Identificação de parâmetros que influenciam a compatibilidade

3º Congresso Ibéroamericano sobre betão auto-compactável
Avanços e oportunidades
Madrid, 3 e 4 de Dezembro de 2012
Identificação de parâmetros que influenciam a
compatibilidade cimento-adjuvante
J. Custódio, S. Coelho, J. Catarino, M. Vieira, A. B. Ribeiro
Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), Departamento de Materiais, Núcleo
de Betões. Lisboa, Portugal.
RESUMO
Neste estudo foi avaliada a compatibilidade entre três cimentos e cinco adjuvantes, todos
produtos comerciais. Os cimentos e os adjuvantes foram selecionados por apresentarem
características químicas e físicas distintas para que a avaliação das pastas, com eles
produzidas, permitisse determinar quais as propriedades que mais influenciam a
compatibilidade entre ambos. Os resultados permitiram identificar alguns parâmetros
que influenciam a compatibilidade cimento-adjuvante, nomeadamente o teor de álcalis,
de SO3 e de C3A do cimento. As informações obtidas são de grande utilidade ao meio
técnico pois permitem responder às solicitações que ocorram durante a produção do
betão, no entanto apontam para a necessidade do desenvolvimento de um indicador da
compatibilidade cimento-adjuvante que possa ser utilizado na produção e
desenvolvimento dos BAC e para a necessidade de aprofundar o estudo do modo de
ação dos adjuvantes dado que, neste estudo preliminar, não foi possível estabelecer quais
as características do adjuvante que mais influem na compatibilidade cimento-adjuvante.
PALAVRAS-CHAVE: cimento, adjuvantes, compatibilidade, fluidez, consistência.
1.- INTRODUÇÃO
O desenvolvimento da tecnologia do betão autocompactável (BAC) deve-se, em grande
parte, à interação dos adjuvantes, nomeadamente dos superplastificantes, com o cimento,
constituinte fundamental do ligante nos betões. Qualquer alteração da composição do
cimento ou do adjuvante afetará a interação entre estes materiais, com a consequente
variação da consistência dos betões [1-6]. Uma interação, entre cimento e adjuvante, que
conduza a um comportamento da mistura cimentícia (pasta, argamassa ou betão)
respondendo aos objetivos pretendidos pode ser definida por compatibilidade cimentoadjuvante. Embora seja obrigatória a utilização dos adjuvantes na produção dos BAC,
atualmente ainda existe grande falta de conhecimento acerca dos factores que
influenciam a compatibilidade cimento-adjuvante [2, 7]. Esta falta resulta em grande
parte da dificuldade de não só identificar os parâmetros mais influentes dos materiais
mas também em quantificá-los, de um modo fundamental, em particular os dos
adjuvantes. Assim, será difícil a avaliação das causas de variações que possam ocorrer
na trabalhabilidade devido à falha de compatibilidade cimento-adjuvante. Resulta então
que o desenvolvimento de procedimentos de avaliação da compatibilidade cimento-
151
Compatibilidade cimento-adjuvante: fator de homogeneidade dos BAC
adjuvante e do conhecimento dos parâmetros que afetam a interação destes materiais é
importante para garantir a regularidade na produção dos betões autocompactáveis. Neste
sentido, apresentam-se nesta comunicação os resultados preliminares de um estudo, em
curso no LNEC, em que se avalia o comportamento de superplastificantes comerciais de
diferentes constituições químicas com cimentos Portland comerciais.
2.- MATERIAIS E MÉTODOS
2.1.- Materiais
2.1.1.- Cimentos
Neste estudo foram avaliados três cimentos comerciais, dois cimentos CEM I 42,5R de
fabricantes diferentes e um cimento CEM I 52,5 R, doravante designados por CEM 1C,
CEM 1S e CEM 2C, respetivamente. Nos quadros seguintes apresenta-se a análise
química efetuada de acordo com a NP EN 196-2 e a composição potencial Bogue
(Quadro 1) e algumas características físicas dos cimentos determinadas de acordo com a
NP EN 196-6 (Quadro 2).
