aula sobre concretos - aditivos e patologias do concreto

1. Aditivos para argamassas e
concretos

2. Histórico
 Romanos e incas:
albumina (sangue e clara de ovos);
álcalis (cal);
 Brasil:
 óleo de baleia;
 gesso cru e cloreto de cálcio;
 Alemanha e França:
graxa de cal.

3. Introdução
 Quarto componente do concreto;
 Estados Unidos, Japão e Alemanha, utilizam cerca
de 80% de concreto aditivado.
“Aditivos não transformam um concreto mal dosado
em um bom concreto. Eles aprimoram certas
características positivas do concreto.”

4.  Ação Química
A Aceleradores
R Retardadores
 Ação Física
IAR Incorporador de ar
P Plastificantes
SP Superplastificantes
F Superfluidificantes
IM Impermeabilizantes
Aditivos Para Concreto

5. Definições
 Aditivos são produtos empregados na elaboração
de concretos, argamassas de cimento para
modificar certas propriedades do material fresco
ou endurecido.
 Base orgânica ou inorgânica

6. Efeitos Genéricos
 Vantagens:
 Aumento da trabalhabilidade;
 Redução do consumo de água;
 Maior resistência;
 Redução da água e do cimento;
 Aditivos com alto teor de sólidos são mais eficientes.

7. Química Aplicada
 Os produtos com base melamina, naftaleno ou
lignossulfonato atuam principalmente por repulsão
eletrostática;
 Os aditivos superplastificantes com base de
policarboxilatos além de agirem por repulsão
eletrostática apresentam outro mecanismo de
ação, conhecido como repulsão estérica.

9. Classificação - NBR
11768/92
o Aditivo plastificante (tipo P)
o Aditivo retardador (tipo R)
o Aditivo acelerador (tipo A)
o Aditivo plastificante retardador (tipo PR)
o Aditivo plastificante acelerador (tipo PA)
o Aditivo incorporador de ar (tipo IAR)
o Aditivo superplastificante (tipo SP)
o Aditivo superplastificante retardador (tipo SPR)
o Aditivo superplastificante acelerador (tipo SPA)

10. Aditivos não-normalizados:
 Agentes inibidores de corrosão;
 Redutores de retração;
 Expansores;
 Agentes impermeabilizantes;
 Redutor de ar incorporado;
 Promotor de viscosidade;
 Redutor de expansão álcali-agregado;
 Promotor de adesão;
 Fungicidas, inseticidas e bactericidas;
 Agentes de cura.

11. Aditivos de ação física
 Plastificantes (Redutores de água): melhoram a
deformabilidade dos concretos frescos;
 Incorporação de ar: o diâmetro das microbolhas,
de 100 a 300 μm, varia segundo a substância
química empregada na fabricação do produto.

12. Aditivos de ação química
 Aceleradores: facilitam a dissolução da cal e da
sílica, nos silicatos, e da alumina, nos
aluminatos. Aceleram fortemente as reações
iniciais de hidratação e endurecimento,
especialmente do C3S.

13. Aditivos de ação físico-química
 Retardadores: retardam a osmose da água
nos grãos de cimento, agindo por defloculação
e adsorção.

14. Emprego dos aditivos
Plastificantes (Redutores de água)
Maior resistência mecânica;
Maior impermeabilidade e durabilidade;
Minimização de retração, fissuramento e
exsudação;
Melhor proteção e aderência da armadura;
Fácil adensamento e bombeamento;
Melhor aspecto, em caso de concreto
aparente.

15. Mecanismo de ação:

16. Pasta de cimento sem aditivo
Pasta de cimento com aditivo

17. Superplastificantes: indicados para misturas
relativamente ricas em cimento.
Ideais em casos de armaduras densas,
bombeamentos, concretos aparentes de alta
resistência
Permitem reduzir consideravelmente a relação
/cimento;
não alteram o tempo de pega do concreto.

18. Mecanismo de ação:

19. Retardadores / plastificantes:
Os retardadores têm a função de retardar a
hidratação inicial dos grãos de cimento;
Também plastificam a mistura;
Permitem maior tempo de manuseio do
concreto;
Inibem o surgimento de juntas frias;
Permitem a concretagem das peças de difícil
acesso e vibração.

20. SILICATOS
ALUMINATOS
Dissolução
CaO
Película
Baixa
permeabilidade
RESISTÊNCIA
PEGA
Mecanismo de ação:

21. Aceleradores:
Empregados quando o concreto necessita
ser solicitado a curto prazo;
Reduzem o tempo de desforma;
Os aceleradores à base de cloreto são os
mais eficientes;
Quanto maior o consumo de cimento, maior
a eficiência do acelerador.

