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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 •Livro Concreto: Ciência e Tecnologia •Editor: Geraldo C. Isaia 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 •Livro Concreto: Ciência e Tecnologia •Editor: Geraldo C. Isaia 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, •Livro Concreto: Ciência e Tecnologia •Editor: Geraldo C. Isaia 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) •Livro Concreto: Ciência e Tecnologia •Editor: Geraldo C. Isaia 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. •Livro Concreto: Ciência e Tecnologia •Editor: Geraldo C. Isaia 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). •Livro Concreto: Ciência e Tecnologia •Editor: Geraldo C. Isaia 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 •Livro Concreto: Ciência e Tecnologia •Editor: Geraldo C. Isaia 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). •Livro Concreto: Ciência e Tecnologia •Editor: Geraldo C. Isaia 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; •Livro Concreto: Ciência e Tecnologia •Editor: Geraldo C. Isaia 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). •Livro Concreto: Ciência e Tecnologia •Editor: Geraldo C. Isaia após o as e 8 d as de d atação ( , 0 )
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