Estudo Dirigido Química do Cimento

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CURSO: Engenharia Civil
DISCIPLINA: Química Geral
PROFESSOR(A): João Vitor Paes Rettore
ESTUDO DIRIGIDO
NOME DO ACADÊMICO(A):_Vinícus Henrique José _____________________________________________ ____________________________________________________________________
Orientações: para resolução do exercício, baseie-se no material fornecido, mas não se limite a ele!
Quanto ao cimento portland, responda às seguintes questões:
Questão 1:
Explique o que são os aglomerantes quimicamente inertes e quimicamente ativos.
AGLOMERANTES QUIMICAMENTE INERTES: seu endurecimento ocorre devido à secagem do material. A argila é um exemplo de aglomerante inerte. 
AGLOMERANTES QU IMICAMENTE ATIVOS: seu endurecimento se dá por meio de reações químicas. É o caso da cal e do cimento.
Questão 2:
Quais são os principas componentes do cimento portland?
Clínquer
Uma mistura de calcário, argila e minério de ferro é levada a um forno rotativo que alcança a temperatura de 1.450°C transformando-se em clínquer, a principal matéria prima do Cimento.. Ainda incandescente, ele é resfriado bruscamente e em seguida moído. Em forma de pó, tem a característica de reagir quimicamente sob ação de água, endurecendo e adquirindo elevada resistência mecânica. Portanto, é o principal componente do cimento Portland.
Gesso
O gesso (sulfato de cálcio) tem a função de controlar o tempo de pega, ou seja, o início do endurecimento do clínquer moído quando o mesmo é misturado com água. Sem a adição de gesso à moagem do clínquer, o cimento endureceria quase instantaneamente quando entrasse em contato com a água, inviabilizando seu uso nas obras.
Escória de Alto Forno
A escória de alto forno é obtida durante a produção de ferro-gusa nas indústrias siderúrgicas. Possui a propriedade de ligante hidráulico, ou seja, reage em presença de água, desenvolvendo características aglomerantes de forma muito semelhante ao clínquer. O uso da escória proporciona algumas melhorias no cimento, como maior durabilidade e maior resistência final.
Material Carbonático
A adição de materiais carbonáticos tem o objetivo de tornar os concretos e as argamassas mais trabalháveis, uma vez que os grãos desses materiais têm dimensões adequadas para se alojarem entre as partículas dos demais componentes do cimento, exercendo assim a função de um lubrificante. O que se denomina de materiais carbonáticos são rochas trituradas, que apresentam carbonato de cálcio em sua constituição.
Questão 3:
Sabendo que a mistura de pedra calcárea e argila, em temperaturas em torno de 1.500º celsius, forma o clínquer, e que seus componentes são conhecidos como C3S, C2S, C3A e C4AF, explique o que são esses compostos, quimicamente falando, e a que grupo químico eles pertencem.
C3S - 3 CaO . SiO2 (silicato tricálcico) 
Principal responsável pelas propriedades hidráulicas, tendo reação rápida com a água 
C2S - 2 CaO . SiO2 (silicato dicálcico) 
Reage lentamente com a água, apresentando pouca resistência mecânica inicial que tende a aumentar significativamente com o decorrer da hidratação. 
C3A - 3 CaO . Al2O3 (aluminato tricálcico) 
Reage instantaneamente com a água (elevada liberação de calor de hidratação), sendo, por isso, necessária adição de sulfato (gesso) para geração de produtos insolúveis na água. 
C4AF - 4 CaO . Al2O3 . Fe2O3 (ferro aluminato tetracálcico)
Apresenta pega muito rápida. 
Outros - óxido de cálcio livre (CaO), periclásio (MgO), álcalis (Na2O, K2O), outros compostos 
Questão 4:
Nas reações de hidratação dos silicatos de cálcio (C3S, C2S), é formado o composto Ca(OH)2. Sabendo disso, responda a que grupo químico ele pertence, e se o pH do meio de reação deve subir ou descer com a sua produção.
O composto Ca (OH)2 é uma base.
Por esse motivo o Ph da reação vai subir se tornando mais alcalino.
Questão 6:
Explique os 3 tipos de vazios que podem aparecer na pasta depois de endurecido, e quais deles podem ser um problema para a estrutura.
Espaço intramolecular do C-S-H - vazio existente entre as camadas de C-S-H, não tendo influência quanto à resistência e permeablidade.
Vazios capilares - espaço não preenchido pelos componentes sólidos da pasta (cimento anidro + água = produtos de hidratação + vazios) - porosidade „ macroporos (>50nm) - ↓ resistência e permeabilidade „ microporos (<50nm) - retração por secagem e fluência.
Ar incorporado - vazios obtidos por meio de aditivos (50 a 200µm), a fim de incrementar a trabalhabilidade, ou durante a operação de mistura (até 3mm) - ↓ resistência e permeabilidade 
Os vazios capilares são um problema para a estrutura, pois tem menor resistência e permeabilidade.
FUNDAÇÃO PRESIDENTE ANTÔNIO CARLOS – FUPAC
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