Effect of novel calcium sulfate compositions and lignosulfonate admixture on cement hydration and rheology

Rayara Pinto Costa; Matheus Henrique Gomes de Medeiros; Francisco Roger Carneiro Ribeiro; Seiiti Suzuki; Carlos Pérez Bergmann; Ana Paula Kirchheim

Efeito de novas composições de sulfato de cálcio e aditivo lignossulfonato na hidratação e reologia do cimento

Autores

Rayara Pinto Costa Unversidade Federal do Rio Grande do Sul https://orcid.org/0000-0003-3077-3314
Matheus Henrique Gomes de Medeiros Universidade Federal do Rio Grande do Sul https://orcid.org/0009-0001-5029-7397
Francisco Roger Carneiro Ribeiro Universidade Federal do Rio Grande do Sul https://orcid.org/0000-0001-8790-3023
Seiiti Suzuki InterCement https://orcid.org/0000-0003-1252-5034
Carlos Pérez Bergmann Universidade Federal do Rio Grande do Sul https://orcid.org/0000-0002-8951-8943
Ana Paula Kirchheim Universidade Federal do Rio Grande do Sul https://orcid.org/0000-0002-8241-0331

Palavras-chave:

fosfogesso, gipsita, lignossulfonato, hidratação, reologia

Resumo

Esta pesquisa examina os efeitos de diferentes combinações de sulfato de cálcio – gipsita natural (NG), fosfogesso não tratado (PG) e fosfogesso tratado com cal (NPG) – na hidratação e reologia do cimento Portland com um aditivo lignossulfonato. Três novas composições de sulfato de cálcio (SU I, II e III) foram avaliadas como reguladores de pega nos cimentos Portland dos tipos CEM I, II e III, com foco nos tempos de início e fim de pega, resistência à compressão, liberação de calor, produtos de hidratação e comportamento reológico. As composições são: SU I (30% PG, 70% NG), SU II (50% NPG, 50% NG) e SU III (100% NPG). Os resultados mostraram que o CEM III apresentou menor resistência inicial e tempos de pega mais longos em comparação aos cimentos CEM I e II, efeitos amplificados pelo aditivo lignossulfonato. Diferenças reológicas entre os cimentos foram atribuídas à hidratação retardada pelo PG, reduzindo a tensão de escoamento e a viscosidade. O estudo destaca como a composição do cimento, sulfatos de cálcio alternativos e aditivos interagem para influenciar as propriedades do cimento no estado fresco e endurecido.

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Biografia do Autor

Rayara Pinto Costa, Unversidade Federal do Rio Grande do Sul

Doutoranda do Programa de pós-graduação em Engenharia de Minas,metalúrgica e materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) na modalidade Dotorado Acadêmico para Inovação (DAI) desde 06/2021, Mestre pelo Programa de pós-graduação em Engenharia Civil: construção e infraestrutura da UFRGS (2020) e engenheira civil pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Maranhão - IFMA (2018). Participação no programa Ciência sem Fronteiras com formento da CAPES 2013-2014. Tem interesse em áreas de desenvolvimento de novos materiais para a construção civil, emprego de resíduos e produção de cimentos ecoeficientes.

Matheus Henrique Gomes de Medeiros, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Doutorando pelo Programa de Engenharia Civil: Construção e Infra-estrutura (PPGCI) na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Mestre pelo Programa de Engenharia Civil: Construção e Infra-estrutura (PPGCI) na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Engenheiro Civil formado pela Universidade Federal do Pará - UFPA. Realizou iniciação científica na área de materiais de construção civil. Pesquisador do Grupo de Pesquisa em Materiais de Construção Civil (GPMAC) e Grupo de Análise Experimental de Estruturas e Materiais (GAEMA). Além disso, participei como bolsista do Programa de Educação Tutorial (PET). Hoje, participo do grupo de pesquisa LINCE, que tem como foco as áreas: valorização de resíduos, cimento Portland e alternativos, Materiais Cimentícios Suplementares (SCMs) e aditivos.

