Accelerating effects of colloidal nano-silica for beneficial calciumsilicatehydrate formation in cement pt

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Efeitos aceleradores da nano-sílica coloidal para efeitos benéficos
formação de cálcio-silicato-hidrato no cimento
, , ,J. Bjornstr€ om€ a,*, A. Martinelli L. Borjesson € I. PanasA. Matic
a evaporação da água faz com que a banda de 3650 cm1 desapareça. Os íons Ca2+ são incorporados na rede C – S – H, a formação
fase de ligação. O papel da água é demonstrado. A evaporação da água está correlacionada com o aparecimento de uma banda infravermelha nítida em
Abstrato
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dos quais é acelerado por CS.
O processo de hidratação do cimento Ca3SiO5 (C3S) é investigado e os efeitos aceleradores da adição de sílica coloidal (CS) são estabelecidos. CS acelera 
a dissolução da fase C3S e proporciona uma formação mais rápida do hidrato de silicato de cálcio (C – S – H)
3650 cm1 significando grupos OH não ligados por hidrogénio. A hidratação incompleta resulta em precipitação de Ca(OH)2 . Supressão de
Difração de raios X, espectroscopia de RMN, absorção de raios X
médio sem se acomodar. Parâmetros como específicos
a rede de ânions silicato.
Um dos principais objetivos do presente trabalho é a remoção de
que a estrutura média de C – S – H é geralmente semelhante
materiais compreende a adição de sílica coloidal sintética a
Embora o presente inquérito diga principalmente respeito
o processo de hidratação do clínquer C3S (Alite, Ca3SiO5)
para qualquer silicato de cálcio amorfo ou pouco cristalino
contém moléculas de H2O . A diferença fundamental
as partículas podem variar entre 1 e 500 nm, portanto
constituído por um núcleo amorfo de SiO2 com superfície hidroxilada, 
insolúvel em água. O tamanho de
é devido à sua reatividade química após a dissolução (atividade 
pozolânica) ou a uma atividade superficial considerável.
a composição está implícita; em vez disso, sugere um nome genérico
por cátions Ca2+ na região intercamadas, que tambémpela técnica de síntese. Devido à alta especificidade
o processo de hidratação teve que ser desenvolvido. Ao empregar
Silicato-hidrato de cálcio (C-S-H) é o principal
produto apresenta melhores propriedades de envelhecimento em relação
características estruturais semelhantes onde o ânion silicato
constituem um material silicioso altamente reativo [2]. No entanto, ainda 
não foi estabelecido se quanto mais
espectroscopia, calorimetria diferencial de varredura (DSC)
1. Introdução
espectroscopia, TEM e SEM, fornecem fortes evidências
Uma contribuição recente para o desenvolvimento da construção
área de superfície, tamanho e distribuição de tamanho podem ser controlados
fase, um procedimento estável de preparação de amostra para monitorar
hidrato. Uma ampla variedade de sondas estruturais, incluindo
eles são pequenos o suficiente para permanecerem suspensos em um fluido
camadas têm uma carga líquida negativa e são mantidas juntas
ao ganho de resistência, ataque de sulfatos e reações álcali-sílica [1]. 
Sílica coloidal (CS) denota pequenas partículas
entre as estruturas é o grau de polimerização de
produto de hidratação e fase de ligação primária em cimento Portland. 
Os traços indicam que nenhum
hidratação rápida do cimento na presença de nano-sílica
com o papel da sílica coloidal de tamanho nanométrico durante
esta ambiguidade.
aos de tobermorita e/ou jenita [3–10]. Estes têm
argamassas de betão e cimento, sendo que o resultante
área de superfície para as partículas CS de tamanho nanométrico que eles
o FTIR de refletância difusa complementar (DR-FTIR)
Disponível on-line em 11 de junho de 2004
Cartas de Física Química 392 (2004) 242–248
Recebido em 19 de maio de 2004
Departamento de Química Inorgânica, Universidade de Gotemburgo, SE-41296 G€oteborg, Suécia
0009-2614/$ - ver capa 2004 Elsevier BV Todos os direitos reservados.
