O

O

O

O

O

OO

O O

O

O

steric hinderance

cementgrain

O

OO

O

O

O

O

O

O

O

O

OO

O O

H O

H

O

O

O

OO

HO

H

H

O

H

Grão de

cimento

Impedimento estérico

Dispersão

R

R

O

R

O

O

O

OO

OO

R

R

O

O

O

O

O

O

OO

O O

O

O

steric hinderance

cementgrain

O

OO

O

O

O

O

O

O

O

O

OO

O O

H O

H

O

O

O

OO

HO

H

H

O

H

R

R

O

R

O

O

O

OO

OO

R

R

O

O

O

O

O

O

OO

OO

O

O

steric hinderance

cementgrain

O

OO

O

O

O

O

O

O

O

O

OO

OO

HO

H

O

O

O

OO

H

O

H

H

O

H

Rejeição

eletroestérica

55 anos de aditivos na MC Bauchemie

Estruturas químicas

Mecanismo de ação

MC-PowerFlow e MC-TechniFlow

Modificadores de viscosidade

Inibidores de retração

MC-PowerFlow

Consistência com o tempo com PCEs diferentes

450

500

550

600

650

0 30 60 90

Ausbre

itm

[m

m]

Zeit nach Wasserzugabe [min]

PCE 1 PCE 2 PCE 3 PCE 4 PCE 5 PCE 6

Espalh

am

ento

[m

m]

Tempo após adição d’água [min]

Consistência com o tempo do PCE-1 em cimentos diferentes

MC-PowerFlow

460

480

500

520

540

560

580

0 30 60 90

Zeit nach Wasserzugabe [min]

Ausbre

itm

[m

m]

CEM I 42,5 R CEM II A-LL 42,5 R

CEM II A-S 42,5 R CEM II B-T 42,5 N

Espalh

am

ento

[m

m]

Tempo após adição d’água [min]

Zusammensetzung : (Masseanteile in Prozent) a)

Hauptbestandteile

Haupt- Bezeichnung der Puzzolane Flugasche

zement- 27 Portland- Hütten- Silika- natürlich kiesel- Gebrannter Neben-

arten Normalzementarten zement- sand staub natürlich getem- säure- kalk- Schiefer Kalkstein bestand-

klinker pert reich reich teile

K S D b) P Q V W T L LL

CEM I Portland- CEM I 95-100 - - - - - - - - - 0-5

zement

Portland- CEM II/A-S 80-94 6-20 - - - - - - - - 0-5

hütten- CEM II/B-S 65-79 21-35 - - - - - - - - 0-5

zement

Portland-

silicastaub- CEM II/A-D 90-94 - 6-10 - - - - - - - 0-5

zement

CEM II/A-P 80-94 - - 6-20 - - - - - - 0-5

Portland- CEM II/B-P 65-79 - - 21-35 - - - - - - 0-5

puzzolan- CEM II/A-Q 80-94 - - - 6-20 - - - - - 0-5

zement CEM II/B-Q 65-79 - - - 21-35 - - - - - 0-5

CEM II/A-V 80-94 - - - - 6-20 - - - - 0-5

Portland- CEM II/B-V 65-79 - - - - 21-35 - - - - 0-5

CEM II flugasche- CEM II/A-W 80-94 - - - - - 6-20 - - - 0-5

zement CEM II/B-W 65-79 - - - - - 21-35 - - - 0-5

Portland- CEM II/A-T 80-94 - - - - - - 6-20 - - 0-5

schiefer- CEM II/B-T 65-79 - - - - - - 21-35 - - 0-5

zement

CEM II/A-L 80-94 - - - - - - - 6-20 - 0-5

Portland- CEM II/B-L 65-79 - - - - - - - 21-35 - 0-5

kalkstein- CEM II/A-LL 80-94 - - - - - - - - 6-20 0-5

zement CEM II/B-LL 65-79 - - - - - - - - 21-35 0-5

Portland- CEM II/A-M 80-94 <---------------------------------------------6-20-------------------------------------------------> 0-5

komposit- CEM II//B-M 65-79 <---------------------------------------------21-35-----------------------------------------------> 0-5

zement c)

CEM III/A 35-64 36-65 - - - - - - - - 0-5

CEM III Hochofen- CEM III/B 20-34 66-80 - - - - - - - - 0-5

zement CEM III/C 5-19 81-95 - - - - - - - - 0-5

Puzzolan- CEM IV/A 65-89 - <---------------------11-35---------------------> - - - 0-5

CEM IV zement c) CEM IV/B 45-64 - <---------------------36-55---------------------> - - - 0-5

Komposit- CEM V/A 40-64 18-30 - <------------18-30-----------> - - - - 0-5

CEM V zement c) CEM V/B 20-38 31-50 - <------------31-50-----------> - - - - 0-5

Zusammensetzung : (Masseanteile in Prozent) a)

