Cimento Sorel: História e Composição

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Relatório de Elementos
Patrícia Pomme
Felipe Gonçalves Honorato Silva
Matheus Vieira de Amorim
Pedro Henrique Barbosa
Goiânia, 2024
· Histórico:
O cimento Sorel (também conhecido como cimento de magnésia ou oxicloreto de magnésio ) é um cimento não hidráulico produzido pela primeira vez pelo químico francês Stanislas Sorel em 1867. Na verdade, em 1855, antes de trabalhar com compostos de magnésio, Stanislas Sorel desenvolveu um cimento de dois componentes misturando pó de óxido de zinco com uma solução de cloreto de zinco . Em poucos minutos, ele obteve um material denso, mais duro que o calcário.Apenas uma década depois, Sorel substituiu o zinco pelo magnésio em sua fórmula e também obteve um cimento com propriedades favoráveis ​​semelhantes. Este novo tipo de cimento foi mais resistente e elástico que o cimento Portland e, portanto, apresentou um comportamento mais resiliente quando submetido a choques. O material pode ser facilmente moldado como gesso quando recém-preparado, ou usinado em um torno depois de endurecido e endurecido. Era muito duro, podia ser facilmente ligado a muitos tipos diferentes de materiais (boas propriedades adesivas ) e colorido com pigmentos . Portanto, era usado para fazer mosaicos e imitar o mármore . Depois de misturado ao algodão triturado em pó, também foi usado como substituto do marfim para fabricar bolas de bilhar resistentes ao choque. Surpreendentemente, muito mais recentemente, outro químico, Charles A. Sorrell (1977, 1980) - cujo sobrenome soa bastante semelhante ao de Stanislas Sorel - também estudou o assunto e publicou trabalhos sobre a mesma família de compostos de oxicloreto baseados em zinco e magnésio , assim como Sorel havia feito cerca de 100 anos antes. O cimento de oxicloreto de zinco é preparado a partir de óxido de zinco e cloreto de zinco em vez de compostos de magnésio. Esses compostos são os componentes principais do cimento Sorel maturado, preparado pela primeira vez em 1867 por Stanislas Sorel .No final do século 19, várias tentativas foram feitas para determinar a composição do cimento endurecido de Sorel, mas os resultados não foram conclusivos. A fase 3 foi devidamente isolada e descrita por Robinson e Waggaman (1909), e a fase 5 foi identificada por Lukens (1932).Portanto o cimento Sorel leva o nome do químico francês Camille Sorel, que o desenvolveu no início do século XX. Sorel estava buscando um material de construção que fosse rápido para endurecer, resistente à água e capaz de aderir a uma variedade de superfícies. Ele descobriu que a combinação de óxido de magnésio (MgO) e cloreto de magnésio (MgCl2) em certas proporções produzia um composto que atendia a esses requisitos.A descoberta de Sorel foi significativa, pois oferecia uma alternativa aos cimentos à base de cal, que eram mais lentos para endurecer e menos resistentes à água. O cimento Sorel foi amplamente utilizado em aplicações que exigiam rapidez de endurecimento e resistência à água, como reparos de concreto em ambientes úmidos ou em estruturas sujeitas a condições adversas.Ao longo do tempo, o cimento Sorel passou por desenvolvimentos e refinamentos, expandindo suas aplicações para incluir uma variedade de usos industriais e de construção civil. A sua capacidade de endurecer rapidamente e resistir à água continuou a ser valorizada em várias aplicações, mantendo-o relevante até os dias atuais.
· Composição e métodos de obtenção:
O cimento Sorel é composto principalmente por óxido de magnésio (MgO) e cloreto de magnésio (MgCl2). A proporção desses componentes pode variar dependendo da aplicação específica do cimento Sorel.O método de obtenção do cimento Sorel envolve a mistura do óxido de magnésio (MgO) com o cloreto de magnésio (MgCl2) em proporções específicas. A mistura é geralmente feita em condições controladas de temperatura e umidade para garantir que os componentes reajam adequadamente. Após a mistura, o composto resultante é colocado em moldes ou aplicado diretamente à superfície desejada. Em seguida, o cimento Sorel passa por um processo de endurecimento, onde reage quimicamente para formar um material sólido e resistente. O processo de obtenção do cimento Sorel pode variar dependendo da aplicação e das especificações do produto final, mas em geral, envolve a mistura cuidadosa dos componentes seguida pelo processo de endurecimento para formar um material pronto para uso em diversas aplicações. 
· Mistura dos componentes: O óxido de magnésio e o cloreto de magnésio são misturados em proporções específicas. A quantidade exata de cada componente depende da aplicação desejada e das propriedades finais desejadas do cimento.
· Mistura controlada: A mistura dos componentes é realizada em condições controladas de temperatura e umidade para garantir que a reação química ocorra de forma adequada e uniforme.
· Processo de endurecimento: Após a mistura, o composto resultante é colocado em moldes ou aplicado à superfície desejada. Durante o processo de endurecimento, a reação química entre o óxido de magnésio e o cloreto de magnésio forma ligações químicas que resultam em um material sólido e resistente.
