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Adições minerais Pozolanas naturais Cinza volante Sílica ativa Metacaulin Escória Fíler.

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1 Adições minerais Pozolanas naturais Cinza volante Sílica ativa Metacaulin Escória Fíler

2 ... uso de adições minerais Em a.C. os gregos faziam uso de cinzas vulcânicas Hoje se faz uso de resíduos de outras indústrias Escória de alto-forno Escória de cobre Resíduo de construção e demolição (RCD) Beneficiamento de rochas ornamentais CONSTITUEM UM PROBLEMA AMBIENTAL Produzidos e descartados em grandes quantidades Depositados em locais inadequados Risco elevado de contaminação do solo e das águas

3 PONTOS POSITIVOS Redução da poluição gerada Redução na quantidade de recursos naturais extraídos Melhoria nas características técnicas do concreto Modificações na estrutura interna da pasta PROPRIEDADES DO MATERIAL ESPECIFICIDADES DA APLICAÇÃO Assim como para os aditivos há a necessidade de adequação

4 Classificação das Adições Filer Material Cimentante Material Pozolânico Material silicoso ou silico-aluminoso Sozinho não possui propriedades cimentícias Apresenta propriedade cimentante quando Finamente dividido Entra em contato com a umidade Reagem com o hidróxido de cálcio Ação Físico-química Não necessita do hidróxido de sódio do cimento para formar produtos cimentante Hidratação lenta Material finamente dividido Inerte (sem atividade química) Tem efeito físico de empacotar a granulometria

5 Classificação das Adições Saber se o material a ser usado é pozolânico Ensaios de reatividade Com cimento ou cal NBR método físico NBR método químico Ensaios de reatividade Com cimento ou cal NBR método físico NBR método químico PONTO CRÍTICO Base dos métodos de ensaio físico Comparar o desempenho da resistência à compressão de argamassas Sem adição – argamassa de referência Com adição Base dos métodos de ensaio químico Comparação da quantidade de Ca(OH) 2

6 Efeitos Físicos e Químicos AÇÃO QUÍMICA Depende da capacidade de reação do material com o hidróxido de cálcio Valores limites para a caracterização do material Mínimo 70% de SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 Máximo 5% de SO 3 12% de perda ao fogo 1,5 de Na 2 O

7 Efeitos Físicos e Químicos Ação Física Efeito microfiller Refinamento da estrutura de poros e dos produtos de hidratação Refinamento da estrutura de poros e dos produtos de hidratação Alteração da micro-estrutura da zona de transição

8 Efeitos Físicos e Químicos Ação Física Aumento da densidade da mistura pelo preenchimento dos vazios As partículas do material da adição devem ter diâmetro, no máximo, igual ao cimento Efeito microfiller

9 Efeitos Físicos e Químicos Ação Física As partículas da adição podem servir como pontos de nucleação para produtos de hidratação; Os cristais surgem não só das partículas de cimento; Influencia a cinética da hidratação e os tipos de produtos de hidratação; Restrição de espaço muitos cristais pequenos ao invés de poucos cristais grandes. Refinamento da estrutura de poros e dos produtos de hidratação Refinamento da estrutura de poros e dos produtos de hidratação

10 Efeitos Físicos e Químicos Ação Física Alteração da micro-estrutura da zona de transição As partículas finamente divididas interferem na movimentação das partículas de água; Reduz ou elimina o acúmulo de água livre sob os agregados; Efeito microfiler; Restringe o tamanho dos cristais e a orientação dos cristais de hidróxido de cálcio junto ao agregado.

11 Efeitos Físicos e Químicos AÇÃO FÍSICA Os efeitos impactam diretamente a zona de transição Geram melhoras significativas Redução da espessura Redução no tamanho dos cristais Aumentam o desempenho do concreto Sob o ponto de vista mecânico Sob o ponto de vista de durabilidade CONSTATAÇÃO É bom fazer uso de adições minerais Uso justificado apenas para concretos estruturais

12 Tipos de Adições Minerais 1 Pozolanas naturais 2 Cinza volante 3 Sílica ativa 4 Metacaulin 5 Cinza da casca de arroz 6 Escória granulada de alto-forno 7 Filler

