Tempo_de_pega_do_cimento

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Pega do Cimento Prof. Eduardo C. S. Thomaz Notas de aula 1 / 8 
 
 
Solidificação e Endurecimento do Cimento 
 
Ensaio criado por L. J. Vicat em 1818. 
 
Pega do Cimento 
 
 
 
 
 
L. J. Vicat : 
Ano de implantação do ensaio = 1818 
ASTM C191 -1992 
e NBR 11581 
 
 
Aparelhagem para ensaio de penetração da agulha de Vicat. 
 
 
Pega do Cimento Prof. Eduardo C. S. Thomaz Notas de aula 2 / 8 
 
Solidificação e Endurecimento do Cimento 
 
Pega do Cimento: Definição do Tempo de Início de Pega 
 
 
 
 
Tempo de início de pega 
 91min. 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
tempo (min)
pe
ne
tra
çã
o 
da
 
ag
ul
ha
 
(m
m
)
 
Exemplo de um ensaio de penetração da agulha de Vicat, ao longo do tempo, 
em uma pasta de cimento. Tempo de Início de pega = 91 min. 
 
 
Tempo, após 
a mistura com 
a água 
Viscosidade V 
Ti = Início de pega 
 2 a 4 horas 
 Tf = Fim de pega 
 5 a 8 horas 
Agulha de Vicat com 1mm 
de diâmetro penetra apenas 
25mm na pasta 
Agulha de Vicat com 
1mm de diâmetro não 
penetra na pasta 
V o 
V i 
V f 
endurecimento 
solidificação 
dormência 
 
 
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Aparelhagem para ensaio de penetração da agulha de Vicat.
 
 
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O retardamento do início de pega do cimento se deve à reação entre o 
C3A do Clínquer do cimento com os sulfatos adicionados ao Clinquer, na 
presença da água, formando a etringita. 
 
Para obter o maior tempo possível de início de pega, é necessário balancear as fontes de 
sulfato adicionadas ao clínquer do cimento. 
 
Essas fontes de sulfato são : 
 
Hemi-hidrato = ( ) O2H214SOC ⋅a 
Anidrito = 4SOCa 
Gesso = O2H4SOC 2⋅a ≡ H2SC 
 
O sulfato de cálcio ( gesso ) , que se dissolveu na água, reage nos primeiros minutos, 
com parte do C3A do grão do cimento, formando a etringite, na superfície do grão. 
)(etringita32H3SA6C26HH2SC3A3C →+⋅+  onde: 
CaOC = = cal ; 3O2AlA = = alumina 
3SO=S = tri-óxido de enxofre ; O2HH = = água 
A expressão da etringite segundo a nomenclatura clássica da química seria : 
 
( ) ( ) ( )O22H43SOO224H26OHA6C ⋅⋅⋅  ≡ laEtringita 
 
• O grão de cimento fica totalmente coberto pela etringite. 
• Isso impede, por 2 a 4 horas, a continuação da hidratação do grão de cimento. 
 
• Além dos sulfatos é importante considerar a parcela do C3A que se dissolve 
imediatamente na água, nos 2 primeiros minutos após a mistura cimento e água. 
 
 
• É o chamado período de dormência. 
 
 
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O teor ótimo de sulfato no cimento permite um prolongado 
Período de dormência 
 
 
 
 
 
 
• Cimento com quantidade ótima de sulfatos. 
• Pasta de cimento, 30 minutos após a mistura do cimento com a água. 
• Microscopia eletrônica de varredura 
• A dimensão de 2 micrometros, mostrada na figura, é a espessura aproximada 
da película de água que molha cada grão de cimento. 
“Floresta” de etringite 
formada na superfície 
do grão de cimento 
Grão de 
cimento 
 
 
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Liberação de calor durante a hidratação de um Cimento Portland Comum. 
 
Ver Lea´s Chemistry of Cement [1]. 
 
