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Tempo de pega

A pega e o endurecimento do cimento

O tempo de pega do cimento e o seu endurecimento, sem dúvidas, são os fenômenos mais importantes que regem o estudo desse material amplamente empregado na Construção Civil.

Basicamente, um cimento misturado com certa quantidade de água (de modo a se obter uma pasta plástica), começa a perder a plasticidade ao longo de um certo período. Por isso, além de entendermos os conceitos por trás desses termos (“pega” e “endurecimento”), devemos compreender o seu processo de ocorrência.

Portanto, prepare as suas anotações na mesa, pois nesse artigo eu pretendo detalhar sobre os pontos mais importantes concernentes ao estudo desses fenômenos. Vamos nessa?

Introdução

Ainda que durante a pega a pasta ganhe alguma resistência, para efeitos práticos é importante distinguir pega de endurecimento, já que este se refere ao ganho de resistência da pasta de cimento após a pega. Para esta diferenciação, podemos utilizar as definições dadas por Yazigi (2011):

a) Pega: caracterização da perda de plasticidade das pastas, caldas, argamassas e concretos de cimento.

b) Endurecimento: fase subsequente ao período de pega, na qual o aglomerante passa a oferecer resistência a esforços mecânicos.

Mas como a pega é causada?

Aparentemente, a pega é causada pela hidratação seletiva dos compostos do cimento. Os dois primeiros que reagem são o \text {C}_{3} \text{A} e o C_{3}S . A reação do C_{3}A puro com a água é bastante violenta e resulta no enrijecimento instantâneo da pasta, conhecida como pega instantânea.

Para impedir que isso ocorra, adiciona-se sulfato de cálcio ao clínquer. Conforme vimos em nosso vídeo sobre os tipos de cimento Portland, o gesso (CaSO4) é adicionado para o controle do tempo de “início de pega*.

Ou seja, a adição de sulfato de cálcio atrasa a formação de aluminato de cálcio hidratado, e essa é a razão pela qual o C_{3}S entra em pega antes. O C_{3}S puro misturado com água também apresenta um início de pega, mas o C_{2}S enrijece de modo mais gradual.

Em um cimento com tempo de pega adequadamente controlado, a estrutura da pasta de cimento hidratada é estabelecida pelo silicato de cálcio hidratado, enquanto, caso o C3A reagisse antes, seria formado um silicato de cálcio hidratado mais poroso. Os compostos restantes do cimento se hidratariam no interior dessa estrutura porosa e as propriedades de resistência da pasta de cimento seriam afetadas negativamente.

Conforme ensina Neville (2015), os termos “início de pega” e “fim de pega” são utilizados para descrever estágios arbitrariamente escolhidos da pega.

Tempo de início de pega do cimento Portland

Simplificadamente falando, o tempo que decorre desde a adição da água de amassamento até o início das reações no cimento é denominado tempo de início de pega. Esse fenômeno se evidencia pelo aumento brusco de viscosidade da pasta e pela elevação da temperatura.

O início da pega do cimento é estabelecido de forma convencional, por ensaios de penetração de uma agulha padronizada do chamado aparelho de Vicat (Petrucci, 1970), mostrado na figura abaixo

Aparelho de vicat para cimentos
Aparelho de vicat para cimentos

A ABNT NBR 16.607 de 2018 (Cimento Portland – Determinação do tempo de pega) define tempo de início de pega da seguinte maneira, em seu item 3.1:

“Intervalo de tempo transcorrido desde o momento em que o cimento entra em contato com a água até o momento em que a agulha de Vicat penetra na pasta e estaciona a (6 +- 2) mm da placa-base do molde-cônico, em condições normalizadas de ensaio”.

Tempo de fim de pega do cimento Portland

Simplificadamente, denomina-se fim de pega a situação em que a pasta deixa de ser deformável para pequenas cargas e se torna um bloco rígido.

No fim da pega, ocorre uma queda brusca da condutividade elétrica da pasta de cimento, tendo sido feitas tentativas de determinação da pega por meios elétricos.

