SINERGIA ENTRE A NANOSÍLICA E A SÍLICA ATIVA NA PRODUÇÃO DE CONCRETO. Engº João Paulo Fernandes Guimarães Diretor Técnico

Transcrição

1 SINERGIA ENTRE A NANOSÍLICA E A SÍLICA ATIVA NA PRODUÇÃO DE CONCRETO Engº João Paulo Fernandes Guimarães Diretor Técnico

2

3 SUMÁRIO Sílica Ativa Nanosílica Sinergia entre a nanosílica e a Sílica Ativa

4 Adições minerais ativas silícicas O que é Sílica Reativa? SiO 2 r- Sílica cristalina: Quartzo Sílica amorfa: Sílica Reativa Bergma H.E. (1994), The Colloid Chemistry of Silica, Advances in Chemistry Series 234, ACS. 1

5 O que é Silica Ativa? Características físicas e químicas r- Alto teor de SiO 2 (sílica reativa) > 90% Elevada Finura - Superfície específica: m 2 /kg Formato da partícula: Esférico

6 O que é Sílica Ativa? Processo de fabricação

7 Mecanismo de ação: princípios fundamentais. Ação pozolânica C 2 S + H 2 O gel CSH + Ca(OH) 2 C 3 S + H 2 O gel CSH + Ca(OH) 2 Adição - Sílica Ativa + SiO 2 r- PRODUTO RESISTENTE gel CSH *

8 Mecanismo de ação: princípios fundamentais. Granulometria Clinquer C 3 S C 2 S C 3 A C 4 AF Sílica Ativa

9 Mecanismo de ação: princípios fundamentais. Zona de transição agregado-pasta de cimento SEM SÍLICA ATIVA COM SÍLICA ATIVA

10 Mecanismo de ação: princípios fundamentais. Desempenho mecânico Efeito microfiller. Reduz Exsudação. Aumenta Coesão. Reduz Segregação. Colmatação de SEM SÍLICA ATIVA COM SÍLICA ATIVA vazios.

11 Mecanismo de ação: princípios fundamentais. Desempenho mecânico CPII-E-32, com 0,5 e 8% de SA Abatimento 80 +/- 10 mm B1

12 Mecanismo de ação: princípios fundamentais. Desempenho mecânico Materiais Traços para f ck = 40 MPa (1 m3 de concreto - materiais secos) Sem Sílica Ativa Com 5% Sílica Ativa Com 8% Sílica Ativa Cimento / kg Sílica Ativa / kg Areia / kg Brita / kg Água / l Aditivo (PF) / l 2,46 2,02 1,85 Sílica Ativa: Menor custo. Menor retração. Maior durabilidade. Excelente custo/benefício. A Sílica Ativa proporciona para o mesmo desempenho mecânico, menores consumos de aglomerantes (menos energia).

13 Absorção A Sílica Ativa diminui significativamente a absorção de água por capilaridade.

14 Resistividade A Sílica Ativa aumenta a resistividade elétrica em concretos em média mais de 26 vezes.

15 Penetração de íons cloreto A Sílica Ativa reduz a penetração de íons cloreto em até 80%.

16 Reação Álcali-Agregado (RAA) A Sílica Ativa inibe a Reação Álcali-Agregado (RAA).

17 Exemplos de obras com Sílica Ativa.

18 Porto Pecém - Ceará

19 UHE de Santo Antonio Porto Velho - Rondônia

20 Ponte sobre o Rio Maranhão Vão central de 145 m fck = 50 MPa fcj máx = 110 MPa Módulo de 32 GPa 16h 1997

21 Ponte Estaiada de Brusque Santa Catarina

22 Ponte Estaiada de Brusque Santa Catarina % Sílica Ativa Baixa absorção

23 Ponte em Curva Cabo Frio

24 Ponte em Curva Cabo Frio 2004 fck > 45 MPa 10% Sílica Ativa

25 Ponte em São Pedro da Aldeia 5% Sílica Ativa fck > 60 MPa 2006

26 Ponte Estaiada Paulicea fck = 45 MPa - RÁA

27 Superior Tribunal de Justiça - Brasília fck = 60MPa 10% Sílica Ativa 1995

28 Estação Ciência - João Pessoa - Paraíba

29 Estação Ciência - João Pessoa - Paraíba 7% Sílica Ativa fck > 40 MPa Durabilidade frente a cloretos

30 Estação Ciência - João Pessoa - Paraíba

31 Estação Ciência - João Pessoa - Paraíba

32 Hospital Cema São Paulo fck = 45MPa 5% Sílica Ativa 2005 Resistência, durabilidade, CH

33 Edifício em Ponta Grossa fck = 90 MPa / Resistência mecânica- PR 2007

34 Estrada Madden Colón - Panamá

35 Estrada Madden Colón - Panamá

36 Estrada Madden Colón - Panamá

37 Cinta Costeira - Panamá

38 Cinta Costeira - Panamá

39 Metrô de Santiago - Chile

40 Metrô de Santiago - Chile

41 Metrô de São Paulo LINHA 4 São Paulo m 3 35 MPa 5% SA

42 Museu Iberê Camargo Museu Iberê Camargo

43 Museu Iberê Camargo Museu Iberê Camargo

44 Museu Arte do Rio - MAR

45 Estádios da Copa 2014 Maracanã (Rio de Janeiro)

46 Estádios da Copa 2014 Arena Corinthians (São Paulo)

47 Estádios da Copa 2014 Arena Mané Garincha (Brasília)

48 Estádios da Copa 2014 Arena Fonte Nova (Salvador)

49 NANOSÍLICA - O que é nanosílica estabilizada? - Sinergia entre a nanosílica e a Sílica Ativa: princípios fundamentais.

