Teor de Alita C₃S do Clínquer (Bogue)
Estima o teor de silicato tricálcico, a alita ou C₃S, de um clínquer pela equação de Bogue, o balanço de massa que reparte os quatro óxidos principais entre as fases mineralógicas: C₃S = 4,071 × CaO − 7,600 × SiO₂ − 6,718 × Al₂O₃ − 1,430 × Fe₂O₃, com os teores em porcentagem de massa. A alita é a fase que dá resistência ao cimento nas primeiras idades, e clínquer Portland comum fica entre 50% e 65% — abaixo disso a resistência aos 3 e aos 7 dias despenca, acima disso sobe o consumo de combustível no forno e o calor de hidratação vira problema em peça de concreto massa. Os coeficientes negativos são grandes, então o resultado é muito sensível à análise química: meio ponto a mais de sílica derruba 3,8 pontos de C₃S, e uma composição fora da faixa de clínquer chega a devolver valor negativo, o que apenas significa que aquela mistura não tem cal suficiente para formar alita. Foi adotada a equação de Bogue clássica de quatro termos, própria de clínquer sem gesso; para cimento acabado a versão da ASTM C150 subtrai ainda 2,852 × SO₃ e desconta a cal livre do CaO. Informe os teores de CaO, SiO₂, Al₂O₃ e Fe₂O₃.
Resultado
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Alita C₃S no clínquer: o que a equação de Bogue entrega
O laboratório da cimenteira devolve a fluorescência de raios X em algumas horas, mas a difração com refinamento Rietveld, que mede a alita de verdade, leva bem mais tempo e nem toda planta tem o equipamento. Enquanto isso o forno continua queimando e alguém precisa decidir se a farinha está indo para o lado certo. A equação de Bogue tapa esse buraco: com os quatro óxidos principais em mãos, ela estima quanto do clínquer virou silicato tricálcico, a fase responsável pela resistência aos 3 e aos 7 dias do cimento.
A conta é C₃S = 4,071 × CaO − 7,600 × SiO₂ − 6,718 × Al₂O₃ − 1,430 × Fe₂O₃, com todos os teores em porcentagem de massa do clínquer. Os coeficientes saem do balanço de massa entre as quatro fases: a cal disponível puxa o resultado para cima, e sílica, alumina e ferro descontam a parte que se compromete com belita, aluminato e ferrita. Clínquer Portland comum cai entre 50% e 65% de alita. Abaixo de 50% a resistência inicial cai junto; acima de 65% sobem o consumo de combustível no forno e o calor de hidratação, que vira fissura em peça de concreto massa. Com os valores que já vêm na tela — 65, 21,5, 5,2 e 3 — o resultado é 61,99%.
Bogue supõe equilíbrio completo no resfriamento e fases quimicamente puras, que o forno real não entrega: a alita de verdade carrega magnésio e alumínio em solução sólida, e o Rietveld costuma medir de 3 a 8 pontos a mais que o cálculo. Foi adotada a forma clássica de quatro termos, própria de clínquer sem gesso; para cimento acabado, a versão da ASTM C150 ainda subtrai 2,852 × SO₃ e desconta a cal livre do CaO total. O erro de unidade mais comum é usar a análise da farinha crua, e não a do clínquer: com perda ao fogo de 35% embutida nos números, a fórmula devolve um valor plausível e sem sentido. Resultado negativo não é defeito da conta: é a mistura sem cal suficiente para formar alita.
Perguntas frequentes
De onde vem o 61,99% que já aparece na abertura da página?
O resultado ficou negativo. O que fiz de errado?
Posso usar isto para o cimento que sai do moinho?
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