Quadro 1. Análise química e mineralógica dos cimentos
Propriedade
CEM 1C [%]
CEM 1S [%] CEM 2C [%]
Perda ao rubro
1,74
2,91
1,61
Resíduo insolúvel
0,77
0,84
1,04
19,28
19,77
19,19
SiO2
5,69
5,2
5,93
Al2O3
3,53
3,61
3,36
Fe2O3
CaO
63,70
64,32
63,64
MgO
1,77
1,27
1,79
2,51
2,66
3,08
SO3
1,04
0,66
1,04
K2O
0,84
0,22
0,14
Na2O
1,53
0,65
0,82
Na2Oeq
0,05
0,03
0,02
Cl62,36
63,91
59,81
C3S
C2S
8,23
8,47
9,90
9,11
7,67
10,03
C3A
10,74
10,99
10,22
C4AF
Quadro 2. Propriedades físicas dos cimentos
Propriedade
CEM 1C CEM 1S CEM 2C
Massa volúmica (kg/m3)
3140
3140
3130
Finura (cm2/g)
3290
4020
4430
2.1.2.- Adjuvantes
Os adjuvantes utilizados correspondem a cinco superplastificantes comerciais (SP A, SP
B, SP C, SP D e SP E) de dois fornecedores diferentes (B e G). Os adjuvantes SP AB, SP
CB, SP DG e SP EG são do tipo poli(éter carboxílico), PCE. O adjuvante SP BB é um
poli(sulfonato de naftaleno), PNS. As principais características físico-químicas dos
152
J. Custódio, S. Coelho, J. Catarino, M. Vieira e A. B. Ribeiro
adjuvantes foram determinadas experimentalmente e são apresentadas no Quadro 3.
Quadro 3. Propriedades físico-químicas dos adjuvantes
Propriedade
SP AB SP BB SP CB SP DG SP EG
pH
6,46
6,23
6,28
6,00
5,72
Condutividade (µS/cm)
6100
16430
2500
2800
2600
Teor de resíduo seco (%)
20
36
27
22
22
Teor de cloretos (%)
< 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01
0,712
1,392
0,345
0,470
0,491
Teor de álcalis (Na2Oeq., %)
1,050
1,178
1,068
1,044
1,044
Massa volúmica (g/cm3)
Teor de sulfatos (%)
0,16
0,05
0,02
0,05
0,06
2.2.- Métodos
A campanha experimental preliminar consistiu em determinar o teor de saturação de
cada adjuvante com cada um dos três cimentos e depois realizar ensaios de escoamento,
consistência e exsudação a pastas fabricadas com uma razão água/cimento de 0,4 e
utilizando o adjuvante respetivo no seu teor de saturação. O teor de saturação de um
adjuvante é o teor mínimo a partir do qual se considera não existir ganho significativo
de fluidez. No presente estudo, optou-se por avaliar a compatibilidade dos adjuvantes
comparando o comportamento de pastas em que os adjuvantes são utilizados no seu teor
de saturação ao invés de se utilizarem pastas com iguais dosagens de adjuvante (em
termos de teor de resíduo de polímero seco) ou, mesmo, pastas com iguais
espalhamentos; porque quando se avalia o comportamento de pastas fluidas que
envolvem diferentes adjuvantes e diferentes cimentos é importante que em todas as
misturas se assegure, tanto quanto possível, que todas as superfícies disponíveis das
partículas da mistura incorporaram ou adsorveram o adjuvante. Isto é particularmente
importante quando se pretende perceber e quantificar os efeitos de dispersão de
adjuvantes de naturezas químicas diferentes, como é o caso do presente estudo. Se um
adjuvante for utilizado numa dosagem inferior à de saturação, então o comportamento
da pasta a essa dosagem particular vai estar indubitavelmente ligado à quantidade
consumida por interações e reações químicas, o que significa que quanto maior for o seu
consumo, menor será a quantidade que permanece disponível para induzir a dispersão
através da adsorção nas partículas de cimento.
Antes da avaliação do comportamento de pastas contendo adjuvantes, realizaram-se
ensaios físicos às pastas cimentícias produzidas com cada um dos três cimentos com o
objetivo de determinar a consistência normal, o tempo de presa e a expansibilidade.
Estes ensaios foram realizados de acordo com a norma NP EN 196-3.
