Baixe Apostila de Cal e Ciemento e outras Notas de estudo em PDF para Química, somente na Docsity! 1 SUMÁRIO ASSUNTOS PÁGINA 01- CAL....................................................................................................... 02 1.1 - HISTÓRIA...................................................................................... 02 1.2 - MATÉRIA-PRIMA......................................................................... 02/03 1.3 - COMPOSIÇÃO DOS CALCÁRIOS................................................ 03 1.4 - APLICAÇÕES DA CAL................................................................. 03/06 1.5 - PROPRIEDADES DA CAL............................................................ 06 1.6 - TIPOS DE CAL.............................................................................. 06/08 1.7 - FABRICAÇÃO DA CAL................................................................ 08 1.7.1 - SEQUÊNCIA DE ESTÁGIOS PARA FAB. DA CAL............. 08/09 1.7.2 - TROCA DE ENERGIA NA CONVERSÃO QUÍMICA........... 09/10 1.8 - TIPOS DE FORNO.......................................................................... 12 1.8.1 - ZONAS DE FORNO................................................................ 12 1.9 - CONDIÇÕES ESPECÍFICAS.......................................................... 12 1.10 - TRANSPORTE E ARMAZENAMENTO....................................... 12/13 1.11 - ANÁLISES EMPREGADAS NO CONTROLE DE QUALIDADE. 13 02- CIMENTO.............................................................................................. 14 2.1 - INTRODUÇÃO............................................................................... 14 2.2 - CIMENTO PORTLAND................................................................. 14 2.3 - HISTÓRIA...................................................................................... 14 2.4 - CLINQUER..................................................................................... 14 2.5 - EMPREGO ..................................................................................... 14 2.6 - DEFINIÇÃO DO CIMENTO.......................................................... 15 2.7 - MATÉRIAS-PRIMAS PARA FABRICAÇÃO DO CIMENTO........ 15 2.8 - TIPOS DE CIMENTO..................................................................... 15/16 2.9 - PROCEDIMENTOS DE FABRICAÇÃO......................................... 16/19 2.10 - OPERAÇÕES UNITÁRIAS E CONVERSÕES QUÍMICAS.......... 20 2.11 - REAÇÕES QUÍMICAS................................................................. 20 2.12 - COMPONENTES MINERALÓGICOS DO CLINQUER............... 20/21 2.13 - COMPONENTES FUNDAMENTAIS........................................... 21 2.14 - COMPONENTES SECUNDÁRIOS............................................... 22 2.15 - PEGA E ENDURECIMENTO DO CIMENTO............................... 22 2.15.1 - PEGA..................................................................................... 23 2.15.2 - PROCEDIMENTOS P/ DETERM. TEMPO DE PEGA.......... 23/24 2.16 - FUNÇÕES DOS COMPOSTOS DO CIMENTO............................. 24 2.17 - ANÁLISES QUÍMICAS P/ CONTROLE DO CIMENTO............... 24 2.18 - TESTES FÍSICOS.......................................................................... 24/26 2.19 - OCORRÊNCIA C/ OS COMPOSTOS DO CIMENTO POR OCASIÃO DA HIDRATAÇÃO..................................................... 26/27 2.20 - ESPECIFICAÇÕES....................................................................... 26/27 3.0 - BIBLIOGRAFIA................................................................................... 