Tecnologia | A química a serviço da indústria de concretos pré-fabricados

São várias as vantagens tecnológicas de métodos construtivos concreto pré-fabricados – ou pré-moldados – quando comparados aos sistemas construtivos convencionais. As vantagens mais marcantes para os clientes e usuários destes produtos são:

1 - Controle de Qualidade – Uma vez que as peças ou elementos pré-fabricados em concreto são produzidas em condições ambientais de maior controle industrial, elas exibem um maior padrão de uniformidade e qualidade. Variáveis típicas que são encontradas em canteiros de obras, tais como temperatura, umidade, diferença dos materiais constituintes e de mão de obra são quase eliminadas em um ambiente industrial. Além disso, as peças que não se enquadram nos padrões de qualidade especificada são desqualificadas na origem e nem chegam ao canteiro de obras.

2 - Maior independência das condições climáticas – A utilização de concreto pré-fabricado aumenta a eficiência da obra uma vez que os atrasos devido às condições climáticas são minorados. Em países frios como a Dinamarca, quase 40% do consumo de cimento é absorvido pela indústria de pré-moldados.

3 – Rapidez na execução – As peças pré-moldadas chegam no canteiro prontas para uso e montagem. Não há necessidade de comprar materiais diversos, dispensa o tempo em montagem e desmontagem de formas, montagem das armaduras, colocação e cura do concreto.Além disso, há uma redução significativa da geração de entulho, resultando em um canteiro de obra mais organizado e limpo.

4 – Qualidade Estética – peças de concreto pré-moldado são funcionais e decorativas. As peças podem ser produzidas em uma ampla variedade de tamanhos e diferentes configurações de acabamento – diversos perfis, cores e texturas (extremamente lisos, desgastadas com ácidos, com agregados expostos) com o intuito de se alcançar à estética desejada.

O alto padrão de qualidade e o rápido desenvolvimento tecnológico deste segmento industrial estão diretamente correlacionados e só se tornam possíveis com a utilização de diversos produtos e aditivos químicos que são imprescindíveis nos processos definidos em projeto e de execução destes produtos, sejam eles blocos, pavers, guias, lajes alveolares, telhas de pequenas ou grandes dimensões, pilares, vigas e os mais diversos perfis.

A intenção deste artigo é a de apresentar alguns destes produtos e aditivos de forma sucinta e discorrer sobre as muitas possibilidades de utilização e benefícios alcançados com seu uso.

Entre os produtos principais utilizados neste segmento industrial, temos:

1 – INCORPORADORES DE AR – Estes produtos são quimicamente baseados em misturas de diversos surfactantes aniônicos e não iônicos que apresentam uma elevada capacidade de redução da tensão superficial da água e conseqüente incorporação de micro-bolhas de ar que funcionam como redutoras de atrito.

Estrutura típica de incorporador de ar

Bolhas de ar e efeito "lubrificante"

Por isso, são também conhecidos como “lubrificantes” pelo pessoal desta indústria. São utilizados em misturas de concreto muito secas que posteriormente serão intensivamente vibradas e prensadas. Estes aditivos possibilitam a formação adequada das peças, uma maior produtividade das máquinas (ciclos mais curtos de vibração e prensagem), maiores resistências mecânicas devido ao maior grau de compacidade alcançado e um melhor acabamento. Tipicamente são aditivos utilizados na fabricação de blocos de alvenaria, blocos intertravados para pisos e pavers.

2 – SUPERFLUIDIFICANTES – produtos usualmente baseados em polímeros de naftaleno sulfônico condensados ou melamina sulfonada.

Apresentam um elevado efeito de corte de água através do mecanismo de repulsão eletrostática, possibilitando assim a fabricação de concretos fluídos ou de concretos de alta resistência mecânica. Esta classe de produtos é utilizada principalmente na fabricação de peças de grandes dimensões, densamente armada e de elevadas resistências iniciais e finais.

3 – HIPERPLASTIFICANTES – produtos de nova geração. Baseados em polímeros tipo “pente” no qual em uma cadeia principal de polimetilmetacrilato são enxertados lateralmente grupos etoxilados e/ou propoxilados de pesos moleculares diversos. Também conhecidos como policarboxilatos (PCX)

Estes produtos apresentam um mecanismo duplo de ação dispersante, derivado tanto da repulsão eletrostática devida às cargas negativas existentes nos grupos carboxilatos ao longo da cadeia de polimetilmetacrilato quanto da estabilização estérica, resultante dos grupos hidrofílicos laterais.

Mecanismo de repulsão eletrostática

Repulsão eletrostática e estérica dos PCXs

Representação esquemática do mecanismo de repulsão estérica dos policarboxilatos

Esta combinação de efeitos resulta em um elevadíssimo poder dispersante sobre as partículas de cimento, possibilitando a obtenção de concretos de ultra-alta resistência ou de concretos autocompactáveis.

4 – ADIÇÕES MINERAIS NA FORMA LÍQUIDA – São bem conhecidas as enormes vantagens que adições minerais como fumo de sílica ou metacaulim podem trazer ao concreto em termos de resistência mecânica, química e elevado incremento de impermeabilidade. Um fator limitante do uso mais difundido destes produtos deve-se à dificuldade de manuseio dos mesmos e ao impacto ambiental decorrentes de seu uso sem instalações adequadas (geração de poeira fina e difícil de ser contida). Alguns fabricantes de aditivos fornecem dispersões aquosas líquidas de baixa viscosidade, com teores de mineral variando entre 40% a 50%, totalmente estáveis (sem separação de fases) e já com um maior grau de dispersão decorrente do processo de fabricação destas dispersões. Estas “lamas” podem ser estocadas em tanques de grande volume e simplesmente serem adicionadas e dosadas no processo através de bombas e dosadores de peso comuns.

