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Cap11 - Reações de hidratação e pozolânicas

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Capítulo 11
REAÇÕES DE HIDRATAÇÃO E POZOLÂNICAS 
Maria Alba Cincotto
Escola Politécnica da USP
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
A REAÇÃO DE HIDRATAÇÃO
Cimentos Portland + Água 
A REAÇÃO DE HIDRATAÇÃO
g

Compostos Hidratados
Sequência dos fenômenos físico-químicos
Aglomeração das partículasAglomeração das partículas
Dissolução das fases anidras
Precipitação das fases hidratadas
Ligação entre as partículasLigação entre as partículas
Efeito: Consolidação da mistura, desenvolvimento de 
resistência mecânica
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
resistência mecânica
PARÂMETROS FUNDAMENTAISPARÂMETROS FUNDAMENTAIS
• Características do cimento
 Reatividade das fases do clínquer
 Solubilidade de cada uma das fases
 Área superficial específica Área superficial específica
• Relação a/c
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
VARIÁVEIS DEPENDENTESVARIÁVEIS DEPENDENTES
- Do clínquerq
 Dimensão do cristal, morfologia, textura, elementos
substituintes, polimorfismo., p
 Teor relativo das fases C3S, C2S, C3A, C4AF.
 Taxa de resfriamento Taxa de resfriamento
- Do cimento
 Teor de sulfato de cálcio
 Teor de adições
 Finura
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
u a
PRODUTOS DE HIDRATAÇÃOPRODUTOS DE HIDRATAÇÃO
- Da alita (C3S) e belita (C2S)( 3 ) ( 2 )
Silicato de cálcio hidratado - Gel hidratado
xCaO.SiO2. yH2O ou C-S-H2 y 2
Portlandita - Hidróxido de cálcio
Ca(OH)2 ou CH
D i lá i (M O)- Do periclásio (MgO)
Brucita
M (OH) MHMg(OH)2 ou MH
Hidrotalcita – carboaluminato de magnésio hidratado
[Mg0,75Al0,25(OH)2](CO3)0,125 (H2O)0,5 
ou [M0 75A0 25(OH)2]0 125H0 5
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
[ 0,75 0,25( )2]0,125 0,5
PRODUTOS HIDRATADOSPRODUTOS HIDRATADOS
- Do aluminato tricálcico (C3A)( 3 )
Hidrogranada – Aluminato tricálcico hexahidratado
Ca Al (OH) ou C AHCa3Al2(OH)12 ou C3AH6
Aluminato tetracálcico hidratado
4CaO. Al2O3.19H2O ou C4AH13
Aluminato dicálcico octahidratado
2CaO. Al2O3.8H2O ou C2AH8
- Do ferroaluminato tetracálcico (C4AF)( 4 )
Formam-se os mesmos compostos com substituição parcial
do alumínio pelo ferro; representação: C3 (A,F)H6
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
do a u o pe o e o; ep ese tação C3 ( , ) 6
PRODUTOS HIDRATADOSPRODUTOS HIDRATADOS
- Aluminatos (C3A + C4AF) + sulfato de cálcio (CaO SO3 )Aluminatos (C3A + C4AF) + sulfato de cálcio (CaO.SO3 )
Et i it T i lf l i t d ál i hid t d (AFt)Etringita – Trissulfoaluminato de cálcio hidratado (AFt)
6CaO.Al2O3.3SO3.32H2O ou C6A3H32 ou C6(A,F)3H32
- Monossulfoaluminato de cálcio hidratado (AFm)
4CaO.Al2O3.SO3.12H2O ou C4AH12 ou C4(A,F)H12
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
PRODUTO DE SOLUBILIDADEPRODUTO DE SOLUBILIDADE
- A solubilidade de uma espécie química, para uma dadap q , p
temperatura, é expressa pelo produto de solubilidade (pS).
- As espécies químicas iônicas ao solubilizar dissociam-sep q
em íons, que atraem moléculas de água, indicados na
equação que representa a dissociação com o índice “aq”.
- Para uma espécie química iônica AxBy:
AxBy →    xA+(aq)+ yB-(aq)x y (aq) y (aq)
para o qual:
K= [A+]x [B-]y/[A B ]K= [A ]x.[B ]y/[AxBy] 
[AxBy] = 1 ∴ KpS= [A+]x.[B-]y
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
SOLUBILIDADE DAS FASESSOLUBILIDADE DAS FASES
• As fases do clínquer não são imediatamente solúveis quando em
contato com a água.
• A solubilização se dá gradativamente até a saturação da solução,
quando se estabelece um equilíbrio para cada temperatura entre osquando se estabelece um equilíbrio, para cada temperatura, entre os
íons dissociados e a espécie química em dissolução (o soluto).
• O equilíbrio é alterado quando um dos íons é retirado da solução, por
exemplo, por precipitação de uma nova fase insolúvel, o que dá
continuidade à dissolução. A tendência é a de manter a saturação.
• A dissolução é diminuída se um íon comum é dissolvido• A dissolução é diminuída se um íon comum é dissolvido
conjuntamente, por exemplo, a hidratação da mistura cal-cimento.
• Na dissolução das fases do clínquer a concentração do íon cálcio éç q ç
parâmetro determinante na taxa de precipitação dos compostos
hidratados.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
HIDRATAÇÃO DO C3S
1) A solubilização se dá até a saturação da solução, quando ) ç ç ç , q
se estabelece o equilíbrio:
H2O → H+ + OH-2
Ca3SiO5 + 3 H+ + 3OH-  3Ca2+ + H2SiO42- + 4OH-
2) Quando a concentração atinge a concentração do pS 
inicia-se a precipitação do C-S-H com deslocamento do 
equilíbrio para a direita, retirando íons H2SiO42- da 
solução. Proporção molar de precipitação: 
1Ca2+ :1 H2SiO42-
3) A solução se concentra em Ca2+ até a saturação quando
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
) ç ç q
se inicia a precipitação da portlandita.
CINÉTICA DA REAÇÃO DE HIDRATAÇÃOCINÉTICA DA REAÇÃO DE HIDRATAÇÃO
É acompanhada pelo calor de reação que evolui segundo asp p ç q g
etapas , conforme Figura 1:
1º.Período - Pré-indução - pico intenso de liberação de calorç p ç
de alguns minutos (calor de molhagem das partículas).
2º. Período – Indução – Super-saturação da solução;ç p ç ç ;
formação de núcleos de precipitação do C-S-H.
3º. Período – Aceleração – Formação da camada externaç ç
por precipitação intensa do C-S-H ao redor das partículas.
4º. Período – Desaceleração – A hidratação prossegue pelaç ç p g p
difusão da solução através da camada externa, formando
a camada interna de C-S-H.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
Fig. 1 - Cinética da hidratação do C3S : Evolução 
do calor de hidratação e da concentração de cálcio. ç ç
(Juilland et al. , 2010).
I II III IV
S t ã d C (OH)ç
ã
o
d
e
M
]
Saturação de Ca(OH)2
o
n
c
e
n
t
r
a
á
l
c
i
o
 