Neste estudo, para avaliar a compatibilidade cimento-superplastificante, foram
realizados ensaios de escoamento, espalhamento e exsudação às pastas. O ensaio de
escoamento foi realizado para avaliar a capacidade do adjuvante em melhorar a fluidez
da pasta cimentícia no estado fresco (i.e., baixar a sua viscosidade). O escoamento da
pasta, expresso em segundos, consiste no tempo necessário para que 220 ml de pasta
escoem através de um cone. O procedimento utilizado baseou-se na norma NP EN 445,
contudo utilizou-se um funil de vidro mais pequeno, nomeadamente com 7 mm de
diâmetro interno no tubo de saída e 95 mm de diâmetro no bocal. Este ensaio foi
153
Compatibilidade cimento-adjuvante: fator de homogeneidade dos BAC
utilizado também para determinar o teor de saturação do adjuvante. O ensaio de
espalhamento, realizado sobre pastas contendo o adjuvante no seu teor de saturação,
permitiu avaliar a capacidade do adjuvante em diminuir a tensão de cedência da pasta no
estado fresco (i.e., a tensão mínima necessária para que a pasta flua). O resultado deste
ensaio, expresso em centímetros quadrados, consiste no valor da área da pasta após ter
sido libertada do molde em forma de cone truncado, com 57,0 mm de altura, 38,1 mm
de diâmetro interno na zona de saída e 19,0 mm de diâmetro no bocal. O ensaio de
exsudação foi realizado para avaliar se as pastas comentícias contendo o adjuvante no
seu teor de saturação apresentavam uma exsudação significativa. A exsudação foi
determinada através da medição do volume de solução aquosa que emerge da superfície
de 100 ml de pasta após esta ter repousado durante 3 horas numa bureta selada cujo
diâmetro interno é de 25 mm. Os ensaios foram todos realizados a 20 ºC.
3.- APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
3.1.- Propriedades físicas das pastas
Os resultados dos ensaios físicos realizados sobre as pastas cimentícias produzidas com
cada um dos três cimentos e sem adjuvante são apresentados no Quadro 4. Pode
observar-se que, tal como esperado, o cimento CEM 2C, que possui a finura Blaine mais
elevada (4430 cm2/g), apresenta o maior consumo de água, i.e. requer uma maior
quantidade de água para produzir uma pasta de consistência normal. Entre os dois
cimentos CEM I 42.5 R verificou-se que o CEM 1C necessitou de uma maior quantidade
de água para produzir uma pasta de consistência normal do que o CEM 1S, apesar de
possuir uma finura mais baixa (CEM 1C 3290 cm2/g; CEM 1S 4020 cm2/g), o que
significa que, para além da finura, existem outros fatores que afetam a necessidade de
água. Normalmente, a necessidade de água de um cimento Portland depende
principalmente, para além da característica já referida, das proporções e reatividade dos
principais minerais constituintes do clínquer, da distribuição de tamanhos das partículas,
do tipo e teor de sulfato presente e do teor de álcalis [8, 9]. Pelo que, no caso presente, o
facto de o cimento CEM 1C possuir um maior teor de C3A e um menor teor de SO3 do
que o cimento CEM 1S poderá explicar o comportamento observado, porque se a
quantidade de sulfatos em solução não satisfizer adequadamente o teor e a reatividade do
C3A presente, então, para além de etringite, podem formar-se cristais de hidratos de
aluminato de cálcio e monosulfoaluminato de cálcio, que irão provocar uma diminuição
de fluidez da pasta de cimento e aumentar a necessidade de água.
Quadro 4. Propriedades físicas das pastas cimentícias
Propriedade
Consistência normal [%]
Tempos de presa [min]
CEM 1C CEM 1S CEM 2C
28,20
27,80
30,20
Iníci
o
Fim
Expansibilidade [%]
140
140
125
210
n/d
185
1,5
165
1,0
NOTA: n/d – não determinado.
