Reao lcali-Agregado no Concreto

A crescente preocupao com a qualidade e durabilidade das estruturas de concreto tem gerado grandes avanos na tecnologia do concreto; existem, porm, vrios mecanismos de deteriorao que podem afetar a sua durabilidade. Entre os vrios processos de deteriorao no concreto, encontra-se a reao lcali-agregado (RAA), um fenmeno qumico bastante complexo, que, apesar de ter sido descoberto h dcadas, responsvel por ter afetado centenas de estruturas de concreto no mundo. Dependendo das condies a que a estrutura de concreto est exposta e do grau de reatividade do agregado, essa reao deletria pode gerar expanses intensas que so observadas em diferentes idades a partir da sua instalao.A Reao lcali-Agregado (RAA) um termo geral utilizado para descrever vrios tipos de reaes qumicas que podem ocorrer interiramente no concreto, envolvendo alguns componentes minerarolgicos presentes em rochas e agregados reativos usados em concreto e lcalis da soluo dos poros. Como resultado da reao, so formado produtos que, na presena de umidade, na sua maioria, so capazes expandir e causar tenses internas, fissuraes e deslocamentos, podendo levar a um comprometimento que a reao deletria ocorra, necessrio apresena da umidade.Portanto so trs os fatores condicionantes desse fenmeno que, atuando conjuntamente, o caracterizam como deletrio: asfases mineralgicas do agregado consideradas como reativas, oshidrxidos alcalinose aumidade.Oslcalis envolvidos no processo qumico de reao lcali-agregado so derivados do sdio e potssio. Devem possuir a capacidade de se solubilizar para participar da reao. Podem vir tanto de fontes internas, como do cimento principalmente, mas tambm dos demais materiais constituintes do concreto como agregados, adies minerais , aditivos, gua de mistura, ou mesmo de outras fontes externas ao concreto, como guas alcalinas industriais ou marinhas que podem migrar para o interior do concreto.

Fatores Influentes (RAA)Existem vrios fatores que influenciam a velocidade e intensidade da reao lcali-agregado. Dependendo do tipo de parmetro interveniente, o desencadeamento da RAA pode ser mais ou menos intensos. Em virtude desses fatores no existe um tempo pr estabelecido para a RAA se desenvolver e ser notada. Embora alguns pesquisadores comentem que a reao normalmente leva de 5 a 12 anos para ocorrer, salvo excees, temerrio confirmar esse parmetro para determinar condio. Vale lembrar que esses fatores tambm podem interagir simultaneamente e afetar de forma complexa o comportamento reativo de um agregado, podendo agravar ainda mais a deteriorao do concreto em decorrncia da RAA. Esses fatores so abordados na sequncia.

AgregadosDeterminadas caractersticas dos agregados, principalmente minerarolgica e testurais, so fatores importantes e essenciais para o desencadeamento da RAA, denominados fatores condicionantes. Quanto mais desorganizada e instvel a estrutura do mineral no agregado, mais reativa ser a fase. Em ordem decrescente, encontra-se os minerais com estrutura amorfa (opala e vidro), microcristalina e criptocristalina (calcednia), metaestvel (tridimita e cristobalita) e cristalina (quartzo e feldspato deformados e filossilicatos alterados). Se vrios agregados de apenas um litotipo forem avaliados para o desencadeamento da RAA, ser verificado que cada um se comporta de uma forma em funo das variaes mineralgicas e texturais de cada rocha. Outras caractersticas e propriedades das fases e dos agregados so importantes, alm do seu tipo, como o tamanho e a forma do gro, e do seu proporcionamento, apesar de aquelas relativas mineralogia serem as mais relatadas e defeendidas no meio tcnico. A reatividade da fase ser tanto maior quanto mais fina for a granulao dos agregados, pois maior ser a superfcie para reagir. No estudo de Hobbs (1988), a faixa de dimenso estudada foi de 0,15mm a 13mm, resultando em expanses de 2% e 0,02%, respectivamente , aos 200 dias de ensaio. Estudos realizados por Kuroda, Inoue & Yoshino (2004) tambm mostram esse comportamento do efeito do tamanho do agregado nas expanses, alm da granulometria e do proporcinamento dos agregados reativos.

