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Ca CO3 + calor (900 0C) ⇒ Ca O + CO2

Calcário + calor ⇒ cal virgem + gás carbônico

Produção da cal virgem ou calcinação

CaO + H2O => Ca (OH)2

Cal virgem + água => Cal extinta + calor

Produção de cal extinta ou apagada

Ca (OH)2 + CO2 ⇒ CaCO3 + H2O

Cal extinta + gás carbônico ⇒ Carbonato de cálcio + água

Reação da cal aérea

1ª Fase - gesso rápido ou gesso estuque

(CaSO4 + 2H2O) + calor = 150 0C ⇒ (CaSO4 + ½ H2O)

2ª Fase - gesso anidro solúvel

(CaSO4 + 2H2O) + 150 0C < calor < 300 0C ⇒ CaSO4

3ª Fase - gesso anidro insolúvel

(CaSO4 + 2H2O) + Calor > 300 0C ⇒ CaSO4

C3A aluminato tetracálcico

hidratado

• Hidratação do C3A :

O aluminato tricálcico reage rapidamente com a água,

começando a cristalizar-se dentro de poucos minutos e

aumentando, em seguida, os cristais em tamanho e número. A

mistura do aluminato tricálcico com a água para formar uma

massa plástica dá lugar a um calor de hidratação tão elevado,

que o material quase seca.

3CaOAl2O3 + CaO + 12H2O Al2O3 . 4CaO . 12H2O

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•A hidratação dos compostos de cimento Portland dá

origem a compostos cristalinos hidratados e gel

(estado gelatinoso).

O gel inicialmente apresenta-se “instável” e, à proporção

que perde água para os cristais que vão surgindo, vai

ficando estável (gel rígido), sendo esse gel rígido o

principal responsável pela resistência mecânica das

partes hidratadas.

Os cristais resultantes da hidratação dos compostos do

cimento Portland têm formas alongadas, prismáticas ou

de agulhas de monossilicato de cálcio hidratado (SiO2 .

CaO . 2,5H2O) e de aluminatos hidratados (tri e

tetracálcicos) – (Al2O3 . 3CaO . 12H2O e Al2O3 . 4CaO .

12H2O).

•Hidratação do C3S (3CaO . SiO2) :

Inicialmente, o silicato tricálcico (C3S) se hidrolisa, isto é, separa-

se em silicato bicálcico (C2S) e hidróxido de cálcio Ca(OH)2. Este

último precipita-se como cristal em solução supersaturada de cal.

A seguir, o silicato bicálcico (C2S) existente, resultante da

hidrólise do C3S, combina-se com água no processo de

hidratação, adquirindo 2 moléculas de água e depositando-se a

temperaturas normais, no estado gel. Esse processo, quando

conduzido em temperaturas elevadas, resulta numa estrutura de

natureza cristalina.

C3S + 4,5H2O SiO2 . CaO . 2,5H2O + 2Ca(OH)2

hidróxido de cálcio silicato monocálcico hidratado

•Hidratação do C2S :

O silicato é atacado muito lentamente pela água. Depois

de algumas semanas, os cristais estão recobertos por

uma camada fina de um silicato hidratado, cuja

espessura vai aumentando lentamente com o tempo.

Durante essa reação, forma-se também hidróxido de

cálcio, porém em quantidades muito inferiores à

formada pela hidratação do C3S.

C2S + 3,5H2O SiO2 . CaO . 2,5H2O + Ca(OH)2

silicato monocálcico

hidratado

hidróxido de

cálcio

•Hidratação do C4AF :

Reage rapidamente com a H2O, produzindo cristais de

alumínio tricálcico hidratado, não havendo liberação de

cal, formando, entretanto, um ferrito monocálcico

hidratado.

C4AF + CaO + 12H2O Al2O3 . 3 CaO . 12H2O + Fe2O3 . CaOH2O

aluminato tricálcico

hidratado

ferrito monocálcico

hidratado

Parte do aluminato tricálcico hidratado reage com o

hidróxido de cálcio, liberado pela hidratação dos

silicatos, formando o aluminato tetracálcico hidratado

(Al2O3 . 4CaO . H2O).

Al2O3 . CaO . 12H2O + CaSO4 . 2H2O 3CaO . Al2O3 . 3CaSO4 . 31H2O

aluminato de cálcio hidratado sal de Candlot

Al2O3 . 3CaO . 12H2O + Ca(OH)2 Al2O3 . 4CaO . 12H2O

aluminato tricálcico hidratado aluminato tetracálcico hidratado

Na massa hidratada de um cimento Portland encontramos:

•Hidróxido de cálcio = Ca(OH)2 ;

•Silicatos de cálcio hidratados = SiO2 . CaO. 2,5H2O ;

•Aluminato tri e tetracálcicos hidratados = Al2O3. 3CaO. 12H2O e Al2O3 . 4CaO . 12H2O ;

•Sulfoaluminato de cálcio (sal de Candlot) = Al2O3 . 3CaO. 3CaSO4 . 31H2O;

•Ferrito monocálcico hidratado = Fe2O3 . CaO . H2O ;

•Além de magnésia hidratada e óxidos alcalinos (Na2O e K2O) álcalis.