28 2 FABRICAÇÃO E CONTROLE DE QUALIDADE DE CAL E CIMENTO 01. CAL: 1.1. História A fabricação da cal e o seu emprego são conhecidos pelo homem há mais de 2.000 anos. Suas primeiras aplicações constam de construções de cais, de pavimentos e edificações. Na América Colonial, a simples calcinação do calcário foi um dos processos primitivos de fabricação adotado pelos colonizadores. Usavam, então fornos escavados num barranco, com paredes de tijolos ordinários ou de pedra, com fogo de carvão ou de madeira no fundo, durante 72 horas. Estes fornos ainda podem ser vistos em muitas das regiões de povoamento mais antigo no país. Foi só recentemente, sob a influência de pesquisa, que a fabricação da cal desenvolveu-se numa grande indústria, com um controle técnico exato, produzindo um material uniforme a custo baixo. 1.2. Matéria-Prima A matéria-prima utilizada é o Carbonato de Cálcio (CaCO3) Ocorrência - Encontra-se na natureza em grandes quantidades, sob diversas modalidades, tais como: a) Aragonita - é o carbonato de cálcio cristalizado no sistema rômbico; quando é cristalizado acima de 30°C, separam-se cristais de aragonita; abaixo desta temperatura separam-se cristais de calcita. A aragonita, abaixo de 30°C, se encontra em estado metaestável. b) Calcita - é outra forma de carbonato de cálcio cristalizado no sistema trigonal.* Os cristais de calcita são comumente embaçados e opacos; quando são transparentes e incolores recebem o nome de espato de Islândia, que apresenta nitidamente o fenômeno de dupla refração. c) Mármore - é um agregado de microcristais de calcita. * A Propriedade de um mesmo composto cristalizar-se em dois ou mais sistemas cristalinos diferentes chama-se POLIMORFISMO. 5 Hidróxido de Cálcio: Ca(OH)2 - É obtido a partir da cal viva, pela reação com água: CaO + H2O → Ca(OH)2 É também chamada cal apagada. É pouco solúvel na água; ao contrário do que acontece com a maioria das substâncias, sua solubilidade diminui com a elevação da temperatura. A solução de hidróxido de cálcio em água chama-se água de cal; a suspensão de grande quantidade de hidróxido de cálcio em água, chama-se leite de cal. A água de cal exposta ao ar, absorve gás carbônico tornando-se leitosa, devido a formação de carbonato de cálcio, que é insolúvel. Ca(OH)2+ CO2 → CaCO3 + H2O A água de cal é usada em Química Analítica Qualitativa, na identificação do gás carbônico e dos carbonatos. Apresenta as reações gerais dos hidróxidos; assim reage com os ácidos dando os sais de cálcio correspondentes: Ca(OH)2+ 2HCL → CaCl2 + 2H2O Ca(OH)2+ H2SO4 → CaSO4 + 2H2O O maior emprego da cal extinta é na preparação da argamassa, usada no assentamento de tijolos nas construções. A argamassa é preparada misturando-se cal extinta, areia e água: obtém-se uma massa espessa que exposta ao ar perde água e solidifica-se, endurecendo depois gradativamente, à medida que absorve gás carbônico, formando-se então carbonato de cálcio. O hidróxido de cálcio é empregado na fabricação: a) da cal clorada, ou cloreto de cal; Ca(OH)2 + Cl2 → CaCl . ClO + H2O b) do hidróxido de sódio, a partir do carbonato: Na2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2NaOH c) do sulfeto ácido de cálcio, que é empregado na depilação de couros: o pêlo incha e é separado por simples raspagem: Ca(OH)2 + 2H2S → Ca(HS)2 + 2H2O d) de sulfito ácido de cálcio que é empregado na extração de celulose da madeira e também como antisséptico: Ca(OH)2 + SO2 → Ca(HSO3)2 6 O hidróxido de cálcio é usado na purificação do gás de hulha, pois absorve vários gases, tais como CO2, H2S, SO2 etc. É também empregado na fabricação de vidros. 1.5 - Propriedades da Cal: O óxido de cálcio aquecido à chama do maçarico oxídrico, emite uma luz branca, muito intensa, denominada “luz de cal”. Seu ponto de fusão é extremamente alto; superior a 2500° C. Como é um óxido básico, reage: a) com água, dando hidróxido; b) com ácidos, dando os sais de cálcio correspondentes; c) com óxidos ácidos, dando os sais de cálcio correspondentes. a) CaO + H2O → Ca++ + 2 OH- b) CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O CaO + H2SO4 → CaSO4 + H2O c) CaO + SiO2 → CaSiO3 CaO + CO2 → CaCO3 A reação com água é tão exotérmica, que a água em excesso chega a ferver; o hidróxido de cálcio obtido é conhecido como cal extinta. Grande parte de cal viva obtida é convertida em cal extinta, em enormes aplicações. 