Reação Álcali-Agregado – A Expansão Imparável!

O concreto é um material não inerte, e isso é uma fraqueza do concreto. Sabe o por que? Ora, isso significa que o material estará mais sujeito a alterações químicas e físicas ao longo do tempo, seja por causa de reações químicas dos elementos constituintes do concreto (cimento, areia, brita, água e aço) ou agentes externos como ácidos, bases, sais gases, vapores e micro-organismo.

Entretanto, por mais que existam vários tipos de patologias, existe uma que vem chamando cada vez mais atenção na área de construções, a reação álcali-agregado.

Patologias do concreto – Concreto fica doente?

O concreto não é um ser vivo que pode sofrer de doenças como os seres orgânicos. Entretanto, mesmo com uma construção seja construída sem nenhum problema, é possível que ela comece a apresentar “sintomas”. Tais sintomas, se não forem diagnosticados o mais cedo possível, possuem a capacidade de afetar a durabilidade e o desempenho da obra. Em casos extremo, demolição total ou parcial da construção possa ser a única saída para evitar mais prejuízos.

Exemplos de patologias do concreto:

• Fissuras;
• Corrosões de armadura;
• Carbonatação;
• Trincas;
• Fendas.

As patologias mais comuns de ocorrem nas obras são causadas normalmente por falhas na concepção do projeto, péssima qualidade dos materiais, falha de manutenção ao decorrer do tempo e entre outros.

A reação álcali-agregado, graças a sua característica expansiva, é uma das causas do surgimento de fissuras e fendas na obra. Tais aberturas no concreto podem levar a outras patologias, já que permite a entrada de mais umidade, água e outros materiais químicos dentro do concreto, consequentemente, piorando o dano já causado.

Reação álcali-agregado, o grande mal

Uma das grandes preocupações das obras de engenharia atualmente é a tão famosa reação álcali-agregado, que causa deterioração e redução da vida útil do concreto. Causando danos a barragens, pavimentos, pilares de pontes, nos concretos em contato com solo, como fundações, muros de contenção, túneis e entre outros. Além disso, quando esta reação uma vez começou é quase impossível para-la. Por isso, depois de ocorrido o RAA, é necessário constante monitoramento do concreto prejudicado.

O grande vilão da nossa história, a chamada reação álcali-agregado (também chamada de RAA) são óxidos de potássio e de sódio (K₂O + NA₂O), uma reação deletéria (que causa degradação). Esse processo químico ocorre quando constituintes mineralógicos do agregado reagem com os hidróxidos alcalinos que estão dissolvidos na solução dos poros do concreto.

Como produto da reação forma-se de uma espécie de gel higroscópico expansivo. A reação álcalis-agregado pode ocorrer de diversas formas, desde expansões, movimentações diferenciais nas estruturas e fissurações até pipocamentos, exsudação do gel eredução das resistências à tração e entre outros.

Existem, até agora, três tipos de deletérios da reação:

• Reação álcali-silica (RAS) – É a reação mais comum de se ver em construções. Envolve a presença de sílica amorfa (opalas, calcedônia, cristobalita, tridimita) ou certos tipos de vidros naturais (vulcânicos) e artificiais, e o quartzo.
  A reação ocorre quando a sílica reage íons hidroxila com os álcalis sódio e potássio, resultando em um gel sílico-alcalino, que absorver a água e se expande. Em consequência, ocorre o surgimento de fissuras e aumento daquelas já existentes;
• Reação álcali-silicato (RASS) – Possui características parecidas com a reação álcali-silica, entretanto, o processo ocorre mais lentamente, envolvendo certos silicatos presentes nos feldspatos, folhelhos argilosos, certas rochas sedimentares, metamórficas e magmáticas e fundamentalmente, a presença de quartzo deformado (quartzo tensionado, microcristalino e criptocristalino) e minerais expansivos do grupo dos filossilicatos, um gel silico-alcalino, que causa a expansão da estrutura, causando as temíveis fissuras e rupturas drásticas.
• Reação álcali–carbonato (RAC) – É a mais rara de se acontecer e só ocorre quando certos calcários dolomíticos são usados como agregado em concreto e são atacados pelos álcalos do cimento, criando uma reação chamada de dolomitização.
  É uma reação bem complexa, com consequências bem mais graves. Nessa reação, o gel não é expansivo, o que ocorre aqui é a expansão do mineral Brucita (Mg(OH)2). Aliás, também existe a formação de carbonatos cálcicos e silicato magnesiano.

