Ao imaginar a mistura de água e cimento, logo imagina-se que esta pasta endurecerá em poucas horas

Créditos: Engª. Naguisa Tokudome – Assessora Técnico Comercial Itambé

O que parece óbvio é na verdade uma reação química complexa que será explicada neste artigo da maneira mais simplificada possível. Para iniciar, é necessário falar sobre os principais compostos químicos do cimento Portland, pois estes serão os responsáveis pelo início de pega e endurecimento da pasta de cimento.

Segundo Neville, em termos gerais, pega refere-se à mudança do estado fluido para um estado rígido. Endurecimento refere-se ao aumento de resistência de uma pasta de cimento após a pega.

Na presença de água, os silicatos e os aluminatos apresentados na tabela acima formam produtos de hidratação que, com o transcorrer do tempo, dão origem a uma massa firme e resistente.

A hidratação dos aluminatos (C₃A e C₄AF) na presença do gesso – adicionado na fabricação do cimento – resulta na formação de etringitas que assumem formas de agulhas e começam minutos após o início da hidratação, sendo estas responsáveis pelo fenômeno da pega.

A hidratação dos silicatos se dá algumas horas após o início da hidratação do cimento. A hidratação do C₃S e C₂S origina silicatos de cálcio hidratados que possuem composição química muito variada e são representados genericamente por C-S-H e hidróxido de cálcio – Ca(OH)₂, compostos que preenchem o espaço ocupado previamente pela água e pelas partículas de cimento em dissolução.

Os cristais de C-S-H formados são pequenos e fibrilares e o Ca(OH)₂ forma grandes cristais prismáticos.

Segundo Aïtcin, as fases dos silicatos e dos aluminatos hidratados começam a criar algumas ligações interpartículas, que resulta no endurecimento progressivo da pasta. Após algumas horas, ocorre a redução da velocidade à reação. Isto deve-se ao fato de alguns grãos de cimento que não reagiram estarem cobertos por uma camada de hidratos (que se torna cada vez mais espessa com o passar do tempo), camada esta que dificulta as moléculas de água chegarem às partes não hidratadas.

O produto resultante é pouco solúvel na água – não agressiva, como se confirma pela estabilidade da pasta de cimento hidratada em contato com a água.

Desta forma, pode-se verificar que o tempo de início de pega (quando se inicia o endurecimento) deve ser visto e respeitado com muito rigor. A partir deste momento, tanto as agulhas formadas na reação com os aluminatos como os cristais gerados na reação com os silicatos serão prejudicados se o concreto for manuseado após este tempo.

Outro detalhe importante é a hidratação do cimento, particularmente em concretos de altas resistências com grandes consumos. O uso de aditivos superplastificantes e relações água/cimento bem baixas fazem com que a quantidade de água do traço seja pequena. Muitas vezes, já na quantidade mínima apenas para a hidratação, uma vez que a trabalhabilidade está garantida pelo aditivo. Neste caso, o cuidado a ser tomado é que a cura seja prolongada e evite a perda rápida de água, que aqui, é justamente a água da hidratação. Desta forma, não se corre o risco de ter parte do cimento apenas como material inerte, embora o não aparecimento de fissuras esteja garantido pela alta resistência já nas primeiras idades.

Referências Bibliográficas:

– AÏTCIN, P. Cements of yesterday and today: Concrete of tomorrow. Cement and Concrete Research, v. 30, n. 9, 2000, p. 1349-59.

– NEVILLE, Adam M. Propriedades do Concreto. São Paulo: Editora Pini, 2ª Edição,1997, 28p.