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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35650
Tipo: Tese
Título: Polimorfismo das fases do clínquer na hidratação e microestrutura do cimento Portland de alta resistência inicial
Autor(es): Tavares, Jennef Carlos
Primeiro Orientador: Torres, Sandro Marden
Resumo: As questões ambientais impõem vários desafios à produção de cimento Portland a nível mundial. Este fato deve-se principalmente à sua associação com as emissões de CO2 resultantes dos processos de produção. Uma vez que a substituição do clínquer é uma estratégia para reduzir o impacto nas emissões, o desafio é maior quando se consideram os tipos de cimento normal de elevada resistência inicial. Estes tipos contêm a maior quantidade de clínquer, adicionando normalmente apenas 5% de filler calcário e gesso. Uma vez que a hidratação precoce é de grande interesse, são necessários estudos sistemáticos para compreender a reatividade do C3S, que é responsável por esse desempenho. A fase C3S tem sete polimorfos, embora dois (M1 e M3) sejam maioritariamente referidos no cimento industrial. Este estudo examinou o comportamento de hidratação de quatro cimentos Portland industriais de alta resistência inicial, com foco no comportamento dos polimorfos do clínquer. As amostras foram avaliadas por difração de raios X (DRX) com refinamento Rietveld, microscopia eletrônica de varredura com energia dispersiva (MEV-EDS) e análise termogravimétrica (TGA). Os resultados mostraram que a fase C3S do clínquer, particularmente o polimorfo M1, está fortemente correlacionada com a formação de portlandita. A redução da fase polimorfa M1 devido à hidratação está diretamente associada à formação de Ca(OH)₂, com uma melhor correlação do que o teor de C3S. Em contrapartida, o C2S não apresentou correlação significativa com a portlandita nas idades estudadas. Os teores de ferro influenciaram a relação ferro/alumínio das fases AFt/AFm durante a hidratação. Assim, o estudo dos polimorfos é importante para avaliar estratégias para melhorar a produção de cimento Portland, especialmente em termos de eficiência energética e de desempenho em idades precoces.
Abstract: Environmental-related issues impose several challenges concerning the production of Portland cement worldwide. This is chiefly because of its association with CO2 emissions due to the production processes. Since clinker replacement is one strategy for reducing the impact on emissions, the challenge is bigger when considering high early strength ordinary cement types. These types contain the highest amount of clinker, usually adding only 5% of limestone filler and gypsum. Since early-age hydration is of great interest, systematic studies are necessary to understand the reactivity of C3S, which is responsible for such performance. The C3S phase has seven polymorphs, although two (M1 and M3) are mostly reported in industrial cement. This study examined the hydration behavior of four industrial high early strength Portland cement, focusing on the behaviour of clinker polymorphs. The samples were evaluated by X-ray diffraction (XRD) with Rietveld refinement, scanning electron microscopy and energy dispersive scanning electron microscopy (SEM-EDS), and thermogravimetric analysis (TGA). The results showed that the C3S phase of the clinker, particularly the M1 polymorph, strongly correlates with the formation of portlandite. The reduction in M1 polymorph phase due to hydration is directly associated with formation of Ca(OH)₂, with a better correlation than C3S content. In contrast, C2S showed no significant correlation with portlandite at the ages studied. Iron contents influenced the iron/aluminum ratio of AFt/AFm phases during hydration. Thus, the study of polymorphs is important for assessing strategies for improving the production of Portland cement, especially in terms of energy and early-age performance efficiency.
Palavras-chave: Cimento Portland
Polimorfismo do clínquer
Hidratação do cimento
Eficiência energética
Ferro-Etringita
Clinker Polymorphism
Cement Hydration Kinetics
Energy Efficiency
Fe-Ettringite
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia Civil e Ambiental
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental
Tipo de Acesso: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35650
Data do documento: 6-Fev-2025
Aparece nas coleções:Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental

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