Aceleradores de resistência (AR): Como potencializar as resistências finais dos concreto projetados

O emprego de concreto projetado vem crescendo devido à grande flexibilidade desta aplicação, e o desenvolvimento de tecnologias que apoiem este método se faz cada vez mais necessária. A invenção do processo de projeção, é creditada a Karl Akeley, que patenteou o primeiro equipamento em 1911. 
Seu principal uso ocorreu em revestimento de obras subterrâneas e taludes, além de também ser usado em reparo de estruturas por dispensar o uso de formas, e proporcionar grande velocidade nas operações de lançamento do concreto (PRUDÊNCIO 2011). 
Conforme a ABNT NBR 14026:2012 o sistema de projeção de concreto, pode ser realizado de duas maneiras, via seca e via úmida. 
O concreto projetado é mais indicado para locais especiais como superfícies irregulares, aplicações no bordo inferior de lajes, reforços com aplicações urgentes ou com eliminação do uso de formas. A principal e maior aplicação, no entanto, é na abertura de túneis, principalmente pelo processo NATM (Novo Método Austríaco de Túneis). A consolidação da abóbada na frente de escavação é conseguida com aplicações sucessivas do concreto projetado onde a capacidade de lançamento determina o ritmo das escavações.   
No Brasil, o uso de aditivos aceleradores de pega é bastante comum, para proporcionar ao concreto, pega rápida e desenvolvimento das resistências nas idades iniciais possibilitando avanços rápidos na produção. Entretanto, a aceleração das resistências em idades iniciais é acompanhada de uma redução das resistências finais, afetando também a durabilidade do concreto.
Como alternativa a este  efeito causado pelo acelerador de pega, encontram-se os aditivos aceleradores de resistências que promovem por sua característica, uma cinética de hidratação do cimento mais eficiente, proporcionando o desenvolvimento das resistências de forma mais equilibrada desde as idades iniciais às finais.
Os aditivos aceleradores de resistências (AR), funcionam como agentes que promovem aceleração no sistema de aluminato, promovendo uma dissolução rápida, com consumo da água livre para formar compostos de aluminatos hidratados, o que aumenta as resistências de forma quase que instantânea.

Teste de laboratório

Foram realizados testes de laboratório em argamassa (tabela 1), com emprego do acelerador de resistências, para avaliar o impacto  na redução  das perdas de resistências finais oriundas do uso de aceleradores de pega e da aplicação do concreto projetado.
Tabela 1 – Traço utilizado no estudo laboratorial

Legenda
RA – 2  Redutor de agua tipo 2, 
AR – Acelerador de resistências; 
APP – Acelerador de pega. 

Os dados apresentados na figura 1, ilustram os resultados obtidos quando da utilização do acelerador de resistências.
Figura 1 – Testes de laboratório para definição de aditivo e dose a ser utilizada.

 Após definição da dosagem ótima do acelerador de resistência AR em 0,5%, o estudo foi reproduzido acrescentando o acelerador de pega usado pela obra conforme resultados demonstrado na figura 2:
Figura 2 – Gráfico de resistências a compressão das argamassas com aceleradores.

Os resultados acima, são oriundos de uma argamassa, inicialmente fluida com o auxílio do aditivo RA 2 mais AR, com posterior adição do APP.
Também foi avaliada a evolução das resistências a penetração através do ensaio com o penetrometro digital, conforme demonstrado na figura 3.

Figura 3 – Ensaio de penetrometro.

Teste de campo

Após avaliação dos testes de laboratório, foi realizado testes em campos em duas cargas em caminhões betoneira com 7m³ de concreto. Uma das cargas foi realizada sem a adição do acelerador de resistências, onde teve concreto retirado para moldagem dos corpos de prova 10x20 cm para verificações das resistências com 24 horas, 7 e 28 dias, além da moldagem da placa para extração dos corpos de prova para rompimentos com 7 e 28 dias. 
A outra carga, foi dosada com as mesmas condições da carga de referência, tendo adicionado 0,5% do acelerador de resistências (AR) sobre a massa do cimento, e também realizada as mesmas moldagens para verificação das resistências a compressão conforme referência.
A figura 4, ilustra os resultados obtidos através das moldagens para verificação das resistências a compressão do concreto antes da projeção, onde os resultados atribuídos ao C-SAR, são referentes ao concreto moldado sem a utilização do acelerador de resistências, enquanto os resultados atribuídos ao C-CAR, são referentes ao concreto moldado utilizando o acelerador de resistências em dosagem de 0,5% sobre a massa de cimento.
Figura 4 – Concreto moldado – antes da projeção

Legenda
C-SAR – Concreto sem acelerador de resistências; 
C-CAR – Concreto com acelerador de resistências. 

Após dosagem do concreto nos caminhões, os mesmos foram direcionados ao túnel, para projeção e moldagem das placas para acompanhamento do desenvolvimento das resistências aos 7 e 28 dias.
Os dados ilustrados na figura 5, são referentes aos resultados obtidos a partir dos corpos de prova extraídos das placas.
Figura 5 – Resistências a compressão obtidos das placas – concreto projetado

Conclusões

 O uso do acelerador de pega para concreto projetado (APP) promovem uma aceleração no sistema aluminato, devido a dissolução rápida, com consumo da água livre para formar compostos de aluminatos hidratados, o que aumenta as resistências de forma quase que instantânea,  e consequentemente causando  formação desordenada dos cristais de hidratação do cimento, o que os tornam mais frágeis, provocando perda de resistências finais. 
O acelerador de resistências (AR), utilizado neste estudo, age de maneira diferente do acelerador de pega (APP), visto que ele inicia sua ação de melhorar a hidratação do cimento, antes mesmo do concreto entrar em contato com o acelerador de pega, formando os cristais de hidratação de forma mais ordenada, aumentando as resistências finais a compressão. Estes ganhos também se reproduzem quando da utilização no concreto aplicado na obra. 
Os resultados deste estudo, apresentaram-se satisfatórios, oferecendo ganhos significativos para uma aplicação tão crítica e dependente de concretos mais nobres, que mesmo assim, por muitas vezes não se obtém os resultados esperados colocando as estruturas sob a necessidade de reforços para garantir a segurança. 
Os resultados encontrados em laboratório e em campo, podem ser um bom indicador de que esta tecnologia é  benéfica para aumentar as resistências finais para aplicações de concreto projetado. Entretanto testes prévios  com materiais específicos de cada obra são importantes para definição da melhor dosagem a ser adotada.

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