1.6 - Tipos de Cal (Classificação): Cal Clorada: Produto químico obtido pela reação do gás cloro com a cal extinta. Pó branco de composição muito complexa, que contém hipoclorito de cálcio, Ca(ClO)2. Parcialmente solúvel em água. Importante na indústria sendo empregado para vários fins, por exemplo: como descorante alvejante, como desinfetante, como oxidante, na preparação de clorofórmio, etc. Recebe também a denominação imprópria de cloreto de cal. Cal Extinta ou Cal Apagada: [ Ca(OH)2 ] Hidróxido de Cálcio. É obtido pela reação de cal viva com água: CaO + H2O → Ca(OH)2. É pouco solúvel em água; ao contrário da maioria das substâncias, sua solubilidade diminui com a elevação da temperatura. Sua solução em água denomina-se água de cal. A suspensão de grande quantidade de hidróxido de cálcio em água é chamada de leite de cal. Note-se que a extinção da cal é uma operação bem exotérmica: liberam-se 7 15,5 Kcal por mol que reage. É empregada no preparo de argamassas para construções e como matéria-prima muito barata na indústria química. Cal Gorda: É a que provém da calcinação de calcários bastante puros e tem a propriedade de se unir com a água muito rapidamente, mesmo na forma de pedras, desenvolvendo grande quantidade de calor e aumentando muito de volume. É branca e dá esplêndida argamassa. Forma, com pequeno excesso de água, uma pasta de aspecto gorduroso. Cal Hidráulica: É um produto obtido pela calcinação de calcários, contendo 10 a 20% de argila. Comporta-se na extinção como a cal magra, unindo-se à água mais lentamente. Misturada com água e areia (argamassa hidráulica), absorve gás carbônico da atmosfera. Difere, porém, completamente, das cales aéreas (que endurecem ao ar) pela propriedade de endurecer mesmo na ausência de ar, pela ação exclusiva da água, e poder conservar-se satisfatoriamente dentro desta última. Cal Magra: É a cal formada de calcários que contém silica, magnesita, argila e óxidos de ferro; é um produto inferior, que se associa à água lentamente, com fraco desenvolvimento de calor e pouco aumento de volume. Com a água, forma em vez de uma pasta consistente, uma espécie de lama que fornece argamassa de endurecimento mais lento. A produção, tanto da cal magra como da gorda, é feita em quantidades enormes. Cal Nitrogenada: É a mistura de CaCN2 (cianamida cálcica) e C (grafite). Cerca de 70% do CaC2 (carbeto de cálcio) fabricado, é transformado em cal nitrogenada, que se destina, em sua maior parte, ao uso como fertilizante. No solo, é lentamente transformada em uréia e depois em carbonato de amônio. A cal nitrogenada é ainda empregada na fabricação de cianeto de sódio e gás amoníaco. A fixação do nitrogênio atmosférico através da fabricação da cal nitrogenada, representa importante processo industrial, que foi introduzido por A. Frank e N. Caro, em 1895. A produção mundial sobe a vários milhões de toneladas por ano. Cal Sobrecalcinada: Quando a temperatura da calcinação ultrapassa a 1.000 C começa a acarretar prejuízo para a qualidade da cal, pois o aumento de temperatura o CaO aumenta de densidade provocando diminuição da porosidade e aglomeração de grãos, em consequência diminui a capacidade de reação com a água. A esta cal dá-se o nome de cal sobrecalcinada. 