· Cura: Após o endurecimento inicial, o cimento de Sorel pode passar por um processo de cura adicional para garantir que atinja suas propriedades em diferentes aplicações.
A longo prazo, os oxicloretos absorvem e reagem com o dióxido de carbono CO 
2 do ar para formar clorocarbonatos de magnésio . Periclase (MgO) e magnesita ( MgCO 
3 ) não são matérias-primas abundantes, portanto, sua fabricação em cimento Sorel é cara e limitada a aplicações de nichos especializados que requerem quantidades modestas de materiais. A China é o principal fornecedor de matérias-primas para a produção de óxido de magnésio e derivados. " Cimentos verdes " à base de magnésio derivados da dolomita mais abundante, depósitos ( dolostona ), mas também contendo 50% em peso % carbonato de cálcio , não deve ser confundido com o cimento Sorel original, pois este posteriormente não contém óxido de cálcio . Na verdade, o cimento Sorel é um oxicloreto de magnésio puro .
· Aplicações :
O cimento de oxicloreto de magnésio é usado na fabricação de ladrilhos e pisos industriais , na proteção contra incêndio , em painéis de isolamento de parede e como aglutinante para rebolos . Devido à sua semelhança com o mármore , também é usado para pedras artificiais, marfim artificial (por exemplo, para bolas de bilhar ) e outros fins semelhantes.
Reparos de concreto: O cimento Sorel é frequentemente usado para reparar estruturas de concreto danificadas, especialmente em ambientes úmidos ou sujeitos a água, onde sua resistência à umidade é uma vantagem.
· Pisos industriais: Devido à sua resistência à água e ao rápido endurecimento, o cimento Sorel é empregado em pisos industriais, especialmente em locais onde é necessário um piso resistente e durável.
· Revestimentos impermeáveis: Em aplicações onde a impermeabilização é essencial, como em reservatórios de água, tanques de armazenamento ou outras estruturas sujeitas à umidade, o cimento Sorel pode ser utilizado para criar revestimentos impermeáveis.
· Fundição: Em algumas aplicações de fundição, o cimento Sorel é utilizado como aglomerante para criar moldes resistentes ao calor e à corrosão.
· Materiais de construção especiais: O cimento Sorel também é utilizado na fabricação de materiais de construção especiais, como blocos de construção, telhas e outros produtos onde a resistência à água e o endurecimento rápido são importantes.
· Vantagens e desvantagens:
O cimento Sorel pode suportar 10.000-12.000 psi (69-83 MPa) de força compressiva, enquanto o cimento Portland padrão pode suportar, normalmente, apenas 7.000-8.000 psi (48-55 MPa). Ele também atinge alta resistência em menos tempo.O cimento Sorel tem uma capacidade notável de se ligar e conter outros materiais. Apresenta também alguma elasticidade , uma propriedade interessante que aumenta a sua capacidade de resistir a choques (melhor resiliência mecânica ), particularmente útil para bolas de bilhar.A solução de poro no cimento Sorel úmido é ligeiramente alcalina ( pH 8,5 a 9,5), mas significativamente menos do que a do cimento Portland (condições hiperalcalinas: pH 12,5 a 13,5).Outras diferenças entre cimentos à base de magnésio e cimento Portland incluem permeabilidade à água, preservação de substâncias vegetais e animais e corrosão de metais. Essas diferenças tornam adequadas diferentes aplicações de construção.A exposição prolongada do cimento Sorel à água lixivia o MgCl solúvel , deixando a brucita hidratada Mg (OH)2 como a fase de ligação, que sem absorção de CO2 , pode resultar em perda de força.
· Vantagens:
Endurecimento rápido: O cimento Sorel tem a capacidade de endurecer rapidamente, o que é uma vantagem em aplicações que exigem tempos de trabalho curtos e rápida conclusão.
Alta resistência à água: É conhecido por sua resistência à água, o que o torna adequado para uso em ambientes úmidos ou sujeitos à água, onde outros materiais podem se deteriorar rapidamente.
Alta resistência inicial: Apresenta uma resistência inicial significativa logo após o endurecimento, o que pode ser útil em aplicações que exigem suporte estrutural imediato.
Compatibilidade com agregados: Pode ser utilizado com uma variedade de agregados minerais, o que permite a sua adaptação a diferentes necessidades de resistência e textura.
· Desvantagens:
Retração durante o endurecimento: Pode apresentar retração significativa durante o processo de endurecimento, o que pode resultar em fissuras se não for controlada adequadamente.
Sensibilidade à temperatura: O cimento Sorel pode ser sensível a variações de temperatura durante o processo de endurecimento, o que pode afetar suas propriedades finais.
Custo: Em algumas situações, o custo do cimento Sorel pode ser mais elevado do que o de outros materiais de construção alternativos.
Toxicidade do cloreto de magnésio: O cloreto de magnésio, um dos componentes do cimento Sorel, pode ser corrosivo e tóxico em concentrações elevadas, o que requer cuidados especiais no manuseio e na disposição dos resíduos.