POLÍMEROS SUPERABSORVENTES PARA CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO E SUA INFLUÊNCIA NA DURABILIDADE – ESTADO DA ARTE

POLÍMEROS SUPERABSORVENTES PARA CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO E SUA INFLUÊNCIA NA DURABILIDADE – ESTADO DA ARTE  [pic 2][pic 3][pic 4]                                  T. A. C. SANTOS        P. B. COUTO         Mestranda Engª. Civil        Mestrando Engª. Civil         PECC - UnB        PECC - UnB         Brasília, Brasil        Brasília, Brasil         [e-mail]        [e-mail] [pic 5]                                  E. F. SILVA                 Profª. Drª. Engª. Civil                 PECC - UnB                 Brasília, Brasil                 [e-mail]

 RESUMO

Diversas pesquisas têm se destacado a cerca dos Concretos de Alto Desempenho (CAD). Entretanto, sua baixa relação água/cimento e densa microestrutura dificultam o transporte de água de cura, sendo ineficazes os processos convencionais. Neste âmbito, os Polímeros Superabsorventes – PSA tem grande influência, devido à sua capacidade de absorver e liberar grandes quantidades de água (cura interna), evitando a autodessecação e o surgimento das tensões de tração responsáveis pela retração autógena. Porém, o PSA pode modificar o desempenho do concreto ao interferir em propriedades tais como permeabilidade, resistência ao ciclo gelo-degelo etc. O presente trabalho objetiva, através do estado da arte, contribuir para o desenvolvimento tecnológico deste material inovador, sobretudo no Brasil, onde ainda é pouco estudado e difundido, permitindo seu emprego em obras reais num futuro próximo.

1. INTRODUÇÃO

Para Jensen e Hansen [1], os concretos de alto desempenho (CAD) são aqueles que apresentam boas características quanto à trabalhabilidade no estado fresco, resistência e durabilidade devido a sua microestrutura mais densa. No entanto, estes tipos de concreto mostram algumas pioras em suas propriedades motivadas pela retração autógena.

Os polímeros superabsorventes (PSA), através de sua capacidade de absorver grandes quantidades de água e posteriormente liberá-la, acabam por trazer benefícios aos materiais à base de cimento. Segundo Pourjavadi et al. [2] após a liberação gradual da água absorvida durante a hidratação do cimento, estes polímeros melhoram consideravelmente as propriedades dos materiais cimentícios por reduzir a auto-dessecação, a retração autógena, e consequentemente a fissuração.

Partindo do documento publicado pela RILEM – Réunion Internationale des Laboratoires et Experts des Matériaux, em 2012, entitulado TC 225 SAP – Aplication of Superabsorbent Polymers (SAP) in Concrete Construction, busca-se uma revisão do estado da arte acerca do Polímero Superabsorvente (PSA), sua interferência nas demais propriedades do material e como estas influenciam a durabilidade. Na publicação acima, Reinhardt e Assmann [3] abordam que a durabilidade de um concreto baseia-se na resistência contra as influências ambientais, como a ação do congelamento, a penetração de cloretos, álcalis e dióxido de carbono, ataques ácidos, permeabilidade, ação da temperatura e outros. Alguns destes estudos serão apresentados no decorrer deste trabalho.

2. MATERIAIS

2.1 O concreto de alto desempenho

De acordo com Mehta e Monteiro [4], o termo Concreto de Alto Desempenho (CAD) foi introduzido por Mehta e Aitcin em 1990 para misturas que possuem as três propriedades a seguir: alta trabalhabilidade, alta resistência e alta durabilidade. No entanto, o ACI – Technical Activities Committtee [5] define o CAD como um material que atende a uma combinação de desempenho e durabilidade que não pode ser atingida rotineiramente com o uso de materiais e técnicas convencionais.

Segundo Kumm [6], estes materiais destacam-se pela boa trabalhabilidade, alta resistência, baixa porosidade, dentre outras características. Para atingi-las são utilizados aditivos superplastificantes, adições minerais, altos consumos de cimento, baixas relações água/cimento e frequentemente cimentos mais finos. Estas particularidades conferem ao CAD uma estrutura de poros notavelmente refinados e descontínuos. Sabe-se que quanto menor a relação água/cimento, menores os diâmetros dos poros da matriz cimentícia, e que quanto menores os diâmetros dos capilares, maiores as tensões a que estão suscetíveis. Deste modo, as tensões de tração nestes materiais podem ser de tal ordem que superem a resistência da matriz cimentícia, podendo causar ruptura do material e queda do seu desempenho. Em suma, um concreto dosado para oferecer desempenho superior ao dos concretos convencionais pode ter suas vantagens sacrificadas pelo fenômeno da retração autógena.

2.2 A retração autógena

A ocorrência de fissuras nas primeiras idades está relacionada com variações volumétricas oriundas do gradiente térmico das reações de hidratação, da retração autógena e da retração por secagem, e constituem um sério  problema para estruturas de concreto [7]. A retração autógena pode ser definida como a redução macroscópica dos materiais cimentícios após o início da pega, em condições de isolamento específicas, sem que ocorra mudança de volume devido à perda ou ao ingresso de substâncias, variação da temperatura ou aplicações de forças externas [8].

A partir de certo grau de hidratação (patamar de percolação) o concreto torna-se rígido, restringindo as variações volumétricas e tornando-as incompatíveis com as deformações admissíveis no esqueleto mineral recém-formado. O volume de ar presente no interior dos poros aumenta devido ao fato do volume dos materiais reagentes ser maior que o volume dos produtos de hidratação, e também pelo consumo da água para a formação dos hidratos. Isto induz o aparecimento de tensão capilar no interior destes poros, parcialmente saturados, causando o estreitamento do mesmo, de forma a aproximar as partículas de cimento. Este fenômeno é chamado de retração autógena e é provocado pela autodessecação e retração química.