O documento discute a reação álcali-agregado, que ocorre quando os álcalis do cimento reagem com certos minerais nos agregados como sílica, causando a formação de um gel expansivo que pode fissurar o concreto. Barragens de concreto podem ser afetadas por infiltrações decorrentes desta reação, mas a instalação de uma membrana sintética impermeável no paramento resolve este problema e outros associados.

1. REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO - 1
SUBSTÂNCIAS NOCIVAS DOS AGREGADOS
Podem ser agrupadas em:
• impurezas que interferem no processo de hidratação do cimento (ácidos
húmicos, sais minerais);
• substâncias envolventes do agregado, formando películas que impedem a
aderência à pasta de cimento (argilas, silte);
• partículas frágeis e defeituosas (partículas xistosas, linhito, carvão).
Podem ocorrer ainda, certas reações químicas entre o agregado e o
cimento que, gerando expansão, anulam a coesão existente entre os
materiais. As reações expansivas enquadram-se em três tipos diferentes:
a) reação entre álcalis do cimento e a sílica não cristalizada do agregado;
b) reação dos álcalis do cimento com o carbonato de magnésio de certos
calcários dolomíticos;
c) reação de determinadas formas da alumina do agregado com sulfatos, em
presença de elevada alcalinidade.

2. REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO - 2
A reação álcali-agregado é uma patologia que pode afetar a durabilidade de um
concreto. A deterioração causada por esta patologia consiste na expansão
provocada por um gel formado através da reação entre os álcalis,
principalmente do cimento, e os minerais reativos presentes no agregado. Este
gel, ao absorver água exerce pressões hidráulicas produzindo expansões
elevadas, causando fissurações que com o tempo interferem negativamente na
durabilidade de uma estrutura de concreto.
Formação de um gel expansivo originário da interatividade entre os álcalis
do cimento e certos tipos minerais presentes nos agregados.
HIDRÓXIDOS
álcalis dos cimentos Na(OH) – hidróxido de Sódio
K(OH) – hidróxido de potássio
Reação Álcali-Silicato: reação ocorre entre os álcalis do cimento e os silicatos
existentes nos feldspatos, folhelhos argilosos e certas rochas sedimentares,
metamórficas e magmáticas. se manifesta por uma zona sombria no contato do agregado
com a pasta de cimento e por depósito branco sobre os agregados, nos planos de
clivagem.
Reação Álcali-Carbonato: reação nociva que ocorre entre alguns agregados calcários
dolomíticos e os álcalis do cimento. É provável que ocorra a desdolomitização, isto é, a
transformação de dolomita CaMg(CaCO3)2 em CaCO3 e MgCO3.

3. REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO - 3
REATIVIDADE POTENCIAL
Alguns agregados naturais como a calcedônia e a opala e até mesmo algumas
rochas carbonatadas tais como os calcários dolomíticos argilosos reagem com os
álcalis dos cimentos (NaOH e KOH) dando compostos expansivos,
tremendamente prejudiciais à estrutura do concreto. Basicamente, essa reação
se dá entre os álcalis do cimento e a sílica amorfa (Si O2. nH2O) presente
nesses agregados.
Apenas o quartzo, a forma mais estável da sílica não é reativa.
No entanto, outros fatores também são intervenientes:
- quantidade de álcalis
- relação KOH/NaOH
- do consumo de cimento
- de granulometria do agregado, etc

4. REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO - 4
MÉTODO ACELERADO
Este método permite a avaliação do comportamento de um agregado face a uma reação
álcali-sílica (ASTM C-1260).
Possuindo o mesmo princípio do método das barras (NBR 9773 e ASTM C-227), o ensaio
torna-se acelerado quando após 24 horas de imersão em água a 80ºC, as barras são
imersas em solução de hidróxido de sódio (NaOH) a 1N a uma temperatura de 80ºC por
28 dias. Devem ser confeccionadas no mínimo três barras de argamassa, cuja preparação
é similar à do método das barras, porém a água é fixada por um A/C de 0,47 (em peso).
As barras são medidas periodicamente e os resultados expressos em porcentagem de
expansão (média das três amostras). A norma ASTM C-1260 interpreta os resultados
deste ensaio através dos limites de expansão, como segue:
- Expansões inferiores a 0,10% aos 16 dias indicam um comportamento inócuo na
maioria dos casos.
- Expansões superiores a 0,20% aos 16 dias são um indicativo de expansão
potencialmente nociva.
- Expansões com valores entre 0,10% e 0,20% aos 16 dias indicam a possibilidade
da presença de agregados tanto com comportamento inócuo como nocivo.
Portanto, neste caso sugere-se que investigações adicionais sejam realizadas
para confirmar se a expansão é devida à reação álcali-sílica. Estas informações
incluem a análise petrográfica do agregado, análise das amostras após ensaio para
identificação de produtos provenientes da RAA e acompanhamento de campo.
NOTA: O método NBRI estabelece que expansões superiores a 0,11% até 12 dias de
ensaio representam reações expansivas nocivas.

5. REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO - 5
ESTUDO DE CASO: Barragens de Concreto
As condicionantes ambientais, das fundações, estruturais e químicas atuantes
no concreto, tais como a reação álcali-agregado, podem originar infiltrações no
corpo da barragem e a subseqüentes fissurações e à deterioração do concreto.
A água que se infiltra no corpo da barragem é recolhida e descarregada pelo
seu sistema de drenagem. Ao longo do tempo a quantidade de água infiltrada na
barragem pode aumentar, transportando materiais finos e calcita do concreto
para os drenos, podendo resultar na sua obstrução. Quando tal ocorre, o corpo
da barragem atinge a saturação, surgindo indesejáveis supressões e a redução
dos coeficientes de segurança. Esta situação pode conduzir ao incremento das
perdas de água e à aceleração do processo de deterioração do concreto.
antes depois

6. REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO - 6
SOLUÇÃO ENCONTRADA
A instalação de uma geomembrana sintética, flexível e drenada no paramento de
montante da barragem resultou nas seguintes vantagens:
- Impede as infiltrações
- Previne/reduz a instalação de subpressões
- Permite obter reduções substanciais nas infiltrações através do corpo da barragem
- Pode resultar no retardamento da reação álcali-agregado
- Instalação é rápida podendo ser efetuada dentro ou fora de água
- Necessita apenas de uma preparação mínima da superfície
- Pode proporcionar período de mais de 20 anos sem necessidade de manutenção.
Selagem de Fissuras (execução do serviço)