50 Sílica Ativa e Nanosílica Estabilizada Novo conceito de nanosílica: Seu principal diferencial é que trata-se de um único produto, ou seja, a nanosílica se encontra dispersa homogeneamente no aditivo, o que possibilita sua perfeita dispersão na massa do concreto. Trata-se de um novo conceito de nanosílica, não se trata de nanosílica coloidal, nem precipitada. Suas vantagens: Este tipo de produto permite a dispersão perfeita de nanosílica na massa de concreto, evitando assim os problemas das convencionais, permitindo maior eficiência e eficácia da nanosílica estabilizada.

51 Sílica Ativa e Nanosílica Estabilizada Micrografías TEM: Snellings et al. (2012), Rev. Min. Geochem. 74: Sílica Ativa: micro-sio 2 r- Pó obtido como um sub-produto do processo de fabricação do silício metálico ou ferro-silício. De a micro-esferas de sílica reativa por partícula de clínquer. Sun et al. (2005), J. Coll. Int. Sci. 292(2): Nanosílica Estabilizada: nano-sio 2 r- Nanosílica estável no aditivo superplastificante de base PCE. Apenas desta maneira é possível a sua aplicação ao concreto.

52 Sílica Ativa e Nanosílica Estabilizada Diferencias: A Nanosílica tem um tamanho compreendido entre 3 e 150 nm, comparado com as partículas de Sílica Ativa, cuja dimensão é de 200 a 1000 nm

53 Sinergia entre a nano-sio 2 r- e micro-sio 2 r- Mecanismo de ação, princípios fundamentais: Interação do cimento Portland com nanosílica: nano-sio 2 r- + Ca(OH) 2 (CaO) x (SiO 2 ) y (H 2 O) z gel CSH (nano-sio 2 r- ) Menor relação Ca/Si que o gel CSH de origem cimento Portland sem nano-sio 2 r- Tem uma menor densidade de defeitos cristalinos Ele se comporta como cristais semente para as seguintes quantidades de gel CSH Combinação Tipos de gel CSH cimento Portland nano-sio r Defeitos cristalinos Comportamento O gel CSH continua crescendo a partir da fonte nanosílica. É também uma fonte de gel CSH de baixa densidade de defeitos O gel CSH resultante, a partir de qualquer fonte, reproduz a estrutura cristalina dos cristais semente A qualidade resultante é maior com a nanosílica

54 Sinergia entre a nano-sio 2 r- e micro-sio 2 r- Mecanismo de ação, princípios fundamentais: CRISTALIZAÇÃO Cristais semente Cristais semente

55 Sinergia entre a nano-sio 2 r- e micro-sio 2 r- Mecanismo de ação, princípios fundamentais: CRISTALIZAÇÃO

56 Sinergia entre a nano-sio 2 r- e micro-sio 2 r- Mecanismo de ação, princípios fundamentais: CRISTALIZAÇÃO

57 Sinergia entre a nano-sio 2 r- e micro-sio 2 r- Mecanismo de ação, princípios fundamentais: CRISTALIZAÇÃO Cristais produto Qualidade / numero / tamanho Cristais produto Qualidade / numero / tamanho

58 Sinergia entre a nano-sio 2 r- e micro-sio 2 r- Mecanismo de ação, princípios fundamentais: CRISTALIZAÇÃO Cristais produto Qualidade / numero / tamanho Cristais produto Qualidade / numero / tamanho

59 Sinergia entre a nano-sio 2 r- e micro-sio 2 r- Mecanismo de ação, princípios fundamentais: CRISTALIZAÇÃO Gel CSH com nano-sio 2 r- Gel CSH sem nano-sio 2 r-

60 Sinergia entre a nano-sio 2 r- e micro-sio 2 r- Mecanismo de ação, princípios fundamentais: Seqüência de reações 1 Cimento Portland + Água CH Causada por hidratação do cimento Portland 2 Inicio Nanosílica estabilizada gel CSH(i) Causado pela reação do nanosilica com o CH. É caracterizado por Ca/Si e densidade de defeitos 3 Sílica Ativa Após as primeiras horas Após os primeiros dias CH gel CSH E gel CSH I gel CSH(i) gel CSH(ii) O cimento Portland continua liberando CH e gerando CSH interno e/ou externo. A Sílica Ativa reage com o CH gerando CSH (ii). Parte gel CSH E e gel CSH (ii) cresce a partir da rede do gel CSH (i) com qualidade excelente

61 Sinergia entre a nano-sio 2 r- e micro-sio 2 r- Conseqüências no concreto: Somando-se as duas adições minerais ativas silícicas, nano-sio 2 r- e micro-sio 2 r-, resulta em um melhor desempenho dos concretos. E uma maior resistência físico-química frente a Resistência mecânica Estabilidade volumétrica DURABILIDADE Liberação de calor qualquer ambiente agressivo. Módulo de elasticidade Tecnosil e Silicon estão apostando no futuro...

62 Barra Shopping Início 2012

63 Barra Shopping Início 2012

64 Barra Shopping Início 2012

65 Cervejaria Petrópolis 2012 e 2013

66 Edifício Madeira Barueri-SP 2013/14

67 TIISA Ferrovia Norte Sul Início 2012

68 TIISA Ferrovia Norte Sul Início 2012

69 Porto de Açu Acciona

70 Porto de Açu Acciona

71 Tecnosil e Silicon estão apostando no futuro...

72 OBRIGADO!