Tendências da tecnologia dos aditivos para concreto

(1)

Tendências da tecnologia dos aditivos para concreto

58º CBC – IBRACON - 13/10/2016

Dr. Eng. Holger Schmidt

(2)

55 anos de aditivos na MC Bauchemie

 Estruturas químicas

 Mecanismo de ação

 MC-PowerFlow e MC-TechniFlow

 Modificadores de viscosidade

 Modificadores de tempo de pega

(3)

Estruturas químicas dos aditivos plastificante

OCH₃ OH

SO₃M OH

x

LS

Lignosulfonato

Cadeia principal Grupo de ácidos

Encontrado em 1960 nos EUA na construção de

estradas

(4)

Estruturas químicas dos aditivos plastificante

Secção da estrutura química do lignosulfonato

(5)

Estruturas químicas dos aditivos superplastificante tipo I

N N

N

NH

CH2SO3M

HN CH2 O

m

MFS

Melaminformaldehyd- sulfitkondensat

Inventor:

Dr. Aignesberger Alemanha 1962

(6)

Estrutura esquemática dos Melaminformaldehyd- sulfitkondensate

1 nm = 1 * 10^-9 m

(7)

H₂ C SO₃M

n

NSF

Naphthalinsulfit-

formaldehydkondensat

Inventor:

Dr. Hattori Japão 1962

(8)

Estrutura esquemática dos Naphthalinsulfitformaldehyd- kondensate

(9)

R O O O O O O

R O O O O O O R

O O O O O O

COO COO C OO C OO C OO

Estruturas químicas: Éter Policarboxilato

Cadeia principal Policarboxilato

Cadeia lateral Polieter

Polímero

(10)

Inventor do Éter Policarboxilato

Dr. Hirata Japão 1981

(11)

Éter Policarboxilato - PCE

R O O O O O O

R O O O O O O R

O O O O O O

Grupos de ácidos

Monômeros

Óxido de etileno

(12)

R O O O O O O

R O O O O O O R

O O O O O O

Comprimento da cadeia principal Comprimento da cadeia lateral

Números da cadeia lateral

Quantidade de carga aniônica

(13)

Extremamente elevada variação possível:

• Quantidade dos monômeros

• Quantidade de carga aniônica

• Comprimento da cadeia principal

• Comprimento da cadeia lateral

• Números da cadeia lateral

(n*5)!

Isso significa 1.307.674.368.000 moléculas para 3 monômeros.

(14)

Estruturas típicas do PCE

Centopéia

Pente dobrado Estrela

3 nm

(15)

Estruturas típicas do PCE

Pré-fabricados

R O O O O O O O

R O O O O O O O CO₂ CO₂ CO₂ CO₂ CO₂ CO₂ CO₂ CO₂

R O O O O COO

R O O O O

COO COO COO COO COO

R O O O O COO COO

Concreto usinado

(16)

(17)

5 µm

Grão de cimento polido e colorido

(18)

Comparação de tamanho

100 µm Areia

Pó de quartzo

Cimento Sílica ativa

PCE

.

(19)

Interação das partículas

50 µm

(20)

Moléculas PCE na superfície de grão de cimento

10 nm

(21)

Moléculas PCE na superfície de grão de cimento

10 nm

Grão de cimento

(22)

Mecanismo de ação dos policondensados

Repulsão elétrica Grão de

cimento

Grão de cimento

(23)

Mecanismo de ação dos policondensados

Repulsão elétrica Grão de

cimento

Grão de cimento

(24)

Mecanismo de ação dos PCEs

R R

O

R

O O

O

O O

R

R O

O

O O

steric hinderance cement

grain

O O O

O O

O O O O

H O H

O O O

O O

H

O H

H

O H

Grão de cimento

Impedimento estérico

(25)

Dispersão

R R

O

R O

O O

R

R O

O

O O

steric hinderance cement

grain

O O O O O

O O

O O O O

O

O O O

H O

O O

H O

H H

O H

R

R O R O O O O O

O O

R

R O O O O O

O O O

O O O O

steri c h in de rance

cemen t

grai n

O

O O

O O O O

O O

O O O O

O O

O H H

O O O O O

H O H

Rejeição

eletroestérica

(26)

