Aditivos e Sustentabilidade

Os aditivos de cimento e concreto são produtos químicos de construção que melhoram de forma confiável a sustentabilidade de uma ampla gama de sistemas baseados no cimento. Esta melhoria pode ser derivada do aumento da durabilidade e resistência através da redução de água, e catalisando o processo de hidratação do cimento para permitir a substituição do clínquer por outros materiais cimentícios. Atualmente, diferentes tecnologias de mistura são frequentemente usadas em combinação, especialmente em sistemas de concreto que incorporam materiais cimentícios secundários (SCMs), onde não apenas a redução de água, mas também as químicas que catalisam a reação de hidratação do cimento são usadas para permitir mais inclusão de SCMs.

- Redutores de água à base de dispersantes e superplastificantes - Os redutores de água à base de dispersantes são uma das tecnologias de reforço de concreto mais eficazes já desenvolvidas. Estes agentes dispersantes têm a capacidade de deflocular os grãos de cimento e outras partículas finas, libertando assim a água que de outro modo está ligada aos flocos de cimento. Essa ação leva a um aumento no fluxo de massa do sistema de concreto. A aplicação destas poderosas químicas de redução de água permitiu a produção de concreto com propriedades reológicas confiáveis. Outra maneira que os redutores de água podem ser empregados para aumentar a sustentabilidade é usando menos cimento ou mais SCMs no concreto.

- Incorporadores de ar (IA)- São agentes ativos de superfície que funcionam estabilizando pequenas bolhas de ar no concreto para fornecer alívio da pressão quando a água arrastada se expande durante o congelamento. Por essa razão, os IA's são exigidos pelos códigos de construção em muitas regiões suscetíveis a congelamento e descongelamento no mundo e têm sido usadas com sucesso há 75 anos. IA's também podem desempenhar um papel significativo na redução de CO² derivado da produção de argamassa, uma aplicação que representa 40% do cimento utilizado no mundo em desenvolvimento ou cerca de um terço da produção mundial de cimento. Através da utilização dos IA's, os fabricantes de argamassa podem obter um fluxo constante, através do efeito lubrificante das bolhas de ar, aos métodos mais comuns de adicionar mais cimento ou água ao sistema.

- Aceleradores - Os aceleradores de endurecimento são conhecidos e usados ​​há mais de um século. Sua capacidade de catalisar a hidratação do cimento e compensar o baixo desenvolvimento da resistência inicial com os SCMs torna-os indispensáveis ​​para a produção de produtos à base de cimento. São geralmente formados por sais de cálcio solúveis de cloreto, nitrato e nitrito. Outras classes de aceleradores incluem tiocianatos e aminas de sódio. Apesar de muito eficazes, os sais de cloreto são frequentemente excluídos do uso por especificação, devido ao seu potencial para estimular a corrosão das armaduras de reforço. Como resultado, uma maior aplicação de aceleradores não-clorídricos e não-corrosivos fornece outra alternativa promissora para permitir o desenvolvimento de concreto sustentável.

Adaptação de aditivos para novos sistemas cimentícios

O uso inovador de materiais cimentícios, por exemplo, argila calcinada de calcário e o desenvolvimento de novos clínquer, são tecnologias importantes para alcançar a meta de sustentabilidade para materiais à base de cimento. Para atingir a máxima sustentabilidade, seu uso precisa ser acompanhado por aditivos, particularmente nos casos em que a minimização do uso de água é necessária. O aumento no uso de várias matérias-primas na produção de concreto, seja como materiais cimentícios, agregados ou aditivos, pode inevitavelmente criar efeitos de interação complexos. Nos casos mais severos, estas interações negativas podem levar à produção de concreto verde que não se ajustará, ou concreto fraco, que tem uma microestrutura deficiente e vida útil curta. Desde que estes obstáculos sejam contornados, a produção sustentável de concreto (ou seja, uma redução significativa nas emissões de CO² ao longo do ciclo de vida de uma estrutura) pode ser alcançada por (1) redução do cimento usado, (2) redução da mistura e / ou energia de aplicação, e (3) um aumento na longevidade da estrutura de concreto. Para tornar o concreto mais sustentável, alguns dos procedimentos precisam ser adaptados aos locais específicos de uso, e isso depende da infraestrutura e das capacidades de transporte disponíveis para e do local de trabalho. Em locais onde o cimento a granel é utilizado, por exemplo, em usinas urbanas de concreto usinado, os produtos químicos são adicionados nos processos de mistura de concreto e cimento. É, portanto, importante levar em conta todos os produtos químicos que entram na fabricação final do concreto. Por outro lado, em locais onde os cimentos ensacados são normalmente fornecidos, por exemplo, na mistura manual de locais de concreto, o uso de aditivos de cimento em seus níveis máximos de dosagem é crítico para a produção de concreto de alta qualidade que incorpora uma parcela significativa de SCMs.

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