Francisco Roger Carneiro Ribeiro, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Doutorando em Engenharia Civil do Programa de Construção e Infraestrutura pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (PPGCI/UFRGS). Mestre em Engenharia Civil/Construção Civil pela Universidade do Vale do Rio dos Sinos (PPGEC/UNISINOS). Bacharel em Engenharia Civil pela Universidade Estadual Vale do Acaraú (UVA). Técnico em Segurança do Trabalho pelo Instituto Federal do Ceará - Campus Sobral (IFCE). Membro do Laboratório de Reabilitação e Durabilidade das Construções (LAREB/UFC) e do Laboratório de Inovação em Cimentos Ecoeficientes (LINCE/UFRGS). Áreas de investigação: materiais de construção, patologia de edifícios e gestão de resíduos.

Seiiti Suzuki, InterCement

Sustainability Manager na InterCement

Carlos Pérez Bergmann, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Possui graduação em Engenharia Metalúrgica pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1979), mestrado em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais (PPGE3M) pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1982) e doutorado em Engenharia - Rheinisch Westfälische Technische Hochschule Aachen (1989), Alemanha. Atualmente, é Professor Titular da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Coordenador do PPGE3M (períodos 2007-2011 e 2015-2019) e coordenador-substituto (2011-2015). Atua na área de Inovação Tecnológica no Programa de Pós-graduação em Engenharia de Produção (PPGEP) e em Engenharia de Materiais, principalmente nos seguintes temas: Inovação em materiais para Engenharia, Engenharia de superfícies, materiais nanoestruturados, caracterização de materiais e matérias-primas, reciclagem de materiais. Ex-membro do Conselho do Instituto Latinoamericano de Estudos Avançados - ILEA-UFRGS, do Centro de Microscopia e Microanálise CMM-UFRGS e do Conselho Editorial da Editora da UFRGS. Destaques: 3 Prêmios Petrobras de Tecnologia; Prêmio Pesquisador Gaúcho-área Engenharia 2012; Book-Serie Editor Springer-Verlag; consultor ad-hoc World Bank; coordenou criação do curso graduação de Engenharia de Materiais-EE-UFRGS; paraninfo e professor homenageado em várias oportunidades; orientou mais de 180 mestres e doutores; autor de vários livros e de mais de 300 artigos e 450 trabalhos em congressos. Fundador (1989) e responsável pelo Laboratório de Materiais Cerâmicos - EE-UFRGS. Membro suplente CA-MM do CNPq 2019-2022.

Ana Paula Kirchheim, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade de Passo Fundo (2000), mestrado (2003) e doutorado no PPGEC da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2008), com estágio de doutorado no exterior no Department of Environmental and Civil Engineering - University of California at Berkeley (2005 - 2006), sob orientação do Professor Paulo Monteiro e Pós-doutorado(PNPD-CAPES), no período de 2008-2010 pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Atualmente é Professor Associado III no Departamento de Eng. Civil e Permanente no Programa de Pós-Graduação em Eng. Civil: Construção e Infraestrutura (PPGCI-NORIE), orientando mestrados e doutorados da UFRGS. Participou como membro da Comissão do PPGCI e membro do Colegiado do Departamento de Engenharia Civil em diversas gestões. Mantém forte intercâmbio técnico-científico com outras instituições do Rio Grande do Sul (UFSM, IMED, UNISINOS), de outros estados (USP, UFP, UPBA, entre outras) e do exterior (Inglaterra (Univ. Sheffield), Estados Unidos (Univ. Califórnia, Berkeley e Universidade do Texas, Austin), França (IFFSTAR, lEcole des Mines dAlès), Austrália (Univ. de Queensland) e Espanha (UPC-Barcelona e Univ. De Malaga).Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em Materiais e Componentes de Construção, atuando principalmente nos seguintes temas: química do cimento Portland e alternativos, aproveitamento de resíduos na produção de novos materiais inovadores, técnicas de análise da micro e nanoestrutura de materiais cimentícios, tecnologia e durabilidade de concretos, entre outros.

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Publicado

21.05.2025

Como Citar

COSTA, Rayara Pinto; MEDEIROS, Matheus Henrique Gomes de; RIBEIRO, Francisco Roger Carneiro; SUZUKI, Seiiti; BERGMANN, Carlos Pérez; KIRCHHEIM, Ana Paula. Efeito de novas composições de sulfato de cálcio e aditivo lignossulfonato na hidratação e reologia do cimento. Ambiente Construído, [S. l.], v. 25, 2025. Disponível em: https://seer.ufrgs.br/index.php/ambienteconstruido/article/view/140030. Acesso em: 10 ago. 2026.

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Edição

v. 25 (2025): Edições Especiais & Artigos

Seção

Edição especial: os melhores artigos do SBCC 2023

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