MATERIAIS DE CONSTRUÇÕES I ÁGUA, ADITIVOS E ADIÇÕES · PLANO DE ENSINO HABILIDADES: Ampliação dos conhecimentos sobre materiais adquiridos nas disciplinas da área técnica

MATERIAIS DE CONSTRUÇÕES IÁGUA, ADITIVOS E ADIÇÕES

PROFESSORA:

MOEMA CASTRO

DISCIPLINA:

MACO I

IFBA

FEIRA DE SANTANA

UNIDADE 04[2018/2]

PLANO DE ENSINO

HABILIDADES:

Ampliação dos conhecimentos sobre materiais adquiridos nas disciplinas da área técnica e arelação da água com a resistência do concreto e o emprego de aditivos e adições minerais.

BASES CIENTÍFICAS E TECNOLÓGICAS (CONTEÚDOS)

Água, aditivos e adições.

PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS E RECURSOS DIDÁTICOS

Aulas expositivas e dialogadas.

AVALIAÇÃO

Avaliação escrita e individual (peso 6)

Trabalho / Laboratório (peso 3)

Freqüência e atividades (peso 1)

CRONOGRAMAN

OV

EM

BR

O2

01

8

M AT U T I N O A U L A S AT I V I D A D E S

01/nov 07:00/09:30 3ApresentaçãoIntrodução do conteúdo sobre água, aditivos e adições

08/nov 07:00/09:30 3Qualidade da água e causas da deterioração do concreto

15/nov 07:00/09:30 3 Feriado: Proclamação da República

22/nov 07:00/09:30 3Novembro Negro - Em comemoração ao dia nacional da Consciência Negra (20 de novembro) de acordo com a Lei 10.639/2003

CRONOGRAMAN

OV

/D

EZ

20

18

M AT U T I N O A U L A S AT I V I D A D E S

29/nov 07:00/09:30 3 Aditivos e adições

29/nov 13:30/16:00 3Aula prática em laboratório: Ensaio em cimento - Pasta de Consistência Normal

06/dez 07:00/09:30 3 Prova individual

13/dez 07:00/09:30 3 Entrega dos resultados finais

MATERIAL DE APOIO

BAUER, L. “MATERIAIS DE

CONSTRUÇÃO”, VOLUMES 1 E 2,EDITORA LTC, SÃO PAULO,2000.

MEHTA, P.; MONTEIRO, P.“CONCRETO: ESTRUTURA,PROPRIEDADES E MATERIAIS”,EDITORA IBRACON, SÃO

PAULO, 2008.

NEVILLE, A. M. TECNOLOGIA DO

CONCRETO; TRADUÇÃO: RUY

ALBERTO CREMMONINI. – 2. ED.– PORTO ALEGRE: BOOKMAN,2013.

IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO 5

CONTEÚDO PROGRAMÁTICO

1.ÁGUA

• QUALIDADE DA ÁGUA

• CARBONTAÇÃO

• ATAQUE POR SAIS E SULFATOS

• CAVITAÇÃO E EROSÃO

2.ADITIVOS

• ACELERADORES

• RETARDORES

• PLASTIFICANTES

• SUPERPLASTIFICANTES

3.ADIÇÕES E FÍLERS

4.PROBLEMAS

IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO 6

ÁGUA

7

ÁGUA

As impurezas podeminterferir:• na pega do cimento;

• afetar negativamente aresistência do concreto;

• causar manchamentosde sua superfície;

• levar à corrosão dasarmaduras.

8IFBA | PROFª. MOEMA CASTRO

Água do preparo do

concreto

60% Confere fluidez

40% Reage com o cimento

ÁGUA


Potabilidade da água

• Pode ser inadequada quando tivergrande concentração de Sódio ePotássio → Reação álcali-agregado.

Grau de acidez

• Qualquer água com pH entre 6,0 e 8,0,sem sabor salino ou salobro éadequada ao uso.

Coloração da água

• A cor escura ou odor nãonecessariamente implicam em dizerque existem substâncias deletérias.