Endereço de e-mail: jok@chem.gu.se (J. Bjornstr€ om). €
Departamento de Física Aplicada, Chalmers University of Technology, SE-41296 G€oteborg, Suécia
Autor correspondente. Fax: +46-31-772-2853.
doi:10.1016/j.cplett.2004.05.071
www.elsevier.com/locate/cplett
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mail to: jok@chem.gu.se
Exceto pela diminuição gradual da absorção para as bandas 
de clínquer (817-953 cm1) e, portanto, do consumo da fase de 
clínquer C3S , à medida que o processo de hidratação avança, 
os espectros apresentados na Fig. 1c também indicam que a 
banda presente em 1030 cm1 gradualmente se amplia para 
incluir vibrações de frequências mais altas. Yu et al. [18]
3 Resultados e discussão
Experimentos DSC foram realizados em um analisador TA 
Instrument DSC Q10. Amostras (10 mg) foram carregadas em 
recipientes de alumina selados e aquecidas de 35 a 550°C a 
uma taxa de aquecimento de 10°C/min. Um recipiente de alumina 
vazio foi utilizado como referência e o fluxo de calor entre a 
amostra e o recipiente de referência foi registrado.
Os C3S triclínicos puros foram fornecidos pela Construction 
Technology Laboratories (Skokie, Illinois, EUA). O sol de sílica 
coloidal utilizado (Cembinder 50TM) continha 15% em peso de 
material sólido. O tamanho de partícula foi de 5 nm com uma 
área superficial específica de 500 m2/g, fornecido pela EKA 
Chemicals AB, Bohus, Suécia. As pastas C3S sob investigação 
foram hidratadas em recipientes selados antes das medições DR-
FTIR e DSC. As pastas C3S foram misturadas com uma 
proporção água/C3S (a/c) de 0,4. Onde o CS estava presente, 
ele foi diluído na água de mistura para garantir uma distribuição 
homogênea das partículas. As dosagens de CS utilizadas foram 
de 1 e 5% em peso do sol, em relação ao peso da fase clínquer 
C3S .
O espectro DR-FTIR de C3S puro não hidratado (Fig. 1a) 
mostra um amplo grupo de bandas na região de 817 a 953 cm1 
atribuídas a vibrações de alongamento anti-simétricas de 
tetraedros de SiO4 [16,17]. A banda nítida em 980 cm1 é 
característica da vibração Si-OH (consulte os cálculos de química 
quântica). A banda para vibrações de estiramento Si-O está 
presente em frequências vibracionais mais altas variando de 
1000 a 1200 cm1 [9,16].
e química quântica mostramos que CS constitui locais de 
nucleação altamente eficientes para unidades monoméricas de 
sílica liberadas da fase de clínquer durante a hidratação. Com a 
introdução de locais de polimerização reativos, os espectros DR-
FTIR indicam um aumento no consumo da fase de clínquer C3S 
e também um aumento na taxa de formação da fase de ligação 
C – S – H. A química quântica foi empregada para elucidar 
características vibracionais para estruturas de silicato com vários 
graus de conectividade Si – O – Si. As características de 
desidratação e desidroxilação das pastas C3S hidratadas foram 
investigadas utilizando DSC e observadas como semelhantes às 
dos argilominerais. Sendo uma técnica em massa, a demonstração 
da consistência do comportamento do DSC com a espectroscopia 
DR-FTIR com tendência de superfície foi um elemento essencial, 
tornando as evidências observadas, tanto da aceleração da 
dissolução do clínquer induzidapor CS quanto da polimerização 
C – S – H, conclusivas. .
O procedimento computacional para os cálculos químicos 
quânticos empregados segue o descrito em [11]. O funcional de 
densidade híbrida B3LYP [12–14], conforme implementado no 
pacote do programa GAUSSIAN AUSSIAN 98 [15], foi empregado 
por toda parte. As frequências vibracionais foram calculadas a 
partir de Hessianos analíticos, e a validação de possíveis estados 
estacionários nas superfícies de energia potencial foi feita 
verificando quaisquer frequências imaginárias.