[
m
M
Tempo
C C
W
/
g
]
c
a
l
o
r
[
m
W
F
l
u
x
o
 
d
e
 
c
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
Tempo
E l ã d hid t ãEvolução da hidratação
Primeiras idades: monômeros hidratados. Estrutura
tetraédrica.
Idades avançadas: Polimerização dos monômeros formando
dímeros, pentâmeros, octâmeros. Estrutura em cadeia, p ,
linear de tetraedros.
Formação: Dois dímeros são ligados por um tetraedro ponte,
formando um pentâmero. Um tetraedro ponte liga ump p g
dímero ao pentâmero e assim sucessivamente...
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
ILUSTRAÇÃO DA CADEIA DA 
TOBERMORITATOBERMORITA
Si
OHO
Si
OHO X
O O
Si
O
Si
O O
Si
O
Si
O HO
Si
O
Si
O
Si
OO
Si
O O OO O O OO O O
Figura 2 –Na parte inferior está representada parte da
camada central de CaO2 à qual estão ligados os silicatos
dímeros; na linha acima estão representados os silicatos
“ponte”. Em X está indicado um tetraedro faltante
(TAYLOR 1997)
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
(TAYLOR, 1997).
•
E l ã d hid t ãEvolução da hidratação
60
e
r
a
d
o
40
d
e
 