ÁGUA


Águas ácidas ou alcalinas

• Essas águas devem ser ensaiadas poispodem afetar negativamente oendurecimento do concreto.

Água do mar

• Contém grande quantidade de cloretos→ causam umidade constante eeflorêscencias e, no concreto armado,aumenta o risco de corrosão.

Água de cura

• Deve ser isenta de ferro e matériaorgânica → causam manchamento.

ÁGUA Acontece a dissolução e precipitação do

carbonato de cálcio.Legenda:

CO2→ Dióxido de carbono

H2O→Água

H2CO3 →Ácido Carbônico

Ca(OH)2 →Hidróxido de cálcio

CaCO3→Carbonato de cálcio


CARBONATAÇÃO

co2Cimento

HidratadoCaCO3

H2CO3 reage com o Ca(OH)2

formando o Carbonato de Cálcio

Reação Química → CO2 + H2O = H2CO3

UMIDADE

ÁGUA Representação esquemática do mecanismo

de carbonatação.A carbonatação

1. Ocorre da superfície para ointerior;

2. É extremamente lenta;

3. Depende:

o da permeabilidade doconcreto;

o do teor de umidade;

o do teor de CO2;

o UR do meio ambiente.

4. É governada pela relaçãoágua/cimento e curainadequada;


CARBONATAÇÃO

ÁGUA A carbonatação resulta na despassivação da

armadura do concreto.Atenção:

Se toda a espessura do

cobrimento da armadura for

carbonatada e o ingresso de

umidade for possível,

ocorrerá a corrosão da

armadura e, possivelmente,

fissuração.


CARBONATAÇÃO

ÁGUA

Como determinar a extensão dacarbonatação?

O Ca(OH)2 livre se torna ROSA, enquanto aparte carbonatada é incolor.


CARBONATAÇÃO

ÁGUA


CARBONATAÇÃO

Amostras após aspersão da solução de fenolftaleína:

[RÉUS at al, 2017]

ÁGUA Agentes agressivos:Legenda:

CaCl2→Cloreto de cálcio

NaCl→Cloreto de sódio

KCl→Cloreto de potássio

NH4Cl →Cloreto de amônia

MgCl2→Cloreto de magnésio


ATAQUE POR SAIS

Cloretos (íons Cl-)

Ca+

Na +

K +

NH +

Mg 2+

ÁGUA Corrosão depende da presença de:

Mesmo com a presençade grandes quantidadesde cloretos não existecorrosão em concretoseco.

A corrosão também épequena quando o totalde íons cloretos é menorque 0,4% da massa decimento do tipo CP-I.


ATAQUE POR SAIS

Água

[H2O]

1Oxigênio

[O]

2

ÁGUA Pode, então, ser incorporados ao concreto

elementos agressivos durante o preparo?

Como???


ATAQUE POR SAIS

Aditivos aceleradores de pega

Agregados e água contaminados

Tratamentos de limpeza

ÁGUA MecanismoAluminatos:

C3A→Aluminato tricálcico

C4AF→Ferroaluminatotetracálcico

C-S-H→Silicato de cálciohidratado ou gel deTobermorita

Sal de Friedel →C3A.CaCl2.10H2O → Cloro-aluminato de cálcio


ATAQUE POR SAIS

Parte dos

Íons Cl-C3A

C4AF

Sal de Friedel

Parte é absorvida pelo gel amorfo [C-S-H], e outra parte fica livre para interagir em processos corrosivos

Reação Química com ALUMINATOS

ÁGUA


ATAQUE POR SAIS

Causa e Efeito da Corrosão em Armaduras:

[STOTZ, 2014]

ÁGUA Recomendações de durabilidade:


ATAQUE POR SAIS

Uso de cimento com escória

Uso de cimento pozolânico

Uso de adições minerais ativas

Evitar o uso de cimentos resistentesa sulfatos → baixo C3A

ÁGUA


ATAQUE POR SULFATOS

Canal com água contendo sulfatos

[THOMAZ, notas de aula]

Aparência característica:

• Cor esbranquiçada;

• Borda e cantos

deteriorados;

• Fissuração;

• Lascamento.

