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Utilização de polímeros superabsorventes em betão

May 3, 2021

Ao longo da vida do concreto, a água tem a importância central:

-É um ingrediente essencial na mistura, cura e endurecimento do betão;

-Sua troca com o entorno faz com que o concreto endurecido encolha, inche e possivelmente rache;
-Sua presença em concreto endurecido influencia a resistência e a fluência;

-Desempenha um papel central na deterioração causada pela ação da geada ou reações alcalóide-sílica.

Obviamente, o controle da água é importante para o concreto. Este artigo dá uma visão geral de algumas das oportunidades oferecidas pelo uso de polímero super absorvente (SAP) para alcançar esse controle. Partes do artigo são originários de uma publicação anterior.

Quando o SAP é exposto à água, eles incham, e quando subsequentemente submetidos à secagem, eles reversivelmente encolhem. Essas propriedades-chave para secar, eles reversivelmente encolhem. As propriedades-chave podem ser utilizadas ativamente em relação ao concreto.


Influência na força

Um SAP pode garantir uma cura interna de água muito eficiente, que é definida como "incorporação de um agente de cura que serve como um reservatório interno de água, liberando-o gradualmente à medida que o concreto seca". 7 A cura por água interna é utilizada há décadas para promover a hidratação do cimento e controlar o encolhimento do concreto

Do ponto de vista da força, a adição de SAPs ao concreto tem dois efeitos opostos: enquanto o SAP gera vazios no concreto e, assim, reduz a força, a cura de água interna fornecida pelo SAP aumenta o grau de hidratação e, assim, aumenta a Força. Qual destes dois efeitos é dominante depende da relação água-cimento (w/c), a maturidade do concreto, e a quantidade de adição de SAP. O efeito total parece ser descrito bem com os modelos existentes, tais como o conceito da relação do gel-espaço. Em particular, em um w/c elevado (> 0,45), a adição de SAP tem muito pouco efeito na hidratação e conseqüentemente reduz geralmente a força compressiva. A um c baixo (<0.45), SAP addition may increase the compressive strength. sap="" addition="" may="" increase="" the="" compressive=""></0.45), SAP addition may increase the compressive strength.>


Redução de encolhimento

O encolhimento do concreto devido à perda de água para o entorno é uma causa bem conhecida de rachar tanto no plástico e no estado endurecido. Esse tipo de rachadura pode ser efetivamente mitigada diminuindo ou prevenindo a perda de água. Agindo como uma fonte de água, os SAPs podem potencialmente ser usados em relação a isso, mas esses tipos de encolhimento são basicamente fenômenos relacionados à superfície e pode ser difícil concentrar a ação do SAP em relação a essa interface. O encolhimento Autogenous é um fenômeno que seja conectado pròxima com o concreto de capacidade elevada. O encolhimento autógeno pode levar à rachadura e afetar a força, durabilidade e estética do concreto. Este tem sido um desafio tecnológico que limitou o uso de concreto de alto desempenho. SAP adicionado a uma mistura de concreto durante a mistura permite o controle ativo das propriedades geométricas e termodinâmicas da fase da água. A água nas inclusões formadas de SAP é essencialmente água livre, e o tamanho e a forma das inclusões são governados pelas partículas inicialmente adicionadas de SAP. A entrada de água pode, portanto, ser considerada distribuição de fase de água projetada.


Proteção contra geada

Os SAPs também podem ser usados como um meio de projetar a estrutura de poros de materiais cimentícios. Durante a hidratação do cimento, as partículas SAP encolhem e deixam vazios cheios de gás. Isto pode potencial ser usado para o arrastamento controlado do ar para melhorar a resistência de geada do concreto. O método normalmente utilizado para o aprisionamento do ar está ligado a uma série de dificuldades tecnológicas significativas, incluindo a coalescência de bolhas de ar no betão fresco, perda de ar durante a vibração ou bombeamento, e problemas de compatibilidade entre admisturas de ar-entraining e admisturas de redução de água High-Range. O uso de SAPs oferece a possibilidade de controlar ativamente o ar preso no concreto endurecido, incluindo o conteúdo total do ar, o espaçamento das bolhas de ar e o tamanho (e até mesmo a forma) das cavidades individuais — referimos-se a isso como o ar-entrainment projetado de concreto.


Reologia modificação

A adição de SAP seco durante a mistura resulta em uma mudança considerável na reologia do concreto fresco se não for adicionada água extra para compensar a absorção do SAP. Por exemplo, com absorção de água de cerca de 15 g/g sap seco, a adição de apenas 0,4% de SAP em relação ao peso do cimento levará a uma redução do w/c livre em 0,06. Essa mudança no c/c fará com que o estresse de rendimento triplique e a viscosidade plástica aumente em 25% para o concreto com um c/c inicial de 0,4. Além desse efeito de ligação pura de água, um aumento adicional no estresse de rendimento e viscosidade plástica será causado pela presença física das partículas SAP inchadas. Se o efeito de espessamento causado pelo SAP for indesejado, ele pode ser mitigado pela adição de misturas plastificantes. Por exemplo, o efeito de espessamento associado à absorção de água pelo SAP pode ser particularmente útil para a concretização de mistura úmida, um processo que pode ter uma série de dificuldades tecnológicas. Para permitir que misturas normais de concreto sejam bombeadas, é necessária uma queda alta. No entanto, para minimizar a recuperação e permitir uma espessura adequada de acúmulo durante a concretização, é necessária uma baixa queda. Na prática, o produtor do concreto pode precisar equilibrar em uma lâmina de faca e manter a queda em 80 mm (3 in.). Além de exercer um controle preciso da queda de concreto fresco, normalmente é necessário adicionar uma mistura acelerada no bocal. Infelizmente, a mistura de aceleração de set leva a reduções acentuadas na força compressiva de longo prazo. O conceito de usar SAPs para ajustar a queda do shotcrete de mistura molhada foi testado na prática. Sap seco foi adicionado ao bocal e sua rápida captação de água foi mostrada para criar uma mudança de viscosidade durante a colocação, o que permitiu o acúmulo de camadas grossas sem o uso de misturas de ajuste acelerado. Este último benefício é particularmente intrigante porque é muito difícil controlar a entrada de ar do shotcrete colocado. À medida que o shotcrete é colocado, grandes mudanças na estrutura do vazio de ar ocorrerão se for baseada em uma mistura normal e admissa. Com o SAPs, no entanto, é possível projetar com precisão a estrutura de ar-void final, que não será afetada pelo procedimento de bombeamento e colocação.


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