Hauptbestandteile

Haupt- Bezeichnung der Puzzolane Flugasche

zement- 27 Portland- Hütten- Silika- natürlich kiesel- Gebrannter Neben-

arten Normalzementarten zement- sand staub natürlich getem- säure- kalk- Schiefer Kalkstein bestand-

klinker pert reich reich teile

K S D b) P Q V W T L LL

CEM I Portland- CEM I 95-100 - - - - - - - - - 0-5

zement

Portland- CEM II/A-S 80-94 6-20 - - - - - - - - 0-5

hütten- CEM II/B-S 65-79 21-35 - - - - - - - - 0-5

zement

Portland-

silicastaub- CEM II/A-D 90-94 - 6-10 - - - - - - - 0-5

zement

CEM II/A-P 80-94 - - 6-20 - - - - - - 0-5

Portland- CEM II/B-P 65-79 - - 21-35 - - - - - - 0-5

puzzolan- CEM II/A-Q 80-94 - - - 6-20 - - - - - 0-5

zement CEM II/B-Q 65-79 - - - 21-35 - - - - - 0-5

CEM II/A-V 80-94 - - - - 6-20 - - - - 0-5

Portland- CEM II/B-V 65-79 - - - - 21-35 - - - - 0-5

CEM II flugasche- CEM II/A-W 80-94 - - - - - 6-20 - - - 0-5

zement CEM II/B-W 65-79 - - - - - 21-35 - - - 0-5

Portland- CEM II/A-T 80-94 - - - - - - 6-20 - - 0-5

schiefer- CEM II/B-T 65-79 - - - - - - 21-35 - - 0-5

zement

CEM II/A-L 80-94 - - - - - - - 6-20 - 0-5

Portland- CEM II/B-L 65-79 - - - - - - - 21-35 - 0-5

kalkstein- CEM II/A-LL 80-94 - - - - - - - - 6-20 0-5

zement CEM II/B-LL 65-79 - - - - - - - - 21-35 0-5

Portland- CEM II/A-M 80-94 <---------------------------------------------6-20-------------------------------------------------> 0-5

komposit- CEM II//B-M 65-79 <---------------------------------------------21-35-----------------------------------------------> 0-5

zement c)

CEM III/A 35-64 36-65 - - - - - - - - 0-5

CEM III Hochofen- CEM III/B 20-34 66-80 - - - - - - - - 0-5

zement CEM III/C 5-19 81-95 - - - - - - - - 0-5

Puzzolan- CEM IV/A 65-89 - <---------------------11-35---------------------> - - - 0-5

CEM IV zement c) CEM IV/B 45-64 - <---------------------36-55---------------------> - - - 0-5

Komposit- CEM V/A 40-64 18-30 - <------------18-30-----------> - - - - 0-5

CEM V zement c) CEM V/B 20-38 31-50 - <------------31-50-----------> - - - - 0-5

Concreto é tão imprevisível como o tempo

PCEs multifuncionais: MC-PowerFlow

Resistência

inicialRedução de

água

Compatibilidade

com incorporadores

de ar

Manutenção de consistência

MC-PowerFlow - Indústria Pré-fabricada

MC-PowerFlow - Indústria Pré-fabricada

1102

1195

1110

1190

Alta resistência inicial

3100

Manutenção de consistência

Red

ução

de á

gu

a

11801185

1160

1108

MC-PowerFlow - Concreto usinado

MC-PowerFlow - Concreto usinado

2150

Manutenção de consistência

Red

ução

de á

gu

a Ação prolongada

21402141

5100

MC-PowerFlow 2xxx MC-PowerFlow 1xxx

Resistência inicial

Produtos do MC-PowerFlow podem ser

misturados em qualquer proporção

Manutenção do slump

MC-PowerFlow

Ajuste para o ótimo desempenho do concreto

Controle almejado das propriedades do

concreto:

- com os requisitos das peças de construção

- com a temperatura de concreto (verão / inverno)

- numa ampla variedade de ligantes

- nas oscilações nas matérias primas do concreto

Linha de produto MC-PowerFlow

Sagunto/Valencia

Fonte: www.sener.es

Sagunto/Valencia

Sagunto/Valencia

Sagunto/Valencia

Sagunto/Valencia

Sagunto/Valencia

Fonte: www.sener.es

MC-TechniFlow - Concreto usinado

MC-TechniFlow - Concreto usinado

MC-TechniFlow - Concreto usinado

Nova linha mid-range de aditivo para concreto

Robustez do Multifunional e propriedades

especiais do PCE

Alta dispersão e manutenção prolongada do

abatimento

Redução significativa de água

Desenvolvido para as necessidades das

concreteiras

Ótimo custo-benefício especialmente para

concretos com a resistência à compressão fck ≥

30 MPa

Dosado em usina

Nova linha mid range para CAA

Efeito estabilizador, ou seja, funcionalidade como um

MC-PowerFlow mais modificador de viscosidade

Ótimo desempenho em traços de concreto com pouco

material fino (baixo consumo de cimento)

