Cimentos e Adições Minerais

Apesar de não existirem restrições quanto ao cimento empregado na produção de concretos especiais, as características físicas e químicas do cimento podem apresentar influência sobre o comportamento reológico do concreto no estado fresco. De acordo com Nunes (2001), cimentos mais finos apresentam

aumento da quantidade de partículas em contato com a água, redução da distância entre os grãos e aumento na frequência de colisão entre eles, resultando em misturas com maior viscosidade e menor tensão de escoamento. Como a adsorção do aditivo superplastificante ocorre principalmente pelo aluminato tricálcico (C3A),

recomenda-se o uso de cimentos com teores menores do que 10% para garantir que a distribuição ocorra de forma mais uniforme e que a fluidez da mistura seja mantida por um maior período de tempo. (EFNARC, 2005).

Com relação às adições minerais, tanto inertes quanto reativas, Tutikian e Dal Molin (2015) destacam seu potencial para reduzir a fricção entre os agregados e obter um maior empacotamento granular, permitindo o aumento da viscosidade da mistura e da sua estabilidade no estado fresco. O desempenho das adições minerais no concreto dependerá do teor incorporado e de suas características físico- químicas, como a composição química, forma cristalográfica, distribuição granulométrica, forma e textura das partículas. (MOOSBERG-BUSTNES, 2003). 2.1.4 Aditivos Químicos

Aditivos químicos são empregados no concreto com o objetivo de alterar algumas de suas propriedades, de modo a torná-lo mais adequado para o fim que se destina. Existem diversos tipos no mercado, utilizados para aumentar a fluidez, modificar a viscosidade, incorporar ar, retardar ou acelerar a pega, entre outros. Para que o concreto atinja as características de autoadensabilidade faz-se necessário o uso de aditivos superplastificantes, de modo a permitir o alcance de maior fluidez com redução no consumo de água. No entanto, misturas que apresentam pouca coesão demandam o uso de aditivos modificadores de viscosidade, principalmente pela falta de materiais finos para evitar a sua segregação. (ACI, 2016; MELO, 2005; TUTIKIAN; DAL MOLIN, 2015).

Os aditivos superplastificantes possuem a função de aumentar a fluidez do concreto para uma mesma quantidade de água ou permitir a redução do consumo de água para manter a mesma fluidez. (DE LARRARD, 1999). Consistem, geralmente, em uma concentração de surfactantes poliméricos, de elevada massa molecular e grande número repetições em sequência, suspensas em água. (RONCERO, 2000). Com relação a sua composição química, podem ser originados

de quatro tipos de conjuntos moleculares: lignosulfonatos, polinaftalenos sulfonados, polimelaminas sulfonadas e policarboxilatos. (AÏTCIN, 2000).

Os aditivos superplastificantes agem nas partículas de cimento, promovendo um afastamento entre elas por repulsão eletrostática. Segundo Aïtcin (2000), na presença de água, as partículas de cimento tendem a sofrer uma floculação que ocasiona o aprisionamento de água no interior dos flocos, impedindo que esta contribua com a trabalhabilidade da mistura. Desta forma, as moléculas do aditivo são adsorvidas pelas partículas de cimento, carregando-as negativamente, o que ocasiona uma repulsão eletrostática e reduz a floculação. Os aditivos superplastificantes à base de policarboxilatos, considerados mais apropriados para o CAA, possuem ainda o efeito de repulsão estérica, produzido pela presença de longas ramificações de cadeias poliméricas sobre as partículas de cimento, que impedem sua aglomeração. (AÏTCIN; FLATT, 2015).

Uma das dificuldades no uso destes aditivos está relacionada ao tempo de ação, que geralmente mantém a máxima trabalhabilidade por um período de 30 a 60 minutos. (TUTIKIAN; DAL MOLIN, 2015). Além das condições ambientais e do procedimento de mistura, as características do cimento é uma das principais variáveis que influenciam no tempo de ação do aditivo. De acordo com Gołaszewski e Szwabowski (2004), quanto mais fino o cimento, menor a eficiência do aditivo, devido à redução da concentração do aditivo sobre a superfície das partículas de cimento. Segundo o ACI 212.3 (ACI, 2016), quanto maior a quantidade do aluminato C3A, mais rápida é a perda de consistência na presença de superplastificantes.

Outro aspecto relevante sobre a compatibilidade entre o aditivo químico e o cimento está relacionado ao ponto de saturação, que representa a dosagem de aditivo a partir do qual o aumento no teor não proporciona mais ganhos consideráveis de fluidez. Isso ocorre devido à saturação das moléculas de aditivo sobre a superfície das partículas de cimento e depende da afinidade do polímero com o cimento. (AÏTCIN; FLATT, 2015).

Além de aumentar o custo do material, o uso de teores excessivos de aditivos pode agravar problemas de incompatibilidade entre os materiais, como alterações no tempo de pega e incorporação de teores excessivos de ar. (MONTE, 2008). Sendo assim, foram desenvolvidos estudos para determinar o ponto de saturação a partir do tempo de escoamento de pastas de cimento pelo cone Marsh ou pelo cone de mini-abatimento. Apesar de não haver um consenso quanto aos parâmetros de

determinação do resultado final, alguns métodos de dosagem utilizam esta verificação no seu procedimento de dosagem, conforme Gomes e Barros (2009). Verifica-se, no entanto, que o ponto de saturação encontrado nestes procedimentos é normalmente igual ou superior a 1,0%, ou seja, maior do que o normalmente praticado na dosagem de CAA, cujos valores ficam em torno de 0,8%.

Os aditivos modificadores ou promotores de viscosidade têm o objetivo de melhorar a coesão da mistura, garantindo a resistência à segregação e contribuindo para a sua homogeneidade. Consistem em polímeros à base de celulose, acrílico ou glicol, sendo os principais bipolímeros do tipo polissacarídeos. (MELO, 2005). De acordo com Nunes (2001), estes aditivos podem atuar na superfície das partículas finas, pela redução de sua dispersão, ou dispersos em água, pela formação de uma rede de suspensão dos agregados, evitando a sua segregação. Apesar de o seu emprego no CAA não ser obrigatório, pode se tornar uma alternativa viável para situações que não seja possível empregar materiais finos, pela indisponibilidade do material ou por questões econômicas.

2.2 RELAÇÃO ENTRE A COMPOSIÇÃO E AS PROPRIEDADES DO COMPÓSITO