Mecanismo de repulsão eletrostática Repulsão eletrostática e estérica dos PCXs

Exemplo de pré-dispersão de sílica ativa em fase aquosa com aplicação de alto cisalhamento

5 – ADITIVOS ACELERADORES – Um fator crucial para a otimização do processo produtivo nesta indústria relaciona-se com o ciclo de reutilização das formas. Deste modo, peças de grandes dimensões só podem ser tiradas do molde após um valor mínimo de resistência mecânica ter sido atingido. A utilização de aditivos aceleradores em conjunto com superfluidificantes ou hiperplastificantes possibilita, em muitos casos, um significativo aumento de produção.

6 – CONCRETO COM AGREGADO EXPOSTO – peças e placas de concreto com agregados expostos, de alto efeito decorativo, vem conquistando rápida e crescente aceitação como elemento de recobrimento de fachadas, pisos interiores e exteriores e outras aplicações.

A fabricação destas peças só é possível através da utilização de “tintas especiais” que são aplicadas rápida e facilmente aplicadas nas formas antes da colocação do concreto e que devem tanto atuar como agentes de desforma como inibidores de hidratação da camada de cimento que entram em contato com a “tinta” previamente aplicada. Deste modo, após desforma e lavagem da superfície do concreto que estava em contato com a forma com jato de água sob pressão, obtém-se o nível de exposição de agregados desejado.

7 – OUTROS PRODUTOS – Além dos produtos acima citados, a indústria de pré-moldados, pode utilizar ou utiliza de modo mais ou menos intensivo:

7.1 - Agentes de Desforma, - estes produtos são rotineiramente utilizados e usualmente são baseados em óleos minerais de baixo custo. Por motivos da crescente e justa preocupação com o meio-ambiente e controle dos órgãos reguladores governamentais estes estão sendo cada vez mais trocados por produtos mais seguros e biodegradáveis

7.2 – Adesivos - A colagem de peças de grandes dimensões faz-se com o uso de grouts cimentícios ou com a utilização de adesivos base epóxi.

7.3 – Impermeabilizantes – Utilizados no acabamento de peças de grande dimensão que devem apresentar alta impermeabilidade. Usualmente utilizam-se produtos base látex (vinílico, estireno-butadieno, acrílico) como ligante em argamassas de acabamento ou na formulação de tintas cimentícias impermeabilizantes.

7.4 – Produtos de Manutenção e Limpeza – a conservação do aspecto estético original e renovado é de grande importância para os usuários que projetam estes materiais para serem utilizados com fins decorativos. Os produtos mais utilizados na manutenção e limpeza adequada das peças pré-moldadas são:

• Removedores superficiais – produtos que desgastam uma fina camada da superfície e removem manchas de origem inorgânica (ferrugem, por exemplo). Esta remoção superficial renova o aspecto das peças e realça a cor original das mesmas.

Foto 1

Foto 2

• Detergentes especiais – formulações de tenso-ativos que atuam fortemente na limpeza e remoção de manchas de origem orgânica tais como graxas, óleos e similares. Devem ser aplicados antes de qualquer outro produto de renovação ou de manutenção de pisos ou peças para possibilitar e garantir a correta penetração e aderência de quaisquer tratamentos posteriores.

• Removedores de goma de mascar e grafitti – produtos de enorme potencial de utilização por apresentarem a capacidade de remoção de gomas de mascar em pavimentos e também de manchas de grafitti em concretos com relativa baixa porosidade. Produtos ainda em fase de lançamento no Brasil e que requerem testes de verificação quanto ao seu desempenho anterior à sua aplicação. Usualmente são produtos em forma de gel para garantir um largo tempo de contato das substâncias ativas com o material a ser removido (chiclete ou tinta). Após este período de tempo o material é removido com simples jato de água pressurizada.

Peça de concreto com aplicação de tinta arquitetônica comum (látex PVA) e grafitti

Mesma peça após aplicação, ação e remoção do removedor

7.5 – Auxiliares de Extrusão e Bombeamento – concretos fabricados pela técnica de extrusão demandam um alto grau de manutenção e troca freqüente da rosca sem fim devido a abrasividade inerente dos componentes do concreto. A utilização de aditivos auxiliares de extrusão, que atuam como agentes redutores de atrito por meio de polímeros de alto peso molecular que apresentam propriedades umectantes e emolientes em fase aquosa, vem possibilitando um menor custo de manutenção do equipamento e aumento da produção a pressões de trabalho reduzidas.

7.6 – Pigmentos – produtos largamente utilizados para coloração das peças pré-moldadas, especialmente telhas e pisos. Produtos de origem inorgânica apresentam excelente solidez ao intemperismo e à radiação ultravioleta. Os produtos mais utilizados são o dióxido de titânio (branco), as diversas tonalidades do óxido de ferro (amarelo; vermelho; preto) e os óxidos de Cromo (verde) e Cobalto (azul).

Agradecimentos – Nosso agradecimento ao Eng° Mauro Sérgio Igarashi, responsável Técnico-Comercial da PAVESYSTEMS/INTERCITY pelo direito de uso das fotos 1; 2; 3 e 4. Autor – Luiz Roberto Eiger / Eng° Químico / Diretor Técnico da RHEOSET

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