3.2.- Curvas de saturação
Para determinar o teor de saturação dos superplastificantes realizou-se uma série de
154
J. Custódio, S. Coelho, J. Catarino, M. Vieira e A. B. Ribeiro
ensaios de escoamentos a pastas de cimento em que o teor de adjuvante variou entre
0,2 % e 3,2 % do peso de cimento. Esta gama de dosagens foi escolhida para satisfazer
as dosagens recomendadas nas fichas técnicas de produto (Quadro 5). Os resultados
obtidos são apresentados nas Figs. 1 a 3.
Quadro 5. Dosagem de adjuvante recomendada na ficha técnica de
produto
Dosagem
SP AB
SP BB
SP CB
SP DG SP EG
Percentagem mássica de
adjuvante em relação ao
1,0–1,6 0,9–1,4
0,8–1,5 0,4–0,8* 0,4–0,8*
cimento [%]
Escoamento / s
NOTA: * 0.2 % – 0.4 % quando utilizado como redutor de água; 0.4 % – 0.8 % quando utilizado
como forte redutor de água; 0.9 % – 3.0 % quando utilizado como muito forte redutor de água.
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
CEM 1C - SP AB
CEM 1C - SP BB
CEM 1C - SP CB
CEM 1C - SP DG
CEM 1C - SP EG
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4
Dosagem de adjuvante / %
Escoamento / s
Figura 1. Influência da dosagem de adjuvante no escoamento de pastas fabricadas
com CEM 1
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
CEM 1S - SP AB
CEM 1S - SP BB
CEM 1S - SP CB
CEM 1S - SP DG
CEM 1S - SP EG
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4
Dosagem de adjuvante / %
Figura 2. Influência da dosagem de adjuvante no escoamento de pastas fabricadas
com CEM 1S
155
Escoamento / s
Compatibilidade cimento-adjuvante: fator de homogeneidade dos BAC
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
CEM 2C - SP AB
CEM 2C - SP BB
CEM 2C - SP CB
CEM 2C - SP DG
CEM 2C - SP EG
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4
Dosagem de adjuvante / %
Figura 3. Influência da dosagem de adjuvante no escoamento de pastas fabricadas com
CEM 2C
Constata-se que, utilizando a menor dosagem ensaiada de superplastificante (0,2 %),
nenhuma pasta fabricada com os cimentos CEM 1C ou CEM 2Cescoou completamente,
tendo-se verificado o mesmo com o cimento CEM 1S mas apenas quando se utiliza o
adjuvante SP BB. Com o cimento CEM 2C, a pasta com o adjuvante SP AB deixou de
escoar completamente para dosagens inferiores a 2,1 %. Observa-se imediatamente que
a influência de cada adjuvante, no comportamento da pasta, varia consideravelmente
com o tipo de cimento (e.g. adjuvantes SP AB, SP DG e SP EG com os cimentos CEM 1C
e CEM 2C) e também com cimentos de proveniências diferentes mas do mesmo tipo
(e.g. adjuvantes SP AB, SP DG e SP EG com cimentos CEM 1C e CEM 1S). Se for
considerada a gama de dosagens recomendada pelos fabricantes, verifica-se que em
alguns casos a fluidez varia consideravelmente entre os limites mínimo e máximo desse
intervalo (e.g. cimento CEM 1C com adjuvantes SP AB, SP DG e SP EG); enquanto
noutros casos a fluidez permanece praticamente constante ao longo do intervalo de
dosagens recomendado (e.g. SP BB com cimentos CEM 1C, CEM 1S e CEM 2C). Por
conseguinte, as dosagens recomendadas de adjuvante deverão ser sempre confirmadas
antes da sua utilização em obra, mesmo nos casos em que se está a utilizar o mesmo tipo
de cimento e apenas um produtor. Verificou-se, também, que os adjuvantes foram mais
eficazes com as pastas produzidas com o cimento CEM 1S, o qual possui uma finura
Blaine intermédia (4020 cm2/g), o menor teor de C3A e de álcalis e um teor intermédio
de SO3. O adjuvante que mostrou ser menos sensível ao cimento foi o adjuvante SP BB
(PNS), o qual possui a maior massa volúmica, o maior teor de resíduo seco e de álcalis e
a maior condutividade (Quadro 3).