Todas as medições espectroscópicas foram realizadas em 
modo DR. A área típica da sonda nos presentes experimentos 
de DR-FTIR tinha um diâmetro de 5 a 7 mm e os espectros 
observados, portanto, fornecem informações sobre o estado da 
superfície da amostra em escala macroscópica. Também é 
importante ressaltar que nenhuma influência mecânica direta na 
superfície da amostra (por exemplo, raspagem ou prensagem 
com janelas de cobertura) foi realizada durante o procedimento 
de medição. Isto garante que os espectros obtidos reflitam 
apenas as alterações devidas ao processo de hidratação. Os 
espectros foram registrados com um espectrômetro FTIR Bruker 
IFS-66, com compartimento de amostra sob fluxo constante de 
N2 (g), equipado com uma unidade DR padrão (Graseby Specac). 
A resolução espectral foi ajustada para 2 cm1 e todos os 
espectros foram coletados em média ao longo de 64 varreduras. 
As pastas C3S foram fundidas no porta-amostras DR-FTIR e 
cobertas com Para FilmTM durante a hidratação para evitar a 
evaporação da água e para obter superfícies de amostra lisas. 
Após atingir os tempos de hidratação desejados, o filme de 
cobertura foi removido e as amostras foram deixadas secar por 
7 h sob fluxo de N2 (g) no compartimento de amostras, forçando 
a água residual
não participando da hidratação dos produtos para evaporar. A 
eficácia da purga de N2 (g) para interromper o processo de 
hidratação, conforme observado pela dissolução da fase de 
clínquer, foi monitorada registrando espectros em intervalos de 
30 minutos durante este procedimento de secagem. Verificou-se 
que não ocorre mais dissolução da fase de clínquer durante a 
purga de N2 (g); no entanto, foram necessárias 7 horas para 
garantir que toda a água descoordenada do 'espectador' fosse evaporada.
As intensidades de absorção de IR gradualmente decrescentes 
para bandas atribuídas à fase de clínquer C3S durante o processo 
de hidratação podem ser vistas nas Fig. 1b e c, representando a 
mudança em toda a região espectral e na região de 750-1400 
cm1 respectivamente, em função da hidra- tempo de ação. 
Estas amostras não contêm CS e são denotadas como referência 
ou Ref. em legendas de figuras.
2. Experimental
Um procedimento de secagem alternativo foi empregado para 
testar qualquer erro sistemático introduzido pelo procedimento 
de purga de N2 (g). As pastas C3S foram hidratadas por 4 horas 
e posteriormente secas a 200°C por 2 horas antes da análise DR-
FTIR. A partir dos espectros adquiridos, foi encontrada 
consistência entre os dois procedimentos de secagem.
243J. Björnstrom et al. / Cartas de Física Química 392 (2004) 242–248
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estrutura. Os resultados obtidos confirmam que as frequências vibracionais 
de Si-O realmente aumentam com o aumento
oxigênio/tetraedro), e concluiu que a to-bermorita de 1,1 nm deu origem a 
uma banda de absorção de 1200 cm1.
frequências também são descritas como sendo uma evidência de impressão 
digital do grau de polimerização com a formação da fase C – S – H como 
resultado da hidratação do cimento.
grau de conectividade e acrescente que as tensões no anel
A mudança da vibração de alongamento do Si – O para níveis mais elevados
fase de ligação, apresentada juntamente com o cálculo
realizaram experimentos de FTIR em to-bermorita de 1,4 e 1,1 nm, onde 
esta última contém uma concentração substancial de locais Q3 (onde Qn 
indica n pontes
frequência vibracional máxima de Si – O para cada
devido a vibrações de alongamento de grupos O – H em hidroxilas
conectividade. A Fig. 2 exibe estruturas geométricas otimizadas para 
silicatos com conectividade variada, semelhante a
aqueles encontrados na estrutura em camadas sugerida de C – S – H
com uma ampla gama de forças de ligação de hidrogênio. Enquanto o
[19]. Para testar isso qualitativamente, o modelo químico quântico
alongamento das frequências de vibração.
estruturas contribuem ainda mais para a mudança ascendente de Si – O – Si
cálculos foram empregados em silicatos com variações
A banda larga em 2500–3600 cm1 (Fig. 1b e d) é
conectividade diferente.
na região 700–1400 cm1; (d) amostras de referência na região 2.400–4.000 cm1.
