Sílica Ativa e Cinza Volante. Matheus Hornung de Souza Pedro Mozzer

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1 Sílica Ativa e Cinza Volante Matheus Hornung de Souza Pedro Mozzer

2 Materiais Pozolânicos Material Pozolânico: São materiais silicosos ou silico-aluminosos, finamente divididos que, na presença de água, reagem com hidróxido de cálcio constituindo compostos com características aglomerantes

3 Sobre as Pozolanas. A ação química e física das pozolanas de alta reatividade produz, normalmente, a melhoria da resistência à compressão e a durabilidade do concreto devido, principalmente, ao processo de refinamento dos poros e dos cristais presentes na pasta de cimento hidratada. No que se refere à ação química, as pozolanas reagem com o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2 ), CH, produzido durante a hidratação do cimento Portland. Como resultado, tem-se a produção de fases químicas com maior estabilidade e poder aglomerante, sendo os principais responsáveis pela resistência das pastas de cimento hidratadas.

4 Silica Ativa: Obtenção A sílica ativa é um subproduto do processo de fabricação do silício metálico ou das ligas de ferrosilício. A produção dessas ligas se dá em fornos elétricos de fusão, tipo arco-voltaico em temperaturas de aproximadamente 2000 C. A sílica ativa é coletada ao passar através de filtros especiais denominados filtros de manga. E em geral possui uma quantidade SiO2 de maior que 80%. As matérias-primas utilizadas no processo são o quartzo de alta pureza, o carvão ou coque (fonte de carbono), cavacos de madeira e, eventualmente, o minério de ferro no caso da produção de ferro-silício

5 Sílica Ativa Processo de fabricação

6 Características: A sílica ativa é um pó fino cuja cor varia de cinza claro a cinza escuro. Como o SiO2 é incolor, a cor da sílica é determinada pelo teor de carbono e de óxido de ferro presentes. As características da sílica ativa, como cor, distribuição granulométrica e composição química, dependem do tipo de liga da qual é produzida, o tipo de forno, a composição química e dosagem das matérias primas. A sílica ativa também está disponível misturada diretamente no cimento Portland, principalmente em países como Islândia, Canadá e na França, em teores entre 6,7% e 9,3% em relação à massa de cimento

7 Efeito Fisico e químico no concreto Do ponto de vista físico, as partículas de sílica ativa são esféricas e extremamente pequenas, com diâmetro médio entre 0,1µm e 0,2µm, sendo 50 a 100 vezes menores que as partículas do cimento.

8 Sílica Ativa Composição físicas: Composição química:

9 Efeito Filer Refinamento da estrutura de poros e dos produtos de hidratação As particulas da adição podem servir como pontos de nucleação para produtos de hidratação Influencia a cinética da hidratação e os tipos de produtos de hidratação Coesão da pasta

10 Sílica Ativa Efeitos no Concreto

11 Silica ativa: Análise Melhora na resistência a compressão Redução da porosidade Maior resistência a corrosão química Melhor adesão ao aço Diminuição na interface pasta/agregado.

12 Sílica Ativa Efeitos no Concreto

13 Sílica Ativa Concreto de Alto Desempenho E Tower: Edifício com 162 m de altura, pilares com fcj = 125 MPa e lajes e vigas com fck = 45 MPa Evolution Tower Curitiba Fck = 60 MPa

14 Cinza volante: Obtenção. A combustão do carvão pulverizado, geralmente para a produção de energia elétrica, se dá em altas temperaturas, entre 1200 e 1600ºC, são as cinzas de textura mais fina arrastadas pelos gases de combustão das fornalhas da caldeira e abatidas por precipitadores eletrostáticos.

