ADITIVOS PARA O CONCRETO 1) Definição : NBR 11768 (EB-1763/92) - Aditivos para concreto de Cimento Portland. Produtos que adicionados em pequena quantidade a concreto de Cimento Portland modificam algumas propriedades em sentido de melhor adequá-las a determinadas condições. O aditivo é adicionado na betoneira, imediatamente antes ou durante a mistura. 2) Finalidades importantes para quais os aditivos são empregados: Aumentar a plasticidade do concreto sem aumentar o teor de água; Reduzir a exsudação e a segregação; Retardar ou acelerar o tempo de pega; Acelerar a velocidade de desenvolvimento de resistência nas primeiras idades; Retardar a taxa de evolução do calor; Aumentar a durabilidade em condições específicas de exposição; Diminuição da retração; Aumento de compacidade. 3) Nomenclatura, Especificações e Classificações: Os aditivos são geralmente classificados pela função no concreto; mas muitas vezes apresentam mais de uma função: A classificação NBR 11768 - Aditivos para concreto de Cimento Portland; classifica os aditivos em: Tipo P: Plastificantes Tipo R: Retardador Tipo A:Acelerador Tipo PR: Plastificante Retardador Tipo PA: Plastificante Acelerador Tipo IAR: Incorporador de Ar Tipo SP: Superplastificante Tipo SPR: Superplastificante Retardador Tipo SPA: Superplastificante acelerador A NBR-12317 estabelece procedimento para verificação do desempenho dos aditivos no concreto, conforme o tipo de aditivo tais como: Retardamento de Pega, Aceleração do Endurecimento, Incorporador de Ar. A NBR-10908 estabelece os limites de variação de composição, para controle de uniformidade, entre os quais os limites de cloretos. Na prática os aditivos são comercializados como produtos patenteados. De modo que: É importante entender os efeitos específicos dos aditivos antes de usá-los
- Os efeitos específicos: pode variar com as propriedades e proporções do outros ingredientes da mistura; - Utilização dos aditivos: Podem ser usados tanto no: - Estado líquido (mais comum) - Estado sólido Os aditivos devem ser descarregados na água de amassamento ou diluídos separadamente, mas simultaneamente com a água de amassamento, geralmente durante a parte final da descarga da água. As dosagens dos diversos aditivos, geralmente são expressas como porcentagens da massa de cimento na mistura, são recomendadas pelo fabricante. A eficiência de qualquer aditivo varia em função: Dosagem do concreto; Constituintes da mistura; Especialmente com as propriedades do cimento. - Tipos: Os aditivos podem ser classificados: 1- De acordo com critérios Baseados na sua ação; 2- Baseado nos seus efeitos sobre o concreto O critério baseado na natureza de sua ação: Aditivos de ação puramente química; Aditivos de ação físico-química. Aditivos de ação puramente química: São aqueles que por reação modificam o PH ou a solubilidade dos compostos anidros ou hidratados do cimento. Ex.: Modificadores de pega e do endurecimento. Aditivos de ação físico-química: Tem caráter misto de reações químicas superficiais e de forças (De Wander Waals) de natureza tensoativas, que modificam a tensão superficial da fase líquida e entre estas e as fases sólidas. Ex.: Pertencem a esta categoria a maioria dos aditivos. De acordo com seu efeito:
EFEITO DESEJADO TIPO DO ADITIVO MATERIAL USADO COMO ADITIVO Melhora a durabilidade Incorporador de Ar (IA) -Sais de resina de madeira -Detergentes sintéticos -Sais Lignosulfonatos -Sais de ácidos de petróleo -Sais de materiais proteicos -Sais de alcoois gordos e seus sais alcooisbenzeno sulfonatos Redução da água para certa trabalhabilidade Redutor de água (RA) -Lignosulfonatos -Sais de ácidos carboxílicos (tendem a retardar a pega se adicionar acelarador) Retardar a pega Retardador (RP) -Lignina -Boratos -Açúcares Acelerar a pega e endurecimento inicial Redução da água e aceleração de pega Melhor trabalhabilidade e plasticidade Expansão antes da pega Diminuir a permeabilidade Melhora do bombeamento Alta Trabalhabilidade Acelerador (AP) -Sais e ácidos tartáricos -Cloreto de cálcio -Trietanolamina Redutor e acelerados de -Ver (RA) com adição de acelerador (AP) pega (RAP) Material pozolânico Ver Ítem 3.3 Expansor gasoso Impermeabilizantes Aditivos para bombeamento Superplastificantes -Pó de alumínio -Resinas saponáceas e resinas vegetais -Estearato de cálcio, alumínio, amônio -Cloretos solúveis -Graxas de petróleo -Pozolanas -Pozolanas -Polímeros orgânicos -Condensados de sulfonatos melamínicos, formaldeídos -Condensados de sulfonatos naftalínicos, formaldeídos No caso específico de concreto, os aditivos mais empregados são: - Incorporadores de Ar (Produtos tensoativos) Tem por principal propósito aumentar a durabilidade das argamassas e concreto. Melhora também a plasticidade, facilitando a utilização. São muito usados em concretos com baixo teor de cimento para melhorar a coesão e diminuir a exsudação.
