CONCRETO COM GELO http://www.arq.ufsc.br/arq5661/trabalhos_2007-2/aplicaconcreto/gelo.htm Concreto com gelo, denominado de concreto resfriado, é aquele que tem a temperatura de lançamento reduzida, através da adição de gelo à mistura, em substituição total ou parcial da água da dosagem. O uso de gelo no concreto se faz necessário em obras de grande porte, como barragens de hidrelétricas ou peças de maior volume - blocos em fundações ou bases de grandes equipamentos onde há concentração do volume de concreto. A razão do uso do gelo para a redução da temperatura inicial de lançamento é explicada pela necessidade de se reduzir as tensões de origem térmica internas em uma peça concretada, de modo a evitar sua elevação a uma intensidade que ultrapasse o limite da capacidade resistente e resulte numa trinca ou rachadura de magnitude que comprometa a integridade estrutural. Por causa da utilização de gelo, mantém-se por mais tempo a trabalhabilidade do concreto, gera uma melhor evolução da resistência à compressão e reduz a fissuração por origem térmica. A Usina Hidrelétrica de Itaipu é um exemplo de uma obra, que fez uso do concreto resfriado. Pra que o processo de resfriamento acelerasse, foi instalada uma grande fábrica de gelo com uma capacidade de 1.700 toneladas diárias. Por tubos enterrados no concreto se bombeava água gelada. Enterrados no concreto havia também termômetros elétricos, cujos fios iam ligá-los a mostradores que ficavam instalados externamente, a fim de poder-se medir com precisão o resfriamento. USINA HIDRELÉTRICA DE PEIXE ANGICAL (452 MW) Iniciada em abril de 2002, a construção da usina hidrelétrica de Peixe Angical ficou interrompida por cerca de um ano até ser retomada em outubro de 2003, com a entrada de FURNAS na Sociedade de Propósito Específico Enerpeixe, hoje formada pela Energias do Brasil (Grupo EDP /Energias de Portugal), com 60% de participação, e FURNAS, com 40%, totalizando investimentos de R$ 1,6 bilhão. Localizada no rio Tocantins, entre os municípios de Peixe, São Salvador do Tocantins e Paranã, na região Sul do estado do Tocantins, a usina completou sua entrada em operação comercial em 16 de setembro de 2006. As três turbinas do complexo totalizam uma potência instalada de 452 MW, gerando uma energia anual assegurada de 2.374 GWh, suficiente para abastecer uma cidade com cerca de 4 milhões de habitantes, equivalente a duas vezes o consumo de Brasília. A energia produzida é transferida ao Sistema Elétrico Brasileiro por uma linha de 1
transmissão de 500 kv, através da subestação de FURNAS em Gurupi (TO). Para vencer o desafio de construir uma barragem em um curto espaço de tempo, e em região com temperatura média elevada, FURNAS desenvolveu estudos térmicos específicos que indicaram a necessidade da refrigeração do concreto com gelo, com o objetivo de reduzir a temperatura máxima da estrutura, uma vez que, quanto maior a temperatura atingida pelo concreto, maior a retração térmica, o que pode ocasionar à fissuração das estruturas. Foi então montada no canteiro de obras uma fábrica de gelo com capacidade para produzir 10 toneladas de gelo em escamas por hora, que era adicionado ao concreto em substituição a uma parte da água da mistura. A barragem de Peixe Angical, em CCR (concreto compactado com rolo) no leito do rio e em terra nas margens, com 6,2 km de comprimento e 39 metros de altura, possui um reservatório de 294 km 2 de área inundada e volume de água acumulado de 2,7 bilhões de m³. A usina ainda conta com um vertedouro de 213 metros, com capacidade para escoar 37.044 m³/s. O empreendimento foi realizado em tempo recorde, e chegou a contar, no auge dos trabalhos, com mais de 5.000 operários. A preocupação com o meio ambiente sempre esteve presente durante as fases da obra. Foram implantados 30 programas ambientais pertinentes aos meios físico, biótico, e socioeconômico, os quais consumiram 14% do investimento total do empreendimento. Durante o período de enchimento do reservatório, equipes de biólogos, veterinários e técnicos em meio ambiente monitoraram em toda área de influência do lago as possíveis interferências ambientais, tendo efetuado o resgate de mais de 55 mil animais, que foram identificados, cadastrados e destinados às áreas nas proximidades de seus habitats. Um Novo Conceito em Superplastificantes http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.basf-cc.com.br/novo/imagens/dicas/id3/fig02.gif&imgrefurl=http://www.basf-cc.com.br/novo/dicas-detalhes.asp%3fid_dica%3d3&usg= QB42mj18iFvocI2X97yuZdx8B8=&h=117&w=350&sz=13&hl=pt-BR&start=21&tbnid=ZT5FMYQTz0VqWM:&tbnh=40&tbnw=120&prev=/images%3Fq%3Dsuperplastificante%2Bconcreto%26gbv%3D2%26hl%3Dpt-BR%26sa%3DG O superplastificante de última geração à base de éter policarboxílico, através de sua ação química diferenciada, consegue resultados bastante superiores aos superplastificantes à base de melamina e a base naftalenosulfonato. A ação química de um superplastificante normal consiste em 3 fases: Adsorção superficial Carga eletrostática sobre a partícula de cimento Dispersão O aditivo envolve um sistema de partículas carregando-o com cargas de mesmo sinal. Por efeito da repulsão eletrostática, o superplastificante vai dispersar as partículas de cimento, fazendo com que se necessite de menos água para se atingir uma dada trabalhabilidade. (fig. 1) Com o início do processo de hidratação do cimento esse efeito de dispersão é minimizado, fazendo com que o concreto perca fluidez, necessitando de adição de água para manter a mesma consistência. (fig. 2) 2