J. Björnstrom et al. / Cartas de Física Química 392 (2004) 242–248
Figura 2. Frequências vibracionais calculadas para estruturas de silicato com
Figura 1. Espectros DR-FTIR de: (a) fase de clínquer não hidratada; (b) amostras de referência hidratadas em diferentes tempos; 4, 8, 12 e 24 horas; (c) amostras de referência
244
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3. Espectros DR-FTIR para referência, 1 e 5% em peso de CS com tempos de hidratação aumentados: (a) hidratação por 4 h, espectros na região de 700–1400 
cm1, (b) hidratação por 4 h, espectros na região Região de 2.400–4.000 cm1 , (c) hidratação por 8 h, espectros na região de 700–1.400 cm1, (d) hidratação por 
8 h, espectros na região de 2.400–4.000 cm1 , (e) hidratação por 12 h, espectros em a região de 700–1400 cm1, (f) hidratação por 12 h, espectros na região de 
2.400–4000 cm1, (g) hidratação por 24 h, espectros na região de 700–1400 cm1 , (h) hidratação por 24 h, espectros na região de 2.400–4.000 cm1.
J. Björnstrom et al. / Cartas de Física Química 392 (2004) 242–248
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J. Björnstrom et al. / Cartas de Física Química 392 (2004) 242–248
4. A evolução dos espectros DR-FTIR em função do tempo durante a purga 
de N2 (g). Desidratação rápida nas primeiras 3 horas, sem diferença entre 
os espectros registrados após 7 e 12 horas. Observe a ausência da 
vibração de flexão de 1640 cm1 da água molecular na amostra seca.
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Ao examinar os espectros na região de 2.400–4.000 cm1 
(Fig. 3b, d, f e h, pode-se acompanhar a diminuição das 
vibrações de O – H não ligadas a hidrogênio em 3.650 cm1, e 
possivelmente a evolução de uma rede ligada a hidrogênio 
-trabalhar à medida que o processo de hidratação avança. A 
diminuição da intensidade da banda de absorção de 3650 cm1 
à medida que o processo de hidratação avança é particularmente informativa.
Esse comportamento é interpretado da seguinte maneira. A 
sílica monomérica (Q0), liberada da fase de clínquer, sofre 
polimerização nas estruturas Q2 e Q3 . Em argilominerais em 
camadas, tais estruturas são estabilizadas por íons Ca2+ e 
moléculas de água. Em configurações desta natureza, é 
razoável esperar ligações substanciais de hidrogênio entrecamadas entre grupos Si-OH e OH coordenados com íons 
Ca2+ . Na medida em que o cimento perfeito produz C–S–H, 
ou seja, análogos aos argilominerais, em vazios intergrãos, a 
segregação de, por exemplo, Ca(OH)2 é indicativa de 
hidratação incompleta. Consistentemente, entende-se que a 
supressão da intensidade de absorção de 3650 cm1, devido a 
grupos OH não ligados por hidrogénio, resulta de tempos de 
hidratação mais longos durante os quais a água não pode 
evaporar. É concebível que o Ca(OH)2 seja formado como 
consequência da deficiência de água. Ao não permitir que a 
pasta de cimento desidrate, a precipitação de Ca(OH)2 torna-
se inibida enquanto os íons Ca2+ liberados da fase de clínquer 
podem participar na construção da estrutura da argila C – S – 
H.
As Figuras 3a, c, e e g indicam que a banda presente em 
1030 cm1 exibe algum alargamento para incluir modos 
vibracionais em frequências mais altas à medida que a 
quantidade de CS aumenta. Como mencionado anteriormente, 
o alargamento desta banda é consistente com o aumento da 
conectividade na rede de silicato, mas devido à interferência 
das bandas vibracionais intrínsecas CS Si – O – Si nesta janela 
de frequência, o aparente alargamento na presença de CS 
torna-se menos conclusivo do que o observado para a amostra 
de referência.
amostra % em peso. Finalmente, após 24 h (Fig. 3h), apenas o 
espectro da amostra de referência parece incluir um pequeno 
ombro em 3650 cm1.
