Quais são os produtos de hidratação do cimento? São formados a partir de quais reações químicas? Explique como cada produto de hidratação influencia as propriedades do cimento endurecido?
Passo 1
O enunciado pede para listar os produtos de hidratação do cimento Portland, mostrar de que reações químicas eles se formam e explicar como cada um afeta as propriedades do cimento endurecido. O conteúdo envolve a química de hidratação dos principais minerais do clínquer: o silicato tricálcico (
), o silicato dicálcico (
), o aluminato tricálcico (
) e o ferroaluminato tetracálcico (
).
Passo 2
Os silicatos do clínquer reagem com a água formando gel de silicato de cálcio hidratado (C–S–H) e hidróxido de cálcio (portlandita, CH). Em notação simplificada:
Aqui
representa o gel C–S–H, responsável pela maior parte da resistência mecânica, e
é a portlandita, que confere alcalinidade ao meio.
Passo 3
O aluminato tricálcico reage primeiro com o gesso (
) adicionado ao clínquer para controlar a pega, formando etringita:
Depois de consumado o gesso, a etringita pode converter-se em monosulfo:
onde
indica grupo sulfato.
Passo 4
O ferroaluminato tetracálcico hidrata-se de forma análoga ao
, porém mais lentamente, gerando sulfoaluminatos férricos e um pouco de C–S–H:
Esses minerais têm papel secundário na resistência, mas influenciam cor e durabilidade.
Passo 5
Cada produto impacta as propriedades do cimento endurecido:
Gel C–S–H (
): sua microestrutura colmata os poros, gera coesão interna e responde pela maior parte da resistência mecânica e impermeabilidade.
Portlandita (CH): eleva o pH do pore-solution, protegendo armaduras de aço, mas é relativamente cristalina e forma zonas frágeis com maior porosidade, reduzindo a durabilidade se em excesso.
Etringita (
): na primeira fase controla a pega e evita pega rápida excessiva; em excesso ou formação tardia pode causar expansão e fissuração (reação álcali-sílica ou recaída de sulfato).
Monosulfo (
e derivados férricos): contribui para a estabilidade dimensional após a formação da etringita; sua formação equilibrada evita expansão tardia.
Resíduo não hidratado (
,
): continua hidratando lentamente, fornecendo ganho de resistência a longo prazo.
Resposta
Produtos de hidratação:
(a) Gel C–S–H ( ) — formado pela hidratação de
e
; gera resistência e impermeabilidade.
(b) Portlandita (CH) — formado junto ao C–S–H; aumenta alcalinidade mas pode criar zonas frágeis.
(c) Etringita ( ) — formado pela reação de
com gesso; regula a pega e pode causar expansão.
(d) Monosulfo ( e teor férrico) — resultado da conversão da etringita; estabiliza dimensionalmente o gel aluminato.
(e) Resíduos de e
não hidratados — continuam hidratando a longo prazo e aumentam a resistência gradual.
(a) Gel C–S–H (
(b) Portlandita (CH) — formado junto ao C–S–H; aumenta alcalinidade mas pode criar zonas frágeis.
(c) Etringita (
(d) Monosulfo (
(e) Resíduos de