Cimento Oslcalispossuem um papel importantssimo na RAA, sendo condicionantes da reao. Na sua maioria, os lcalis so atribudos ao cimento comofonte interna.Quanto maior o teor de lcalis no cimento e o consumo de cimento no concreto, maiores sero as expanses (POOLE, 1992). Os lcalis de cimento (sdio e potssio) podem ser divididos em duas categorias: os lcalis solveis e os lcalis insolveis. Os lcalis solveis encontram-se nos sulfatos, enquanto os insolveis, nas fases slidas (silicatos e aluminatos) do clnquer. Glasser (1992) comenta que durante a hidratao do cimento , o fornecimento dos lcalis para a soluo ocorre de forma mais rpida a partir dos presentes sulfatos. Os demais incorporados nos gros do clnquer, s ficam disponveis medida que se processa a hidratao, de forma mais lenta. De qualquer forma, o autor declara que, independentemente da fonte dos lcalis, uma vez que a RAA ocorrer lentamente, todos os lcalis existentes podero participar da reao. A presena de lcalis na soluo gera um almento de pH da soluo dos poros do concreto e proporciona tambm um aumento na concrentrao dos ons hidroxilas (OH-), que so responsveis pela RAA. Apesar de raagirem inicialmente no processo, a formao dos ons hodroxilas est condicionada ao teor de lcalis presente no cimento. A ABNT NBR 15577:2008, para efeitos normativos, define oslcalis (sdio e potssio)que paticipam da reao lcali-agregado como sendo aqueles solubilizveis imediatamente ou ao longo do tempo, ou seja, os totais, podendo ser provenientes de qualquerfonte interna ou externaao concreto. Assim deve-se destacar queoutras fontes internas de lcalispodem existir a partir de adies minerais, agregados e gua de amassamento. Anteriormente, oteor de lcalis do cimentoera limitado, com o intuito de se evitar a RAA. Era empregado o limite de 0,6%, fazendo-se, assim, referncia a um cimento com baixo teor de lcalis. Porm sabe-se que a limitao desse teor no suficiente para garatir expanses mnimas e abaixo dos limites para causar a deteriorao do concreto, conforme relatos em literatura de estruturas danificadas com esse tipo de cimento.

Argamassas e Concretos As caractersticas e propriedades das argamassas e dos concretos podem afetar o desenvolvimento da RAA e suas expanses. A composio do concreto pode refletir em efeitos da RAA mais ou menos intensos, e os fatores associados sua porosidade e permabilidade so muitos importantes. De acordo com Fournier & Brub (2000), como o papel da gua crtico no desencadeamento da RAA, uma relao gua cimento mais baixa produzir um concreto com melhores propriedades mecnicas, menor teor de gua interna livre, menor permeabilidade, como menos chance de ingresso de gua do exterior, e o interior, de sua percolo. Esses perquisadores mostraram, em uma faixa de 0,35 a 0,55 de relao gua cimento, que uma reduo na relao a/c geralmente resulta em reduo da expanso da RAA. Os aditivos tambm mostram influenciar a RAA. Os Estudos realizados por Fariaset al. (2007) avaliaram vrios aditivos na ausncia e na presena de adies e indicaram que seus mecanismos de ao e seus efeitos podem influenciar nos resultados das expanses nos ensaios acelerados em barras de argamassa. Sem adies o aditivo base de naftaleno intensificou as expanses em relao amostra de referncia. J o policarboxilato proporcionou reduo das expanses e, nesse caso, tal comportamento parece estar associado possvel incorporao de ar promovida. O estudo na presena das adies de slica ativa e matacaulium e dos aditivos base de malamina e policarboxilato mostra, em geral, expanses inferiores na presena do policarboxilato.