22. SILICATOS
CARBONATOS
Precipitação
C-S-H
Sólido-gel RESISTÊNCIA
Precipitação
CaCO3
Retarda
C3A
PEGA
Mecanismo de ação:

23. Influência dos aditivos plastificantes sobre a resistência de
concretos de mesma relação a/c
Resistênciamecânica
Dias Meses Anos
Plastificante
Acelerador
Retardador
Sem aditivo com consistência mais seca

24. Incorporadores de Ar:
Maior plasticidade;
Impermeabilidade e resistência aos ataques
químicos de águas agressivas;
Menor segregação e exsudação;
Função primordial de suprir a deficiência de
finos;
A plasticidade conferida permite reduzir a
quantidade de água;
Resistência ao ataque dos sulfatos.

25. das micro bolhas
100 a 500 m
Zona de concreto protegida da ação do gelo
Micro bolhas de ar Zonas desprotegidas por estarem
distantes das micro bolhas
Mecanismo de ação:

26. Aditivos impermeabilizantes
• Substâncias mais comuns
o Ácido estereático
o Ácido caprílico
o Ácido oleico
o Emulsão de cera
o Emulsão betuminosa
o Ácido cáprico
o Estereato de cálcio
o Estereato de alumínio
o Resina hidrocarbonada
• Mecanismo principal de ação
o Agem sobre a natureza da superfície do conglomerado
o São hidrófugos

27. Agentes de cura
• Uso recomendado
o Locais onde a cura úmida com água é
impraticável
• Mecanismo principal de ação
o A evaporação do solvente propicia a
formação de uma película contínua que
impede a evaporação da água de
amassamento.

28. Aplicação do agente de cura

29. Aditivos expansores
• Usos recomendados
o Ancoragem de equipamentos
o Restauração de estruturas degradadas
• Cimentos expansivos
o Cimento Portland comum + aditivo expansor
o Aditivo expansor – reduz ou elimina os inconvenientes da
retração (fissuração)
• Retração compensada
• Auto compressíveis
• Mecanismo de ação
o Formação de etringita
o Formação de Ca(OH)2 e Mg(OH)2

30. 30
PATOLOGIAS DO
CONCRETO

31. Introdução
31
• Os ataques químicos e ambientais acontecem quando o
concreto se torna vulnerável, com baixa resistência 
proveniente da alta porosidade, fissuração e insuficiente
cobrimento de armaduras

32. Introdução
32
• Origem:- falha de projeto; -execução; -uso
inadequado; - falta de manutenção.
• Causas:- sobrecargas; -impactos; -abrasão, -
movimentação térmica; -concentração de
armaduras; -retração hidráulica e térmica, -alta
relação água/cimento; -exposição a ambientes
marinhos; -ação da água; -excesso de vibração;
falhas de concretagem; -falta de proteção
superficial.

33. Patologia
33
• Agressões podem ser:
Físicas: variação de temperatura, umidade;
Químicas: carbonatação, maresia, chuva ácida,
corrosão, ataques de sulfatos; ataque de ácidos;
águas brandas e resíduos industriais (cloretos);
Biológicas: micro-organismos, algas, solos e água
contaminada;
• Sintomas:
Fissuras, -eflorescências, -desagregação, -lixiviação, -
manchas, -expansão por sulfatos, -reação álcalis-
agregado

34. Classes de agressividades de
ambientes
34
Classe I – rural ou menos problemático;
Classe II – urbano;
Classe III – marinho ou industrial;
Classe IV – polos industriais, os mais agressivos;
Auxilia o projetista de estruturas ao:
Dimensionamento correto, especificar o cobrimento
das armaduras, e elaborar recomendações sobre o
traço do concreto, relação água/cimento,
compacidade.

35. Causas de Patologia
35
Segundo Antônio Carmona Filho:
1º Cobertura insuficiente das armaduras;
2º Falhas de execução;
3º Agressividade dos ambientes;
4º Falhas de projeto

36. Degradação das Estruturas
36
• Processo de corrosão se acelera entre 60 a 80 vezes em
atmosferas industriais (produzem cloro, soda, celulose,
fertilizantes, petróleo, químicas, ETEs...), comparados com
meio rural;
• Zonas industriais contaminadas por gases e cinzas (H2S,
SO2, NOX) reduz alcalinidade do concreto e aumenta a
velocidade de carbanotação, destruindo a película
passivadora que protege o aço;

37. Degradação das Estruturas
37
• Orla Marinha (corrosão de 30 a 40 vezes superior que meio
rural).
• Lugares com elevados índice de poluição e Chuvas ácidas e
CO2, microclimas (garagens de edifícios, reservatório de água
clorada). Meio rural = 8 anos, litoral = 2 anos.