Recuperação

Apesar dos custos elevados para que se possa realizar a recuperação, ainda existem vários tipos de produtos para isso no mercado. Entre elas, temos:

• O uso de selamento, com fissuras úmidas: se utilizam o poliuretano e o microcimento;
• Selamento, utilizando fissuras secas: feitos com poliuretano, microcimento e o epóxi.
• Em construções estruturais, usando fissuras úmidas: microcimento.
• Nas construções estruturais, com fissuras secas: os mais comuns são o microcimento e o epóxi.

O que causa as reações álcali-agregado?

Para que o concreto sofra de reações álcali-agregado é preciso à presença de álcalis (sódio e potássio), de agregados reativos e de água ou umidade.  É importante salientar que essas reações podem ocorrer em locais que existam alta permeabilidade, juntas e defeitos do concreto, como em fissuras, já que facilita a entrada de água e mobilidade dos álcalis.

Existe alguma solução para acabar com esse problema?

Infelizmente, ainda não existe algum meio de parar o processo de reação do alcali-agregado. A melhor maneira de combate contra as reações álcalis-agregado (RAA) é prevenindo sua ocorrência antes da construção, ou reduzir seus efeitos caso ela tenha se minifestado depois da obra ter terminado.

Prevenção antes da obra

Reações álcali-silica e álcali-silicato: O meio preventivo mais aconselhável é com o uso de agregados inertes (cimento inibidores), adição de escória, pozolana ou sílica ativa, metacaulim direto no concreto ou pela limitação da quantidade de álcalis solúveis no concreto.

A quantidade mais aconselhável, é de no máximo, 3kg de álcalis solúveis por metro cúbico (1) de concreto. Entretanto, o controle do teor de álcalis não é uma alternativa 100% efetiva. Os chamados cimentos inibidores são aqueles que o teor de álcalis solúveis é baixo ou com adições ativas (escórias e pozolanas). As escórias e pozolanas conseguem inibir as reações álcali-sílica e álcali-silicato reduzindo o pH do concreto, por meio da redução do teor de portlandita (hidróxido de cálcio) da pasta de cimento já endurecida. Tal redução é possível pela reação da portlandita com as adições ativas, para formar o silicato de cálcio hidratado.

Reações álcali-carbonato: A prevenção dessa reação se dá pelo uso de agregados inertes ou reduzindo o teor de álcalis do concreto. Aqui as escórias e pozolanas não são eficazes na inibição das reações álcali-carbonato.

RAA depois da construção ser construída

Assim que a estrutura for construída e posteriormente esteja sofrendo com os efeitos da RAA, existe uma série de procedimentos descritos na literatura técnica especializada que podem auxiliar na diminuição das influencias deletérias da reação.

A expansão, deletéria, acontece quando o gel, formado pela reação absorve a água e se expande. As tais características depende da sua composição química e da presença de água. Existem diversos fatos que influenciam sua formação, pelo quais são:

• Presença de sílica retiva;
• Disponibilidade de álcalis;
• Existência de umidade.

Encerrando

No Brasil 60% das obras viabilizadas não realizam teste de laboratório para prevenir patologias, principalmente, a reação de álcali-agregado. E a parte mais assustadora é o fato das estruturas jovens de idade de cinco a dez anos já estão apresentando essa patologia.

Outro fato perturbador é o desconhecimento de certos trabalhadores que trabalham na área da construção civil sobre a reação álcali-agregado. Mas não tema, se você chegou até aqui, já sabe sobre essa patologia.

Por isso, é importante ter conhecimento sobre essas “doenças” do concreto, para evitar prejuízos financeiros e de vidas humanas.

Curtiu? Compartilhe! A reação álcali-agregado é um grande mal que vem atacando as construções brasileiras, e quanto mais gente souber, melhor!