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Dos compostos hidratados formados pelo cimento, o hidróxido de cálcio Ca (OH)2 é o

único que é solúvel na água, sendo essa solubilidade a principal causa da degradação do

cimento depois do endurecimento.

Essa solubilidade é tanto mais importante quanto maior for a quantidade de hidróxido de

cálcio formado (nos Portlands comuns, atinge de 13 a 17% do peso do cimento).

O hidróxido de cálcio dissolve-se na água absorvida da umidade do ar e, escorrendo até

a superfície exposta das obras de concreto, entra em contato direto com o anidrido carbônico (CO2) existente na atmosfera, transformando-se em carbonato de cálcio. O

carbonato de cálcio adere à superfície do concreto sob forma de eflorescências brancas.

Essa reação não traz problemas ao concreto. Contudo, quando o hidróxido de cálcio entra

em contato com a água do mar, os fenômenos são mais complexos, em virtude dos sais que

ela contém em dissolução. Um dos sais em dissolução na água do mar é o sulfato de

magnésio, que reage com o hidróxido de cálcio, transformando-se em sulfato de cálcio e

depositando hidróxido de magnésio, que é uma substância gelatinosa, de fraca resistência.

O sulfato de cálcio substitui uma parte do hidróxido de cálcio primitivo e, como a sua molécula é maior, nota-se no fim de algum tempo uma expansão na massa do cimento.

Tanto o sulfato de cálcio formado por essa reação como também o sulfato de cálcio

existente na água do mar entram em combinação com a alumina do cimento, dando lugar à

formação do sulfoaluminato de cálcio (sal de Candlot), cuja cristalização, que já foi

comentada aqui antes, absorve muita água e pode fragmentar a massa de concreto com o

tempo.

Em resumo: em contato com a água do mar, temos as seguintes reações: O hidróxido de cálcio é eliminado, sendo substituído pelo hidróxido de magnésio e

sulfato de cálcio, com diminuição da resistência mecânica e aumento de volume

ALGUNS TIPOS DE CIMENTO

Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (CPV-ARI)

Altas resistências já nos primeiros dias de aplicação. Tem uma moagem mais

fina (superfície específica – Blaine – 500m2 / kg), maior porcentagem de (C3S)

e uma redução do teor de (C2S) e, portanto, uma rápida progressão do

endurecimento. utilizado na fabricação de pré-moldados, construção de

edifícios, pontes, viadutos e pisos industriais

Cimento Pozolânico (CP IV)

As pozolanas têm a propriedade de fixar a cal liberada na hidratação do

cimento Portland. Em ambientes marinhos a cal é dissolvida formando um

concreto poroso. Mais nocivo ainda, é quando a cal entra em contato com os

sulfatos (de cálcio e magnésio), formando-se o sal de Candlot (sulfoaluminato

de cálcio) insolúvel, que tem efeitos expansivos, podendo desagregar a massa.

As pozolanas liberam menos calor de hidratação, pois fazem endurecer os

cimentos lentamente

Cimento de alto-forno (CP III)

A escória de alto-forno, resfriada bruscamente, fica sob forma granulada e

sua mistura bem homogênea com o clínquer e gesso. O cimento de escória

exige uma cura prolongada, a fim de que se dê a fixação da cal liberada na

hidratação do Portland. Após 90 dias, sua resistência supera a resistência do

cimento Portland comum.

Cimento Portland resistente aos sulfatos (R.S.)

Os meios agressivos sulfatados são encontrados nas redes de

esgoto de águas servidas ou industriais e também na água do

mar e subterrâneas.

Cimento Portland de baixo calor de hidratação (B.C.)

O aumento da temperatura no interior de grandes estruturas de

concreto, devido ao calor desenvolvido durante a hidratação do

cimento, pode levar ao aparecimento de fissuras de origem

térmica

Cimento Portland branco

suas matérias-primas (calcário / argila branca / caulim) possuem baixos teores de

óxidos de ferro (0,2% a 0,8%) e manganês. O cimento comum tem entre 2 e 3,5%.

Estrutural para fins arquitetônicos, já os não estruturais são utilizados nos rejuntes de

cerâmicas e fabricação de ladrilhos hidráulicos

Cimento colorido

Cimento Portland branco com 5 a 10% de pigmento:

Amarela e preta utilizando pigmentos de ferro ;

Preta e marrom utilizando óxidos de manganês ;

Verde utilizando óxidos de cromo ;

Azul utilizando pigmentos azuis ;

Preta utilizando pigmentos de carvão

Cimento Portland para poços petrolíferos (CPP) / NBR 9831 / 93

Cimentos expansivos

Cimento de pega regulada

Cimento (NÃO PORTLAND) cirúrgico (cimento de zinco)