4.3 : Hidratação do cimento

A hidratação do cimento é uma reação química entre partículas de cimento e água. Esse processo ocorre principalmente por meio de dois mecanismos: por solução e topoquímico. No processo por solução, compostos anidros se dissolvem em seus constituintes, hidratos se formam na solução e então precipitam da solução supersaturada. O processo topoquímico envolve reações de estado sólido na superfície das partículas de cimento. O processo por solução domina o processo topoquímico nos estágios iniciais de hidratação.

Os aluminatos se hidratam rapidamente, reagindo imediatamente com água para liberar calor significativo. O gesso é adicionado para retardar essa reação, liberando íons sulfato que reduzem a solubilidade dos aluminatos, controlando assim a taxa de endurecimento. Os produtos de hidratação dos aluminatos são o hidrato de aluminato de cálcio e o hidrato de aluminoferrita de cálcio. Os silicatos de cálcio se hidratam para formar hidrato de silicato de cálcio (C-S-H) e hidróxido de cálcio, com C_3S se hidratando mais rápido que C_2S. A hidratação completa do silicato tricálcico (C_3S) resulta em 61% de silicato de cálcio hidratado (C-S-H) e 39% de hidróxido de cálcio, enquanto a hidratação do silicato dicálcico (C_2S) leva a 82% de C-S-H e 18% de hidróxido de cálcio. O C-S-H é crucial para a resistência do cimento, portanto, aumentar o teor de C_2S em relação ao C_3S pode aumentar a resistência final do concreto.