Adições - Tipos, consequências e exemplos, Slides de Construção

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MESTRADO EM ENGENHARIA CIVIL

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• Contextualização histórica;
• Classificação e exemplificação de adições minerais;
• Tipos de adições;
• Consequências decorrentes da substituição do aglomerante por uma adição: na reologia da argamassa ou concreto, na geração de calor e na retração;
• Consequências decorrentes da substituição do aglomerante por uma adição na resistência mecânica e porosidade, efeito diluição, efeito fíler e efeito químico;
• Exemplos de pesquisas onde foi avaliada a relação entre o tipo e teor de adição e a durabilidade do produto hidratado (argamassa ou concreto) em diferentes ambientes agressivos.

CONTEÚDO ABORDADO

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CINZA VULCÂNICA ARGILA CALCINADA

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Segundo Fonseca (2010), existem três classificações distintas de adições minerais, quando analisadas as ações físico-químicas no concreto, sendo elas materiais pozolânicos, materiais cimentantes e fíler.

CLASSIFICAÇÃO DE ADIÇÕES MINERAIS

Segundo a ABNT NBR 12653, de materiais pozolânicos, define-se como:

• Atividade Pozolânica: Capacidade de determinado material de reagir com o hidróxido de cálcio em presença de água e formar compostos com propriedades cimentícias.
• Materiais Pozolânicos: Materiais silicosos ou silicoaluminosos que, sozinhos, possuem pouca ou nenhuma propriedade ligante mas que, quando finamente divididos e na presença de água, reagem com o hidróxido de cálcio à temperatura ambiente, formando compostos com propriedades ligantes

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EXEMPLOS

CIMENTANTES:

• Escória granulada de alto-forno CIMENTANTES E POZOLÂNICOS:
• Cinza volante com auto teor de cálcio SUPERPOZOLANAS:
• Sílica ativa
• Metacaulim
• Cinza de casca de arroz predominantemente amorfa

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EXEMPLOS

POZOLANAS COMUNS:

• Cinza volante com baixo teor de cálcio
• Argilas calcinadas
• Cinzas vulcânicas POZOLANAS POUCO REATIVAS:
• Escória de alto-forno resfriadas lentamente
• Cinza de casca de arroz predominantemente cristalina FÍlER:
• Calcário
• Pó de quartzo
• Pó de pedra

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TIPOS DE ADIÇÕES

POZOLANAS NATURAIS

São divididas em quatro deferentes origens, sendo elas provenientes de vidros vulcânicos, tufos vulcânicos, argilas calcinadas e terra diatomácea. São normalmente obtidas através de vulcões, sendo ricas em sílica (SiO 2 ≥ 65 %), ou de origem sedimentar, com característica pozolânica. O material expelido pelo vulcão resfria rapidamente ao entrar em contato com o ar, gerando uma estrutura vítrea desordenada e com minerais pouco cristalinos. (FONSECA, 2010)

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TIPOS DE ADIÇÕES

CINZAS VOLANTES

Consideradas as pozolanas mais comuns, as cinzas volantes provem das cinzas resultantes da exaustão de usina termoelétricas a carvão. As partículas quentes rapidamente resfriam, vitrificando na forma de pequenas esferas. Uma pequena parte do material sedimenta, ganhando o nome de cinza pesada, enquanto a maior parte (aproximadamente 80 %), cinza volante, necessita de separadores mecânicos, precipitadores eletrostáticos ou filtros manga para ser capturada. (FONSECA, 2010)

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TIPOS DE ADIÇÕES

SÍLICA ATIVA

Da produção de silício, tida como subproduto da fusão do minério, a Microsílica, como também é chamada, provém da condensação do monóxido de silício (SiO) na sua forma oxidada (SiO 2 ). Após este processo, a sílica ativa é capturada por filtros manga. Considerada muito reativa, devido sua origem, granulometria muito reduzida (cem vezes menor que o cimento) e natureza amorfa, reage rapidamente com Ca(OH) 2 resultante da hidratação do cimento Portland. (FONSECA, 2010)

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TIPOS DE ADIÇÕES

METACAULIM

Com constituição química de sílica e alumínio de estrutura amorfa, o metacaulim reage com o hidróxido de cálcio (Ca(OH) 2 ) resultante da hidratação do cimento Portland, gerando assim silicato de cálcio hidratado (C-S-H) e hidroaluminosilicato de cálcio. Sua produção advém da calcinação do rejeito do caulim, argila refratária rica em silicatos hidratados de alumínio, como a caulinita e haloisita.

(FONSECA, 2010)

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TIPOS DE ADIÇÕES

FÍLER

São partículas finas, com diâmetro próximo ao do cimento, que tem como finalidade preencher vazios, aumentando assim sua resistência a compressão e reduzindo a exsudação. Podem ser de origem natural ou de compostos inorgânicos processados, podendo ou não agregar cor ao concreto. (FONSECA, 2010)

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TIPOS DE ADIÇÕES

ESCÓRIA GRANULADA DE ALTO-FORNO

(FONSECA, 2010)

Este material origina-se na primeira etapa do processo de fabricação de aço, onde o minério de ferro é convertido em ferro-gusa, tendo como sub produto a escória de alto-forno. Sua constituição é uma composição de cal, sílica e alumina, sendo semelhante aos óxidos presentes no cimento Portland, com exceção das proporções. Quando resfriada lentamente, é obtido um material não cimentante, chamado de escória expandida ou resfriada a ar, porém quando resfriada rapidamente e moída finamente, passa a possuir características cimentícias, sendo então denominada de escória granulada ou peletizada.

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INFLUÊNCIA DAS ADIÇÕES MINERAIS NO ESTADO FRESCO

Dentre os principais benefícios físico-químicos das adições minerais aos materiais cimentícios, estão a redução da porosidade do concreto e a redução da fissuração devido à redução do calor de hidratação. Ambos os fatores atuam diretamente na vida útil do concreto armado, pois diminuem a entrada de agentes agressivos, como carbono e íons cloreto. Outras características comumente observadas são a redução da exsudação, a diminuição da segregação, o afinamento da zona de transição entre pasta e agregado e o aumento da resistência a ataques químicos. A interferência química se dá na formação adicional de silicato de cálcio hidratado (C-S-H), principal responsável pela resistência da pasta de cimento hidratada. (FONSECA, 2010)

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Adaptado de Fonseca (2010)

INFLUÊNCIA DAS ADIÇÕES MINERAIS NO ESTADO FRESCO