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vários minerais produzidos em reações a alta temperatura (1450 °C), entre óxido de cálcio e sílica, alumina e óxido de ferro. Essas substâncias reagem entre si no forno, dando origem a uma série de produtos mais complexos, e, com exceção de um pequeno resíduo de calcário não combinado, que não teve tempo suficiente para reagir, é alcançado um estado de equilíbrio químico. No entanto este equilíbrio não se mantém durante o resfriamento, e a velocidade de resfriamento, afeta o grau de cristalização e a quantidade de material amorfo presente no clínquer resfriado. As propriedades desse material amorfo, que é uma fase vítrea, diferem bastante daquelas dos compostos cristalinos de composição química similar, porém, considera-se o cimento em equilíbrio congelado, ou seja, os produtos, depois de resfriados, reproduzem o equilíbrio existente à temperatura de clinquerização. (NEVILLE, 1997). Dentre a composição potencial do cimento Portland, quatro compostos são considerados principais. Na Tabela 2.1, relaciona-se tais compostos, apresentando sua constituição e os teores presentes no cimento Portland (NEVILLE, 1997; PETRUCCI, 1993). Silicato tricálcico Silicato dicálcico TABELA 2.1 - COMPOSIÇÃO POTENCIAL DO CIMENTO PORTLAND Aluminato tricálcico Composto Constituição Símbolo Teores Típicos Ferroaluminato tetracálcico Fonte: NEVILLE (1997); PIETRUCCI (1993) 3CaO.SiO 2 2CaO.SiO 2 3CaO.Al 2O 3 4CaO.Al 2O 3.Fe 2O 3 C3S C2S C3A C4AF 45% a 60% 15% a 30% 6% a 12% 6% a 8% Além dos compostos principais relacionados na Tabela 2.1, existem compostos secundários como MgO, TiO2, Mn2O3, K2O e Na2O, que geralmente representam um percentual reduzido de massa do cimento. Dentre estes compostos secundários, os óxidos de sódio e potássio, conhecidos como álcalis do cimento, são de maior interesse, pois podem reagir com alguns agregados convencionais, podendo 11
provocar desde a redução das características mecânicas até a desintegração do concreto (NEVILLE, 1997). Hidratação Segundo AÏTCIN (2000), a pasta de cimento hidratada pode ser considerada como um material cristalino de uma única fase, onde os princípios fundamentais que governam o comportamento dos materiais frágeis, como a cerâmica, podem ser aplicados de forma conveniente para controlar a microestrutura e suas propriedades. Na primeira etapa de hidratação do cimento, o C2S e o C3S são hidratados para formar um gel de tobermorita e de hidróxido de cálcio, conforme as expressões: 2Ca 3 SiO5 + 6H 2O ⇒ Ca3Si2O7 . 3H 2O + 3Ca( OH ) 2 (1) (C3S) (gel de tobermorita) 2Ca 2 SiO4 + 4H 2O ⇒ Ca3Si2O7 . 3H 2O + Ca( OH ) 2 (2) (C2S) (gel de tobermorita) A resistência da pasta de cimento hidratado é influenciada pelo teor de C3S e C2S, quando ocorre a formação do silicato hidratado de cálcio C3S2H3, cuja forma abreviada é CSH, que representa 50% a 60% do volume de sólidos de uma pasta de cimento Portland completamente hidratada. (MEHTA e MONTEIRO, 2008). Os cristais de Ca(OH)2 representam 20% a 25% do volume de sólidos da pasta hidratada e pouco contribuem para a resistência mecânica da mesma, pois possuem área especifica consideravelmente menor que o CSH (MEHTA e MONTEIRO, 2008). Além disso, os cristais de Ca(OH)2 são extremamente instáveis quimicamente e podem se dissolver na água absorvida da umidade presente no ar (PIETRUCCI, 1993). A resistência da pasta hidratada de cimento não é influenciada somente por sua composição química. A ocorrência de vazios, poros e falhas têm uma considerável influência em suas propriedades (NEVILLE, 1997; NEVILLE e BROOKS, 1987 apud MEHTA e AÏTCIN, 1990). 12
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vários minerais produzidos <strong>em</strong> reações a alta t<strong>em</strong>peratura (1450 °C), entre óxido <strong>de</strong><br />
cálcio e sílica, alumina e óxido <strong>de</strong> ferro.<br />
Essas substâncias reag<strong>em</strong> entre si no forno, dando orig<strong>em</strong> a uma série <strong>de</strong><br />
produtos mais complexos, e, com exceção <strong>de</strong> um pequeno resíduo <strong>de</strong> calcário não<br />
combinado, que não teve t<strong>em</strong>po suficiente para reagir, é alcançado um estado <strong>de</strong><br />
equilíbrio químico. No entanto este equilíbrio não se mantém durante o resfriamento, e<br />
a velocida<strong>de</strong> <strong>de</strong> resfriamento, afeta o grau <strong>de</strong> cristalização e a quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> material<br />
amorfo presente no clínquer resfriado. As proprieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong>sse material amorfo, que é<br />
uma fase vítrea, difer<strong>em</strong> bastante daquelas dos compostos cristalinos <strong>de</strong> composição<br />
química similar, porém, consi<strong>de</strong>ra-se o cimento <strong>em</strong> equilíbrio congelado, ou seja, os<br />
produtos, <strong>de</strong>pois <strong>de</strong> resfriados, reproduz<strong>em</strong> o equilíbrio existente à t<strong>em</strong>peratura <strong>de</strong><br />
clinquerização. (NEVILLE, 1997).<br />
Dentre a composição potencial do cimento Portland, quatro compostos são<br />
consi<strong>de</strong>rados principais. Na Tabela 2.1, relaciona-se tais compostos, apresentando sua<br />
constituição e os teores presentes no cimento Portland (NEVILLE, 1997; PETRUCCI,<br />
1993).<br />
Silicato tricálcico<br />
Silicato dicálcico<br />
TABELA 2.1 - COMPOSIÇÃO POTENCIAL DO CIMENTO PORTLAND<br />
Aluminato tricálcico<br />
Composto Constituição Símbolo Teores Típicos<br />
Ferroaluminato tetracálcico<br />
Fonte: NEVILLE (1997); PIETRUCCI (1993)<br />
3CaO.SiO 2<br />
2CaO.SiO 2<br />
3CaO.Al 2O 3<br />
4CaO.Al 2O 3.Fe 2O 3<br />
C3S<br />
C2S<br />
C3A<br />
C4AF<br />
45% a 60%<br />
15% a 30%<br />
6% a 12%<br />
6% a 8%<br />
Além dos compostos principais relacionados na Tabela 2.1, exist<strong>em</strong><br />
compostos secundários como MgO, TiO2, Mn2O3, K2O e Na2O, que geralmente<br />
representam um percentual reduzido <strong>de</strong> massa do cimento. Dentre estes compostos<br />
secundários, os óxidos <strong>de</strong> sódio e potássio, conhecidos como álcalis do cimento, são<br />
<strong>de</strong> maior interesse, pois pod<strong>em</strong> reagir com alguns agregados convencionais, po<strong>de</strong>ndo<br />
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