Transcript Microestrutura

HIDRATAÇÃO DOS ALUMINATOS DE
CÁLCIO
No período inicial, a etringita (C6AS3H32), por
ter uma relação sulfato/aluminato maior,
cristaliza-se primeiro:
[AlO4]- + 3[SO4]-2 + 6[Ca]+2 + aq.  C6AS3H32
Os seus bastões podem se apresentar ocos ou
maciços.
HIDRATAÇÃO DOS ALUMINATOS DE
CÁLCIO
A etringita (C6AS3H32) é transformada,
paulatinamente, em monossulfato:
C6AS3H32 + 2C3A + 22H  3C4ASH18
A precipitação e o entrelaçamento desses
hidratos envolve as superfícies reativas
retardando a dissolução. Entra-se no período
de “dormência”, no qual a formação de etringita
e a supersaturação de cálcio persistem.
HIDRATAÇÃO DOS ALUMINATOS DE
CÁLCIO
A reação do C3A com a água também forma o
monossulfoaluminato de cálcio hidratado
(C4ASH18):
[AlO4]- + [SO4]-2 + 4[Ca]+2 + aq.  C4ASH18
REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO
DESENVOLVIMENTO MICROESTRUTURAL
EM PASTAS DE CIMENTO PORTLAND
a) Mistura
inicial
b) 7 dias
c) 28 dias
d) 90 dias
FASES CRISTALINAS PRESENTES NA
MICROESTRUTURA DAS PASTAS DE
CIMENTO
CH ou Ca(OH)2: portlandita ou hidróxido de cálcio.
 São cristais trigonais: ao=0,37nm e co=0,49nm.
 A estrutura contém camadas de octaedros
Ca(OH)6 ligados, com os grupos OH não
constituindo pontes de hidrogênio.
 A morfologia dos cristais muda durante o curso
da hidratação e é sensível aos reagentes
adicionados.
FASES CRISTALINAS PRESENTES NA
MICROESTRUTURA DAS PASTAS DE
CIMENTO
C6AS3H32: etringita.
 São cristais trigonais: ao=1,12nm e co=2,45nm.
 Possui estrutura em colunas de Ca3Al(OH)6.
12H2O dispostas paralelamente ao eixo c (eixo
da agulha), com íons sulfato e moléculas de água
presentes entre as colunas adjacentes.
 Outros compostos que têm estruturas
semelhantes são agrupados sob o termo AFt.
FASES CRISTALINAS PRESENTES NA
MICROESTRUTURA DAS PASTAS DE
CIMENTO
Aluminato de cálcio monossulfato.
 12 hidratos: cristais trigonais com ao=0,58nm e
co=2,68nm, em camadas de Ca2Al(OH)6.2H2O
separadas por sítios para moléculas de água e
íons sulfatos.
 Usa-se o termo AFm para designar os compostos
com estrutura semelhante ao monossulfato.
FASES CRISTALINAS PRESENTES NA
MICROESTRUTURA DAS PASTAS DE
CIMENTO
C4AH13: tetracálcio aluminato -13- hidratados.
 É encontrado ocasionalmente nas pastas de
cimento onde pequenas quantidades de gesso
foram empregadas.
TIPOS MORFOLÓGICOS DE C-S-H
CLASSIFICAÇÃO DE DIAMOND
Gel C-S-H (I):
 Mais claras que os grãos de cimento.
Apresentam-se na forma de fibras (partículas
aciculares, cristais tubulares), com dimensões
típicas de 0,5 a 2 m no comprimento e menos de
0,2 m na largura. Estas estão agrupadas,
partindo de um núcleo comum, como dendritas, e
este comportamento está relacionado com a
forma de crescimento dos cristais.
TIPOS MORFOLÓGICOS DE C-S-H
CLASSIFICAÇÃO DE DIAMOND
Gel C-S-H (II): “rede reticular”, “estrutura
conectada”, “morfologia em favo de mel”.
 Esta estrutura envolve o crescimento de
partículas alongadas com aproximadamente as
mesmas dimensões de seção transversal das
partículas de C-S-H (I), mas com largura típica de
0,5 m, que se interceptam entre si e
aparentemente se interpenetram nos pontos de
interseção. Assim é gerada uma rede contínua
reticular interconectada em três dimensões.
TIPOS MORFOLÓGICOS DE C-S-H
CLASSIFICAÇÃO DE DIAMOND
Gel C-S-H (III):
 Pequenas partículas irregulares achatadas,
muitas vezes medindo não mais do que 0,3 m.
 Constituem uma razoável porção do produto
total de hidratação.
TIPOS MORFOLÓGICOS DE C-S-H
-CLASSIFICAÇÃO DE DIAMONDGel C-S-H (IV):
 Partículas chamadas de produtos internos,
porque são recobertas por outros compostos com
o avanço da hidratação.
PRODUTOS DE HIDRATAÇÃO DO
CIMENTO
As partículas de hidróxido de cálcio (CH),
nas primeiras idades, aparecem como
placas hexagonais finas.
PRODUTOS DE HIDRATAÇÃO DO
CIMENTO
Estrutura do gel C-S-H como uma rede
conectada, possivelmente do tipo II.
PRODUTOS DE HIDRATAÇÃO DO
CIMENTO
Os cristais de monossulfato de cálcio se
apresenta em placas hexagonais.
PRODUTOS DE HIDRATAÇÃO DO
CIMENTO
Cristais de etringita.
PRODUTOS DE HIDRATAÇÃO DO
CIMENTO
Morfologia da etringita:
Forma primária: bastões estreitos
relativamente longos (4-5 m) com lados
completamente paralelos e sem ramificações.