Amplo tempo de trabalhabilidade

MC-TechniFlow - Concreto usinado

Concreto com aditivo PCE comum

Aditivo mid-range

Concreto com aditivo mid-range

Aditivo mid-range

MC-TechniFlow - Concreto usinado

Manutenção de consistência

Red

ução

de á

gu

a

510

500

520

540

550 560 570

55 anos de aditivos na MC Bauchemie

Estruturas químicas

Mecanismo de ação

MC-PowerFlow e MC-TechniFlow

Modificadores de viscosidade

Modificadores de tempo de pega

• Combater exsudação

• Combater segregação

• Melhorar bombeamento

• Concretagem submersa

• Combater perda de água do concreto fresco

(fundações /

estaca hélice

contínua)

Aditivo Modificador de Viscosidade

Concreto sem estabilizador

Concreto com Centrament Stabi

Aditivo Modificador de Viscosidade

Estaca hélice contínua

Fonte: www.geofund.com.br

Perda de água no solo

arenoso!!

Aditivo Modificador de Viscosidade

Estaca hélice contínua

Aditivo Modificador de Viscosidade

Estaca hélice contínua

Aditivo Modificador de Viscosidade

100nm

Aditivo Modificador de Viscosidade

Concreto auto-adensável

600

650

700

750

800

850

900

150 155 160 165 170 175 180

Mehlkorn-Typ

Kombinations-Typ

FM = 1.6 % M-% v. Z

FM = 2.4 % M-% v. Z

ST = 2.0 % M-% v. Z

Entmischen

Setzfließmaß in mm

Wassergehalt der Betonmischung in l/m³

Grenzwert gem. SVB-Richtlinie /11/

55 anos de aditivos na MC Bauchemie

Estruturas químicas

Mecanismo de ação

MC-PowerFlow e MC-TechniFlow

Modificadores de viscosidade

Modificadores de tempo de pega

• Afetam o tempo de pega e desenvolvimento do

endurecimento do concreto

• Interferem na facilidade de dissolução na água do

cimento

Aceleradores facilitam a dissolução do cimento

Retardadores dificultam a dissolução do cimento

• Influência da composição química e finura do

cimento na atuação do modificador de tempo de

pega

• O mesmo composto pode acelerar ou retardar,

conforme a concentração

Aditivos Modificadores de Tempo

de Pega

• Flexibilidade no uso do concreto

• Aumento do tempo de trabalhabilidade e

acabamento do concreto

• Afetam a resistência inicial

• Não prejudicam a resistência final

• Adequados para concretagens em clima quente

• Melhor distribuição do calor de hidratação

Menos retração

Aditivos Retardadores e Inibidores

Aditivos Inibidores e Retardadores

Sem

retardador

Com

retardador

Lançamento de

concreto /

Manutenção

Trans-

porte

Ce

ntra

l

do

sad

ora

Ob

ra

Endurecimento

Pega

Aditivos Inibidores e Retardadores

Aplicações:

• Grandes elementos sem junta de conexão

Menos juntas frias

• Elementos de grandes massas (controle do calor de hidratação)

• Permitir maior tempo para compactação do concreto

• Transporte do concreto à longas distâncias

• Longo tempo de espera para descarga

• Regiões de clima quente

• Argamassa Estabilizada

• Reaproveitamento do concreto

Inibidores de hidratação podem manter o concreto

fresco dentro dos caminhões por horas ou dias

Aditivos Inibidores e Retardadores

Controle do calor de hidratação

Aditivos Inibidores e Retardadores

• Possibilidade de moldagem em temperaturas mais

baixas do concreto

• Redução do tempo de trabalhabilidade e

acabamento do concreto

• Aumento da resistência inicial (desforma rápida)

• Concretagens em clima frio

• Redução do tempo de aplicação de procedimento de

cura

• Redução da exsudação

• Concentração do calor de hidratação

Mais retração

Aditivos Aceleradores

Aceleradores de Pega:

•Concreto Projetado

Aceleradores de Resistência:

•Concretos para pré-moldados

•Concretos com desforma

rápida

•Concretagens em

clima frio

Aditivos Aceleradores

Influência da temperatura

MC – Construir é cuidar

“Obrigado

pela atenção”

MC – Construir é cuidar

“Quem não é curioso, não

aprende nada.”

Johann Wolfgang von Goethe, 1749-1832

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(011) 9.8263.1562