10 FLUXOGRAMA DA SEQUÊNCIA DOS ESTÁGIOS PARA FABRICAÇÃO DA CAL FORNO HORIZONTAL ( PEDRAS PEQUENAS ) ↑ ↓ PEDREIRA EMBALAGEM DE → → → → → → DE CAL CALCÁRIO TRANSPORTE BRITAGEM CLASSIFICAÇÃO FORNO VERTICAL CALCINAÇÃO ↓( PÓ DE CALCÁRIO ) ( PEDRAS MAIORES ) ↓ PULVERIZADOR HIDRATAÇÃO ↓ ↓ MOAGEM E AGRICULTURA CLASSIFICAÇÃO ↓ ENSACAMENTO 11 1.8 - Tipos de Forno : 1.8.1 Fornos Verticais - empregam-se em geral na calcinação de pedras graúdas 1.8.1.1. Fornos Verticais com Fornalhas de Aquecimento Externas - são os de modelo mais primitivo e atualmente estão obsoletos; 1.8.1.2. Fornos Verticais Queimando uma Alimentação Mista de Calcário e Coque - nestes fornos o calcário deve estar bem integrado com o combustível; 1.8.1.3. Fornos Verticais onde a combustão do gás é feita em queimadores Especiais - nesses fornos há várias bocas de alimentação e o controle da temperatura é feito por instrumentos que assegura aquecimento da calcinação uniforme; 1.8.2. Fornos Rotatórios Horizontais - esses fornos têm em média um comprimento de 46 m e diâmetro em torno de 3 m. O forno horizontal moderno tem diversos dispositivos para classificar e pré- aquecer o calcário afluente. Os fornos tanto horizontais como verticais são revestidos com tijolos refratários e tem os seus cascos confeccionados em aço. 1.8.1 - Zonas do Forno : Zona de pré-aquecimento Zona de calcinação Zona de resfriamento 12 1.9 - Condições Específicas : Cal virgem : • A granulometria da cal virgem deve ser tal que atenda as exigências dos equipamentos de preparo e dosagem nos locais de sua utilização; • O teor mínimo de CaO disponível deve ser de 90%; • O conteúdo máximo do resíduo de extinção deve ser 5%, quando retido na peneira de abertura de 0,6 mm; • O conteúdo máximo de CaCO3, deve ser de 5%. Cal hidratada : • A granulometria de cal hidratada deve ser tal que 5% do material,no máximo, seja retido na peneira de abertura de 0,075 mm; • O conteúdo mínimo de Ca(OH)2 deve ser 90%; • O conteúdo máximo de material insolúvel em (HCl) deve ser de 15%; • O conteúdo máximo de CaCO3 deve ser de 5%. Propriedades da cal : • Peso específico - 420 - 1.100 Kg/m3; • Teor de óxido de cálcio deve ser superior a 68% na cal hidratada; • Solubilidade em água - 1,2 g/L; • A hidratação da cal virgem, denominada comumente de extinção, se desenvolve com liberação de grande quantidade de calor. 1.10- Transporte e Armazenamento: a) Cal Virgem: A proteção da cal virgem durante o transporte e armazenamento, contra o contato com umidade ou com água, é fundamental para garantir sua qualidade e para evitar a ocorrência de acidentes provocados pela elevação da temperatura. Essa elevação pode atingir valores suficientes para provocar incêndio em materiais combustíveis. Pode ser embalada em sacos multifolhados de papel, e assim transportada em caminhões comuns e armazenada em pavilhões cobertos. Estes devem ser livres de umidade, de inundações e de goteiras. Não devem ser usados estrados de madeira, por serem combustíveis. O armazenamento não deve ser feito junto com materiais inflamáveis, materiais explosivos, ou junto com produtos higroscópicos. b) Cal Hidratada: A cal hidratada não exige os cuidados preconizados para a cal virgem, no que diz respeito ao contato com a 15 É o produto que se obtém pela pulverização do clinquer constituído essencialmente por silicatos de cálcio e de sulfato de cálcio(gêsso) bruto e de outros materiais em teor que não exceda 1,0%. Compostos do Clinquer nº Fórmula Nome Símbolo 01 2CaOSiO2 Silicato dicálcico C2S 02 3CaOSiO2 Silicato tricálcico C3S 03 3CaOAl2O3 Aluminato tricálcico C3A 04 4CaOAl2O3Fe2O3 Aluminato Ferrito tetracálcico C4AF 05 MgO Óxido de magnésio livre MgO 2.7 - Matérias-primas para fabricação do cimento - Calcário, marga(produto intermediário entre calcário e argila), argila, escória de alto forno, gesso, areia e arenito, materiais ferrosos, etc. 2.8 - Tipos de Cimento a - Cimento portland comum - Constitui o produto usual para as construções de concreto. Desse cimento há outros tipos: - Cimento branco - menor teor em Fe2O3; - Cimento de poço de petróleo; - Cimento de pega rápida. b - Cimento portland com baixo calor de endurecimento e resistente ao sulfato O calor desprendido não deve exceder a 70 e 80 cal/g, depois de 7 e 28 dias respectivamente. c - Cimentos de alta resistência inicial São produzidos com matérias-primas em que a razão cal/sílica é mais alta que nos cimentos tipo comum : os grãos são mais finos e o teor em silicato tricálcico(C3S) é maior que nos cimentos comuns. Essa proporção e a granulometria mais fina provoca endurecimento rápido e evolução de calor também mais rápida. d - Cimento portland de baixo calor de hidratação 16 Apresenta teores de C3S e C3A em menores percentagens. Em consequência o teor de C4AF aumenta com o teor de Fe2O3 para reduzir o teor de C3A. e - Cimento portland resistente aos sulfatos O teor de C3A é menor que nos cimentos comuns. Por isto o percentual em C4AF é mais elevado. 