Apresente as características da pasta de cimento hidratada e explique o fenômeno da retração por secagem.
Passo 1
Beleza, a questão pede duas coisas: (1) falar das características da pasta de cimento depois que ela hidrata e (2) explicar o que é a retração por secagem. O conteúdo é Ciência dos Materiais de Cimento: basicamente vamos precisar entender o que acontece quando a água reage com o clínquer (hidratação), que fases sólidas surgem (C-S-H, portlandita, etc.), como fica a porosidade, e por fim como a água que sobra sai e faz a pasta encolher (capilaridade e tensões de menisco).
Passo 2
Teoria da hidratação e fase sólidas
- Quando a água entra em contato com o cimento Portland, vários compostos do clínquer (principalmente silicatos de cálcio C3S e C2S) reagem formando:
- Gel de silicato de cálcio hidratado (C-S-H): a “cola” principal, rede muito fina de gel com poros nanoscópicos.
- Hidróxido de cálcio (portlandita, CH): cristais maiores, menos densos que o gel.
- Outras fases (ettringita, monosulfoaluminato) em menores quantidades.
- Cada grama de C-S-H retém muita água; parte vira estrutura sólida, parte fica aprisionada nos poros de gel e capilar.
- O resultado é uma microestrutura heterogênea: grãos de gel interligados, cristais de CH e canais de poros.
Passo 3
Porosidade e influência na performance
- Poros de gel (diâmetros típicos <10 nm): água neles adere fortemente, quase não evapora.
- Poros capilares (10 nm–10 µm): são os túneis onde a água líquida fica livre para se mover e eventualmente evaporar.
- Propriedades da pasta hidratada dependem dessa porosidade: resistência mecânica, permeabilidade e durabilidade. Quanto mais poros capilares vazios, menor a resistência e maior a chance de corrosão de armadura.
Passo 4
Entendendo a retração por secagem
- Quando a umidade externa é baixa, a água nos poros capilares começa a evaporar.
- Nos poros que ainda têm água, formam-se meniscos de líquido. A superfície curvada do menisco puxa as paredes do poro, gerando uma pressão de sucção, dada pela equação de Young-Laplace:
onde γ é tensão superficial da água, θ é ângulo de contato e r é o raio do poro.
3. Esse “negative pressure” tensiona a matriz do C-S-H, fazendo-a contrair (encolher) ao longo do tempo.
4. Como a contração não é uniforme, podem surgir microfissuras, reduzindo resistência e aumentando permeabilidade.
Resposta
A pasta de cimento hidratada é composta sobretudo por gel de C-S-H (microestrutura nanoporosa), portlandita e poros capilares e de gel. As propriedades (resistência, permeabilidade) dependem do volume e do tamanho desses poros. A retração por secagem acontece porque, ao evaporar a água dos poros capilares, formam-se meniscos que geram tensões de sucção (ΔP negativo) no interior da matriz, provocando o encolhimento da pasta e possível aparecimento de microfissuras.