Processo de hidratação e os mecanismos de atuação dos aditivos aceleradores e retardadores de pega do cimento de aluminato de cálcio

Abstract

Um dos aspectos principais para o desenvolvimento de concretos refratários está no aprimoramento dos conhecimentos sobre o cimento de alta alumina ou cimento de aluminato de cálcio (CAC), já que esse ligante é o mais utilizado nesta classe de produtos. O objetivo desse trabalho foi o de analisar as informações disponíveis na literatura para se obter um conhecimento mais aprofundado dos mecanismos de ação dos aditivos retardadores e aceleradores da pega deste cimento. Da análise dos dados compilados pode-se concluir que os aditivos retardadores agem geralmente de duas maneiras: 1) dificultando o processo de dissolução do cimento, por meio da formação de barreiras insolúveis ao redor das suas partículas e 2) favorecendo a formação de hidratos mais solúveis, o que aumenta o tempo necessário para que se inicie a precipitação. Por outro lado, os aditivos aceleradores de pega podem atuar favorecendo a formação de hidratos menos solúveis, diminuindo assim o tempo necessário para a precipitação ou ainda pela formação de núcleos iniciadores do processo de crescimento dos cristais dos hidratos. A análise destas informações leva a constatação de que a ação de alguns aditivos retardadores e aceleradores ocorre em estágios distintos no processo de hidratação do CAC. Portanto, pode-se imaginar uma situação onde a combinação desses dois aditivos poderia conferir um tempo de trabalhabilidade adequado e seguro, aliado a um curto tempo de desmoldagem.

Adição de cimento de aluminato de cálcio e seus efeitos na hidratação do óxido de magnésio

“…A hidratação do CAC é baseada na dissolução dos aluminatos de cálcio e na posterior precipitação de compostos hidratados (principalmente C 3 AH 6 , para essa condição de tempo e temperatura) [8,9] Esse mecanismo causa um aumento significativo na concentração de íons (OH) -e do pH da suspensão (como observado na Fig. 2a).…”

Técnicas para avaliação da consolidação de suspensões cerâmicas com o uso de diferentes ligantes

“…A fase CA 2 é a mais refratária das três, requerendo um longo tempo para completar sua hidratação. Já a fase C 12 A 7 , ao contrário, possui baixa refratariedade, entretanto, necessita de um tempo curto para se hidratar e pode acelerar o tempo de pega da fase CA [6]. Dessa forma, quanto maior o teor da fase C 12 A 7 presente no cimento, mais rápido ocorrerá a saturação e a precipitação de hidratos.…”

“…Este último aspecto é influenciado, principalmente, pelo teor de água disponível, pelo tempo de reação, pela temperatura, e pela relação entre as concentrações dos íons Ca 2+ e Al(OH) 4 -que são geradas em solução durante o processo de dissolução das fases anidras [6].…”

Ligantes hidráulicos e a hidratação de óxido de magnésio em concretos refratários

“…O CAC inicialmente se dissolve em água, liberando íons CA 2+ , Al 3+ e OH -. Após um período de saturação, esses íons se combinam para formar hidratos de aluminato de cálcio (como CaO.Al 2 O 3 .10H 2 O, CAH 10 , ou 3CaO.Al 2 O 3 .6H 2 O, C 3 AH 6 ), que se precipitam, restringindo o movimento das partículas e enrijecendo a estrutura [10][11][12]. Durante esse processo, um significativo aumento no pH do concreto é observado (equações A e B) [11,12].…”

“…Após um período de saturação, esses íons se combinam para formar hidratos de aluminato de cálcio (como CaO.Al 2 O 3 .10H 2 O, CAH 10 , ou 3CaO.Al 2 O 3 .6H 2 O, C 3 AH 6 ), que se precipitam, restringindo o movimento das partículas e enrijecendo a estrutura [10][11][12]. Durante esse processo, um significativo aumento no pH do concreto é observado (equações A e B) [11,12]. Pelo princípio do deslocamento de equilíbrio químico, o excesso de íons OH -favorece a hidratação do MgO, como mostrado na Equação C [2,3] Testes realizados em suspensões aquosas de CAC e sínter de MgO mostraram que quanto maior o teor de CAC na formulação, maior o aumento de pH e a quantidade de brucita formada, para uma mesma condição de tempotemperatura (7 dias, a 50 ºC, em ambiente úmido) [8].…”