2.9 - Procedimentos de Fabricação a) Processo Úmido Em ambos os processos(seco e úmido) a moagem em circuito fechado é preferida à moagem em circuito aberto para preparação das matérias-primas. No primeiro os finos são separados e os grossos retornam ao circuito, no último é moído até que sua granulometria média atinja o valor desejado. O processo úmido está sendo deslocado pelo processo a seco em virtude da economia de calor, do controle acurado e da misturação da matéria-prima que ele proporciona. No processo a úmido o material sólido depois de britado a seco é reduzido a um estado de divisão em moinhos de bolas, a úmido, e passa na formação de suspensão por classificadores de cuba ou peneiras. A suspensão é bombeada para os tanques corretores onde braços giratórios mantém a mistura da lama grossa homogênea e se fazem os ajustamentos finais em composição. Em algumas fábricas esta é continuamente filtrada num filtro rotatório. b) Sequência do Processo Via Seco I - britagem grosseira; II - passagem por moinho; III - secagem e classificação; IV - moagem mais fina em moinhos tubulares; V - classificação pneumática: Nesta sequência incluem-se dispositivos de proporcionamento das substâncias que antes de entrarem no forno passam por uma misturação completa. VI - o material já referido entra no forno rotatório onde ocorrem as reações químicas mencionadas anteriormente; VII - o calor no forno é proveniente da queima do óleo, gás ou carvão pulverizado que usa o ar pré-aquecido no arrefecimento do clinquer; 17 VIII - o tempo de permanência no forno é da ordem de 1 a 3 horas. Obs.: No processo Via Úmida, para gastar menor calor, parte da água é removida através de filtro de lama. IX - o produto final que sai do forno como massas granulares duras(3 a 19mm) é denominada clinquer; X - O clinquer é descarregado do forno em arrefecedores pneumáticos que abaixam a temperatura para 100 a 200 C e pré-aquece o ar de combustão; XI - moagem fina em moinhos tubulares de bolas e adição de agentes retardadores como gesso, gesso de paris(gesso hemi-hidratado) Fluxograma Resumido Jazida 20 2.10 - Operações Unitárias e Conversões Químicas As operações unitárias consistem na preparação das matérias- primas nas proporções necessárias e no estado físico apropriado a ocorrerem as conversões químicas na temperatura de calcinação reinante no forno para formação dos compostos componentes do cimento. Os óxidos alcalinos não alteram as propriedades do cimento em virtude da semelhança de propriedades dos compostos formados com eles e dos compostos semelhantes que não os contém. 2.11 - Reações Químicas Temperatura(C) Reações Troca Térmica 100 Evaporação da água livre Endotérmica Acima de 500 Perda da água combinada na argila Endotérmica Acima de 900 Cristalização dos produtos amorfos resultantes da desidratação da argila Exotérmica Acima de 900 Perda do CO2 do calcário Endotérmica 900-1.200 Reação principal entre cal e argila Exotérmica 1.250-1.280 Início de formação de líquido Endotérmica acima de 1.280 Prossegue a formação de líquido e completa-se a formação do cimento(compostos) No total provavelmente endotérmica A fase fluída final corresponde a uns 20 a 30% das reações. 