A determinação da dosagem de saturação foi efetuada a partir do método proposto por
Larrard (1999) [10]. Analisando os resultados obtidos (Quadro 6) verifica-se que, dos
três cimentos avaliados, o CEM 1S é aquele que requer a menor quantidade de adjuvante
para atingir a dosagem de saturação. Os cimentos CEM 1C e CEM 2C requerem sempre
uma quantidade muito maior de adjuvante. Este facto parece indicar que, no caso do
cimento CEM 1C, o seu maior teor de C3A se sobrepõe à sua menor finura (3290 cm2/g)
relativamente ao CEM 1S (4020 cm2/g). Os cimentos CEM 1C e CEM 2C, apesar de
possuírem finuras muito diferentes e o CEM 2C possuir um maior teor de C3A, ambos
requerem quantidades semelhantes de adjuvante SP AB SP BB para atingir a proporção
de saturação. Contudo, esta situação já não se verifica com os adjuvantes SP CB, SP DG
e SP EG.
156
J. Custódio, S. Coelho, J. Catarino, M. Vieira e A. B. Ribeiro
Quadro 6. Dosagem de saturação determinada pelo ensaio de escoamento
Dosagem de saturação [%]
SP AB SP BB
SP CB SP DG
SP EG
CEM 1C
0,65
0,43
0,32
0,63
0,52
CEM 1S
0,24
0,29
0,32
0,15
0,11
0,40
0,56
0,33
0,30
CEM 2C
0,61
NOTA: Os valores apresentados correspondem à dosagem de saturação expressa como a
percentagem mássica de resíduo seco de adjuvante em relação à quantidade de cimento da pasta.
Os valores sublinhados correspondem aos que estão fora do intervalo de dosagem recomendado na
respetiva ficha técnica de produto.
Comparando as dosagens de saturação obtidas em termos da quantidade de polímero
adicionada à pasta (Quadro 6) com as dosagens recomendadas nas fichas técnicas do
produto (Quadro 7) observa-se que das quinze situações avaliadas, a dosagem de
saturação se encontra abaixo da dosagem recomendada num caso, acima da dosagem
recomendada em oito casos e dentro da dosagem recomendada em apenas seis casos. O
único cimento para o qual a dosagem de saturação se encontra sempre dentro da gama de
dosagens recomendadas foi o CEM 1S.
Quadro 7. Dosagem de adjuvante recomendada na ficha técnica de produto
SP BB
SP CB
SP DG
SP EG
Dosagem
SP AB
Percentagem
0,21 –
0,09 –
relativa à massa de 0,20 – 0,32 0,32 – 0,50
0,09 – 0,17*
0,40
0,17*
ligante [%]
NOTA: Os valores apresentados correspondem ao teor de saturação expresso como a percentagem
mássica de resíduo seco de adjuvante relativamente ao teor de cimento da pasta. * Intervalo de
valores correspondente à utilização do adjuvante como forte redutor de água.
3.3.- Compatibilidade
Os resultados dos ensaios realizados para determinar a compatibilidade e robustez das
combinações cimento/adjuvante são apresentados nos Quadros 8 e 9. A robustez é aqui
considerada como a capacidade de uma pasta com um determinado par
cimento/adjuvante preservar uma elevada fluidez ao longo do tempo sem que a pasta
apresente exsudação ou segregação significativas. A partir do Quadro 8 é possível
constatar que nenhuma das combinações produziu perdas significativas da capacidade de
escoamento até aos 60 minutos. Apesar disso, duas das combinações, nomeadamente a
CEM 1S – SP AB e CEM 1S – SP BB, evidenciaram uma ligeira perda de fluidez nesse
intervalo de tempo. Quatro das combinações, CEM 1C – SP AB, CEM 1C – SP DG,
CEM 1C – SP EG e CEM 2C – SP AB, chegaram mesmo a exibir uma ligeira melhoria
desta propriedade no período considerado.