A ABNT NBR 16.607 de 2018 define tempo de fim de pega da seguinte maneira, em seu item 3.2:

“Intervalo de tempo transcorrido desde o momento em que o cimento entra em contato com a água até o momento em que a agulha de Vicat penetra 0,5 mm na pasta, em condições normalizadas de ensaio”.

Duração do tempo de pega do cimento Portland

Com relação ao tempo de início de pega, não existe no Brasil a fixação de um valor de tempo de início de pega para os cimentos Portland. O que temos, conforme algumas bibliografias, é uma faixa admissível de valores para cada velocidade de pega.

De acordo com Petrucci (1970), as normas francesas classificam os cimentos de acordo com o tempo de início de pega em:

  1. a) Cimentos de pega rápida: menor do que 8 minutos;
  2. b) Cimentos de pega semilenta: de 8 a 30 minutos;
  3. c) Cimentos de pega lenta (normal): de 30 minutos a 6 horas;
  4. d) Cimentos de pega muito lenta: acima de 6 horas.

Já com os cimentos nacionais, pode-se considerar a seguinte classificação para os tempos de início de pega:

  1. a) Cimentos de pega rápida: início antes de 30 minutos;
  2. b) Cimentos de pega semirrápida: início entre 30 a 60 minutos;
  3. c) Cimentos de pega normal: início de pega num tempo superior a 1 hora.

O fim da pega se dá de 5 a 10 horas nos casos de cimentos normais; na pega rápida o fim se verifica poucos minutos após o início.

Fatores que influenciam o tempo de pega

Vários são os fatores que influenciam a duração da pega, dentre os quais podemos enumerar os seguintes casos:

1) Cimentos ricos em aluminato tricálcio (aquele composto que reage imediatamente com a água) dão pega muito rapidamente, devendo ser esse tempo de pega ser corrigido por meio da adição de certa quantidade de gesso. Logo, para cada tipo de clínquer, deve-se adicionar uma quantidade ótima de gesso.

2) A duração da pega varia na razão inversa do grau de moagem. Ou seja, os cimentos moídos muito fino dão início à pega mais rápido e fim de pega mais demorado que os menos finos.

3) A quantidade de água empregada na confecção da pasta. Assim, verifica-se tempo de início de pega do cimento menores para maiores quantidades de água de amassamento.

4) O tempo de pega do cimento diminui com o aumento da temperatura, mas acima de 30 ºC pode ser observado um efeito contrário. Em temperaturas baixas, a pega é retardada. Assim, temperaturas próximas a 0 °C retardam as reações, e pouco abaixo deste valor as paralisam.

Falsa pega do cimento

Falsa pega é a denominação dada ao enrijecimento prematuro anormal do cimento em poucos minutos após a adição de água. Ela difere da pega instantânea, já que não há liberação de calor importante, e, remisturando a pasta, sem adição de água, a plasticidade é restabelecida até entrar em pega de modo normal e sem perda de resistência.

Uma das causas da falsa pega pode ser associada à desidratação do sulfato de cálcio quando ele é moído com um clínquer muito quente, formando hemi-hidrato ou anidrita. Além disso, quando o cimento é misturado com água, ele se hidrata em cristais de sulfato de cálcio com forma de agulha. Dessa maneira, ocorre o que se denomina “pega do sulfato de cálcio”, com resultante enrijecimento da pasta

Outra causa da falsa pega pode ser associada aos álcalis do cimento. Eles podem carbonatar durante o armazenamento, sendo que os carbonatos alcalinos reagem com o Ca(OH)2 liberado na hidrólise do C_{3}S , formando CaCO3. Esse composto se precipita e provoca o enrijecimento da pasta.

Também se sugere que a falsa pega possa ocorrer devido à ativação do C_{3}S pela aeração em teores de umidade relativamente altos. A água é adsorvida nos grãos de cimento, e essas superfícies recentemente ativadas podem se combinar muito rapidamente com mais água durante a mistura. Essa hidratação acelerada resultaria na falsa pega.

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