38. Causas de Patologias em alguns
países
38
“Grande parte dos problemas está na falta de
compatibilidade entre o planejamento e o
projeto.” Cesar Henrique Daher

39. Estrutura do Concreto
39
• Proporciona dupla proteção às armaduras: alcalinidade (capa
passivadora para o aço); a massa do concreto, (barreira física
separa o aço do contato direto com o meio);
• Compacidade do concreto - propriedade para resistir à
penetração dos agentes externos, diminui a carbonatação,
ataque de cloretos e sulfatos; diretamente
associada à relação água/cimento, que deve
ser a mais baixa possível.

40. Estrutura do Concreto: Execução Criteriosa
40
• Evitar mudanças drásticas de temperatura, e secagem prematura.
• Temperatura baixa durante a concretagem (< 7ºC)  inibi as
reações químicas de endurecimento do cimento e permiti a
evaporação da água de mistura.
• Baixas taxas de umidade relativa do ar  a evaporação da água
pode se alta, tornando-se insuficiente para a reação química do
cimento.
É preciso estar atento às condições climáticas, controlando sempre a
temperatura e a umidade ideal.

41. Estrutura do Concreto: Execução Criteriosa
41
• Concreto  maturado por 15 a 20 horas  submetê-lo a
temperaturas mais baixas;
• A velocidade de endurecimento está relacionada à temperatura do
concreto. +T, + endurecimento; Vento e temperatura aceleram a
evaporação da água.
• A água do concreto se evapora através da superfície úmida (10 a 12
horas)  após por difusão (lento)  impedir a secagem do
concreto durante as primeiras 24 horas.
"A continuidade da cura úmida por mais dias repõe a perda de água
por evaporação. A falta de cura úmida do concreto faz com que sua
primeira camada perca a água de hidratação, tornando-na fraca, com
baixa resistência à abrasão, porosa e permeável aos agentes
agressivos", ressalta Granato.

42. Normas
42
• NBR 6118:2007 - Atenção especial
para a durabilidade das estruturas, o
cobrimento das armaduras e a
relação água/cimento do concreto. O
objetivo foi tornar as estruturas mais
impermeáveis aos agentes
agressivos, aumentando sua vida
útil.
• NBR 12655:2006 - incorporou os
princípios de redução de
permeabilidade do concreto por
meio da relação água/cimento, mais
resistente ao ataque por cloretos e
sulfatos.
• NBR15577:2008 – em relação ao
problema da reação álcali-agregado,
dedicada a orientar a mitigação
deste tipo de manifestação

43. Tendências em reparos e
recuperação
43
• Pontes, túneis, viadutos, estruturas portuárias e off shore  os
escandinavos  técnica de proteção catódica, e reabilitação de
estruturas (que passam por processo de Corrosão);
• No setor de infraestrutura e industrial  revestimentos
uretânicos e poliuréia e inibidores de corrosão que agem por
migração;
• Na recuperação a repassivação eletroquímica das armaduras:
extração eletroquímica de cloretos e a proteção catódica com
zinco termoprojetado.

44. Técnica Eletroquímica
44
• Extração de cloretos e a realcalinização do concreto;
• Extração de cloretos: remoção dos íons de cloreto do interior do
concreto, por meio da indução de uma corrente eletroquímica
temporária, que leva à repassivação das armaduras.
• Eletrólito (água da rede de abastecimento ou soluções saturadas de
hidróxido de cálcio)  evitar que o eletrólito se torne ácido e venha
a atacar o concreto, ou formar gás clorídrico, altamente tóxico.
• Eletrodo (ânodo), (malha metálica (geralmente, de aço inoxidável)
aderida à superfície do concreto e recoberta por polpa de celulose.
A malha metálica é ligada à armadura (que funciona como cátodo)
e em seguida, aplica-se uma corrente contínua de baixa intensidade
(entre 0,8 a 2A/m²).

45. Etapas do diagnóstico
45
• Vistoria preliminar
• Anamnese
• Levantamento documental
• Vistoria detalhada
• Ensaios
• Conclusão - Compilação dos dados, análise criteriosa e
parecer final. Equipe multidisciplinar para realizar a
análise e o parecer.

46. Reparos da armadura
46
Fissuração e destacamento de concreto dos pilares de borda
de condomínio residencial  devido à corrosão das
armaduras do concreto (carbonatação, e pequeno
cobrimento das armaduras)

47. Reparos da armadura
47
• 1. Pilar de borda (fachada)  fissuração e destacamento de
concreto;
• 2. Reparo corte da área afetada e a escarificação do
concreto;
• 3. Limpeza do substrato com água potável e pulverizador;

48. Reparos da armadura
48
• 4. Aplicar uma argamassa cimentícia tixotrópica, modificada
com polímeros e, preferencialmente, reforçada com fibras,
que recebe depois o acabamento com desempenadeira de
madeira;
• 5. Uma manta de cura molhada com água é aplicada sobre a
argamassa  umidade 7 dias  evita evaporação da água de
amassamento e a fissuração.