S
i
 
r
e
c
u
p
20
%
 
t
o
t
a
l
 
d
1 3 7 14 30 42 84 180 365 22 30
Tempo (escala log) dias anos 
0
Fig. 3 - Fração percentual do C3S recuperado como
monômero, dímero e polímero (Taylor, 1997)
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia•Editor: Geraldo C. Isaia
o ô e o, d e o e po e o ( ay o , 99 )
HIDRATAÇÃO DO C3A + SULFATO DE 
CÁLCIOCÁLCIO
• O aluminato de cálcio puro cristaliza na forma cúbica. O Fe3+ e o Si4+
substituem o alumínio e o equilíbrio de cargas na estrutura cristalina
se dá com a substituição do cálcio pelo sódio. Na faixa de 3,7%, a
4,6% a estrutura é ortorrômbica.,
• Na hidratação do C3A em água a forma cúbica é a mais reativa. O
resultado se inverte em presença de gipsita, sendo a forma
t ô bi i ti lib ã i t d lortorrômbica a mais reativa, com liberação intensa de calor.
• O fluxo de calor no período de pré-indução é mais intenso para a
forma cúbica, sem apresentar um pico de aceleração, em água ou nao a cúb ca, se ap ese ta u p co de ace e ação, e água ou a
presença de gipsita.
• O pico de pré-indução para a forma ortorrômbica é menos intenso. Ao
í d d i d ã li i t d fl d lperíodo de indução segue-se um ligeiro aumento do fluxo de calor em
água, e mais intenso e em tempo menor em presença de gipsita.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
HIDRATAÇÃO DO C3A + SULFATO DE 
CÁLCIOCÁLCIO
 
 
(a) (b)
 
 
(c) (d) 
Figura 4 – Gráficos do fluxo de calor e calor acumulado na hidratação do C3A com e 
sem adição de gipsita: (a) e (b) C A cúbico; (c) e (d) C A ortorrômbico (Kirchheim et
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
sem adição de gipsita: (a) e (b) C3A cúbico; (c) e (d) C3A ortorrômbico (Kirchheim et 
al., 2011). 
 
HIDRATAÇÃO INICIAL DO CIMENTO 
PORTLANDPORTLAND
Dissolução dos constituintes solúveis em água, aumento doç g ,
pH e início de interação entre os íons.
O 0
60
OH _ x 0,5
40
50
(
m
m
o
l
/
l
)
SiO2 x 103
20
30
c
e
n
t
r
a
ç
ã
o
 
(
Na2O
K2OCaO
0
10
C
o
n
SO4
Figura 5 – Concentração dos íons na solução do poro em pasta de
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Tempo (h) 
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
cimento Portland (LAWRENCE, 1966. Apud: TAYLOR 1997
EVOLUÇÃO DAHIDRATAÇÃO DO CIMENTO 
PORTLANDPORTLAND
 
6000 final da indução
4000
5000
t
s
)
Alita AFt Gipsita Portlandita
3000
4000
s
i
d
a
d
e
 
(
c
o
u
n
t
1000
2000
I
n
t
e
n
final da aceleração
0
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
Tempo de hidratação (min)
Figura 6 - Evolução da hidratação inicial do cimento CP III até o final do
período de aceleração, determinada em pasta, relação a/c 0,40, por
áli dif ã d i X i it (Q i i 2008)
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
análise por difração de raios X in situ (Quarcioni, 2008).
FLUXO DE CALOR NA EVOLUÇÃO DA 
HIDRATAÇÃOHIDRATAÇÃO
Na figura seguinte (Figura 7):g g ( g )
Curva de evolução do fluxo de calor na hidratação do
cimento Portland CP II-F observado em calorímetrocimento Portland CP II F, observado em calorímetro
de condução, durante as primeiras 72 horas: a) efeito
exotérmico de dissolução inicial do C3A e C3S, eexotérmico de dissolução inicial do C3A e C3S, e
neutralização de cargas superficiais; b) um breve
período de indução, de nucleação dos produtosp ç ç p
hidratados; c) curva de aceleração da reação por
formação de C-S-H, etringita e portlandita; d) período
de desaceleração e retomada da formação da
etringita; e) liberação de calor pela transformação da
t i it lf l i t (LME 2011)
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
etringita em monossulfoaluminato (LME, 2011).
FLUXO DE CALOR DE REAÇÃO DE 
HIDRATAÇÃO DO CIMENTO CP II FHIDRATAÇÃO DO CIMENTO CP II F 
5,0
3,5
4,0
4,5
)
a/c 0,3
a/c 0,7a
2,5
3,0
d
e
 
