Redutores de água: de onde eles vieram?

A maneira de reduzir o teor de água em uma mistura de concreto, sem sacrificar a trabalhabilidade, é através do uso de aditivos redutores de água. Redutores de água e superplastificantes, entre outros aditivos de concreto, tornaram-se essenciais na indústria de concreto pré-misturado. Mas como surgiram essas formulações químicas?

A origem do aditivo redutor de água

MASSACHUSETTS - Em 1930, a Cabot Corporation teve um problema. Como grande produtora de negro de fumo, a empresa prometeu à Commonwealth um concreto preto para a pista central da Rota 1 dos EUA, em Avon. A faixa mais escura indicaria aos motoristas que a faixa central foi feita para ultrapassagem. Porém as amostras de teste do concreto de Cabot, no entanto, continuavam saindo cinza e manchadas, não eram escuras o suficiente para marcar a faixa de ultrapassagem.
Cabot então se aproximou da Dewey and Almy Chemical Company, em Cambridge. (Dewey e Almy foram adquiridos pela GCP Applied Technologies (GCP), então W.R. Grace, em 1954.) Dewey e Almy estavam realizando experimentos com um condensado de naftaleno sulfonato de formaldeído (NSFC) como um auxiliar de emulsão para polimerização de borracha artificial em compostos de vedação de latas. Como imaginaram, uma vez aplicado ao concreto, o NSFC dispersou bastante o negro de fumo, o que resultou em um pigmento preto uniforme.
Porém, o importante é que os testes também revelaram que o concreto é surpreendentemente mais resistente que o concreto não colorido. Os pesquisadores de Dewey e Almy então perceberam que estavam compreendendo alguns resultados. As pesquisas posteriores levaram ao entendimento de que o NSFC estava dispersando o cimento, juntamente com o negro de fumo. Isso reduziu a demanda de água pelo concreto.
Em 1932, Dewey e Almy se inscreveram para patentear esse processo. A patente dizia: "O método de aumentar a plasticidade de uma mistura de concreto de cimento que consiste em aumentar o número de partículas discretas disponíveis para hidratação, dispersando as partículas de cimento individuais por toda a massa aquosa pela adição de um agente dispersante de cimento".
Devido ao alto custo do NSFC na época, Dewey e Almy procuraram um agente de dispersão alternativo. O lignossulfonato, derivado do processo de sulfito para fabricação de papel, atendeu a essa necessidade de dispersão, mas tendia a causar muito retardo do cimento. Pesquisas posteriores descobriram que a adição de pequenas quantidades de compostos, denominadas alcanolaminas, reduzia grande parte do retardo do cimento. Mais patentes foram emitidas. Dewey e Almy também se expandiram para auxiliares de moagem para fabricação de cimento com base na mesma tecnologia.
Essa atenção hiper-focada à pesquisa e desenvolvimento de aditivos, juntamente com o forte benefício econômico, levou à rápida aceitação de redutores de água para concreto.
Com avanço rapido de 30 anos, pesquisadores japoneses e alemães descobriram o NSFC fabricado particularmente e um material semelhante chamado condensado de melamina sulfonato de formaldeído (MSFC) que pode ser formulado e adicionado no concreto em doses mais altas para alcançar o que chamamos agora de "superplastificantes", que produz uma redução de água de 12 a 20% . Isso se tornou crítico para o concreto de alto desempenho e alta demanda. Por exemplo, a mudança de estruturas de aço para estruturas de concreto em edifícios muito altos não seria possível sem a tecnologia de superplastificante.
Mais recentemente, os policarboxilatos (PCE) atingiram o setor e agora são a tecnologia dominante de redução de água no concreto. Sua química permite um amplo grau de ajuste fino para diferentes propriedades do concreto. Pesquisas acontecem em todo o mundo para melhorá-las.
Hoje, essa pesquisa também continua em Cambridge, onde foi inventado o primeiro redutor de água. Na sede da GCP, os pesquisadores se esforçam diariamente para melhorar ainda mais os novos aditivos para concreto e cimento. A GCP também criou um novo avanço para a indústria de concreto usinado – O gerenciamento de concreto em trânsito. Esse sistema de ponta utiliza a “Internet das Coisas” (IoT) para monitorar, medir e gerenciar a perda de abatimento do concreto entre a planta e o canteiro de obras, através de adições automáticas de água e/ou aditivo durante o trajeto do caminhão betoneira, reduzindo tempo de ajuste e garantindo maior controle tecnologico do concreto.