Os Materiais de Construção

Materiais de Construção II

Aula 05/04

Reação Álcali-Agregado (RAS - RAA):

É um fenômeno que ocorre no concreto endurecido e que se desenvolve devido à combinação de três agentes: álcalis do cimento, agregado reativo ou potencialmente reativo e a presença constante de umidade.

Expansão e fissuração do concreto, levando à perda de resistência e módulo de deformação também podem resultar de reações químicas envolvendo os álcalis e os íons hidroxila da pasta de cimento Portland. As matérias-primas usadas na fabricação do clínquer de cimento Portland são as fontes de álcalis no cimento que normalmente variam de 0,2 a 1,5% de Na2O equivalente (normalmente são encontrados nos cimentos Portland compostos de sódio e potássio).

Cimentos Portland contendo mais do que 0,6% de Na2O equivalente, quando usados em combinação com agregado reativo, podem causar grande expansão devido à reação álcali-agregado. Devido à grande quantidade de hidróxido de cálcio na pasta de cimento hidratada, a concentração de íons hidroxila na solução dos poros se mantém alta mesmo com cimentos de baixa alcalinidade. Nesse caso, o fenômeno expansivo será limitado pela pequena disponibilidade de íons alcalinos.

A reação álcali-silicato é o tipo de reação mais encontrado no Brasil. A maior parte das barragens que apresentam esse tipo de reação no país foi construída com rochas do tipo quartzo. A reação ocorre quando os hidróxidos alcalinos reagem com os silicatos e agrega-se entre a pasta do cimento e o agregado constituindo um gel expansivo, desenvolvido por um ambiente úmido.

Mecanismos de expansão:

A forma de ataque no concreto envolve depolimerização ou quebra da estrutura de sílica (no caso de rochas sedimentares a esfoliação da estrutura lamelar devida ao ataque de íons hidroxila e adsorção de água é a principal causa de expansão). Se o grau de restrição no sistema é baixo, a pressão hidráulica desenvolvida pode ser suficiente para causar expansão e fissuração das partículas do agregado afetado, e também da matriz da pasta de cimento em torno do agregado.

A solubilidade dos géis na água é responsável por sua mobilidade do interior das partículas do agregado para as regiões microfissuradas tanto dentro do agregado como do concreto. A disponibilidade contínua de água para o concreto causa o aumento e a extensão da microfissuração, que acaba atingindo a superfície do concreto. O padrão de fissura é irregular, atribuindo-se o termo “fissuras mapeadas”.

Controle da expansão:

Os fatores mais importantes que influenciam o fenômeno são: Teor de álcalis do cimento e consumo de cimento do concreto (teor alcalino do cimento tem que ser menor que 0,6%); Contribuição do íon alcalino de outras fontes (aditivos, adições, agregados contaminados com sal, e penetração de água do mar ou solução de sais de degelo no concreto); Quantidade, dimensão e reatividade dos constituintes reativos presentes no agregado (as dimensões das partículas influem no tamanho das reações e se forem pequenas aumentam a expansão); Disponibilidade de umidade para a estrutura de concreto; Temperatura ambiente.

Quando suspeita-se da presença de constituintes reativos no agregado, a prática mostra que o uso de cimento Portland de baixa alcalinidade (menos de 0,6% de Na2O) pode oferecer melhor proteção contra o ataque alcalino. Se um cimento Portland de baixa alcalinidade não está disponível, o teor total de álcalis no concreto pode ser reduzido fazendo-se substituição parcial do cimento de alta alcalinidade por adições cimentícias ou pozolânicas, como a escória de alto-forno moída, vidro vulcânico (pumicita moída), argila calcinada, cinza volante ou sílica ativa.  Deve-se notar que, da mesma forma que os álcalis bem ligados à maioria dos minerais feldspatos, os álcalis presentes em escórias e pozolanas naturais são insolúveis em ácido e provavelmente não estarão disponíveis para reagir com o agregado.