c
a
l
o
r
 
(
W
/
k
g
)
d
1,0
1,5
2,0
F
l
u
x
o
 
d
c
e
0,0
0,5
0 10 20 30 40 50 60 70
b
Fig. 7 – Curva de evolução do fluxo de calor na hidratação do cimento
Portland CP II-F, observado em calorímetro de condução, durante as
i i 72 h l õ / 0 3 0 7
Tempo (horas)
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
primeiras 72 horas, para relações a/c 0,3 e 0,7.
EFEITO DA TEMPERATURA NA EVOLUÇÃO 
DA HIDRATAÇÃODA HIDRATAÇÃO
0,005
0,006
W
/
g
)
10°C
0,003
0,004
F
l
u
x
o
 
d
e
 
c
a
l
o
r
 
(
W
25°C
40°C
0,001
0,002
0,000
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Tempo (h)
Figura 8 - Evolução do fluxo de calor liberado na hidratação
do cimento Portland em função da temperatura,
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
do c e to o t a d e u ção da te pe atu a,
determinado por calorimetria isotérmica (LME, 2011).
ETAPA INICIAL NA EVOLUÇÃO DA 
MICROESTRUTURAMICROESTRUTURA
24 horas de hidratação(c)
Figura 9 – Início da formação da camada externa de C-S-H
(grão de HADLEY) com início de formação do produto
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
(g ão de ) co c o de o ação do p oduto
interno (c), detalhado ao lado (GALLUCCI et al., 2010).
DETALHES DA MICROESTRUTURA DE 
CIMENTO PORLAND AOS 28 DIASCIMENTO PORLAND AOS 28 DIAS
(a) (b)
Figura 10 – a) Grão de HADLEY ilustrando a transformação da etringita
l d lf l i t d C S H b) tl ditem placas de monossulfoaluminato, cercado por C-S-H; b) portlandita
precipitada em forma de placas empilhadas em meio ao C-S-H (SILVA
& CINCOTTO, 2001).
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
EVOLUÇÃO DA MICROESTRUTURA
EFEITO DO FILLER CALCÁRIOEFEITO DO FILLER CALCÁRIO
Fig. 11 - Efeito de nucleação do filer calcário na precipitação
do C-S-H: a) após 24 horas; b) após 28 dias
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
do C S a) após o as; b) após 8 d as
(ZANCHETTA & QUARCIONI, 2011).
CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS 
POZOLÂNICOSPOZOLÂNICOS
 Análise qualitativa dos minerais presentes porq p p
difratometria de raios X.
 Quantificação da fração vítrea ou amorfa por difratometriaç ç p
de raios X - método Rietveld.
 Análise química quantitativa dos elementos por via úmidaq q p
ou por fluorescência de raios X.
 Determinação do consumo de cal pelo método Chapelle.ç p p
 Determinação da área superficial específica pelo método
BET.
 Distribuição do diâmetro das partículas em granulômetro a
laser.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
Ef it d ti id d lâ iEfeitos da atividade pozolânica
 Consumo da portlandita liberada na hidratação do cimentop ç
Portland.
 Formação de silicatos e aluminatos, mas tambémç ,
sílicoaluminatos, com ganho de resistência mecânica.
 Produtos de hidratação:ç
Em comparação ao cimento Portland, C-S-H com
relação C/S mais baixa.
Além da hidrogranada, o C4AH13 .Os sílicoaluminatos catoita C3ASH4, estratlingita e3 4 g
gelenita C2ASH8 .Monocarboaluminato: C3A.CaCO3.H12
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
Evolução do consumo de óxido de cálcio 
l i l tpela cinza volante
550
600
365mg CaO
400
450
500
550
m
a
 
C
.
 
V
o
l
a
n
t
e
330 mg CaO
365 mg CaO
200
250
300
350
m
a
s
 
C
a
O
 
/
 
g
r
a
m
0
50
100
150
m
i
l
i
g
r
a
m
Figura 12 – Determinação feita durante 182 dias, em mistura CV+ CH
0
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 168 182
Idade (dias)
(55%+45%), resultado expresso em relação à cinza volante () e à
fase vítrea (....), determinadopor termogravimetria. Estão indicados o
limite mínimo de consumo (330mg/g) e o determinado pelo ensaio
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
( g g) p
Chapelle (365mg/g) (HOPPE FILHO, 2008).
EVOLUÇÃO DA REAÇÃO POZOLÂNICA
DA CINZA VOLANTEDA CINZA VOLANTE
0,40
d
i
a
)
45% Hidróxido de Cálcio + 55% Cinza Volante
0,25
0,30
0,35
C
o
m
b
i
n
a
d
a
 
