Adições Minerais ao Concreto de Cimento Portland

Os agregados minerais são compostos por uma mistura que pode reunir pó de quartzo, materiais metálicos, escória granulada de alto forno, sílica ativa, metacaulin, pigmentos e aditivos. O uso dessas adições tem proporcionado concretos cada vez mais resistentes e duráveis, com a simplicidade de apenas melhorar as propriedades já existentes no concreto tradicional.

Quando se substitui parte de cimento Portland por cinza volante, cinza de casca de arroz, escória de alto-forno, sílica ativa, cada uma destas adições minerais atua de modo distinto, de acordo com sua granulometria e atividade química ou física.

O desenvolvimento das reações pozolânicas proporciona a formação de compostos hidratados mais homogêneos e induz a uma diminuição nos teores de hidróxido de cálcio na solução dos poros do concreto, originando uma pasta mais densa e homogênea, substituindo poros grandes por menores, o que dificulta o ingresso e deslocamento de agentes agressivos no interior da pasta.  Por efeito físico, as partículas pequenas propiciam um maior empacotamento com o cimento e diminuem o efeito parede da zona de transição, promovendo o aumento da resistência do concreto. A proporção para substituição do cimento por adições varia conforme o tipo de adição.

O uso de adições minerais traz grande benefício à sociedade, por dar um destino a esses resíduos e, principalmente, por reduzir o consumo de energia e poluição do ar gerados pela produção do cimento, ao substituir grande parte desse produto na indústria da construção civil.

De acordo com o tipo de adição e dosagem, diversas características importantes podem ser obtidas:

  • Redução do calor de hidratação;
  • Incremento de resistência em idades avançadas;
  • Melhoraria da coesão;
  • Diminuição da exudação;
  • Melhoria da fluidez do concreto;
  • Melhoria da resistência na zona de transição entre a pasta e o agregado;
  • Redução da permeabilidade;
  • Influência na resistividade elétrica;
  • Aumento da resistência química.

Pozolanas:

“Material silicoso ou sílico-aluminoso que em si mesmo possui pouca ou nenhuma propriedade cimentante mas, numa forma finamente dividida e na presença de umidade, reage quimicamente com o hidróxido de cálcio a temperaturas ambientes para formar compostos com propriedades cimentantes.” (Mehta e Monteiro (1994, p.217)

As pozolanas podem ser naturais, materiais de origem vulcânica, geralmente ácidos, ou de origem sedimentar; podem também ser artificiais, materiais provenientes de tratamento térmico ou subprodutos industriais com atividade pozolânica (NBR 5736/91). Exemplos mais comuns:

Sílica ativa – mais utilizada em concreto de alto desempenho em todo mundo. Sua contribuição consiste na alta reatividade nas primeiras idades, induzindo a um aumento nas resistências mecânicas iniciais e finais; diminuição da taxa de absorção e no aumento da resistência capilar.

Cinza volante – melhora a trabalhabilidade e a coesão, diminuindo a exsudação e a segregação, facilitando a operação de transporte, lançamento e o acabamento, pois ocorre o retardamento do tempo de pega, baixo calor de hidratação; redução da permeabilidade e aumento da durabilidade.

Cinza de casca de arroz (Imagem) - comportamento similar ou até melhor que a sílica ativa. Por isso, alguns pesquisadores a consideram como uma ‘superpozolana’, quando obtida por meio de queima controlada.

Filler calcário – devido às suas propriedades físicas, tem um efeito benéfico sobre as propriedades do concreto convencional, tais como: trabalhabilidade, densidade, exsudação, permeabilidade, capilaridade. É quimicamente inerte – não possui atividade pozolânicas.

Cal hidratada (imagem) – tem por finalidade repor parcialmente ou totalmente, as reservas de hidróxido de cálcio para as reações pozolânicas e, ainda, restabelecer a reserva alcalina do concreto, a qual sofre decréscimo variável dependendo da reatividade e teor de cada adição. A adição de cal hidratada diminui a porosidade total, com a formação de uma estrutura mais densa e acelera a taxa de hidratação do cimento.

Embora em outros países seja corrente o emprego da escória de alto forno em canteiros de obras ou usina, onde ela é adicionada ao concreto preparado com cimento Portland tradicional, no Brasil esse prática é restrita por razões diversas, incluindo-se a falta de dados técnicos e desenvolvimento de métodos a respeito.

 Fontes: Cimento Itambé

Paulo Ricardo de Vargas Furquim – ESTUDO ESTATÍSTICO DE PRODUÇÃO DE CONCRETOS COM ADIÇÕES MINERAIS

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