Tendo assim estabelecido um procedimento estável de 
preparação de amostras e demonstrado o poder do DR-FTIR 
na discriminação entre amostras submetidas a diferentes 
tempos de hidratação, pode-se perguntar até que ponto o DR-FTIR
A partir dos espectros apresentados nas Figuras 3a e c, há 
sinais de que um aumento na quantidade de CS de 1 para 5% 
em peso aumenta ainda mais a taxa de dissolução de C3S. 
Esta observação fornece prova firme de que o CS não é 
dissolvido no processo de hidratação, mas sim que sua 
superfície fornece locais altamente reativos para condensação 
de monômeros de SiO4 liberados do C3S. Após 12 h (Fig. 3e) 
de hidratação, a diferença entre 1% em peso de CS e 5% em 
peso de CS torna-se menor, ainda assim parecem diferir da 
amostra de referência. A Figura 3g mostra os espectros obtidos 
após 24 horas de hidratação. Aqui a diferença entre as amostras 
contendo CS e a referência é ainda mais reduzida.
Comparando as amostras de referência com as amostras 
incluindo CS após diferentes tempos de hidratação, são 
reveladas características interessantes sobre os efeitos do CS. 
3, são apresentados espectros de DR-FTIR em diferentes 
tempos de hidratação e duas dosagens diferentes de CS (1 e 
5% em peso). Os espectros obtidos mostram que quando o CS 
está presente as bandas atribuídas ao C3S puro (817-953 cm1) 
diminuem mais rapidamente em comparação com a amostra 
de referência, indicativo de que o CS acelera a dissolução do C3S.
hidratos da fase de clínquer, mais moléculas de H2O tornam-
se coordenadas na estrutura produzida de hidrato de silicato 
de cálcio, participando com grupos Si-O para formar uma 
intrincada rede de ligações de hidrogênio. A intensidade da 
banda nítida em 3650 cm1, característica para grupos O – H 
não ligados a hidrogênio, ou seja, grupos hidroxila que não 
interagem com outros grupos hidroxila nem com moléculas de 
água, diminui com a formação da fase de ligação C – S – H. 
Essas características são discutidas com mais detalhes abaixo.
Esta banda nítida, característica de grupos hidroxila sem 
ligação de hidrogênio; diminuir à medida que o processo de 
hidratação prossegue. As diferenças entre as diferentes 
amostras são mais pronunciadas após 4–8 horas de hidratação 
(Fig. 3b e d). Após 12 h (Fig. 3f), apenas um pequeno ombro 
de absorção é detectado para a referência e a amostra 
contendo 1% em peso de CS, enquanto está ausente no 5
Curiosamente, somos capazes de correlacionar uma amostra 
seca pela diminuição das absorções de curvatura de água H – 
O – H em 1640 cm1 (ver Fig. 4). Este resultado, em conjunto 
com a banda larga bastante robusta em 2500–3600 cm1, 
devido às vibrações de estiramento O – H, implica que a rede 
de ligações de hidrogênio de C – S – H resulta de complexos 
Q2 – 3Si – OOH Ca2 + , e efetivamente exclui o presença de 
quaisquer quantidades apreciáveis de água molecular na matriz.
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(b) hidratação de 4 horas; (c) hidratação de 8 horas e (d) hidratação de 24 horas.
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5. Curvas de referência de calorimetria exploratória diferencial (Ref.) e amostras contendo 5% em peso de CS em diferentes tempos de hidratação: (a) hidratação de 1 h;
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foi gravado. DSC foi empregado para fazer uma conexão entre as 
características da superfície e as propriedades de volume da pasta 
de endurecimento. Além disso, o
como água. A segunda endotérmica é atribuída à condensação de 
grupos OH na estrutura C – S – H produzida. Endotérmicos 
semelhantes foram observados anteriormente
a conexão é estabelecida entre a superfície sensível
Ca(OH)2 quando amostras de cimento hidratado estão sob 
investigação [23–25]. A Fig. 5 mostra curvas DSC para C3S hidratado 
na ausência (Ref.) e presença de 5% em peso
a taxa de dissolução da fase C3S , formação de gel C-S-H de silicato 
de cálcio-hidrato e remoção de não-hidrogênio
de Ca(OH)2 com aumento do tempo de hidratação, como DSC
independente do aditivo CS. Os resultados do DSC sugerem
processo de pastas C3S . Assinaturas FTIR de refletância difusa de 
dissolução da fase C3S , polimerização de sílica e
taxas de polimerização em vez da quantidade de produto
segundo entre 460 e 500 C (ver Fig. 5). Nós atribuímos
uma endotérmica a 530–550 C. Não é incomum que
realizamos experimentos DSC. Duas fases distintas
embora após 24 h as quantidades desta fase sejam bastante
parcelas apoiam a formação de quaisquer quantias apreciáveis
No presente estudo monitoramos a hidratação
no processo de hidratação da fase clínquer C3S .
o processo inicial de hidratação.
