Álcalis incorporados ao aluminato tricálcico: efeitos na hidratação

Ano: 2010 | Volume: 10 | Número: 1

Autores: A. P. Kirchheim, R. B. D. Souza, D. C. C. D. Molin, P. J. M. Monteiro

Palavras-chave: ALUMINATO TRICÁLCICO CÚBICO E ORTORRÔMBICO, ETRIGINTA, HIDRATAÇÃO

Resumo Português:

O aluminato tricálcico (C3A) é a fase que reage mais rápido na
hidratação do cimento quando em contato com a água. Geralmente, a
forma cristalina sintetizada durante o processo de clinquerização é
cúbica. No entanto, o íon Na+ pode ser incorporado na estrutura
cristalina do C3A, em substituição ao Ca2+, levando à modificação da forma
cristalina cúbica, para a ortorrômbica (Na- C3A). Embora alguns estudos tenham
investigado a interferência desta fase modificada na hidratação do cimento,
algumas lacunas de conhecimento ainda existem. O presente estudo utiliza fases
puras sintetizadas em laboratório, para, desta forma, examinar as reações
isoladamente. A hidratação destes aluminatos na presença de gipsita foi estudada
utilizando calorimetria isotérmica, microscopia eletrônica de varredura (MEV),
difração de raios X (DRX) e ensaio de reologia de modo dinâmico, para
comprovar e observar o comportamento diferenciado de cada aluminato. Os
resultados mostraram que existem grandes diferenças na hidratação de cada
aluminato, sendo o C3A ortorrômbico mais reativo nas primeiras idades quando
em presença de gipsita, consumindo-a totalmente em poucos minutos. As pastas
com C3A ortorrômbico na presença de gipsita apresentaram um calor total liberado
no mínimo 10 vezes maior quando comparado às pastas com C3A cúbico. As
imagens de MEV e os difratogramas demonstraram que as pastas contendo C3A
ortorrômbico reagiram mais rápidas formando cristais maiores de etringita.

Resumo Inglês:

Tricalcium aluminate (C3A) is the phase that reacts more quickly in the cement
hydration when in contact with water. Generally, the crystalline form of C3A
synthesized during clinkerization is cubic. However, Na+ can be incorporated into
the crystalline lattice of C3A, replacing the Ca2+, leading to the formation of
orthorhombic C3A (Na-C3A). Although some studies have investigated the
influence of this polymorphous on cement hydration, some knowledge gaps still
exist. This study uses pure phases synthesized in laboratory to analyze the
reactions independently, isolating the reactions from the others phases. Hydration
reactions of C3A in presence of gypsum were investigated by isothermal
calorimetry, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), and
dynamic mode rheology. The results showed differences in the hydration of each
aluminate, indicating that the orthorhombic phase is more reactive at early ages in
the presence of gypsum, consuming them very quickly. The pastes mixed with
orthorhombic C3A and gypsum presented a total heat released at least 10 times
greater than the ones made with cubic C3A. The SEM images and the XRD
patterns demonstrate that the pastes containing orthorhombic C3A reacted at a
faster rate, and the ettringite crystals formed were also longer.