Desvantagens: Pode causar um retardamento excessivo na hidratação do cimento; Grandes quantidades de ar incorporado são acompanhadas de uma perda de resistência; - Fatores que afetam a quantidade de ar incorporado, bem como as dimensões das bolhas: Finura do cimento; Natureza e concentração do aditivo incorporador de ar; Natureza e proporcionamento da mistura; Tipo e duração de mistura de concreto; Consistência; Tipo e grau de adensamento aplicado no concreto; Temperatura; Emprego simultâneo com aditivo redutor de água; A forma das partículas e graduação dos agregados tem influência na quantidade de incorporação de ar à mistura; O tipo e as condições da betoneira podem afetar a incorporação de ar na mistura; O aumento do abatimento (Slump) faz com que seja aumentada a incorporação de ar. O tempo de adensamento de mistura influi na razão inversa do teor de ar incorporado, isto é, quanto menor o teor de ar incorporado, mais prolongado o adensamento. etc... - Plastificantes e redutores de água (Produtos tensoativos): O efeito destes aditivos consiste em melhorar a plasticidade da mistura possibilitando a redução da quantidade de água. São produtos tensoativos que se dissolvem ou dispersam na água de amassamento, e modificam a reologia do concreto fresco, pela redução por meio de uma ação físicoquímica de adsorção da tensão superficial da água e da tensão intersticial entre a água e as partículas finas dos sólidos. Os aditivos redutores permitem a redução do consumo de aglomerante, para uma dada resistência. Menor consumo de cimento - menor calor de hidratação Melhoram a qualidade da mistura fresca, facilitando a trabalhabilidade, reduzindo o consumo d água para uma dada plasticidade. Concretos com aditivos redutores de água apresentam aumento na resistência. É possível um pequeno aumento na resistência aos efeitos de águas ou solos agressivos devido a conseqüente redução de água; diminuição da permeabilidade e aumento da resistência. Desvantagens:
Alteração da pega e início do endurecimento podem ser observados dependendo das quantidades empregadas, das propriedades do cimento e outras condições de uso. - Superplastificantes (Fluidificantes): São aditivos de ação semelhante a dos plastificantes, porém de efeito muito mais intenso. A redução de água possibilitada por um superplastificante pode chegar a 20% ou mais. São usados para obtenção de concretos de alta resistência e para obtenção de concretos reoplásticos, devido ao efeito de superplastificação (Aumento típico de abatimento de 40mm para 220mm). Aqueles cujas substância ativa é a Melamina são caracterizados por um período relativamente curto de atuação, entre 30 min. a 45 min., após o que o aditivo perde o efeito e o concreto volta à consistência normal. Com os aditivos a base de Naftaleno e de Ligno-Sulfonado, o tempo de atuação é maior, podendo se estender até 2 h ou mais. Mecanismo de ação dos Superfluidificantes: São absorvidos pelas partículas de cimento, fazendo com que as mesmas se tornem negativamente carregadas e mutuamente repulsivas. Utilização: - Redutores de água de elevado efeito: Produzem concretos com relação água/cimento muito mais baixa, aumentando a resistência, durabilidade e impermeabilidade. - De acordo com o teor e tipo de aditivo: Para um mesmo consumo de cimento e água de amassamento o abatimento pode aumentar de 1,5cm para 20cm ou de 2cm para 25cm. Podem ser fabricados concretos auto-adensáveis e fluidos, com excelentes características físicas e químicas, superiores a alguns concretos de resistência seca. - Redutores de consumo de cimento Com a mesma relação água/cimento e a mesma consistência, tanto o consumo de água como o de cimento podem ser reduzidos, de modo que permanecem inalteradas a resistência e a trabalhabilidade. - Efeitos sobre o concreto recém-misturado Perdas de consistência inicial do concreto fluido, aumento de temperatura ambiente eleva a taxa de perda de abatimento inicial do concreto, prolonga o tempo de pega, retração plástica. - Retardadores (Tipo R) São produtos que retardam o início da pega dilatando o tempo de transporte e aplicação do concreto. O retardamento pode chegar até a 2 h ou 3 h além do tempo de pega normal. Geralmente são usados em teores em torno de 0,2% a 0,3%.
Aplicação: Retardadores de pega são produtos largamente empregados na execução de concreto, especialmente em regiões e períodos de temperaturas mais elevadas. - Aceleradores de pega São produtos que agem sobre os compostos anidros do cimento aumentando a solubilidade ou acelerando sua velocidade de reação com a água. Efeitos colaterais: - devido à variação na finura do cimento e a presença de impurezas, podem ocorrer resultados imprevistos, muitas vezes inesperados. Das substâncias químicas que compõe os aceleradores de pega, o cloreto de cálcio é o mais empregado. - perda de qualidade do concreto devido à corrosão da armadura -PROPRIEDADES DO CONCRETO AFETADAS PELO EMPREGO DE ACELERADORES: - a resistência inicial é aumentada, enquanto que a resistência aos 28 dias é menor do que a do concreto correspondente sem aditivos. - a natureza salina desses aditivos pode aumentar a retração ou produzir eflorescência; - a ação danosa que ocorre entre cimentos de elevado teor de álcalis e agregados reativos é aumentada pelo emprego desses aditivos 7- OUTROS ADITIVOS Entre os outros aditivos nos temos: -Agentes de cura -Expansores -Aditivos corantes -Aditivos de Injeção
São aditivos bastante diversificados e têm usos específicos ; -para aplicação de alguns desses aditivos é prudente que sejam feitos estudos específicos, que caracterizam o comportamento do mesmo, bem como a alteração nas propriedades dos concretos. NA AVALIAÇÃO DOS ADITIVOS É COMUM A APLICAÇÃO DOS SEGUINTES ENSAIOS: - Verificação da uniformidade sobre aditivos: Ph Resíduo sólido Massa específica - Verificação do comportamento junto ao concreto: Abatimento no tronco de cone Teor de ar incorporado Tempo de pega Teor de água Exsudação Resistência a compressão Resistência a flexão