O desempenho e a durabilidade do concreto dependem de uma série de fatores que começam na composição do cimento e se estendem as condições de especificação, execução e cura da estrutura. Entre eles fatores está o balanço sulfato-aluminato, tema da palestra apresentada por Guilherme Bessornia, Gerente de Desenvolvimento Técnico Cimento da Cimento Itambé, durante o 6º Simpósio Paranaense de Patologia e Durabilidade das Construções, realizado de 19 e 21 de outubro em Curitiba.

A apresentação discutiu como a relação entre esses componentes interfere na hidratação do cimento, no tempo de pega, no desenvolvimento da resistência mecânica e na estabilidade da matriz cimentícia. Também abordou os mecanismos químicos que podem provocar manifestações patológicas, como fissuração, expansão e deterioração do concreto com o passar dos anos.

O balanço sulfato-aluminato corresponde à relação entre os sulfatos presentes no cimento, provenientes principalmente do sulfato de cálcio adicionado durante a moagem, e os aluminatos, compostos reativos dos quais se destaca o aluminato tricálcico (C₃A). “Com o equilíbrio correto, o cimento endurece no tempo certo, ganha resistência de forma previsível e retrai menos”, explica Bessornia. Segundo ele, quando essa proporção não está adequada, podem ocorrer pega rápida, perda de resistência, retração excessiva e, em determinadas condições, reações expansivas capazes de fissurar o concreto.

Controle da hidratação influencia o desempenho

O sulfato de cálcio atua como regulador do tempo de pega. Sem sua presença, o C₃A reage muito rapidamente com a água, provocando o endurecimento da mistura em poucos minutos. Essa condição compromete o transporte, o lançamento e o adensamento do concreto. A disponibilidade e a velocidade de dissolução do sulfato também interferem nesse processo. Gipsita, hemidrato e anidrita apresentam comportamentos distintos durante a hidratação. O excesso de hemidrato, por exemplo, pode provocar falsa pega, caracterizada pelo enrijecimento precoce da mistura, que pode ser revertido com remistura do sistema, sem a necessidade de adicionar água.

Outro composto importante nessa dinâmica é a etringita, formada nas primeiras horas da hidratação do cimento, a partir da reação entre os aluminatos e os sulfatos. Sua formação inicial é normal e necessária ao desenvolvimento da estrutura da pasta cimentícia. Nesse período, sua expansão pode ser acomodada pelo material ainda plástico. O problema ocorre quando a formação acontece no concreto já endurecido, gerando tensões internas e possíveis fissuras.

Um dos mecanismos discutidos é a formação de etringita tardia, conhecida pela sigla DEF (Delayed Ettringite Formation). Ela pode estar associada à exposição do concreto a temperaturas elevadas nas primeiras idades, como em processos de cura a vapor ou no interior de peças volumosas. Nessas condições, a formação inicial de etringita pode ser prejudicada. Posteriormente, na presença de umidade e em condições químicas favoráveis, sua formação pode ocorrer novamente na matriz endurecida, provocando expansão e fissuração meses ou anos após a execução.

Diagnóstico exige investigação das causas

As manifestações patológicas nem sempre apresentam uma origem única. A fissuração em mapa, por exemplo, pode estar associada a diferentes mecanismos, entre eles à reação álcali-agregado, a formação tardia de etringita e outros processos de expansão ou retração. Já a deterioração concentrada nas regiões expostas a ambientes agressivos pode indicar ataque externo por sulfatos.

Também é necessário diferenciar esses mecanismos de problemas como corrosão das armaduras, retração plástica, retração por secagem e efeitos térmicos. Por isso, a aparência das fissuras funciona como um primeiro indicativo, mas não é suficiente para estabelecer a causa do dano. “O diagnóstico, porém, exige investigação ao tratar da análise das estruturas afetadas. O processo inclui o levantamento do histórico da obra, das condições de cura, das dimensões das peças, da origem dos agregados e do ambiente de exposição, com a avaliação de especialistas”, destaca Bessornia.

Quando necessário, a avaliação é complementada por ensaios laboratoriais, como análise petrográfica, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva (MEV/EDS), determinação do teor de sulfatos e ensaios de expansão residual. “A presença de etringita nos poros, isoladamente, não comprova que ela seja responsável pela deterioração. A conclusão depende da análise conjunta das evidências e da avaliação especializada dos mecanismos envolvidos”, ressalta.

Prevenção começa na especificação do cimento

A prevenção de manifestações patológicas relacionadas aos sulfatos exige cuidados em diferentes etapas. Na fabricação, o teor de sulfato deve ser ajustado por meio de ensaios, considerando características como finura, teor de álcalis, composição mineralógica, adições e aditivos. A ABNT NBR 16697 estabelece requisitos para os cimentos Portland, incluindo disposições relacionadas aos cimentos resistentes a sulfatos e aos de baixo calor de hidratação. A escolha do tipo de cimento deve considerar, ainda, as características da obra e as condições de exposição da estrutura.

Na fase de projeto, a caracterização do solo e da água permite identificar possíveis fontes de sulfatos e orientar a escolha dos materiais. A especificação também deve considerar as classes de agressividade ambiental, o cobrimento das armaduras e os requisitos de durabilidade previstos nas normas técnicas aplicáveis.

Na execução, o controle da temperatura ganha relevância, sobretudo em peças volumosas e em processos de cura a vapor, muitos especificadores adotam 65°C como referência preventiva. O planejamento térmico pode incluir o uso de gelo ou água resfriada, o controle da temperatura dos materiais e a escolha de cimento de baixo calor de hidratação, quando tecnicamente indicados.

A cura úmida adequada, o adensamento correto e medidas de drenagem ou impermeabilização também contribuem para reduzir a permeabilidade do concreto e limitar a entrada de agentes agressivos. O controle integrado desses fatores permite especificar materiais de acordo com as exigências de cada obra, reduzir a probabilidade de manifestações patológicas e favorecer a durabilidade das estruturas.

ENTREVISTADO

Guilherme Bessornia é Gerente de Desenvolvimento Técnico Cimento da Cimento Itambé, Engenheiro Químico pela Universidade de Sorocaba, especialista em Engenharia de Materiais pela Universidade de Mogi das Cruzes e mestrando em Ciência e Tecnologia de Materiais pela Universidade Estadual Paulista. Possui 13 anos de experiência em materiais cimentícios e químicos para construção civil, com atuação em consultoria técnica de campo nos segmentos de pré-fabricados, artefatos de cimento, infraestrutura, fibrocimento, argamassa e concreteiras.

Contato

guilherme.bessornia@cimentoitambe.com.br

Jornalista responsável

Ana Carvalho

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