 Inibidores de retração

(27)

MC-PowerFlow

Consistência com o tempo com PCEs diferentes

450 500 550 600 650

0 30 60 90

Ausbreitmaß [mm]

Zeit nach Wasserzugabe [min]

PCE 1 PCE 2 PCE 3 PCE 4 PCE 5 PCE 6

Espalhamento [mm]

Tempo após adição d’água [min]

(28)

Consistência com o tempo do PCE-1 em cimentos diferentes

MC-PowerFlow

460 480 500 520 540 560 580

0 30 60 90

Zeit nach Wasserzugabe [min]

Ausbreitmaß [mm]

CEM I 42,5 R CEM II A-LL 42,5 R CEM II A-S 42,5 R CEM II B-T 42,5 N

Espalhamento [mm]

Tempo após adição d’água [min]

(29)

Zusammensetzung : (Masseanteile in Prozent) a) Hauptbestandteile

Haupt- Bezeichnung der Puzzolane Flugasche

zement- 27 Portland- Hütten- Silika- natürlich kiesel- Gebrannter Neben-

arten Normalzementarten zement- sand staub natürlich getem- säure- kalk- Schiefer Kalkstein bestand-

klinker pert reich reich teile

K S D b) P Q V W T L LL

CEM I Portland- CEM I 95-100 - - - - - - - - - 0-5

zement

Portland- CEM II/A-S 80-94 6-20 - - - - - - - - 0-5

hütten- CEM II/B-S 65-79 21-35 - - - - - - - - 0-5

zement Portland-

silicastaub- CEM II/A-D 90-94 - 6-10 - - - - - - - 0-5

zement

CEM II/A-P 80-94 - - 6-20 - - - - - - 0-5

Portland- CEM II/B-P 65-79 - - 21-35 - - - - - - 0-5

puzzolan- CEM II/A-Q 80-94 - - - 6-20 - - - - - 0-5

zement CEM II/B-Q 65-79 - - - 21-35 - - - - - 0-5

CEM II/A-V 80-94 - - - - 6-20 - - - - 0-5

Portland- CEM II/B-V 65-79 - - - - 21-35 - - - - 0-5

CEM II flugasche- CEM II/A-W 80-94 - - - - - 6-20 - - - 0-5

zement CEM II/B-W 65-79 - - - - - 21-35 - - - 0-5

Portland- CEM II/A-T 80-94 - - - - - - 6-20 - - 0-5

schiefer- CEM II/B-T 65-79 - - - - - - 21-35 - - 0-5

zement

CEM II/A-L 80-94 - - - - - - - 6-20 - 0-5

Portland- CEM II/B-L 65-79 - - - - - - - 21-35 - 0-5

kalkstein- CEM II/A-LL 80-94 - - - - - - - - 6-20 0-5

zement CEM II/B-LL 65-79 - - - - - - - - 21-35 0-5

Portland- CEM II/A-M 80-94 <---6-20---> 0-5 komposit- CEM II//B-M 65-79 <---21-35---> 0-5 zement c)

CEM III/A 35-64 36-65 - - - - - - - - 0-5

CEM III Hochofen- CEM III/B 20-34 66-80 - - - - - - - - 0-5

zement CEM III/C 5-19 81-95 - - - - - - - - 0-5

Puzzolan- CEM IV/A 65-89 - <---11-35---> - - - 0-5 CEM IV zement c) CEM IV/B 45-64 - <---36-55---> - - - 0-5

Komposit- CEM V/A 40-64 18-30 - <---18-30---> - - - - 0-5

CEM V zement c) CEM V/B 20-38 31-50 - <---31-50---> - - - - 0-5

(30)