Os efeitos foram mais pronunciados quando a concentração de
O FTIR realmente reflete o que acontece na maior parte do
estruturas de argila incluindo tobermorita e hillebrandita
endotérmicos perto de 480 C são atribuídos como calcinações de
a primeira endotérmica (80–120 C) até a desidratação do volume
a produção da fase responsável pela resposta endotérmica a 450–
500 C evolui mais rapidamente
finalmente formado. Assim, uma avaliação qualitativa independente
efeitos aceleradores de um aditivo de sílica coloidal de 5 nm em
primeira transição ocorre entre 80 e 120 C e a
medições de Ca(OH)2 em nosso laboratório deram origem a
que a adição de CS afeta principalmente a sílica inicial
grupos OH ligados por hidrogênio e não-hidrogênio têm
A sílica coloidal CS aumentou de 1 para 5% em peso. No entanto, 
já a presença de pequenas quantidadesde partículas CS (1% em 
peso do sol) parece ter efeitos consideráveis
amostra. Para investigar propriedades em massa como tais,
[20–22]. Nem os dados espectrais DR-FTIR nem o DSC
quando CS está presente durante o processo de hidratação do C3S ,
transições são vistas durante a hidratação inicial do C3S. O
4. Observações finais
CS em diferentes tempos de hidratação. A partir disso fica claro que
Técnica DR-FTIR e técnica DSC sensível a volume, no que diz 
respeito ao desempenho de aceleração do CS em
grupos OH ligados foram demonstrados. A aceleração
e descrita por estudos termogravimétricos de diferentes
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Res. 30 (2000) 267.
[25] J. Zelic, D. Rusic, R. Krstulovic, J. Therm. Anal. Calorim. 67
[5] HFW Taylor, Cement Chemistry, Academic Press, Londres,
1998.
[9] RJ Kirkpatrick, JL Yarger, PF McMillan, P. Yu, XD Cong,
Geléia. Ceram. Soc. 82 (1999) 742.
[12] AD Becke, J. Chem. Física. 98 (1993) 5648.
[18] P. Yu, RJ Kirkpatrick, B. Poe, PF McMillan, XD Cong,
248
[14] SH Vosko, L. Wilks, M. Nusair, Can. J. Física. 58 (1980) 1200.
Res. 9 (1997) 31.
1992.
[23] W. Sha, EA O'Neill, Z. Guo, Cem. Concr. Res. 29 (1999) 1487.
[1] S. Chandra, em: VM Malhotra (Ed.), Proceedings of the 6th CANMET/ACI 
International Conference on Fly ash, Silica Fume, Slag and Natural 
Pozzolan in Concrete – Supplementary Papers, Bangkok, 1998, p. 323.
[11] JRT Johnson, I. Panas, Chem. Física. 276 (2002) 45.
€
Fletcher, C. Hall, Adv. Cem. Bas. Esteira. 2 (1995) 91.
[22] RL Frost, Z. Ding, Thermochim. Acta 397 (2003) 119.
(1996) 970.
[21] H. Ishida, K. Mabuchi, K. Sasaki, T. Mitsuda, J. Am. Ceram.
[7] XD Cong, RJ Kirkpatrick, Adv. Cem. Bas. Matéria. 3 (1996) 144.
[10] HM Jennings, BJ Dalgleish, PL Pratt, J. Am. Ceram. Soc. 64
(1988) 131.
J. Björnstrom et al. / Cartas de Física Química 392 (2004) 242–248
[4] HFW Taylor, J. Am. Ceram. Soc. 69 (1986) 464.