15 Cinza Volante Processo de Obtenção

16 Classificação A norma americana ASTM C618, agrupa as cinzas volantes em duas classes conforme a sua proveniência. As cinzas volantes resultantes da queima de carvão betuminoso, de baixo teor em cálcio, são da classe F e apresentam propriedades pozolânicas, mas não têm propriedades aglomerantes e hidráulicas. As cinzas volantes provenientes da queima de carvões subbetuminosos, de alto teor de CaO, são da classe C e têm propriedades pozolânicas e aglomerantes.

17 Características Físicas e Quimicas A forma esférica das partículas é particularmente vantajosa sob o ponto de vista da exigência de água e a elevada superfície específica indica que o material apresenta uma elevada reatividade com o hidróxido de cálcio A pozolanicidade das cinzas está intimamente relacionada com o teor de SiO2, visto ser a sílica amorfa que se combina com a cal livre e a água dando origem à formação de quantidades suplementares de C-S-H. A contribuição da quantidade de carbono presente nas cinzas é decisiva na exigência de água de pastas, argamassas e concretos. O total de água necessário à obtenção de uma pasta de consistência normal é tanto maior quanto maior for o teor em carbono

18 Influencia no Concreto A adição de cinza volante na pasta de concreto pode retardar o a pega do cimento. A reação pozolânica das cinzas é lenta e prolongada, podendo iniciar-se apenas ao fim de uma semana ou mais. A adição desta pozolana aumenta o volume de pasta, melhorando sua trabalhabilidade, plasticidade e coesão.

19 Desvantagens da cinza volante A falta de uniformidade das características das cinzas A redução do calor de hidratação O aumento do tempo de pega Um maior tempo de cura motivado pelo fato de as resistências mecânicas demorarem mais tempo para desenvolver-se A redução dos níveis de hidróxido de cálcio devido à redução da exsudação, pode ocorrer fissuração provocada pela evaporação de água, sendo exigida uma cura do concreto mais cuidadosa

20

21 Cinza Volante Composição Química

22 Cinza Volante Efeitos no Concreto

23 Cinza Volante Efeitos no Concreto

24 Sílica Ativa X Cinza Volante

25 Sílica Ativa e Cinza Volante Considerações Finais Sustentabilidade a) Social. b) Ambiental. c) Econômica.

26 Bibliografia Catálogo Produtos Tecnosil. Disponível em Estudo comparativo do desempenho mecânico da sílica ativa e do metacaulim como adições químicas minerais em estruturas de concreto. J. B. M. do Carmo1, K. F. Portella SINERGIA ENTRE A NANOSÍLICA E A SÍLICA ATIVA NA PRODUÇÃO DE CONCRETO. João Paulo Fernandes Guimarães MEHTA, P. K.; MONTEIRO, P. J. M. Concreto: estrutura, propriedades e materiais. São Paulo: Ed. PINI, Dissertação de Mestrado: A INFLUÊNCIADA ADIÇÃO DE SÍLICA ATIVA, RELAÇÃO ÁGUA/AGLOMERANTE, TEMPERATURA E TEMPO DE CURA NO COEFICIENTE DE DIFUSÃO DE CLORETOS EM CONCRETOS. Anelise Todeschini Hoffmann. COMPARATIVO ENTRE CONCRETOS PRODUZIDOS COM SÍLICA ATIVA EM PÓ E SÍLICA ATIVA EM FORMA DE LAMA. Jorge Sugamosto. ESTUDO EXPERIMENTAL DE CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO UTILIZANDO AGREGADOS GRAÚDOS DISPONÍVEIS NA REGIÃO METROPOLITANA DE CURITIBA. Sandro Eduardo da Silveira Mendes. MATERIAIS POZOLÂNICOS. Rafael Mantuano Neto. Revista Téchne. Edição 232 Julho/2016. IPT Responde. Ercio Thomaz. POTENCIAL POZOLÂNICO DA CINZA VOLANTE COMO MATERIAL DE SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DE CIMENTO. Andressa Bianca da Costa. SISTEMAS CIMENTO, CINZA VOLANTE E CAL HIDRATADA. Juarez Hoppe Filho.

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