ÁGUA Formação de produtos expansivos:Legenda:

CaSO4→Sulfato de cálcio

C6 ASH32→Etringita


ATAQUE POR SULFATOS

Sulfato de cálcio (gesso)

Sulfoaluminato de cálcio (etringita)

ÁGUA Lembre-se → Fabricação do Cimento


ATAQUE POR SULFATOS

Gipso

CLÍNQUER

ArgilaCalcário

CIMENTO

O sulfato de cálcio é adicionado ao clínquer para prevenir a pega imediata devido à hidratação do aluminato tricálcico (C3A).

Estado semiplástico

ETRINGITA

Clínquer

ÁGUA Etringita tardia → Concreto endurecido


ATAQUE POR SULFATOS

Sulfatos mais comuns:

• Sódio (Na)

• Potássio (K)

• Magnésio (Mg) → decompõe: C-S-H, Ca(OH)2 e C3A hidratado

• Cálcio (Ca)

Ocorrência de sulfatos:

• Solos

• Águas subterrâneas

ÁGUA A amplitude do ataque por sulfatos

depende:


ATAQUE POR SULFATOS

Da sua concentração

Da permeabilidade do concreto

ÁGUA Mecanismo → concretos permeáveisEFLORESCÊNCIA


ATAQUE POR SULFATOS

Ca(OH)2 CO2 CaCO3

Carbonato de cálcio (Eflorescência)

Reação Química → Lixiviação

ÁGUA Prevenção de eflorescências


ATAQUE POR SULFATOS

Minimizar o teor de C3A no cimento

→ Uso de cimento resistente asulfatos

Reduzir a quantidade de Ca(OH)2 napasta de cimento

→ Uso de cimentos compostos comescória de alto-forno ou pozolanas

ÁGUA Proteção do aço → PASSIVAÇÃO


CORROSÃO

Fina camada protetora na superfície do metal

Natureza alcalina do Ca(OH)2

pH na casa de 13 previne corrosão

ÁGUA Mecanismos de corrosão de armaduras


CORROSÃO

A CORROSÃO do aço é um

processo eletroquímico e pode

acontecer de duas formas:

1. Formadas quando dois

metais diferentes estão

embutidos no concreto;

2. Devido à concentração de

íons dissolvidos, como

álcalis e cloretos.

ÁGUA


CORROSÃO

ÁGUA


CORROSÃO

A transformação de ferro

metálico em corrosão

(ferrugem) é acompanhada

por um aumento de volume

que, dependendo do estado de

oxidação, pode ser da ordem

de 600% em relação ao metal

original.

ÁGUA Controle de corrosão de armaduras →

diminuir a permeabilidade do concreto


CORROSÃO

• Baixa relação a/c;• Consumo adequado de cimento;• Controle da dimensão do

agregado e sua graduação;• Uso de adições minerais.

Parâmetros de dosagem

ÁGUA: Mecanismos de Deterioração

34

Cavitação Erosão

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ÁGUA


CAVITAÇÃO

Pressão negativa provocada pelaágua na superfície do concreto.

Essa pressão é resultante dovácuo criado na turbulência dofluxo de água.

ÁGUA Erosão por cavitação após rebaixo brusco [AGUIAR; BATISTA, 2011]


CAVITAÇÃO

ÁGUA


CORROSÃO

Efeito da cavitação em

estrutura hidráulica de

concreto. [MACINNIS at al, 1997

apud AGUIAR; BATISTA, 2011]

ÁGUA


EROSÃO

Provém do atrito de partículassólidas carreada pela água, quevai desgastando a superfície doconcreto.

ÁGUA Medidas para melhorar a durabilidade do

concreto:


CAVITAÇÃO E EROSÃO

Uso de adições ou aditivos superplastificantes

Uso de adições minerais, como sílica ativa

Aguardar o concreto perder a água de exudação

Realizar cura adequada

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