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CIMENTOSLIGANTES HIDRÓFILOS
PRINCIPAIS COMPONENTES DO CRÚ E DO CLÍNQUER PORTLAND
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CIMENTOSLIGANTES HIDRÓFILOS
COMPONENTES DA MATÉRIA-PRIMA
Inicial
Após perder água e CO2 no forno
Principais Outros
C →S →A →F →
_S →
H → H2O
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Objectivos:• regularidade de composição e de propriedades
Hidráulico (VICAT)
Silícico
CIMENTOS COMPONENTES DA MATÉRIA-PRIMALIGANTES HIDRÓFILOS
os símbolos referem-se às %s deóxidos na totalidade do cimentoMódulos
Relações antes da cozedura
Alumino-férricoou de fundentes
MTO IMP.Para cimentos c/ >resist. Química e calor de hidratação baixo
Para não permitir a formação dealuminatos tricálcicosGrau de saturação
em cálcioCaso os módulos não respeitem os limites a matéria-prima tem de ser corrigida
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CIMENTOS COMPONENTES DA MATÉRIA-PRIMALIGANTES HIDRÓFILOS
Componentes principais do Clínquer
450 < T ≤ 700ºC
700 < T ≤ 900ºCEvaporação da água livre
Saída da águaadsorvida Activação dos
silicatos
- Formação dos óxidos deCa e (Mg)
- início da formação deBeliteAluminato de cálcicoAluminoferrato bicálcico Belite
Aluminato tricálcicoCelite
- Aparece a fase líquida - Alite
Matéria-prima T = 1260ºCT ≤ 100ºC
100 < T ≤ 450ºC900 < T ≤ 1200ºC
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CIMENTOS COMPONENTES DA MATÉRIA-PRIMALIGANTES HIDRÓFILOS
Contêm metais alcalinos, ferro, magnésio, etc.
(CELITE)
Alite
Belite
Celite
Componentes do Clínquernão aparecem puros
Análise química química do Clínquerpouco diz acerca dos componentes formados durante a fusão e cristalização subsequente
Celitedá a cor cinzenta ao cimento
Cimento branconão tem Celite
Representação esquemática dos principais componentes doclínquer de cimento Portland
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CIMENTOS COMPONENTES DA MATÉRIA-PRIMALIGANTES HIDRÓFILOS
Dominam as propriedades do cimento
Natureza e estrutura do Clínquer
+História térmica do clínquerDimensões e forma das partículas do cruVariações acidentais da composição química do cru
Clínqueres com composições químicas idênticas
Natureza do material na pedreira diferente
Podem ter características diferentes
Contribuem para alterara estrutura do Clínquer
Enorme variabilidade nas propriedades do cimentoNão explicada apenas pela análise química
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CIMENTOSLIGANTES HIDRÓFILOS
COMPONENTES PRINCIPAIS DO CIMENTO PORTLAND
Composição potencialou composição de Bogue
A partir das quantidades de óxidosdeterminados por análise química
PRESSUPOSTO:Composição do clínquer arrefecido = à composição de um estado de equilíbrio total entre os componentes cristalizados como se estivessem à temperatura de clinquerização
ANÁLISE QUÍMICA(NP EN 196-2 (1996)) +
COMPOSIÇÃO POTENCIAL OU DE BOGUE
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CIMENTOSLIGANTES HIDRÓFILOS COMPONENTES PRINCIPAIS DO CIMENTO PORTLAND
difracção de raios Xmicroscopia ópticaMEVdissolução selectivaanálise termo gravimétricamétodo de Bogue aperfeiçoado
Outros métodos
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CIMENTOSLIGANTES HIDRÓFILOS
HIDRATAÇÃOPresa, Endurecimento e Hidratação
1 – período dormente ou de indução
2 – início de presa
0 – água + cimento (amassadura)
Fluidez ± constante3 – fim de presa
4 – endurecimento
2 a 4h depois 1 (T normais)• Inicia rigidificação• Resistência mto baixa
Umas horas depois de 2
mto rápido nos primeiros 2 dias,cada vez + lento à medida que o tempo passaresistência aumenta continuamente
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS HIDRATAÇÃO Presa, Endurecimento e Hidratação
exotérmicas
Presa e início de endurecimentoReacções de hidratação
A• dura apenas alguns mn• deve-se à hidratação inicial à superfície das partículasPeríodo dormente – 2/3 horasB• início do endurecimento (reactividade máxima de hidratação)C• pode ocorrer 1 ou 2 dias depois de B
Resulta:da hidratação dos 4 componentes
principais do cimentoda interacção entre os produtos da
hidratação
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS HIDRATAÇÃO Presa, Endurecimento e Hidratação
Explicação SimplificadaAluminato tricálcico
1Presa rápida ou instantânea (pico A)
Retardação da reacção Adição de gesso
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etringitePeríodo dormente precipita sobre C3A
• Desaparecimento da camada de protecção de C3A• Início da formação de produtos de hidratação a partir dos componentes do cimento
Fim do Período dormente
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS HIDRATAÇÃO Presa, Endurecimento e Hidratação
monosulfoaluminato etringite
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Explicação Simplificada (cont.)
Gesso totalmente consumido
C3A remanescente
máximo Cse C3A > 12%
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS HIDRATAÇÃO Presa, Endurecimento e Hidratação
Explicação Simplificada (cont.)
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Hidratação do aluminoferrato tetracálcico (C4AF)
Em simultâneo coma hidratação do C3A
Aluminato tricálcico hidratado ferro monocálcico hidratado
C3A protegido contra os sulfatos
5ferrato tricálcico hidratado
Cimentos resistentes aos sulfatos >> C4AF
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS HIDRATAÇÃO Presa, Endurecimento e Hidratação
Parte em soluçãoParte cristaliza
Bissilicato tricálcicohidratado
40% dos produtos de hidratação da alite
Responsável pela resistência atingida no cimento endurecido
É a reacção + rápida ⇒ > contribuição para o pico B
Somente estável em soluções saturadas de hidróxido de cálcio com 12,2 < pH < 12,34
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Vulgarmente designado por silicatode cálcico hidratado (CSH)
Explicação Simplificada (cont.)
C3S (alite)
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS HIDRATAÇÃO Presa, Endurecimento e Hidratação
C2S (belite)
+ estável do que obissilicato tricálcico hidratado
outro silicato de cálcicohidratado (CSH)
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• reage + lentamente do queC3S (alite)• produtos da reacção idênticos (CSH)• contribuição reduzida para o calor de hidratação
Explicação Simplificada (cont.)
18% dos produtos de hidratação da belite
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LIGANTES HIDRÓFILOS CIMENTOS HIDRATAÇÃO Presa, Endurecimento e Hidratação
Quadro resumo das reacções
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6
1
4
5
3
2
equações