Zusammensetzung : (Masseanteile in Prozent) a) Hauptbestandteile

Haupt- Bezeichnung der Puzzolane Flugasche

zement- 27 Portland- Hütten- Silika- natürlich kiesel- Gebrannter Neben-

arten Normalzementarten zement- sand staub natürlich getem- säure- kalk- Schiefer Kalkstein bestand-

klinker pert reich reich teile

K S D b) P Q V W T L LL

CEM I Portland- CEM I 95-100 - - - - - - - - - 0-5

zement

Portland- CEM II/A-S 80-94 6-20 - - - - - - - - 0-5

hütten- CEM II/B-S 65-79 21-35 - - - - - - - - 0-5

zement Portland-

silicastaub- CEM II/A-D 90-94 - 6-10 - - - - - - - 0-5

zement

CEM II/A-P 80-94 - - 6-20 - - - - - - 0-5

Portland- CEM II/B-P 65-79 - - 21-35 - - - - - - 0-5

puzzolan- CEM II/A-Q 80-94 - - - 6-20 - - - - - 0-5

zement CEM II/B-Q 65-79 - - - 21-35 - - - - - 0-5

CEM II/A-V 80-94 - - - - 6-20 - - - - 0-5

Portland- CEM II/B-V 65-79 - - - - 21-35 - - - - 0-5

CEM II flugasche- CEM II/A-W 80-94 - - - - - 6-20 - - - 0-5

zement CEM II/B-W 65-79 - - - - - 21-35 - - - 0-5

Portland- CEM II/A-T 80-94 - - - - - - 6-20 - - 0-5

schiefer- CEM II/B-T 65-79 - - - - - - 21-35 - - 0-5

zement

CEM II/A-L 80-94 - - - - - - - 6-20 - 0-5

Portland- CEM II/B-L 65-79 - - - - - - - 21-35 - 0-5

kalkstein- CEM II/A-LL 80-94 - - - - - - - - 6-20 0-5

zement CEM II/B-LL 65-79 - - - - - - - - 21-35 0-5

Portland- CEM II/A-M 80-94 <---6-20---> 0-5 komposit- CEM II//B-M 65-79 <---21-35---> 0-5 zement c)

CEM III/A 35-64 36-65 - - - - - - - - 0-5

CEM III Hochofen- CEM III/B 20-34 66-80 - - - - - - - - 0-5

zement CEM III/C 5-19 81-95 - - - - - - - - 0-5

Puzzolan- CEM IV/A 65-89 - <---11-35---> - - - 0-5 CEM IV zement c) CEM IV/B 45-64 - <---36-55---> - - - 0-5

Komposit- CEM V/A 40-64 18-30 - <---18-30---> - - - - 0-5

CEM V zement c) CEM V/B 20-38 31-50 - <---31-50---> - - - - 0-5

(31)

Concreto é tão imprevisível como o tempo

≡

(32)

PCEs multifuncionais: MC-PowerFlow

Resistência inicial

Redução de água

Compatibilidade

com incorporadores de ar

Manutenção de consistência

(33)

MC-PowerFlow - Indústria Pré-fabricada

(34)

MC-PowerFlow - Indústria Pré-fabricada

1102 1195

1110

1190

Alta resistência inicial 3100

Manutenção de consistência

Redução de água

1185 1180

1160 1108

(35)

MC-PowerFlow - Concreto usinado

(36)

MC-PowerFlow - Concreto usinado

2150

Ação prolongada

2140

2141 5100

(37)

MC-PowerFlow 2xxx MC-PowerFlow 1xxx

Resistência inicial

Produtos do MC-PowerFlow podem ser misturados em qualquer proporção Manutenção do slump

MC-PowerFlow

Ajuste para o ótimo desempenho do concreto

(38)

Controle almejado das propriedades do concreto:

- com os requisitos das peças de construção

- com a temperatura de concreto (verão / inverno) - numa ampla variedade de ligantes

- nas oscilações nas matérias primas do concreto

Linha de produto MC-PowerFlow

(39)

Sagunto/Valencia

Fonte: www.sener.es

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

Fonte: www.sener.es

(45)

MC-TechniFlow - Concreto usinado

(46)

MC-TechniFlow - Concreto usinado

(47)

