Avaliação do desempenho e dos benefícios dos aditivos redutores de água

Por: AUGUSTO CESAR ABDUCHE CORRÊA | ENG. CIVIL MsC

Os traços de concreto confeccionados em canteiros de obra, na maioria dos casos, são compostos de cimento, areia, brita e água. Apesar de toda a evolução na tecnologia do concreto, com a introdução dos aditivos redutores de água plastificantes e superplastificantes, os procedimentos de confecção de concreto em canteiros de obra ainda são os mesmos do início do século passado. Os engenheiros de obra ainda não perceberam os enormes benefícios dos aditivos redutores de água como um quinto elemento na composição do traço, com ganhos principalmente na qualidade do concreto, na segurança das dosagens em canteiro, na redução do custo, e ainda, nos benefícios ecológicos gerados pelo produto.

Os aditivos redutores de água agem quimicamente no concreto, criando uma cadeia bipolar (-) em volta dos grãos de cimento, que promove uma repulsão eletrostática entre estes grãos, entre si, e também com a água.

Desde o início da reação, as cargas positivas do cimento passam a combinar quimicamente com as cargas negativas do aditivo e, enquanto houver predominância de cargas negativas aderidas às paredes dos grãos de cimento, haverá repulsão entre essas partículas e também entre esses grãos e a água. Essas ações de repulsão vão promover uma maior dispersão entre o cimento, agregados, e a água, o que aumenta a plasticidade da mistura e evita a formação de grumos, com um maior envolvimento da água ao redor dos grãos de cimento, resultando em um melhor grau de hidratação. Quando as reações de combinação destas cargas negativas do aditivo com as cargas positivas do cimento são esgotadas, termina o efeito dispersante do aditivo e inicia o processo de hidratação.

O aumento da plasticidade do concreto devido à dispersão promovida pelo aditivo, possibilita que se obtenham concretos com abatimentos de tronco de cone (slump), superiores ao dobro e até ao triplo de um concreto com a mesma composição sem aditivo. Isto representa uma redução na quantidade de água e, consequentemente, no consumo de cimento. Pequenas dosagens de aditivos plastificantes ou polifuncionais podem alterar o slump de um concreto, aumentando-o de 60 mm para 120 mm, o que já torna o concreto muito mais plástico. A medida permite que o material se adeque a maior parte das aplicações em canteiro de obras e, se ainda houver exigência de concretos especiais, com slumps mais elevados, o aumento de dosagens com acompanhamentos de ensaios, poderá ser explorado. O objetivo desse artigo, no entanto, é mostrar os benefícios do uso de aditivos em “concretos virados” na obra, com o aumento da plasticidade e também da qualidade do concreto.

A força de repulsão entre os grãos promovida pelos aditivos elimina as forças de atração de Van der Walls, comuns em misturas de pós muito finos, como o cimento. Essas misturas tendem a formar grumos na forma conhecida como “castelo de cartas”, que, por sua união, impedem a hidratação completa das superfícies dos grãos. O maior grau de hidratação de cimento promovido pelos aditivos reflete no incremento das resistências mecânicas do concreto, em muitos casos, em mais de 10%. Além do ganho de resistências mecânicas, a melhor condição de hidratação dos grãos de cimento tem ainda muita influência sobre a regularidade dos resultados de traços de concreto de uma mesma obra, devido a não interferências de grumos na mistura.Figura 2– Estrutura dos grãos de cimento em forma de castelo de cartas.

Outro fator que pode ter muito mais impacto sobre a qualidade do concreto “virado na obra” é o controle da dosagem de água no canteiro. Na maioria das obras, a responsabilidade pela consistência do concreto, ou seja, a quantidade de água a ser adicionada ao traço, é do encarregado pela betoneira. Este operário, muitas das vezes, não é orientado adequadamente sobre os riscos de uma dosagem excessiva de água, e que mesmo 10% a mais do líquido pode reduzir a resistência do concreto na mesma proporção. Quando no canteiro de obras, o concreto não apresenta a plasticidade adequada à aplicação a que se destina, ao primeiro sinal de contestação da frente de trabalho, o operador da betoneira, na maioria das vezes, atenderá prontamente às solicitações com “um pouco” mais de água. Todo esse risco pode ser reduzido e até eliminado com a adoção de concretos com boa trabalhabilidade, com maior plasticidade, através do uso de aditivos plastificantes e polifuncionais no canteiro de obras. Com respeito à qualidade e desempenho das resistências, tem que se observar que, como todo produto químico, as dosagens de aditivos redutores de água tem que obedecer a limites em função de efeitos secundários, como o excessivo retardamento de pega e a incorporação de ar no concreto. A partir de certas dosagens de aditivos, o desempenho das resistências mecânicas pode ser afetado. As dosagens ideais de cada aditivo para um determinado concreto vão depender das características físicas dos agregados, das características físico/químicas do cimento, e das condições de aplicação no canteiro, porém trabalhos tem demonstrado que as dosagens de referência para um teste inicial no concreto da obra devem ser de cerca de 0,4% em peso de aditivo sobre o peso de cimento, para os aditivos plastificantes, e de 0,6% para os aditivos polifuncionais. A partir dos testes realizados com estas dosagens, que apresentam já um bom desempenho de incremento de plasticidade e um baixo risco de retardamento e incorporação de ar, para a maioria das marcas de aditivos do mercado, pode-se chegar a uma dosagem ideal para as condições da obra.

Avaliando-se os aditivos sob a ótica dos custos do concreto na obra, a conta a ser feita é relativa à capacidade de redução de água de cada aditivo, pois, para um mesmo fator água/cimento e mesma consistência, um concreto com aditivo redutor de água diminui o consumo do líquido, e, consequentemente, o consumo de cimento, em no mínimo 6% para os aditivos plastificantes. No caso dos aditivos polifuncionais, esta redução é superior a 10%. Além de todos os benefícios técnicos e econômicos citados, deve-se destacar ainda que o uso de aditivos reduz o consumo e, consequentemente, a produção de cimento Portland. Apesar de ser o responsável por cerca de 7% das emissões globais de CO2, o cimento ainda é indispensável – e de mais fácil obtenção - para atender às necessidades do homem de moradia e construções em geral.

Augusto Cesar Abduche Corrêa, Eng. Civil,    MsC, é especialista em materiais, patologia e    recuperação estrutural

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