2.12- Componentes Mineralógicos do Clinquer Silicato Tricálcico: é o componente ativo do clinquer. Desenvolve grande resistência inicial. Dissocia-se a 1.900 C, dando silicato bicálcico e CaO livre. Silicato Bicálcico: existe em média quatro formas desse silicato, estáveis nos seguintes intervalos de temperatura: α(alfa) - 1.470 a 2.130 C; α‘(alfa’) - 675 a 1.470 C; β(beta) - < 675 C(mais frequente); γ(gama) - < 820 C. Aluminato Tricálcico: é o componente que possui a ação mais rápida de hidratação, haja visto seu alto calor de hidratação, maior que qualquer dos componentes mineralógicos do clinquer. Características: - resistência nos primeiros dias; - resistência a certas águas agressivas(mar). 21 Alumínio-ferro-Tetracálcico: não participa praticamente na resistência. Pouco aparece nos cimentos brancos. Constitui a fase intersticial do cimento. 2.13 - ComponentesFundamentais CaO: provém do CaCO3 que se liberta por calcinação. É usado como aglomerante devido sua pasta absorver o CO2 do ar adquirindo a consistência do carbonato. O aglomerante do CaO chega a resistência de 50Kg/cm2. Apresenta-se sob várias colorações, dependendo do grau de impurezas. SiO2: ocorre nas argilas. É insolúvel em água e nos ácidos. Funde-se a 1.900 C e no resfriar-se, produz o vidro de quartzo. Al2O3: está relacionado com a argila que o contém em grande percentagem. É muito frequente na caulinita, quando contém, Sílica - 45,5% Alumina - 39,5% Água - 14,0% A caulinita é o constituinte principal do caulim, produto da desagregação das rochas principalmente feldspato. A alumina pura é usada principalmente na fabricação de refratário. Fe2O3: é um dos componentes inseparáveis dos cimentos hidráulicos, exceto nos cimentos brancos. A maioria dos minerais o contém, inclusive as argilas. Participa na fabricação dos cimentos como fundente. 2.14 - Componentes Secundários Perda ao Fogo: refere-se aos componentes que são liberados a temperatura de aproximadamente 1.000 C. São eles: CO2 e umidade. A umidade provém da água que se junta ao clinquer para facilitar seu esfriamento ou abrandar sua moagem. O CO2 é absorvido da atmosfera. A gipsita concorre com uma pequena parte da umidade. Uma perda ao fogo alta prejudica o endurecimento dos cimentos em relação a idade. Pode indicar um clinquer incozido. 22 Um armazenamento imperfeito, pode também resultar em um aumento da perda ao fogo. Resíduo Insolúvel: representa a sílica remanescente que não reagiu durante a clinquerização. Um resíduo insolúvel alto significa que a cocção foi imperfeita, ou seja a sílica ficou sem reagir. A sílica que integra os componentes minerais do clinquer é solúvel em ácido clorídrico. A sílica contida nos minerais é insolúvel. MgO: é o companheiro assíduo dos carbonatos, onde ocorre sob a forma de MgCO3. No forno é descarbonatado, produzindo MgO e CO2. Ao contrário do CaO, não reage para formar silicatos. Passa livre para os cimentos que constitui a parte intersticial do clinquer. Seus efeitos de expansão, só se fazem sentir quando se hidrata produzindo Mg(OH)2, de volume maior que o MgO. Cimentos ricos em MgO, apresentam tonalidade cinza esverdeada. Quando isentos desses elementos dão coloração café. Álcalis(K2O e Na2O): acompanham as matérias-primas. Representam um papel reduzido como fundentes. Um excesso de álcalis, aumenta a fase líquida que acarreta no perigo de formação de anéis de álcalis, materiais que se cristalizam no interior dos fornos. Teores altos de álcalis, prejudicam a regulação do tempo de pega. São vaporizados entre 800 e 1.000 C(zona de clinquerização onde são arrastados pelos gases de combustão). 2.15 - Pega e Endurecimento do Cimento As reações do cimento portland com a água são exotérmicas, lentas e o calor dissipado é por irradiação. Contrariamente a hidratação da cal que é instantânea e o calor gerado chega a ferver a água do apagado. Devido a rapidez, não há tempo para o calor dissipar por irradiação. O calor gerado aumenta a temperatura das partes, argamassa e concreto causando perigo nas construções de grande porte, pois o calor gerado é proporcional ao volume. Após uma hidratação completa, cada componente mineral do cimento libera a seguinte quantidade de calor: Silicato Tricálcico 120 cal/g Silicato Bicálcico __ 62 cal/g Aluminato Tricálcico _207 cal/g Ferro Aluminato Tetracálcico 100 cal/g 2.15.1 - Pega : é o nome tecnológico do fenômeno durante o qual a pasta do cimento adquire gradualmente resistência. 