FATORES QUE INFLUENCIAM A HIDRATAÇÃO

3.2.1 Tipo e finura do cimento

Conforme visto em capítulos anteriores, cada tipo de cimento apresenta composições químicas diferentes, o que leva, consequentemente, a diferentes velocidades de hidratação da pasta, variações no volume de cada um dos seus produtos e alterações na própria morfologia da pasta.

Cimentos com alto teor de C3S e C3A, como é o caso do CP V-ARI, terão alta

resistência inicial, possuindo tempo de início e fim de pega mais rápido e maior liberação de calor de hidratação. A resistência final (idades avançadas) de um cimento com alto teor de C2S vai ser maior que de um cimento com baixo teor, com menor

liberação de calor (NONAT, 2014). E cimentos com a adição de pozolanas podem apresentar desenvolvimento de resistência mais lento e menor liberação de calor.

Além da composição, a finura do cimento também afeta sua reatividade com a água. Quanto mais fino o cimento, maior a superfície específica de suas partículas e mais rapidamente acontecerão as reações de hidratação. A reatividade pode ser incrementada pela moagem mais fina do cimento, porém os custos envolvidos nessa moagem e o calor emitido na fase de hidratação estabelecem limites para a finura

(MEHTA; MONTEIRO, 2014). O cimento escolhido para o presente estudo foi o CP V- ARI, por ser o mais fino e reativo dentre os cimentos comercializados.

3.2.2 Relação água/cimento

A água é um dos principais materiais componentes do concreto, conferindo, através de seus efeitos físico-químicos nas reações de hidratação, as propriedades de resistência e durabilidade (MEHTA; MONTEIRO, 2014). A relação água/cimento (a/c) representa a relação entre a quantidade em massa destes dois materiais.

A água é o agente que vai promover a coesão e consistência necessárias para que o concreto no estado fresco possa ser produzido, transportado e lançado, bem como propiciar a hidratação dos compostos anidros, definindo, também, direta ou indiretamente, o estado final da microestrutura da pasta de cimento (ISAIA, 2011).

Segundo Isaia (2011), a água necessária para hidratação completa do cimento requer uma relação a/c próxima de 0,40. Nos concretos usuais, esta relação pode ser mais elevada, fazendo com que a água em excesso se aloje nos interstícios dos produtos de hidratação formando vazios. Maior número de vazios representa uma maior porosidade, que leva a uma menor resistência à compressão do concreto e menor durabilidade, uma vez que sua microestrutura fica exposta à entrada de agentes agressivos, devido à sua permeabilidade.

Hui-sheng, Bi-wan e Xiao-chen (2009), ao estudar a influência de adições minerais na carbonatação de pastas de cimento, conseguiram correlacionar a permeabilidade com resistência à compressão para diferentes relações a/c (0,25 e 0,30), basicamente uma representação da Lei de Abrams. Pode ser observado, no gráfico da Figura 14, que, quanto menor a relação a/c, menor a permeabilidade e maior resistência é alcançada.

Figura 14 – Gráfico da relação permeabilidade e resistência para todas as pastas.

Fonte: Hui-Sheng, Bi-Wan e Xiao-Chen (2009).

3.2.3 Condições de cura

A cura é o meio mais efetivo de garantir um desenvolvimento adequado das reações de hidratação e também de prevenir fissuração prematura do concreto (ISAIA, 2011). Seu objetivo consiste em manter o concreto saturado até que os espaços na pasta de cimento fresca, inicialmente preenchidos com água, sejam ocupados pelos produtos da hidratação (NEVILLE; BROOKS, 2013). Os fatores mais importantes a serem observados para uma cura eficiente são a temperatura e a umidade, bem como o próprio tempo de cura aplicado.

A umidade do ambiente exerce uma grande influência sobre a hidratação do cimento e sobre o desenvolvimento de sua microestrutura. Por isso, é importante proteger o concreto fresco (cura) de uma evaporação muito rápida de água (OLLIVIER; TORRENTI, 2014). Segundo Neville e Brooks (2013), para ocorrer a hidratação, a umidade relativa interna não deve atingir valores menores que 80%. Águas puras, com pouco ou nenhum íon de cálcio, devem ser evitadas na cura, pois podem dissolver os hidróxidos de cálcio da pasta (ISAIA, 2011).

A elevação da temperatura de cura da pasta leva a um aumento na velocidade das reações de hidratação, aumentando a resistência inicial. Bosque, Martínez-

Ramírez e Blanco-Varela (2013) estudaram a hidratação de pastas de cimento Portland branco, com e sem adição de nanosílica, submetidas a diferentes temperaturas de cura, 25ºC e 65ºC. Seus ensaios revelaram uma maior taxa de hidratação de alita e belita nos primeiros dias de idade com a cura a 65ºC e também maior comprimento da cadeia média de C-S-H formada, em comparação com a cura a 25ºC.

No entanto, se a temperatura inicial for muito alta, a resistência a longo prazo pode ser prejudicada, pois não há tempo suficiente para a difusão dos produtos de hidratação para posições mais distantes das partículas de cimento e para uma precipitação uniforme dos espaços intersticiais, como ocorre a temperaturas mais baixas, gerando uma estrutura mais porosa (NEVILLE; BROOKS, 2013).

De acordo com Neville e Brooks (2013), as temperaturas mais favoráveis para um desenvolvimento normal da resistência estão entre 18º e 25ºC. Abaixo de 5ºC, é necessário adotar medidas especiais contra o perigo de congelamento.

O tempo de cura não pode ser facilmente prescrito devido à complexidade das aplicações do cimento. Porém, a temperaturas ambientes superiores a 10ºC, a norma ACI 308.R-01 estabelece um mínimo de 3 dias para CP V-ARI, 7 dias para CPI e 14 dias para cimento tipo BC (NEVILLE; BROOKS, 2013).

Irrigray et al. (2014) quantificaram as perdas de resistência à compressão de concretos produzidos com diferentes relações água/cimento, (0,65; 0,55; 045), quando os mesmos não são curados até a idade de ruptura, quando são curados apenas durante 1 dia e quando são curados durante 2 dias após a desmoldagem em 24 horas. As quedas na resistência são dependentes do tipo de cimento e da relação água/cimento do concreto e variaram de 34,4% (cura de 2 dias) até 67,6% (sem cura). Gastaldini et al. (2010) investigaram a influência do tempo de cura sobre a resistência à penetração de cloretos e resistência à compressão de concretos com diferentes teores de CCA. Foram submetidos a ensaios os teores de substituição de 10%, 20% e 30% de CCA, uma mistura de referência com 100% de cimento Portland e duas misturas binárias com 35% de cinza volante e 50% de escória granulada de alto-forno, tempos de cura de 3, 7 e 28 dias. Ao avaliar os resultados obtidos, observou-se que o uso de tempos mais longos de cura resultou em maiores valores de resistência à compressão para todas as misturas investigadas. Porém, ao avaliar o desempenho à penetração por cloretos, percebeu-se que as misturas com CCA que apresentavam os menores valores de carga de Coulomb passante a uma mesma

resistência, com maiores tempos de cura, tinham os maiores valores de relação a/ag, o que poderia prejudicar a durabilidade. Sendo assim, chegou-se à conclusão de que existe um tempo de cura ótima para que cada tipo de mistura (adição + cimento) cumpra os critérios técnicos concebidos para uma dada estrutura.