157
Compatibilidade cimento-adjuvante: fator de homogeneidade dos BAC
Quadro 8. Resultados dos ensaios de escoamento [s]
SP DG
SP EG
Cimento
Tempo SP AB SP BB SP CB
CEM 1C
5 min
126
24
64
109
53
10 min
125
26
58
102
29
28
61
89
28
30 min
102
29
62
82
28
60 min
90
25
26
24
26
CEM 1S
5 min
31
10 min
35
32
18
22
20
37
23
25
23
30 min
40
41
23
25
23
60 min
46
46
n/d
34
22
CEM 2C
5 min
161
10 min
116
42
n/d
36
21
46
n/d
40
22
30 min
97
51
n/d
42
23
60 min
86
NOTA: n/d – não determinado. Os ensaios foram realizados sobre pastas contendo
o adjuvante no seu teor de saturação com a exceção da pasta CEM 1C – SP AB, em
que o adjuvante foi utilizado com um teor de 1,8 % ao invés de 3,2 %. Os valores
sublinhados com linha simples correspondem a uma melhoria da fluidez com o
tempo, enquanto os valores sublinhados com uma linha dupla correspondem a uma
perda de fluidez com o tempo.
Relativamente ao espalhamento das pastas, apenas uma das combinações avaliadas
(CEM 1S – SP BB) exibiu uma diminuição significativa com o tempo, embora aos 60
minutos ainda possua um valor de espalhamento relativamente elevado (Quadro 9).
Cinco combinações apresentaram um ligeiro aumento da área de espalhamento durante o
período avaliado (CEM 1C – SP AB, CEM 1C – SP DG, CEM 1S – SP AB, CEM 2C –
SP AB e CEM 2C – SP EG). As restantes combinações não exibiram variações
significativas durante este período.
Quadro 9. Resultados dos ensaios de espalhamento [cm2]
SP
SP
Temp
SP EG
Cimento
SP AB SP BB
DG
CB
o
CEM 1C
10 min
88
280
151
130
173
30 min
92
300
149
142
174
285
161
162
180
60 min 106
345
398
230
205
CEM 1S
10 min 169
30 min 190
267
392
239
206
221
390
237
217
60 min 192
173
n/d
207
173
CEM 2C
10 min
95
30 min 104
157
n/d
176
196
159
n/d
214
208
60 min 115
NOTA: n/d – não determinado. Os ensaios foram realizados sobre pastas contendo
o adjuvante no seu teor de saturação com a exceção da pasta CEM 1C – SP AB, em
que o adjuvante foi utilizado com um teor de 1,8 % ao invés de 3,2 %. Os valores
sublinhados com linha simples correspondem a um aumento do espalhamento com
o tempo, enquanto os valores sublinhados com uma linha dupla correspondem a
uma diminuição do espalhamento com o tempo.
158
J. Custódio, S. Coelho, J. Catarino, M. Vieira e A. B. Ribeiro
Verificou-se que todas as pastas exibiram alguma exsudação ao fim de três horas
(Quadro 10). As combinações cimento-adjuvante que exibiram a maior exsudação foram
as que incluíam o cimento CEM 1C e os adjuvantes SP BB, SP CG e SP EG. Os
resultados demonstraram que parece não existir relação entre o nível de exsudação e a
dosagem de adjuvante ou tipo de adjuvante (PCE ou PNS). Contudo, a maior exsudação
verificou-se para o cimento que apresentava o menor teor de SO3, o maior teor de álcalis
e um teor elevado de C3A.
Quadro 10. Resultados dos ensaios de exsudação [ml]
SP
Cimento
SP
SP AB SP BB
SP EG
DG
CB
CEM 1C
1,1
3
3
2
3
CEM 1S
1
1
1
2
1
CEM 2C
1,5
1
n/d
1
n/d
NOTA: n/d – não determinado. Os ensaios foram realizados sobre pastas contendo o adjuvante no
seu teor de saturação com a exceção da pasta CEM 1C – SP AB, em que o adjuvante foi utilizado
com um teor de 1,8 % ao invés de 3,2 %.
4.- CONCLUSÕES
Os resultados dos ensaios de escoamento realizados para determinar o teor de saturação
dos adjuvantes permitiram concluir que a fluidez pode variar consideravelmente entre os
limites mínimo e máximo da gama de dosagens recomendada pelos fabricantes, pelo que
as dosagens recomendadas de adjuvante deverão ser sempre confirmadas antes da sua
utilização, mesmo nos casos em que se está a utilizar o mesmo tipo de cimento e apenas
um produtor.
