Por que os sulfatos são danosos ao concreto? Quais cristais são atacados?

Passo 1

O enunciado pergunta por que íons sulfato (S) em solução são prejudiciais ao concreto endurecido e quais fases cristalinas do gel de cimento eles atacam. O conteúdo aqui é a química de ataque por sulfato em concretos e as reações que destroem fases hidratadas do cimento.

Passo 2

Quando o cimento hidrata, formam-se principalmente:
1. Gel de silicato de cálcio (C–S–H) responsável pela resistência;
2. Hidróxido de cálcio, ou portlandita, cuja fórmula é Ca(OH)2;
3. Fases aluminatos de cálcio monossulfo (AFm) e trisulfo, isto é, etringita (AFt) em menor quantidade inicial.
É importante entender que essas fases ocupam o poro do concreto e garantem sua durabilidade.

Passo 3

Os sulfatos penetram pelos poros do concreto e reagem com as fases hidratadas do cimento. As principais reações são:
Portlandita: Ca(OH)2 + SO4^2- + 2H2O ;longrightarrow; CaSO4cdot2H2O;(gipsita)
AFm: 3CaOcdot Al2O3cdot CaSO4cdot12H2O + 2SO4^2- ;longrightarrow; 3CaOcdot Al2O3cdot3CaSO4cdot32H2O;(etringita)
Aqui a gipsita e a etringita cristalizam nos poros, ocupando mais volume e gerando tensões internas que levam à fissuração e desagregação do concreto.

Passo 4

Além da formação de gipsita e etringita, os sulfatos promovem a dessiliciação parcial do gel C–S–H, liberando mais Ca^2+ e enfraquecendo a rede de silicato. Esse ataque químico reduz a coesão do gel e acelera a deterioração.

Resposta

Os sulfatos são danosos porque, ao penetrar no concreto, reagem com a portlandita e com as fases AFm (mono-sulfato), formando gipsita ( CaSO4cdot 2H2O) e etringita ( Ca6Al2(SO4)3(OH)12cdot 26H2O). Essas novas fases ocupam mais volume, geram esforço interno e fissuram o material. Além disso, há dessiliciação do gel C--S--H, comprometendo a resistência e a durabilidade do concreto.

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