Figura 1 Ação de um superplastificante normal. Figura 2 Perda de trabalhabilidade de um superplastificante normal. O superplastificante à base de policarboxilato atua de forma mais completa nas partículas de cimento. Somado à ação eletrostática conseguida pelo carregamento nas partículas de cimento de cargas de mesmo sinal, o policarboxilato possui longas cadeias laterais ( side chains ), responsáveis pelo chamado efeito estério. Essas longas cadeias laterais aumentam o espaço físico em um sistema de partículas de cimento, resultando em uma redução de água muito superior aos superplastificantes normais (acima de 40 %). (fig. 3 e 4). Figura 3 Molécula de um Policarboxilato. Figura 4 Ação do policarboxilato sobre as partículas de cimento. Outra grande vantagem adicional ao concreto que se deve às longas cadeias laterais do policarboxilato é a manutenção da trabalhabilidade por longos períodos. Com o início do processo de hidratação do cimento, perdese o efeito da repulsão eletrostática do aditivo mas, através da presença das mesmas, consegue-se minimizar esse efeito. (fig. 5). Figura 5 Manutenção da trabalhabilidade devido ao efeito estério. Com sua química diferenciada, o policarboxilato se torna o produto ideal para certos tipos de aplicações, como o mercado de pré-moldados e permite fazer concretos auto-adensáveis. Através do seu único desempenho 3
consegue-se as seguintes vantagens: Redução de água de até 45 % da água de amassamento; Deixa o concreto coeso, porém trabalhável; Redução linear da água de amassamento; Possibilidade de se trabalhar com relações a/c menores que 0,30; Minimiza a exsudação; Efeito mínimo no tempo de pega do cimento; Grande manutenção da plasticidade; Compatibilidade com todas as bases químicas; Aumento das resistências à compressão iniciais e finais; Aumento da durabilidade estrutural; Permite a execução de concretos auto-adensáveis com dosagens relativamente baixas. 4
Exercício 1: Química e Propriedades da água Professor Marcelo Medeiros Turma: C Ano: 2016 Aluno: De acordo com o texto e com o exposto nas aulas até o momento, responda as questões abaixo com suas próprias palavras. Questão 1: Qual a diferença entre Pré e Pós-resfriamento do concreto? Explique sua resposta, cite exemplos de como isso é feito e em que tipo de obra é aplicado. Questão 2: O que é um superplastificante e qual sua função e seu efeito (forma de atuação) no concreto? Explique sua resposta. Questão 3: Por que o policarboxilato atua de forma mais completa? Explique sua resposta. 5
Questão 4: O texto se refere bastante a trabalhabilidade. O que seria isso? Existe diferença entre trabalhabilidade e fluidez? Explique sua resposta. Questão 5: Porque as partículas de cimento sofrem aglomeração? Questão 6: Assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para cada afirmativa a seguir: (uma errada elimina uma correta) V F Material amorfo é aquele que tem uma regularidade na disposição de suas moléculas e tem a característica de ter alta reatividade. V F Um material isotrópico tem a característica de apresentar suas propriedades mecânicas iguais em todas as direções de um sólido. V F As forças de van der waals se originam de dipolos elétricos e são conseqüência da assimetria da molécula. V F O gás oxigênio (O2) é uma substância simples. V F A água pura (H2O) é uma substância simples. Questão 7: Assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para cada afirmativa a seguir: (uma errada elimina uma correta) V F A Lei da conservação da massa consiste em: A soma das massas dos produtos é igual a soma das massas dos reagentes. Ou seja, não há destruição, nem criação de matéria, apenas transformação. V F A água está presente em praticamente todos os processos de degradação do concreto principalmente pelo seu elevado poder de dissolução. V F Capilaridade é a propriedade dos fluidos de subir ou descer em tubos muito finos. Ela atua no sentido de puxar o líquido para cima, a altura alcançada depende da tensão superficial e do raio do tubo capilar. V F A pressão de vapor pode atuar de forma importante no âmbito das edificações. Isso ocorre porque argamassas de cimento e concreto são materiais que contém muita água e uma pintura aplicada em superfícies deste tipo de materiais pode ser degrada pelo efeito da pressão de vapor. V F Grafita e diamante constituem um exemplo clássico de polimorfismo, que é quando dois materiais apresentam a mesma composição química, porém, cada um tem uma estrutura cristalina diferente. 6