Observou-se ainda que os adjuvantes conduzem a pastas mais fluidas quando estas
foram produzidas com o cimento que possuía o menor teor de C3A e de álcalis, i.e. o
CEM 1S. Este cimento foi aquele requereu a menor quantidade de polímero de
adjuvante para atingir a proporção de saturação.
O adjuvante que mostrou ser menos sensível à variação do cimento foi o que possuía a
maior massa volúmica, o maior teor de resíduo seco e de álcalis e a maior condutividade,
i.e. o SP BB. Este adjuvante e o CEM 1S produziram as combinações cimento-adjuvante
mais robustas.
Os resultados destes ensaios, evidenciaram ainda que para atingir o comportamento
reológico indicado nas fichas técnicas por vezes é necessário utilizar o adjuvante em
dosagens superiores às recomendadas pelo fornecedor.
Os resultados dos ensaios de escoamento, espalhamento e exsudação realizados em
pastas preparadas com o adjuvante na sua dosagem de saturação, demonstraram que
nenhum adjuvante é igualmente compatível com os três cimentos.
O adjuvante PNS demonstrou ser menos sensível a variações na composição da pasta,
dado que estas apresentaram valores consistentes de escoamento para várias dosagens e
159
Compatibilidade cimento-adjuvante: fator de homogeneidade dos BAC
para diferentes cimentos. Os adjuvantes PCE, por outro lado, apresentaram valores de
escoamento muito diferentes consoante o teor de adjuvante e tipo e proveniência do
cimento utilizados na pasta.
Os resultados obtidos evidenciam que os principais parâmetros dos cimentos que
condicionam a compatibilidade entre estes e os adjuvantes do tipo PCE e PNS e a
robustez das respectivas misturas são o teor de C3A, o teor de sulfatos e a finura do
cimento. Contudo, não foi possível estimar o peso que de cada um dos parâmetros
referidos tem na compatibilidade cimento-adjuvante.
Face à variabilidade do comportamento das misturas para alterações das características
do adjuvante e do ligante, é imprescindível, durante o curso da obra sempre que sejam
fornecidas novas remessas, a realização de ensaios para a verificar a manutenção da
compatibilidade entre os adjuvantes e os ligantes utilizados no fabrico da mistura
cimentícia (calda, argamassa ou betão) a aplicar na obra.
REFERÊNCIAS
[1] RAMACHANDRAN, R. S. - Concrete admixtures handbook: properties, science,
and technology, in Building materials science series, vol. 2 ed., Noyes Publications,
1996.
[2] RIXOM, R. & MAILVAGANAM, N. - Chemical Admixtures for Concrete, 3 ed., E
& FN Spon: London, 1999.
[3] ACI 212.3R-10 Report on Chemical Admixtures for Concrete. - American Concrete
Institute (ACI): Farmington Hills, MI, 2010.
[4] ACI 212.4R-04 - Guide for the Use of High-Range Water-Reducing Admixtures
(Superplasticizers) in Concrete. American Concrete Institute (ACI): Farmington Hills,
MI, 2004.
[5] RAMACHANDRAN, V. S., MALHOTRA, V. M., JOLICOEUR, C. & SPIRATOS,
N. - Superplasticizers: properties and applications in concrete. Canada Centre for
Mineral and Energy Technology - CANMET Publication MTL 97-14 (TR): Ottawa,
1998.
[6] SPIRATOS, N., PAGÉ, M., MAILVAGANAM, N. P., MALHOTRA, V. M. &
JOLICOEUR, C. - Superplasticizers for Concrete: Fundamentals, Technology, and
Practice. Supplementary Cementing Materials for Sustainable Development, Inc.:
Ottawa, 2003.
[7] DODSON, V. H. - Concrete Admixtures, 1st ed., Van Nostrand Reinhold: New
York, 1990.
[8] TAYLOR, H. F. W. - Cement Chemistry, 2nd ed., Academic Press: London, 1997.
[9] HEWLLET, P. - Lea's Chemistry of Cement and Concrete, 4th ed., ButterworthHeinemann: Oxford, 2004.
[10] LARRARD, F., - Concrete mixture proportioning: a scientific approach. E & FN
Spon: London, 1999.
160