A escória de alto forno tem seu poder hidráulico em estado latente e a presença de um catalisador acelera as reações de hidratação.
Diversos são os métodos a serem adotados para a ativação da escória de alto forno. Entre estes podemos citar a temperatura, produtos químicos e os próprios compostos do cimento hidratado.
REGOURD (1980) descreve que a ativação da escória pode ser obtida através do aumento da sua temperatura denominado neste caso de ativação térmica, processo destinado à aceleração da cinética da reação de hidratação.
No que se refere à ativação química, é importante deixar esclarecido que a função da utilização do ativador químico é de desempenhar o papel de um catalisador das reações secundárias, atuando exclusivamente sobre a velocidade das reações (aumentando), portanto, sem participação na composição química dos produtos formados.
Segundo JOHN (1995) a aceleração do processo de hidratação das escórias por meio químico se dá pela combinação de dois fatores:
a) elevação da velocidade de dissolução através da elevação do pH;
b) antecipação do início de precipitação dos compostos hidratados devido ao aumento da concentração de íons na solução já no início do processo de dissolução ou pela alteração da solubilidade dos compostos da escória.
Sabe-se que o hidróxido de cálcio (CH), liberado pela hidratação do C3S e
C2S, a gipsita, álcalis (NaOH), sulfatos alcalinos (Na2SO4 e Ca2SO4) entre outros são
os ativadores químicos mais comumente disponíveis.
A diferença existente entre os sulfatos é descrita pelas alterações
produzidas no pH, o sulfato de sódio (Na2SO4) tende a aumentar o pH, enquanto
que o uso do sulfato de cálcio (Ca2SO4), como ativador químico, não eleva
significativamente o pH, por isso é considerado como um complemento químico na ativação da E.A.F (MELLO, 2002).
FERNÁNDEZ et al (1999), ao estudar concreto contendo escória de alto forno verificaram que o desenvolvimento da resistência depende primeiramente da natureza do ativador, seguido de sua concentração, temperatura de cura e superfície específica da E.A.F.
Neste tópico serão abordados aspectos relacionados á utilização do ativador químico sulfato de sódio (Na2SO4) por ser este o utilizado no trabalho de
pesquisa.
A reação abaixo ocorre logo após o sulfato de sódio entrar em contato com o CH em presença de água
Na2SO4 + Ca(OH)2 + H2O Ca SO4 . 2H2O + 2NaOH. (7)
Nesta reação, o sulfato de sódio reage com o hidróxido de cálcio e a água, resultando em sulfato de cálcio e hidróxido de sódio.
SHI (2000), ao analisar a influência da utilização do sulfato de sódio como ativador químico em pastas contendo adições minerais, verificou um aumento no valor do pH (aumento da alcalinidade) do meio à medida, em que se aumentava o teor do ativador. Os valores do pH variaram entre 12,50 e 12,75. Isto permite um acréscimo na dissolução das pozolanas além de aumentar a velocidade das reações pozolânicas nos períodos iniciais da hidratação. A figura 2.13, baseada em uma adaptação no gráfico do autor, demonstra o efeito da variação do pH com o teor de ativador (sulfato de sódio).
Figura 2.13 - Adaptação em gráfico de SHI (2000) mostrando a variação do pH com o teor de Na2SO4 .
Para PUERTAS (2000) a diferença entre o gel de silicato de cálcio hidratado formado após a reação de E.A.F ativadas com álcalis é a menor relação Ca/Si desta, em relação ao do C-S-H da hidratação do cimento. O autor ainda cita que as condições de cura, composição química da E.A.F, bem como o tipo e a quantidade do ativador são responsáveis pela formação de novos produtos durante a hidratação.
SPERB (2003) comprovou, através de pesquisas que a utilização, em teores
de 4%, do sulfato de sódio (Na2SO4) em misturas binárias com 70% de escória,
proporcionou um aumento médio de 51% na resistência aos 7 dias, quando comparadas à mesma mistura sem ativador.
GOMES (2003), ao investigar a condutividade elétrica de concreto contendo escória ativada com sulfato de sódio (4%), constatou na solução dos poros um aumento nas concentrações dos íons Na+ , SO
4 2- e OH-,bem como uma redução dos
íons K+ e Ca2+ quando comparados à mistura de referência.
Neste instante, cabe deixar registrado que apesar de inúmeras pesquisas a artigos, livros e outros, não foi possível encontrar bibliografia que abordasse sobre a influência do uso de ativadores químicos sobre a resistividade elétrica do concreto.
2.8 Conclusão
O emprego da E.A.F como parte constituinte no cimento é um grande advento na redução do consumo de energia e também para a diminuição da poluição (emissão de gases na atmosfera). Suas características físicas e químicas podem ser decisivas para uma melhor eficácia quando utilizada em concreto. Na resistividade elétrica e na condutividade elétrica específica dos concretos é ocorre uma melhora, principalmente em relação ao melhor controle do processo de corrosão. Mudanças na estrutura interna, tais como redução na conectividade capilar dos poros (refinamento poros) e na concentração iônica da solução dos poros, são os mais freqüentes benefícios proporcionados pelo uso da E.A.F em misturas de concreto.
Embora a E.A.F apresente menor reatividade que o cimento Portland, o
emprego do sulfato de sódio (Na2SO4), como ativador, age sobre a cinética das
reações tornando-as mais velozes. Além de propiciar maior velocidade às reações, o uso do ativador reflete em alterações significativas do pH da estrutura, favorecendo a manutenção da camada passiva (protetora) do aço.
Por fim, a utilização de E.A.F em conjunto com ativadores químicos em concreto, sem quaisquer preocupações com a dosagem, a cura e o próprio teor do ativador, pode gerar resultados nem sempre positivos junto à durabilidade das estruturas.