(
%
/
0,15
0,20
,
e
a
ç
ã
o
 
-
Á
g
u
a
 
C
0 00
0,05
0,10
T
a
x
a
 
d
e
 
R
e
Figura 13 - Taxa de reação na formação dos silicatos e
0,00
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 168 182
Idade (dias)
g 3 ç ç
aluminatos hidratados, expresso pelo teor de água
combinada, em função da idade, determinada por
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
termogravimetria (HOPPE FILHO, 2008).
EVOLUÇÃO DO CONSUMO DE 
PORTLANDITA PELA CINZA VOLANTEPORTLANDITA PELA CINZA VOLANTE
35,0
20,0
25,0
30,0
n
d
i
t
a
 
(
%
)
10,0
15,0
,
e
o
r
 
d
e
 
p
o
r
t
l
a
n
0,0
5,0
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 168 182
T
e
Figura 14 – Teor de portlandita remanescente do cimento
Idade (dias)
CP V - ARI CP V + Cinza Volante 50% CP V (Teórico)
g p
após hidratação de 182 dias, determinado por
termogravimetria (HOPPE FILHO, 2011).
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
Evolução da hidratação sob efeitos físico e 
í iquímico
24 0
26,0
16 0
18,0
20,0
22,0
24,0
o
m
b
i
n
a
d
a
 
(
%
)
Efeito químico – atividade pozolânica
8 0
10,0
12,0
14,0
16,0
m
i
c
a
m
e
n
t
e
 
c
o
Efeito físico – nucleação heterogênea
Efeito químico atividade pozolânica
2,0
4,0
6,0
8,0
Á
g
u
a
 
