Influência de aditivos superplastificantes a base de policarboxilato na resistência a compressão e propriedades no estado fresco de um cimento Portland tipo I

Abstract

O cimento Portland (CP) tem uma produção mundial estimada em 12 bilhões t/ano, sendo uns dos materiais de maior consumo como consequência do aumento na população e crescimento urbano. Com o objetivo de melhorar o desempenho do concreto, os aditivos redutores de água e superplastificantes têm se convertido em um componente de elevada importância devido ao seus efeitos desde um ponto de vista técnico (trabalhabilidade e resistências mecânicas) e econômico. Estes aditivos permitem diminuir o consumo de CP nas dosagens de concreto e portanto reduzir custos de produção, assim como melhorar critérios de sustentabilidade. O clínquer de CP é um material composto por diferentes fases onde o aluminato tricálcico (C3A) afeta a trabalhabilidade antes do início de pega. No CP, os superplastificantes são adsorvidos nas partículas de cimento reduzindo a cinética de hidratação do C3A. Acerca disso, o presente artigo, apresenta as interações de um CP com dois tipos de superplastificantes a base policarboxilato com função de abertura (elevada fluidez) e manutenção (prolongado tempo de ação). A partir de dados gerados em calorimetria isotérmica, identificou-se, com a inserção de diferentes teores de aditivos, o deslocamento do pico de hidratação, com aumento no tempo de dormência, bem como um aumento na liberação de calor. Isso implica que as interações entre os aditivos e o cimento acontecem nas primeiras horas de hidratação e modificam as taxas de dissolução, nucleação e crescimento das fases, tendo um efeito na resistência. Em relação ao espalhamento e à perda de abatimento dos sistemas, os resultados indicaram aumento na fluidez com incorporação de aditivo, conforme esperado.

The global production of Portland cement (PC) is estimated in 12 billion t/y and therefore is one of the most consumed materials due to population growing and more extended urban areas. The organic admixtures, mainly water reducers and superplasticizers play an important role in concrete performance from a technical, economic and environmental point of view. These organic admixtures lead to a reduction of cement consumption within the mix designs and cheaper and more environmental friendly concrete can be produced. The clinker of PC is constituted with different phases, where the tricalcium aluminate (C3A) has a strong effect in the workability in fresh state. In the PC the superplasticizers are adsorbed on the cement particles reducing the hydration kinetic of the C3A. Therefore, this article shows the interactions of a CP with two different carboxylate-type admixtures. Organic admixtures with high fluidity and extended action were assessed. According to the data collected from isothermal calorimetry a peak displacement of hydration was identified, with increase in induction period, as well as an increase in the heat released. This reveals that the complex interactions between the admixtures and the cement are taking place during hydration and modify the rates of dissolution, nucleation and growth of the hydrated phases with the use of superplasticizers. In relation to the slump loss of systems, the results indicated an increase in scattering for all systems with admixture incorporation, as was expected.