25 Composição Química : Embora afete pouco a resistência final, seu desenvolvimento é afetado notavelmente pela composição química. Ex.: Cimentos mais pobres em cal, dão uma resistência final maior. Resistência versus Tempo 2.19 - Ocorrência c/ os compostos do cimento por ocasião da hidratação: 26 Os compostos do cimento são anidros. Quando entram em contato com a água originam um processo de endurecimento pela hidratação dos mesmos. Esses produtos hidratados são de fraca solubilidade na água, de modo que em um concreto a dissolução é de grandeza desprezível. Veja a seguir o que acontece na hidratação de cada componente: C3S - A hidratação começa dentro de poucas horas, desprende- se calor; o composto anidro vai passando para a solução, aparecendo cristais de Ca(OH)2, enquanto uma massa gelatinosa de silicato hidratado se forma em torno dos grãos originais. C2S - É atacado lentamente pela água; depois de semanas os cristais se recobrem de silicato hidratado. Forma-se também Ca(OH)2, porém em menor quantidade que na hidratação de C3S. C3A - Reage rapidamente com a água e cristaliza em poucos minutos. Não se produz hidróxido, mas aluminato hidratado. O calor de hidratação é tanto que quase seca a massa. C4AF - Reage menos rapidamente que o C3A. Não libera cal e forma também um aluminato hidratado. Estas reações processam-se simultaneamente, havendo ainda uma reação, da parte dos compostos, com o gesso. O aluminato de cálcio hidratado reaciona com o sulfato de cálcio e forma o sulfoaluminato conhecido pelo nome de sal de CANDLOT. C3A.aq. + 3CaSO4 → 3 CaO. Al2O3 . 3CaSO4 . 3lH2O A cristalização desse sal se dá com a fixação de muita água. Havendo cal dissolvida na água de embebição, o aluminato não está dissolvido e forma-se nos poros da massa uma quantidade de sulfoaluminato maior do que eles podem conter, o que provoca a expansão e desagregação do material. Em caso contrário, isto é, formando-se o sulfoaluminato a partir do aluminato dissolvido, a cristalização do sal não ocupa um volume maior que o dos três componentes (água-aluminato-sulfato), o elemento sólido se aloja nos poros e a massa se torna mais compacta. 2.20 - Especificações: A especificação EB-1 da ABNT classifica os cimentos portland comuns em 3 tipos: 250, 320 e 400. O grau de moagem determina-se pelo ensaio de peneiração, havendo a tendência de substituí-lo pelo ensaio da superfície específica, de muito maior expressão. 27 Pelo ensaio de finura, o resíduo deixado na peneira normal, de malha quadrada de 0,075mm de lado (série Tyler no 200), não deve ultrapassar 15% em peso. Enquanto pelo ensaio da superfície específica, através do Blaine, tem como valores mínimos recomendáveis os seguintes: tipo 250 (mínimo) 2.600cm2 / g , tipos 320 e 400 (mínimo) 2.800cm2 / g. Com relação à expansibilidade, no ensaio efetuado com as agulhas LE CHATELIER, tanto para o ensaio a quente como para o ensaio a frio, o valor máximo permissível é de 5mm. O tempo de início de pega determinado em uma pasta de consistência normal (fixada pela sonda de TETMAJER), com o auxílio da agulha de VICAT, deve dar no mínimo uma hora, para ser considerada normal a pega. O tempo de fim de pega deve ser no máximo de 10 horas. Com relação à resistência a compressão, o ensaio executado em corpos de prova cilíndricos deverá dar os seguintes valores mínimos, obtidos pelas médias de 6 corpos de prova: IDADE EM DIAS RESISTÊNCIA EM kgf / cm2 (mínima) TIPO 250 TIPO 320 TIPO 400 3 80 100 140 7 150 200 240 28 250 320 400