q
u
i
m
Hidratação do cimento
0,0
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 168 182
Idade (dias)
CP V - ARI CP V + Cinza Volante 50% CP V (Teórico)
Figura 15 – Porcentagem de água quimicamente combinada
por efeitos físico de nucleação, e químico por atividade
CP V ARI CP V + Cinza Volante 50% CP V (Teórico)
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
po e e tos s co de uc eação, e qu co po at dade
pozolânica (HOPPE FILHO, 2008).
PRODUTOS DE HIDRATAÇÃO SUPERFICIAIS DA 
CINZA VOLANTE FORMADOS POR ATIVIDADE 
ÂPOZOLÂNICA
3
1 2
3
Zoom: 40.000 x
1 – Partícula cisalhada de cinza volante.
2 – Vazios ocluídos na partícula de cinza volante.
C
Figura 16 – Micrografia de fratura de pasta cimento-cinza
volante após um ano de hidratação (ZANCHETTA &
3 – Cristais de sílico-aluminato de cálcio hidratado.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
o a te após u a o de d atação ( C &
HOPPE FILHO, 2008)
CINÉTICA DA HIDRATAÇÃO DOS CIMENTOS 
PORTLANDPORTLAND
a) CP V: apresenta um tempo de indução de 2 horas; o pico) p p ç ; p
de fluxo de calor do período de aceleração se dá em 6
horas. A DRX indica a formação de etringita no período de
10 13 h N í d d 20 30 h b10 a 13 horas. No período de 20 a 30 horas observa-se
ligeiro aumento de fluxo de calor de transformação da
etringita em monossulfoaluminato de cálcioetringita em monossulfoaluminato de cálcio.
• b) Com adição de 10% de filer calcário, não há período de
indução O perfil da curva é o mesmo do CP V mas comindução. O perfil da curva é o mesmo do CP V, mas com
maior aceleração até as 15 horas, por efeito de nucleação.
No período de 8 a 11 horas o fluxo de calor é devido àp
formação da etringita. No período de 20 a 30 horas,
analogamente ao CPV, o aumento do fluxo de calor é
d id á f ã d lf l i t
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devido á formação do monossulfoaluminato.
CINÉTICA DA HIDRATAÇÃO DOS CIMENTOS 
PORTLANDPORTLAND
c) CP IV: tem hidratação retardada pelo fato das partículas) ç p p
em hidratação estarem mais separadas pela presença da
pozolana; o fluxo de calor é mais baixo, proporcional ao
t d lí t d i á i à 15teor de clínquer presente; o segundo pico máximo, às 15
horas, é devido à formação da etringita, indicado no
difratograma de raios Xdifratograma de raios X.
d) Os cimentos com escória de alto-forno apresentam
comumente um perfil com dois picos de aceleração quasecomumente um perfil com dois picos de aceleração quase
superpostos, o segundo devido à escória, por ser de
hidratação mais lenta; este cimento não segue esse perfilç ; g p
e, provavelmente, trata-se de escória, menos reativa, a
liberação de calor alarga-se até 30 horas. Pico de fluxo de
l à 6 h li i t t 12 25 h
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calor às 6 horas com ligeiro aumento entre 12 e 25 horas.
CINÉTICA DA HIDRATAÇÃO DE CIMENTOS 
PORTLANDPORTLAND
Figura 17 – Curvas de fluxo de calor obtidas por calorimetria
isotérmica para os cimentos CPV, CPV + 10% de filer,
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soté ca pa a os c e tos C , C 0% de e ,
CPIV e CPIII. (LME, 2011).
CINÉTICA DA HIDRATAÇÃO DE CIMENTOS 
PORTLANDPORTLAND
•Fig. 18 – Curvas de calor acumulado determinado por 
calorimetria isotérmica para os cimentos CPV, CPV + 10% de 
filer CPIV e CPIII (LME 2011)
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filer, CPIV e CPIII (LME, 2011).
EVOLUÇÃO DA FORMAÇÃO DOS COMPOSTOS 
HIDRATADOS DE CIMENTOS PORTLAND
A evolução dos compostos hidratados é analisada na figura
seguinte para o CP V e o CP V com adição de 10% de filerg p ç
calcário, por difratometria de raios X:
 A etringita precipita-se nos primeiros cinco minutos de
hidratação.ç
 Consumo total da gipsita às 10 h.
 Primeiros cristais de portlandita às 3h Primeiros cristais de portlandita às 3h.
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EVOLUÇÃO DA FORMAÇÃO DOS COMPOSTOS 
HIDRATADOS DE CIMENTOS PORTLAND
CP V CPV + 10% FILER%
Fig. 19 – Resultados do difratograma de raios X de cimentos
Portland CP V, CP V + 10% filer (LME, 2011).
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o t a d C , C 0% e ( , 0 )
EVOLUÇÃO DA FORMAÇÃO DOS COMPOSTOS 
HIDRATADOS DE CIMENTOS PORTLAND
A hidratação dos cimentos CP III e CP IV até as 20 horas é
analisada por difratometria de raios X na figura seguinte:
CP III
 A etringita aparece aos 45 minutos de hidratação.
 Consumo total da gipsita às10 h.
 Primeiros cristais de portlandita às 3h.
CP IV
 Aparecimento da etringita à 1h.
 Consumo total da gipsita às 10h.Consumo total da gipsita às 10h.
 Primeiros cristais de portlandita às 6h.
 Consumo total da gipsita às 10h
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 Consumo total da gipsita às 10h.
EVOLUÇÃO DA FORMAÇÃO DOS COMPOSTOS 
HIDRATADOS DE CIMENTOS PORTLAND
CP III CP IV
Fig. 20 – Resultados do difratograma de raios X de cimentos
Portland CP III e CP IV (LME, 2011).
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EVOLUÇÃO DA HIDRATAÇÃO 
DETERMINADA PELA TERMOGRAVIMETRIADETERMINADA PELA TERMOGRAVIMETRIA
As perdas de massa da figura seguinte indicam:
Cimento anidro ()
A curva indica as perdas de massa do cimento anidro: primeiro pico -
sulfato de cálcio (gipsita e hemidrato); segundo pico a 252°C –
singenita; terceiro pico a ~442°C – portlandita; quarto pico a ~802°C -
descarbonatação da calcita.
24 horas de hidratação ()
O largo pico observado a ~151 °C engloba a etringita e o C-S-H; o pico a
371°C - formação da brucita; a 495°C aumento do teor de portlandita
resultante da hidratação do silicato.
28 dias de hidratação ( )28 dias de hidratação ()
Somenteaos 28 dias distingue-se ao lado do pico de C-S-H e da
etringita, a perda de massa da desidratação do monossulfoaluminato;
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há também aumento do teor de portlandita e de carbonato de cálcio.
RESULTADOS COMPARATIVOS DAS PERDAS 
DE MASSA DO CP V ANIDRO E HIDRATADO
Fig. 21 – Curvas DTG de cimentos CPV anidro e hidratado
após 24 horas e 28 dias de hidratação (LME, 2011).
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após o as e 8 d as de d atação ( , 0 )

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