[15] MJ Frisch et al., GAUSSIAN AUSSIAN 98, Gaussian, Inc., Pittsburgh, PA,
[20] S. Shaw, CMB Henderson, BU Komanschek, Chem. Geol. 167
(2002) 613.
[3] RJ Kirkpatrick, GE Brown, N. Xu, XD Cong, Adv. Cem.
[13] C. Lee, W. Yang, RG Parr, Phys. Rev. B 37 (1988) 785.
[19] MYA Mollah, W. Yu, R. Schennach, DL Cocke, Cem. Concr.
Soc. 75 (1992) 2427.
[24] W. Sha, GB Pereira, Cem. Concr. Comp. 23 (2001) 455.
[8] DE Macphee, EE Lachowski, FP Glaseer, Adv. Cem. Res. 1
(1981) 567.
[2] J. Bjornström, A. Martinelli, JRT Johnson, A. Matic, I. Panas, Chem. Física. 
Vamos. 380 (2003) 165.
[17] TL Hughes, CM Methven, TGJ Jones, SE Pelham, P.
Av. Cem. Bas. Matéria. 5 (1997) 93.
[16] AH Delgado, RM Paroli, JJ Beaudoin, Appl. Espectro. 50 (8)
(2000) 141.
[6] XD Cong, RJ Kirkpatrick, Adv. Cem. Bas. Matéria. 3 (1996) 133.
Referências
Reconhecimentos
A competição entre a precipitação de Ca(OH)2 e a formação 
de C–S–H é conhecida por ser prejudicial à qualidade de 
qualquer cimento à base de C3S . Foram fornecidas provas 
independentes do conhecido papel essencial da água durante 
a hidratação do cimento. Com a supressão da evaporação da 
água durante o processo de hidratação, as intensidades de 
absorção do DR-FTIR associadas aos grupos OH não ligados 
a hidrogênio diminuíram gradualmente com o tempo. Esta 
transformação em condições úmidas foi entendida em termos 
de íons Ca2+ , liberados durante a dissolução da fase de 
clínquer, preferindo cada vez mais atuar como contra-íons à 
crescente rede de ânions silicato, contribuindo assim para a 
formação do gel hidratado de silicato de cálcio. . A resposta 
crescente do DSC a 450 C, com o aumento do tempo de 
hidratação, corresponderia à condensação e evaporação da 
água do gel Q2–3Si–OHOH Ca2þ C–S–H, produzindo assim 
um composto cerâmico com conectividade local Q2–3Si–
OCa2þ .
O objetivo do presente estudo foi fornecer meios e monitorar 
a hidratação do C3S, mas nosso objetivo é a tarefa 
significativamente mais complexa de contribuir para uma 
compreensão química conceitual abrangente do desempenho 
e trabalhabilidade do concreto. Um estudo subsequente 
abordará os efeitos na taxa de hidratação do sistema clínquer-
nanossílica de aditivos que melhoram a trabalhabilidade do 
cimento.
De importância conceitual é que se entenda a observação 
do aumento do consumo de C3S com o aumento da dosagem 
de CS, e que isso contradiz qualquer cenário que envolva a 
dissolução alcalina do CS, pois isso forneceria uma fonte 
adicional de sílica monomérica, que suprimiria o processo de 
dissolução do C3S . Em vez disso, a dissolução acelerada do 
C3S após a adição de partículas CS é considerada devida à 
superfície altamente reativa e grande (500 m2 g1) das 
nanopartículas. A reatividade é devida aos grupos Q2–3 Si –
OH da superfície, que cobrem a nanopartícula e constituem 
locais de condensação para unidades monoméricas de sílica 
liberadas da fase de clínquer. Os dados de superfície DR-FTIR 
e DSC em massa implicam independentemente que os efeitos 
aceleradores do CS, no que diz respeito à taxa de consumo 
de C3S e formação de C – S – H, estão presentes 
principalmente durante os estágios iniciais de hidratação (4–12 
h) e que as partículas de CS atuam como centros de 
condensação.
O apoio da The Knowledge Foundation (KK-stif-telsen, 
Estocolmo), do Conselho Sueco de Pesquisa e da EKA 
Chemicals, Bohus, Suécia é reconhecido com gratidão.
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