Forma secundária: proveniente de ataques
de sulfatos do exterior, tendendo a ser bastões
longos, espessos, e com seção transversal
limitada por planos (pode ser hexagonal).

DIÂMETRO MÉDIO DOS
COMPONENTES DO CONCRETO
 Agregados
graúdos:
 Agregados
miúdos:
10 a 30 mm
~ 1 mm
10 a 50 m

Cimento:

Ultra finos (microssílica):

Grãos de clínquer não hidratados: ~ 25 m
~ 0,1 m
TAMANHO MÉDIO DE SÓLIDOS E
VAZIOS NA PASTA DE CIMENTO
ENDURECIDA
 Vazio de ar aprisionado:

Bolhas de ar incorporado:
Ca(OH)2
e Etringita e CSH:

Vazios capilares:

Espaçamento interlamelar C-S-H:
1 a 3 m
1 a 50 m
0 ,70 a 1,5 m
0,01 a 1 m
0,002 m
COMPACIDADE DO CONCRETO
A compacidade do concreto, originada do
arranjo geométrico e da interação físicoquímica entre agregados, partículas de cimento
e adições minerais (quando presentes), têm
uma grande influência sobre sua performance
mecânica e durabilidade.
ARRANJO GEOMÉTRICO DOS
COMPONENTES DO CONCRETO
POROSIDADE NO CONCRETO
FRESCO
Os vazios encontrados no concreto, quando
ainda está no estado plástico, podem ser
intencionais (incorporação de ar) ou não
intencionais (causados por defeito na mistura
ou no lançamento como, por exemplo,
segregação ou vibração insuficiente). A
porosidade mais danosa ao concreto é
formada pelo efeito da exsudação da água de
amassamento.
POROSIDADE NO CONCRETO
FRESCO
A água de exsudação aparece por dois
processos físicos simultâneos: sedimentação
das partículas sólidas (cimento e parte do
agregado) e migração ascendente da água
da mistura. É um tipo de segregação que têm
como manifestação visível o acúmulo de
água na superfície, após o lançamento e
adensamento do concreto, porém antes do
início da pega.
REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA
EXSUDAÇÃO EM CONCRETO
RECÉM-LANÇADO
POROSIDADE DO CONCRETO ENDURECIDO
MATERIAL POROSO E
IMPERMEÁVEL
POROSIDADE DO CONCRETO ENDURECIDO
MATERIAL POROSO E PERMEÁVEL
POROSIDADE DO CONCRETO ENDURECIDO
ALTA POROSIDADE
BAIXA PERMEABILIDADE
POROSIDADE DO CONCRETO ENDURECIDO
BAIXA POROSIDADE
ALTA PERMEABILIDADE
MODELOS PARA ZONAS DE TRANSIÇÃO
MODELO DE BARNES
MODELOS PARA ZONAS DE TRANSIÇÃO
MODELO DE ZIMBELMAN
MODELOS PARA ZONAS DE TRANSIÇÃO
MODELO DE OLLIVIER-GRANDET
MODELOS PARA ZONAS DE TRANSIÇÃO
MODELO DE MONTEIRO
Tipos de fissuras nos concretos e argamassas
fissuras de ligação (I e II)
fissuras na pasta (1 a 5)
fissuras através do agregado
CAMINHOS DE FISSURAÇÃO NA LIGAÇÃO
AGREGADO-PASTA DE CIMENTO NA
ESTRUTURA DE CONCRETO
a) Idades iniciais
b) Idade avançada:
agregado/inerte
c) Idade avançada:
agregado reativo