Reação álcali-agregado

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  • Publicado : 9 de junho de 2011
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Materiais de Construção

1. Introdução

Por ser um material de construção largamente utilizado em todo o mundo, o concreto está sujeito a situações distintas, de acordo com o ambiente em que está inserido e com seus materiais constituintes. Essas interações do concreto com o meio podem resultar no aparecimento de manifestações patológicas, as quais interferem na durabilidade dasestruturas e, conseqüentemente, na sua vida útil.
Um dos fenômenos físico-químicos que resulta no comprometimento da durabilidade do concreto é a reação álcali-agregado. Trata-se de uma reação lenta que ocorre entre íons alcalinos, normalmente provenientes do cimento, e alguns minerais reativos, presentes nos agregados. O produto dessa reação é um gesto expansivo em contato com a água. Tal expansão podegerar tensões internas de tração no concreto, que normalmente resultam na fissuração das estruturas.
A reação álcali-agregado evidencia-se a partir do aparecimento de fissuras “em mapa” nas superfícies expostas do concreto, descoloração do concreto adjacente à fissura, bem como o fechamento de juntas de dilatação, descolamento de elementos estruturais e, em alguns casos, exudação de gelsílico-agregado de cor esbranquiçada na superfície do concreto.
Grande parte das evidências da reação álcali-agregado relatadas envolvem obras hidráulicas, principalmente barragens, já que para que a reação ocorra é necessário que a reação alcalina nos poros do concreto consiga fazer a dissolução de alguns minerais presentes nos agregados.Logo, qualquer estrutura de concreto que contenha agregadoreativo e que esteja exposta a umidade pode sofrer essa reação e manifestar os problemas dela decorrentes.
A figura 1.1 mostra alguns exemplos das manifestações patológicas decorrentes da RAA em estruturas de concreto.

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Figura 1: Manifestações patológicas resultantes da reação álcali-agregado no concreto.

Os danos caudados pela reação álcali-agregado são irreversíveis, ouseja, ima vez que a reação seja iniciada não há como contê-la, no meio técnico essa reação é conhecida como a “Aids do concreto”.

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Figura 2: Microfissura em agregados (microscopia).

2. A Reação Álcali-Agregado

A Reação Álcali-Agregado (RAA) é a reação química entre os hidróxidos alcalinos (provenientes do cimento, da água de amassamento, de aditivos químicos,entre outros), da presença constante de umidade e de alguns tipos de minerais presentes nos agregados, sendo que de acordo com os minerais envolvidos, a RAA subdivide-se em reação álcali-sílica, álcali-silicato e álcali-carbonato.
O produto da reação álcali-sílica e álcali-silicato constitui-se num gel sílico-alcalino capaz de expandir em contato com a água. Essa expansão leva ao aparecimentode fissuração mapeada e, algumas vezes, ao deslocamento de peças estruturais.

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Figura 3: Gel expansivo nas bordas do agregado e preenchendo os poros (MEV)

Na reação álcali-carbonato não há formação do gel alcalino, entretanto a fissuração mapeada e o deslocamento de elementos da estrutura também são as principais evidências da reação.
A possibilidade deocorrência da RAA está condicionada à interação entre a quantidade de álcalis disponíveis, a potencialidade reativa dos agregados e a presença de umidade junto à estrutura, sendo que, a partir da constatação dessa manifestação patológica no concreto, somente medidas paliativas podem ser tomadas para minimizar os danos resultantes, já que não se conhece uma forma de eliminá-la. Além disso, uma vezdesencadeada a reação, ainda não é possível prever quanto tempo será necessário para que ela cesse.

3. Mecanismos de Expansão

A RAA é um processo que envolve íons alcalinos, principalmente o sódio (Na+) e o potássio (K+), derivados de frações argilosas (argila ou xisto) provenientes do cimento (que é a principal fonte de álcalis no concreto), íons hidroxilas (OH-) e certos minerais que...
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