Concreto uma abordagem atômica

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A formação geológica influenciará diretamente na resistência do agregado uma vez que diferentes origens resultam em diferentes energias de formação. As rochas sedimentares por exemplo recebem menor energia de formação em relação as rochas ígneas e metamórficas. Dessa forma o agregado miúdo possui menor resistência

A pasta e a resistência

As principais ligações interatômicas formadas no concreto são as ligações iônicas conferindo extrema energia de ligação entre os átomos e as moléculas que formam os cristais mais comuns nesse material cerâmico.

As formações cristalinas na pasta do cimento é o que determina a resistência do concreto durante seu processo químico de interação entre cimento e água. Para compreender essa resistência da pasta é necessário compreender tais processos.

O processo químico do cimento e seu reagente hidráulico começa quando ambos são postos sob o mesmo ambiente. Durante a reação inicial formar-se-ão cristais de etringita e de CSH (silicato de cálcio hidratado), estes irão evolver os grãos não hidratados do cimento formando uma barreira cristalina. Esse processo inicial que permite a trabalhabilidade do concreto e sua característica plástica inicial em relação ao seu tempo de pega.

O processo final de endurecimento da pasta dar-se-á pelo processamento químico final dos cristais de silicato de cálcio hidratado, esse cristal é o principal retículo que fornecerá resistência para a pasta de cimento uma vez que é responsável por cerca de 60 % do volume da pasta. Este cristal sob estrutura (CaO)3(SiO2)2(H2O)3 simplificado para C3S2H3. Este cristal possui como base ligações iônicas entre o metais e ametais como por exemplo as ligações entre cálcio e oxigênio (óxido de cálcio) e entre o silício e o oxigênio (dióxido de silício). Por serem ambos compostos iônicos conferem alta resistência mecânica à compressão para a pasta uma vez que, quanto maior for a força interatômica e intermolecular maior será o módulo de elasticidade do material. Como a força interatomica é a iônica (maior força interatomica) confere a este cristal um alto módulo de elasticidade, tal fato se justifica ainda por possuir dois átomos com alta eletronegatividade entre eles, se ambos (tanto oxido de cálcio como dióxido de cálcio) possuem alta diferença de eletronegatividade entre seus átomos isso quer dizer que a força para separar esses átomos é ainda mais forte, dessa forma a formação do retículo cristalino é de alta resistência mecânica.

Contudo os cristais de etringita são porosos e consequentemente frágeis, contudo eles são formados na fase inicial do processo químico da pasta. Ao adicionar água aos aluminatos (C3A) presente no clinquer formar-se-ão, juntamente com os sulfatos presentes na água, os cristais de etringita. Os cristais de etringita comprometem a resistência da pasta assim como a zona de transição das fases. Uma vez que adiciona-se mais água que o necessário formam-se mais cristais de etringita e consequente comprometimento mecânico da pasta bem como do concreto.

CONCLUSÃO

A tecnologia do concreto aprofundou-se cada vez mais na compreensão de cada partícula cristalina formada nas reações químicas do cimento com a agua. Dessa forma, pudemos então absorver tais conhecimentos em escala microscópica e modificando as estruturas com outros materiais que possam aumentar a resistência desse composto cerâmico.

O conhecimento atômico influenciou diretamente na compreensão do porque esse material possui uma larga aplicação no quesito propriedade mecânica. Evidenciou que uma simples modificação de um átomo gera uma grande alteração nas propriedades físico-quimicas do material. Como o concreto em sua propriedade mecânica e seu defeito químico relacionado à reatividade com sulfatos.

REFERENCIAS BILBIOGRÁFICAS

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