MC-TechniFlow - Concreto usinado

 Nova linha mid-range de aditivo para concreto

 Robustez do Multifunional e propriedades especiais do PCE

 Alta dispersão e manutenção prolongada do abatimento

 Redução significativa de água

 Desenvolvido para as necessidades das concreteiras

 Ótimo custo-benefício especialmente para

concretos com a resistência à compressão fck ≥ 30 MPa

 Dosado em usina

(48)

 Nova linha mid range para CAA

 Efeito estabilizador, ou seja, funcionalidade como um MC-PowerFlow mais modificador de viscosidade

 Ótimo desempenho em traços de concreto com pouco material fino (baixo consumo de cimento)

 Amplo tempo de trabalhabilidade

(49)

Concreto com aditivo PCE comum

Aditivo mid-range

(50)

Concreto com aditivo mid-range

Aditivo mid-range

(51)

510 500

520

540

550 560 570

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

• Combater exsudação

• Combater segregação

• Melhorar bombeamento

• Concretagem submersa

• Combater perda de água do concreto fresco (fundações /

estaca hélice contínua)

Aditivo Modificador de Viscosidade

(58)

Concreto sem estabilizador

Concreto com Centrament Stabi

(59)

Estaca hélice contínua

Fonte: www.geofund.com.br

Perda de água no solo arenoso!!

(60)

(61)

(62)

100nm

(63)

Concreto auto-adensável

600 650 700 750 800 850 900

150 155 160 165 170 175 180

Mehlkorn-Typ Kombinations-Typ

FM = 1.6 % M-% v. Z FM = 2.4 % M-% v. Z ST = 2.0 % M-% v. Z

Entmischen Setzfließmaß in mm

Wassergehalt der Betonmischung in l/m³ Grenzwert gem. SVB-Richtlinie /11/

(64)

(65)

• Afetam o tempo de pega e desenvolvimento do endurecimento do concreto

• Interferem na facilidade de dissolução na água do cimento

Aceleradores facilitam a dissolução do cimento Retardadores dificultam a dissolução do cimento

• Influência da composição química e finura do cimento na atuação do modificador de tempo de pega

• O mesmo composto pode acelerar ou retardar, conforme a concentração

Aditivos Modificadores de Tempo de Pega

(66)

• Flexibilidade no uso do concreto

• Aumento do tempo de trabalhabilidade e acabamento do concreto

• Afetam a resistência inicial

• Não prejudicam a resistência final

• Adequados para concretagens em clima quente

• Melhor distribuição do calor de hidratação Menos retração

Aditivos Retardadores e Inibidores

(67)

Aditivos Inibidores e Retardadores

Sem retardador

Com retardador

Lançamento de concreto / Manutenção Trans-

porte

Centraldosadora Obra

Endurecimento

Pega

(68)

(69)

Aplicações:

• Grandes elementos sem junta de conexão Menos juntas frias

• Elementos de grandes massas (controle do calor de hidratação)

• Permitir maior tempo para compactação do concreto

• Transporte do concreto à longas distâncias

• Longo tempo de espera para descarga

• Regiões de clima quente

• Argamassa Estabilizada

• Reaproveitamento do concreto

Inibidores de hidratação podem manter o concreto fresco dentro dos caminhões por horas ou dias

(70)

Controle do calor de hidratação

(71)

• Possibilidade de moldagem em temperaturas mais baixas do concreto

• Redução do tempo de trabalhabilidade e acabamento do concreto

• Aumento da resistência inicial (desforma rápida)

• Concretagens em clima frio

• Redução do tempo de aplicação de procedimento de cura

• Redução da exsudação

• Concentração do calor de hidratação Mais retração

Aditivos Aceleradores

(72)

Aceleradores de Pega:

•Concreto Projetado

Aceleradores de Resistência:

•Concretos para pré-moldados

•Concretos com desforma rápida

•Concretagens em clima frio

Aditivos Aceleradores

(73)

Influência da temperatura

(74)

MC – Construir é cuidar

“Obrigado

pela atenção”

(75)

MC – Construir é cuidar

“Quem não é curioso, não aprende nada.”

Johann Wolfgang von Goethe, 1749-1832

Holger.Schmidt@MC-Bauchemie.com.br (011) 9.8263.1562