20 mar O que é etringita tardia (DEF) e qual a diferença com a etringita primária?
A formação da etringita tardia decorre da expansão e fissuração do concreto e está associada à formação retardada da etringita mineral. Pode ocorrer com maior frequência em peças pré-moldadas curadas a vapor, blocos de fundação de edificações, blocos de fundação de torres eólicas, lajes espessas, pilares e vigas de pontes e barragens.
O que é etringita tardia (DEF)?
Para entender melhor o que é etringita tardia, é preciso saber que a etringita é um produto normal da hidratação inicial do cimento. Trata-se de um composto químico mineral de sulfato de cálcio e alumínio hidratado, de incolor a amarelo, que cristaliza no sistema trigonal.
A formação desse composto acontece nos primeiros momentos da hidratação do cimento, pela combinação de sulfatos disponíveis em solução aquosa e do aluminato cálcico (C3A) ou ferroaluminato cálcico (C4AF), sendo essa reação de formação uma das responsáveis pela pega e endurecimento do cimento.
A formação de um etringita tardia é, em princípio, consequência da inibição da reação ou decomposição térmica da etringita primária por excesso de calor. Desta forma, quando o concreto se resfriar a entringita tardia se formará com o concreto no estado endurecido, gerando tensões internas superiores a resistência à tração do concreto.
A formação da etringita primária pode ser inibida de duas formas, calor de hidratação de concreto massa (fazer link ao conteúdo de CALOR DE HIDRATAÇÃO) ou cura térmica inadequada (comum em pré-fabricados).
Nestes dois casos é comum a temperatura iniciail atingir valores acima de 65ºC e 70ºC no concreto, o que impede a formação normal de etringita.
Nestes dois casos a etringita tardia vai acontecer sem o ingresso de agentes externos, ocorrerá apenas com os materiais constituintes do concreto e com o calor.
Porém, existe outro caso que ocorre a formação de etringita tardia, este com agentes externos, chamado ataque de sulfatos (fazer link ao ataque de sulfatos). Nesta circunstância a formação da etringita tardia está relacionada com a conversão do monossulfoaluminato novamente em etringita, em função do ingresso de íons SO4 no meio cimentício.
Essa formação não ocorre de forma homogênea em todo o meio, podendo ocasionar um aumento de volume localizado e gerar tensões que provocam fissuras nos concretos e argamassas endurecidos.
A tipologia da fissuração depende do estado de tensão que o elemento está submetido, bem como da densidade e distribuição das armaduras. Ressalta-se que a etringita primária não é sistematicamente prejudicial ao concreto, visto que é produto da hidratação do cimento.
Esse cenário depende muito da composição química dos componentes do concreto e, principalmente, da presença de umidade elevada junto à peça quando ela já se encontra no estado endurecido.
Foto em microscópio eletrônico mostrando a formação da etringita.
Qual a diferença entre a etringita tardia e a primária?
A etringita pode ser sintética, quando é um dos produtos cristalinos resultantes da hidratação do cimento Portland. Normalmente, se forma nas primeiras idades, situação chamada de etringita primária.
Ou seja, a formação da etringita primária inicia-se dentro dos primeiros minutos após o contato do cimento com a água, ainda no período de pré-indução.
Sob condições adequadas, os sulfatos solúveis, tanto os alcalinos presentes no clínquer quanto os de cálcio, adicionados nas fôrmas de gesso na etapa final de fabricação do cimento, dissolvem-se rapidamente e reagem com o aluminato tricálcico (C3A), precipitando na forma de etringita.
Para a maioria dos cimentos Portland, se a hidratação ocorre em temperaturas entre 15ºC e 25ºC, com a relação água-cimento entre 0,45 e 0,65, os picos de etringita na difração de Raios X (DRX) são detectados em poucas horas após o início do processo, atingindo o máximo após 24 horas.
Eventualmente, a etringita poderá se formar ou recristalizar em materiais cimentícios endurecidos. Justamente o que chamamos de etringita tardia ou secundária. É quando, sob condições propícias de temperatura, umidade e alcalinidade, são disponibilizados sulfatos, aluminatos e água em concentrações adequadas para promover as reações.
Nesse caso, pode causar deterioração da matriz cimentícia se a quantidade ou tamanho dos cristais formados forem suficientes para provocar pressão local e expansão. Por isso, a formação em pastas, argamassa ou concretos endurecidos poderá ter efeito danoso.
Em que tipo de estrutura é mais comum a ocorrência de etringita secundária?
A etringita tardia ou secundária pode ocorrer com maior frequência em peças pré-moldadas curadas a vapor, blocos de fundação de edificações, blocos de fundação de torres eólicas, lajes espessas, pilares e vigas de pontes e barragens.
Mas os blocos de menor dimensão também não estão totalmente livres desse tipo de problema.
“Em geral, dependendo das restrições de movimentação impostas às peças de concreto, espessuras superiores a um metro já podem ser consideradas como potenciais candidatas ao resfriamento”. É o que explica o engenheiro Selmo Kuperman, conselheiro do Instituto Brasileiro do Concreto (Ibracon).
Também são mais suscetíveis às fissuras térmicas as estruturas que utilizam concretos de alto desempenho com elevado consumo de cimento. E, também, as que ficam expostas a variações térmicas decorrentes das condições climáticas do local onde foram construídas.
Afinal, a temperatura, a umidade relativa do ar e a direção e a intensidade do vento podem favorecer ou dificultar a dissipação do calor.
Formação da etringita tardia.
Como evitar a etringita tardia?
Para que não haja o perigo da incidência da etringita tardia, além do conhecimento técnico que os profissionais envolvidos devem possuir, é também necessário definir o tipo de cimento a ser utilizado, os agregados e aditivos.
Além disso, é de fundamental importância avaliar o abatimento e escolher a melhor forma de lançamento, desenforma e cura.
Uma maneira de evitar a incidência da etringita secundária é adicionando a sílica ativa no concreto, a fim de diminuir a porosidade e evitar a penetração de sulfatos de origem externa. Além de diminuir o consumo de cimento e adicionar a sílica ativa para diminuir o calor de hidratação.
Algumas estratégias de controle do calor de hidratação durante a concretagem podem ser utilizadas. Uma delas é substituir parte da água de amassamento por água gelada, gelo ou nitrogênio líquido na cura do concreto.
Outra dica é diminuir a temperatura dos agregados graúdos. Pode ser usada, por exemplo, proteção contra a insolação por meio de mantas geotérmicas – ou seja, com umidificação ou refrigeração – ou ainda usar serpentinas embutidas no concreto, pelas quais circulará água gelada.
Caso você ainda tenha dúvidas sobre a etringita tardia, a diferença em relação à primária e como evitá-la, ou caso queira nos ajudar com outros conhecimentos, compartilhe seus comentários. E continue seguindo nossas publicações para ficar ainda mais por dentro dos assuntos relacionados à construção civil.