 
Fase 1 : Hidrólise inicial – dissolução de íons na água. 
 Ao primeiro contato com a água, os íons Cálcio Ca ++ , os íons alcalinos Na+ e K+ são 
rapidamente liberados da superfície dos grãos de cimento e/ou de gesso. O pH da água 
sobe rapidamente para 12, em poucos minutos. A solução fica fortemente alcalina. 
Quando a concentração de Cálcio e de hidróxidos alcança um valor crítico, os produtos de 
hidratação CH e C─S─H começam a cristalizar, a partir da solução aquosa. 
 
Fase 2 : Período de dormência. Formação de etringite na superfície dos grãos de cimento. 
 
Fase 3 : Retomada da hidratação. Formação dos produtos da hidratação C-H e C-S-H. 
 
Fase 4 : Redução da taxa de hidratação. Difusão através dos grãos. Formação dos 
produtos da hidratação C-H e C-S-H. 
Fase 5 : Hidratação lenta. Formação lenta dos produtos da hidratação C-H e C-S-H. 
 
fase 3 fase 2 fase 4 fase 5 
Hidratação do C3S 
 
 Formação de C-S-H e C-H 
Hidratação do C3A 
Formação de etringite 
Dissolução 
inicial do 
C3A 
Tempo ( horas ) 
Taxa de liberação de calor 
(cal / grama .hora ) 
2 a 6 h 15min. 
fase 1 
Dormência 
12 h 18h 27 h 
Transformação da 
etringite em mono-sulfato 
 
 
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Referências : 
 
1- Lea´s Chemistry of Cement and Concrete Fourth Edition – 
Editor: Peter C. Hewwlett Editora Arnold - 1998 
 
2- F.M.Lea – The Chemistry of Cement and Concrete - Third edition – Chemical 
Publishing Co., Inc. 1971 
 
3- Bogue, Robert Herman – The Chemistry of Portland Cement 
Reinhold Publishing Corporation – 1955 
 
4- Structure and Performance of Cements – second edition - 2002 
Edited by J. Bensted and P. Barnes – SPON PRESS 
 
5- Holdercim – José Eduardo Kattar – Nilton Jorge Almeida 
Cimento Portland .- 1997 
 
6- Dale P. Bentz - Building and Fire Research Laboratory- NIST 
National Institute of Standards and Technology – J. Am. Ceram. Soc. 80 [1] 3-21 
(1997) 
 
7- V.S. Ramachandran & James J. Beaudoin – Noyes Publications – 2001 
“TEM Studies of Cement Hydration " 
 
8- G.W.Groves - Oxford University - Materials Research Society 
Volume 85 -1987 Microstructural Development During Hydration of Cement 
 
9- Dale P. Bentz - Three- Dimensional Computer Simulation of Portland Cement 
Hydration and Microstructure Development.- Building and Fire Research Laboratory - 
NIST – National Institute of Standards and Technology 
J. Am. Ceram. Soc. 80 [1] 3-21 (1997 ) 
 
10-Ivan Odler - Special Inorganic Cements - Modern Concrete Technology Series 
Library Binding - (June 2000) 
 
 
Pega do Cimento Prof. Eduardo C. S. Thomaz Notas de aula 8 / 8 
 
 
11- H. F. W. Taylor - Cement Chemistry ( 2nd Edition ) 
Thomas Telford Publishing – 1998 
 
12 - Shondeep L. Sarkar - Scanning Electron Microscopy, X-Ray Microanalysis of 
Concretes - Handbook of Analytical Techniques in Concrete Science and Technology 
Principles, Techniques and Applications - 
V.S. Ramachandran & James J. Beaudoin Noyes Publications – 2001 
 
13 - Donald. A. St John, Alan W. Poole & Ian Sims 
Concrete Petrography – A handbook of investigative techniques 
John Wiley – 1998 
 
14 - Geol. Silvia Vieira – ABCP 
 
15 - L.J. Vicat - Mortiers et Ciments Calcaires – 1ª edição - 1818 
2ª edição ( tradução ao inglês) 1837 – reeditada em 1997