Avaliação detalhada de fases formadas numa combinação de cimento aluminoso, gesso e cimento Portland

• Autor(a) principal: Vieira, Joel Simões
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/29419

A adição de cimento de aluminato de cálcio/aluminoso a outros cimentos tem vindo a ser estudada nos últimos anos como forma de combater problemas associados ao ataque por sulfatos. Nesta dissertação é feito um estudo detalhado ás fases formadas após hidratação de uma mistura ternária de cimento de aluminato de cálcio (CAC), cimento Portland (OPC) e Gesso (C$), variando o teor de Gesso de forma a perceber a influência que este tem nas fases formadas. Foram então preparadas 3 formulações com 28 % de teor de CAC, 8% de teor de OPC, variando o teor de Gesso (bem como a qualidade do mesmo), e agregados prefazendo a restante percentagem da mistura. Para a formulação 1 utilizou-se Gesso Hemi-hidratado com um teor de 6 %, para a formulação 2 o mesmo tipo de gesso com teor de 8 % e para a formulação 3 utilizou-se 8% de Gesso Bi-hidratado. Foram feitos testes de resistência mecânica (flexão e compressão), caracterização dimensional (retração, perda de massa e massa volúmica aparente), bem como testes físico-químicos como análises á composição englobando análises Raio-X e termogravimetria com análise térmica diferencial, análises á área superficial e porosidade a partir de modelos de adsorção gasosa (BET) e análises à microestrura a partir de observação no microscópio eletrónico de varrimento(SEM/EDS). Estes testes foram feitos para temperaturas de 5±2 °C, 22±2 °C e 55±2 °C e tempos de cura de 24 horas, 28 dias e 3 meses. Uma vez obtidos os resultados mecânicos eliminou-se a formulação 3 por apresentar resistências mecânicas baixas comparativamente às restantes formulações, bem como as hipóteses à temperatura de cura de 55±2 °C, por promover a dessecação da matriz e limitar a extensão as reações de hidratação. A partir dos resultados para as restantes análises foi possível confirmar a presença de fases que não reagiram na fase de hidratação como CA, CA2 e C12A7 (integrantes do CAC) e C3S bem como C2S (fases presentes no OPC) e Gesso (Hemi-hidratado e Anidrite). Relativamente às fases que se formam após hidratação foi possível identificar a presença de Etringite, que tende a diminuir ao longo do tempo voltando a aumentar ligeiramente para tempos de cura mais longos, sugerindo a formação de Etringite (AFt) tardia. Confirma-se também a presença de monossulfoaluminato (AFm), sugerindo que esta não se forma apenas pelo decaimento da Etringite, mas também se pode formar a partir das fases que ficaram por reagir na matriz, uma vez que se existe a presença de fontes de sulfato, CA's, assim como Alite e Belite (presentes no OPC) na análise Raio-X. Já a análise termogravimétrica e térmica diferencial revelou a presença de compostos aluminosos hidratados de baixo grau de cristalinidade como CAH10, C2AH8 e C3AH6, assim como a presença de carbonatos para temperaturas de 22±2 °C e ausência destas mesmas fases para temperaturas de 5±2 °C, sugerindo a formação de Taumasite a baixas temperaturas. A Taumasite é desfavorável para o sistema pois tende a promover a perda de coesão da matriz provocada por ataque de sulfatos. A Calcite é um dos percursores da Taumasite e é detetado em todas as formulações estudadas. Também foram identificadas fases como a Laumontite e Gelenite. A partir da análise SEM identificou-se a presença de agulhas de Etringite mais fortemente no interior dos poros acompanhada por aglomerados não identificados, que a partir das imagens EDS apresentam alto teor de Alumínio, levando a considerar a conversão lenta de C-S-H em C-A-S-H, justificando assim as elevadas retrações sofridas para ambas as formulações em análise para tempos de cura de 3 meses. Os resultados indicam que não é o défice de Gesso na matriz que provoca a formação de fases indesejadas. Sugere-se que sejam testadas formulações de Gesso Hemi-hidratado, cuja solubilidade elevada favorece a extensão das reações iniciais de hidratação, combinado com Anidrite ou Gesso Di-hidratado, com solubilidade inferior, servindo como fontes de sulfato para reações tardias. O Gesso Hemi-hidratado apresenta ainda as configurações a e b, cujo impacto nas fases formadas também é sugerido como caso de estudo.