A reação álcali-agregado (RAA) é um processo químico deletério que ocorre no concreto, envolvendo óxidos de potássio e de sódio (K₂O + Na₂O).

No Brasil, essa patologia é particularmente preocupante, pois 60% das obras não realizam testes laboratoriais para preveni-la, e estruturas jovens com apenas 5 a 10 anos já apresentam sinais da RAA.

Esta reação causa degradação e tem sido estudada desde 1940, quando STANTON, na Califórnia, identificou que fissuras e expansões no concreto eram originadas pelos hidróxidos alcalinos presentes em diversos componentes do concreto, como cimento, água de amassamento, aditivos químicos, adições pozolânicas e alguns tipos de minerais nos agregados. Continue lendo este texto do Engenharia 360 para saber mais!

História e Impacto

ANDRIOLO (2000) relata os casos de barragens afetadas pela reação álcali-agregado no Brasil. O primeiro caso de reação álcali-agregado observado no país foi o da barragem de Jupiá em Três Lagoas-MS.

Em 2005 houve também o desabamento do Edifício Areia Branca, em Jaboatão dos Guararapes (região metropolitana de Recife-PE), ocorrido no dia 14 de outubro de 2004, cuja causa provém da degradação dos materiais das peças de fundação, em virtude do contato com agentes agressivos e água subterrânea provenientes de sumidouros que provocaram a reação.

Essa reação lenta e com um quadro irreversível, expande fissuras no concreto, com ou sem gel, diminui a resistência do concreto e causa a consequente ruptura da estrutura.

O tempo necessário para localizar essa reação depende de vários fatores, destacando-se o tipo de proporção dos agregados, o teor de álcalis do cimento, a composição do gel, a temperatura e a umidade. Hensen, em 1944, explicou que a expansão e a ocorrência do gel é pressão osmótica. Em 1981, PAULON disse que a pressão hidráulica causava expansão e ruptura do concreto.

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Tipos de Reação Álcali-Agregado

Existem três tipos principais de RAA, cada uma com características e consequências distintas:

Reação Álcali-Sílica (RAS)

No Brasil, é a reação que mais vemos nas construções. A sílica amorfa está presente em agregados como opala, calcedônia, cristobalita, tridimita, certos tipos de vidros naturais (vulcânicos) e artificiais, e o quartzo.

A sílica reage íons hidroxila com os álcalis sódio e potássio, formando um gel sílico-alcalino, que começa a absorver água e a se expandir, sendo assim, o volume dessa reação aumenta e e causa fissuras.

Reação Álcali-Silicato (RASS)

É uma reação que está basicamente relacionada à presença de quartzo tensionado, quartzo microcristalino a criptocristalino e minerais expansivos do grupo dos filossilicatos, um gel sílico-alcalino, causa a expansão da estrutura, causando fissuras, e consequentes rupturas drásticas.

Reação Álcali-Carbonato (RAC)

Por fim, esta reação é a mais rara de todas e acontece quando certos calcários dolomíticos são usados como agregado em concreto e são atacados pelos álcalis do cimento, originando uma reação denominada dolomitização.

Trata-se de uma reação bem complexa, cujas conseqüências são bem mais graves, mas ainda existem várias divergências sobre o provável mecanismo da reação.

Na reação álcali-carbonato diferentemente das demais não é formado gel expansivo; ocorre a expansão do mineral Brucita (Mg(OH)2). Além disso, também há a formação de carbonatos cálcicos e silicato magnesiano.

Prevenção e Recuperação

Prevenção é a chave para evitar a RAA. Métodos incluem o uso de agregados inertes, adição de escórias, pozolanas ou sílica ativa, e limitação da quantidade de álcalis solúveis no concreto. A quantidade recomendada de álcalis é de no máximo 3 kg por metro cúbico de concreto.

Recuperações, por mais que tenha um custo elevado, são feitas com alguns produtos já disponíveis no mercado:

• Selamento, com fissuras úmidas: são mais usados o poliuretano e o microcimento.
• Selamento, com fissuras secas: são mais usados o poliuretano, microcimento e o epóxi.
• Nas construções estruturais, com fissuras úmidas: são mais usado o microcimento.
• Nas construções estruturais, com fissuras secas: são mais usados o microcimento e o epóxi.

Microcimentos, os mais utilizados, conseguem distribuir as tenções em uma estrutura, com momento fletor, que tem por qualidades resistência e elasticidade.

Lítio é um elemento químico de símbolo Li, número atômico 3 e massa atômica 7, contendo 3 prótons e 3 elétrons, está sendo usado para experimentos, com enfase na diminuição da reação em estruturas, estudos estão sendo realizados.

Considerações Finais

A RAA é uma patologia séria que compromete a durabilidade e a segurança das estruturas de concreto. No Brasil, muitos projetos não realizam testes de laboratório para prevenir essa reação, resultando em prejuízos financeiros e riscos à vida humana. A conscientização e o conhecimento sobre a RAA são essenciais para a prevenção e mitigação dos seus efeitos deletérios.

Fonte: Comitê de Especialistas do Ibracon para Reações Expansivas em Estruturas de Concreto/2º semestre de 2005, Total Construção, Wikipédia.

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Cristiane Silva

Redatora colaboradora do Engenharia 360.