13 Tipos de Adições Minerais 1 Pozolanas naturais ROCHAS NATURAIS Necessitam apenas de moagem para serem aplicada Composições muito variadas CLASSIFICAÇÃO Função do principal componente químico capaz de reagir com o hidróxido de cálcio Vidros vulcânicos Tufos vulcânicos Argilas ou folhelhos calcinados Terra diatomácea

14 Tipos de Adições Minerais 2 Cinza volante Pozolana artificial, obtida por precipitação mecânica ou eletrostática dos gases de exaustão de estações alimentadas por carvão. Suas partículas são esféricas, com diâmetros entre 1μm e 100μm, e têm finura elevada, normalmente entre 250 e 600m²/Kg. Suas características são influenciadas, principalmente, por: Natureza do carvão; Modo de pulverização; Operação da fornalha; Processo de retirada por precipitação dos gases de exaustão; Grau de classificação das partículas pelo sistema de exaustão.

15 Tipos de Adições Minerais 3 Sílica ativa Subproduto resultante da produção de ferro-silício e silício-metálico Produção média estimada de ton/ano em 2005 Ação pozolânica Produz efeitos físicos e químicos na microestrutura do concreto Reage rapidamente com o hidróxido de cálcio

16 1952: primeira utilização do subproduto da fabricação silício metálico e das ligas de ferro silício é relatada em por um pesquisador norueguês, Bernhardt; Década de 70: começa a ser utilizada como material cimentício suplementar ao concreto, pela Escandinávia, chegando a América do Norte no início dos anos 80.

17 Silício cinza Ferro-silício cinza Ferro-silício branco SiO 2 93,787,390,0 Al 2 O 3 0,61,01,0 CaO 0,20,40,1 Fe 2 O 0,34,42,9 MgO 0,20,30,2 Na 2 O 0,20,20,9 K 2 O 0,50,61,3 Perda na queima 2,90,61,2 Composição química típica de algumas sílicas ativas

18 Principais propriedades físicas da sílica ativa PropriedadeDescrição Tamanho médioEm média 100 vezes mais fino que o cimento Área específicaDe m²/kg a m²/kg Forma das partículasEsféricas Massa específicaDa ordem de kg/m³ Massa unitáriaEm torno de 600 kg/m³ para produto compactado ColoraçãoCinza

19 Descrição esquemática da formação da zona de transição (a) e (b) mistura contendo apenas cimento Portland, respectivamente antes e após a hidratação e (c) e (d) mistura contendo cimento Portland e sílica ativa, respectivamente antes e após as reações de hidratação e pozolânicas.

20 Tipos de Adições Minerais 4 Metacaulin Material aluminosilicoso decorrente da calcinação de alguns argilas Ação pozolânica Modificações na estrutura cristalina do material induzidas pela temperatura

21 Tipos de Adições Minerais 5 Cinza da casca de arroz Material obtido a partir da queima da casca de arroz para geração de calor no processo de beneficiamento do grão Ação pozolânica Desempenho depende do grau de controle no processo de queima Processos descontrolados geram cinzas de baixo valor pozolânico

22 Tipos de Adições Minerais 6 Escória granulada de alto-forno Material não metálico proveniente da produção de ferro- gusa Produção média em 2004 – ton Ação cimentante Tradicionalmente adicionada na produção de cimento

23 Tipos de Adições Minerais 7 Filer Material fino e inerte Constituídos de materiais naturais ou materiais inorgânicos processados Influencia positivamente as propriedades do concreto Trabalhabilidade Massa específica Permeabilidade Exsudação

24 Efeito nas Propriedades do Concreto ESTADO FRESCO Aspectos reológicos Trabalhabilidade (coesão e viscosidade) Exsudação e segregação são reduzidas Consumo de água Depende da superfície específica da quantidade empregada como adição Calor de hidratação é reduzido

25 Efeito nas Propriedades do Concreto ESTADO ENDURECIDO Resistência à compressão melhora significativamente Quantidade e características da adição Do traço empregado (ex.: fator a/c) Das condições de cura

26 Efeito nas Propriedades do Concreto DURABILIDADE Porosidade capilar Há menos vazios; Aumenta a dificuldade de absorção de água com agentes agressivos; Aumenta a resistência a sulfatos o que reduz a possibilidade de reações expansivas; Inibe ou reduzem a reação alcali-agregado; Melhora a proteção contra corrosão das armaduras.


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