O superplastificante à base de éter policarboxilato — o PCE — é o aditivo que deixa o concreto fluido com menos água. A molécula se ancora no grão de cimento e a cadeia lateral afasta uma partícula da outra. O abatimento, o slump, sobe sem afogar a mistura.
Quando a areia traz argila, em especial esmectita (a montmorilonita é o caso clássico), essa conta quebra. O slump que existia no laboratório some na central ou na bomba. Na maioria das vezes o aditivo não “estragou”. A areia mudou.
O que o PCE faz na mistura
No cimento limpo, parte do PCE adsorve na superfície do grão e o restante fica na solução, disponível. A cadeia de polietilenoglicol, pendurada na molécula, cria um afastamento estéreo: os grãos não se aproximam, a água lubrifica, a mistura corre.
A dosagem do aditivo é estreita. Pouco, e o abatimento não chega. Demais, e aparecem segregação, retardo de pega ou ar em excesso. Por isso o teor se determina com os materiais do traço, não por tabela de outro fornecedor de areia.
Onde a argila intercepta o aditivo
Argila fina tem superfície enorme. No caso da montmorilonita sódica, o PCE não fica só na superfície: a cadeia lateral entra entre as camadas do mineral. É intercalação. O polímero que deveria dispersar o cimento fica preso na argila.
Ng e Plank mostraram esse mecanismo em policarboxilatos com cadeias de MPEG. Noutro trabalho do mesmo ano, com cerca de 1% de montmorilonita sódica em relação à massa de cimento, o espalhamento da pasta chegou a cair até 60%, e a sorção do PCE na argila foi da ordem de 400 mg por grama de argila — cerca de cem vezes a sorção típica no cimento Portland. É resultado de laboratório, não uma tolerância de obra. Serve para dimensionar o problema: pouca argila ativa já desvia o aditivo.
Lei e Plank compararam essa fragilidade com a dos aditivos mais antigos, à base de naftaleno e de melamina. Esses policondensados, sem a cadeia de óxido de etileno que a argila intercala, sofrem menos. Também existem PCE desenhados com cadeias laterais que não entram na camada da esmectita. Trocar de aditivo pode ser paliativo. Corrigir ou trocar a areia é o caminho que não depende de uma molécula específica.
Como isso aparece na obra
O traço de laboratório fecha com um teor de PCE. Na central, a mesma dosagem não alcança o abatimento. A pilha de areia mudou de frente, de fornecedor ou de teor de finos, e ninguém reabriu o estudo.
A reação usual tem dois atalhos, e os dois custam caro. Aumentar o aditivo “no olho” pode devolver o slump e trazer, junto, segregação, retardo e bolha. Colocar água devolve o slump e sobe a relação água/cimento: a resistência e a durabilidade descem, e o boletim ainda diz que o traço foi respeitado.
O padrão que denuncia a areia é a oscilação. Um dia a carga passa, no outro não, com o mesmo cimento e o mesmo aditivo. Clima muda o concreto, mas não com a assinatura de um lote de agregado.
Pulverulento não é a mesma coisa que argila ativa
A NBR 7211 limita material pulverulento e torrões de argila no agregado para concreto. O limite importa e não responde à pergunta do PCE. Pó de britagem e argila esmectítica passam pela mesma peneira fina e não bebem aditivo do mesmo jeito. Um fino pode ser quase inerte. O outro é uma esponja química.
O ensaio de azul de metileno mede melhor a atividade dessa argila: o corante é adsorvido pelas argilas, sobretudo as esmectitas. O método clássico de agregados é o da EN 933-9. No laboratório brasileiro, confirme qual documento o procedimento adota antes de comparar número de outro país. O ensaio não substitui um traço de verificação. Ele avisa que a areia merece esse traço.
Na recepção, o básico que a pressa pula continua valendo: procedência do lote, aspecto da pilha, torrões, umidade real — para não errar a água — e uma medida de abatimento pela NBR 16889 quando a areia troca.
O que fazer com o traço
Fixar a areia que foi usada na dosagem. Se a pilha mudou, a dosagem do PCE se reabre. Argila não se compensa com água.
Se a contaminação é pontual, lavar ou substituir o agregado costuma sair mais barato do que conviver com overdose de aditivo.
Se a região só oferece areia com algum teor de argila, o estudo tem de usar essa areia. A perda de abatimento se mede ao longo do tempo de transporte, não se estima. Quando couber, entra um PCE de maior tolerância à argila, combinado com o fabricante e verificado no mesmo lote — não uma troca de marca por folheto.
Registrar o lote. Sem rastreio de areia, o slump que some vira discussão de obra em vez de variável de controle.
O PCE é uma ferramenta precisa. Argila na areia é uma esponja. Os dois no mesmo traço, sem ensaio, produzem um concreto que mente na chegada: parece o do laboratório e não é.
Referências
- Ng, S.; Plank, J. Interaction mechanisms between Na montmorillonite clay and MPEG-based polycarboxylate superplasticizers. Cement and Concrete Research, v. 42, n. 6, p. 847–854, 2012. DOI: 10.1016/j.cemconres.2012.03.005.
- Ng, S.; Plank, J. Study on the Interaction of Na-montmorillonite Clay with Polycarboxylates. ACI SP-288, p. 1–15, 2012. É deste texto o resultado de espalhamento e de sorção citado acima.
- Lei, L.; Plank, J. A concept for a polycarboxylate superplasticizer possessing enhanced clay tolerance. Cement and Concrete Research, v. 42, n. 10, p. 1299–1306, 2012. DOI: 10.1016/j.cemconres.2012.07.001.
- ABNT. NBR 7211 — Agregados para concreto. Consultar a edição vigente.
- ABNT. NBR 16889:2020 — Concreto — Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone.
- CEN. EN 933-9 — Tests for geometrical properties of aggregates. Assessment of fines. Methylene blue test. Confirmar o documento adotado pelo laboratório.