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Reações Pozolânica As pozolonas são substâncias naturais (rochas vulcânicas submetidas a meteorizarão) ou artificiais (subprodutos industriais) que em contato com hidróxido de cálcio, na presença de umidade, formam compostos estáveis a água e com propriedades aglomerantes. O cimento pozolânico, devido a reação pozolana com o hidróxido de cálcio liberado durante a hidratação do C2S e C3S, apresenta uma resistência química maior, pois o hidróxido de cálcio (solúvel) encontra-se combinado na forma de silicato de cálcio (difícil solubilização). Efeito químico: Reação Pozolânica · Substituição do hidróxido de cálcio por CSH · Redução do pH da solução do poro. Cimento + H2O – CSH + Ca(OH)2 O calor de hidratação do cimento pozolânico é menor, assim como a temperatura máxima atingida, tornando este cimento muito adequado para a construção de estruturas maciças de concreto, como as construções de barragens, onde a resistência química e o baixo calor de hidratação são importantes. Vantagens no emprego das pozolanas na fabricação do cimento pozolânico: a) Economia no custo do cimento; b) Maior trabalhabilidade; c) Menor calor de hidratação; d) Menor permeabilidade e menor segregação do agregado; e) Maior estabilidade de volume. Carbonatação do Cimento A carbonatação é uma patologia desencadeada a partir de um processo físico-químico entre o gás carbônico (CO2) presente na atmosfera e os compostos da paste de cimento. Este processo acontece quando há a penetração do CO2 dentro dos poros do concreto, assim se diluindo na umidade presente na estrutura e formando o composto ácido carbônico (H2CO3). Este ácido reage com a pasta de cimento hidratado, resultando em carbonato de cálcio (CaCO3) e água, criando-se a carbonatação do concreto. O carbonato de cálcio não causa o desgaste do concreto, contudo, esse composto consome os álcalis presentes na pasta de cimento, reduzindo seu pH. Isto é, a alteração do pH facilita o desencadeamento da corrosão, pois a alcalinidade mantém o aço do concreto armado protegido. A carbonatação começa de fora para dentro do concreto, a partir do meio de uma frente carbonata. Quando atinge a profundidade das armaduras, provoca desestabilização (despassivação) da camada passiva protetora, proporcionando, assim, o início da corrosão. A despassivação das armaduras acontece quando o ácido carbônico Ca(OH)2 reage com o gás carbônico (CO2), formando CaCo3 e água, deste modo, causando a queda do pH para valores inferiores a 9, ou o teor de cloretos ultrapassa o valor crítico, ocorrendo a dissolução da película passiva. Como ocorre a carbonatação do concreto? Para que ocorra a carbonatação, três fatores precisam está dentro do concreto. São eles: umidade, gás carbônico e oxigênio. Este processo se inicia quando a água (H2O) entra nos poros do concreto pelas fissuras, dissolvendo o Ca formando a reação Ca(OH)2. O gás carbônico (CO2) entra pelas fissuras no concreto e reage com a água presente, formando o ácido carbônico (H2CO3). O ácido carbônico reage com o Ca(OH)2 formando o CaCo3 (cristais). Desta forma, o consumo do Ca diminui o pH do concreto, deixando o aço exposto à corrosão. Reações: H2O + Ca – Ca(OH)2 CO2 + H2O – H2CO3 H2CO3 + Ca(OH)2 – CACO3 Consequências: Os primeiros sinais da carbonatação são o aparecimento de manchas brancas na superfície do material, ficando mais evidente quando surgem fissuras na peça e o desplacamento da camada de recobrimento do concreto. Além da queda do pH do concreto, o processo de carbonatação também pode gerar microfissuras provocadas pela formação de novos produtos que ocasionam o aumento do volume, ou seja, causando modificação da estrutura dos poros e alteração das condições de penetração dos gases envolvidos no processo. Medidas preventivas: A carbonatação do concreto se dá através de fissuras na estrutura desse material. Isso ocorre devido à facilidade da entrada de CO2. Da mesma forma, em locais com muita umidade, o processo pode ocorrer com mais rapidez. Além das consequências na superfície do concreto e a despassivação do aço, também pode acontecer a perda da armadura e da aderência desta com o concreto. Outra forma de prevenir o efeito da carbonatação é garantir uma boa cura do cimento, pois ela afeta as condições de hidratação presentes na estrutura. Assim, quanto maior tempo de cura, maior será o grau de hidratação do cimento e menor será a porosidade e permeabilidade do concreto, diminuindo as chances de ocorrer a reação.