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Aglomerantes aéreos – Cal e Gesso
Prof.: Erick Santana
Materiais de Construção
Natureza da cal e gesso;
Propriedades da cal hidratada e gesso para construção civil
Influências da Cal e do Gesso nas propriedades da argamassa;
Aquisição e Uso do gesso e da cal.
O que veremos hoje?
O QUE É UM AGLOMERANTE?
O que é um aglomerante?
O aglomerante é um material ativo com propriedades de aglutinar, unir aos agregados para formar uma pedra artificial, com formato e resistência predeterminada.
Os aglomerantes podem ser divididos quanto a sua origem:
orgânicos - que têm derivados de petróleo em sua composição, como cimento asfáltico (CAP), asfalto diluído em petróleo (ADP), entre outros.
inorgânicos - que possuem origem mineral, como gesso, cal e cimento.
Podemos classificar quanto a forma que se dá seu endurecimento (pega), dividindo-os em aglomerantes hidráulicos e aéreos.
Os aglomerantes hidráulicos endurecem pela reação química de seus componentes em presença de água .
Aglomerantes hidráulicos
Um exemplo de um aglomerante hidráulico seria o cimento Portland
Cimento Portland – possui função estrutural, não é solúvel em contato com a água, ganha resistência sem ter contato com o ar atmosférico.
Aglomerantes hidráulicos
Aglomerantes aéreos são aqueles que endurecem pela reação com o dióxido de carbono (). São exemplos de aglomerantes aéreos a cal, gesso e os asfalto.
O que são aglomerantes aéreos?
Cal - não têm utilidade estrutural, porém são de grande importância para proporcionar trabalhabilidade às argamassas de revestimento de alvenaria.
O que são aglomerantes aéreos?
Gesso – também não possui propriedade estrutural. É utilizado em materiais de acabamento e revestimento interno, proporciona excelente acabamento.
O que são aglomerantes aéreos?
Asfalto – O CAP (cimento asfáltico de petróleo) é um aglomerante orgânico com uso de revestimento de pavimentos rodoviários e em serviço de impermeabilização (membranas e mantas), também sem função estrutural.
O que são aglomerantes aéreos?
Cal
Cal é o nome genérico para um aglomerante mineral simples, resultante da calcinação de rochas calcárias, que se apresentam sob diversas variedades.
O que seria a cal?
Suas características são resultantes da natureza da matéria-prima empregada e do processamento conduzido.
O óxido de cálcio (CaO – conhecido como cal virgem ou cal viva) é uma substância importante para indústria. Sendo obtida pela decomposição térmica (900ºC) da rocha calcária ().
O que seria a cal?
Normalmente utiliza-se a cal na construção civil em argamassa de assentamento de alvenaria e também para pinturas. 
O que seria a cal?
É utilizada também nas indústrias de cerâmica, siderúrgicas (obtenção do ferro gusa), farmacêuticas como branqueador ou desodorizador. Também é utilizado para obter o hidróxido de cálcio, na agricultura para combater a acidez dos solos.
O que seria a cal?
A rocha calcária é sedimentar composta por carbonato de cálcio ou carbonato de magnésio e pequenas proporções de impurezas como óxido de ferro e argilas.
O que seria a cal?
As proporções de magnésio e calcário vão definir o tipo de rocha calcária.
Calcário calcítico – o carbonato de cálcio () predomina;
O que seria a cal?
Calcário dolomítico ou magnesiano – quando o teor de carbonato de magnésio () compõe 20% da rocha.
O que seria a cal?
A rocha calcária apresenta-se em grandes jazidas como outras rochas utilizadas para produção de agregados. Sua extração segue o mesmo processo de desmonte com explosivos, transporte e britagem.
O que seria a cal?
Ciclo de produção da cal
Calcinação – após a extração a cal é selecionada e moída, a rocha calcária é transformada em pequenos fragmentos que serão submetidos a elevadas temperaturas em fornos industriais que darão origem ao óxido de cálcio (cal viva) e ao gás carbônico.
Calcinação – A temperatura do forno deve ser no mínimo 850ºC, porém a máxima eficiência da calcinação se dá entre as temperaturas de 900 e 950ºC.
Ciclo de produção da cal
Ela apresenta uma estrutura porosa e formatos idênticos aos grãos da rocha original. 
Este processo de desidratação do carbonato faz com que os fragmentos de cal viva acumulem energia, que será liberada em contato com a água.
Origem da Cal viva
Ciclo de produção da cal
Extinção da cal – a cal viva ainda não é o aglomerante utilizado na construção civil. Ainda precisa ser hidratada, transformando-se em um hidróxido, que é o constituinte básico do aglomerante cal.
Cal Extinta – quando a hidratação se faz no canteiro de obras;
Cal Hidratada – quando a extinção se faz em uma unidade fabril.
Ciclo de produção da cal
Carbonatação – A pasta de cal pode ser utilizada na mistura de água e areia para confecção de argamassas, que possuem consistência mais ou menos plásticas e que endurecem com recombinação com o gás carbônico presente na atmosfera, reconstituindo o carbonato original, cujos minerais se ligam de maneira permanente ao agregado utilizado.
Ciclo produção e utilização da cal
Composição química – a cal é denominada a partir do óxido predominante em sua formação, que pode ser óxido de cálcio ou óxido de magnésio. 
Classificando a cal
Classificando a cal
Cal virgem cálcica – óxido de cálcio () entre 75 e 100% do óxidos totais presentes.
Cal virgem magnesiana – teores intermediários de óxido de cálcio, entre 65% e 75% dos óxidos presentes com no mínimo 20% de . 
As impurezas devem somar no máximo 5% - , e .
Classificando a cal
Rendimento da pasta – entende-se como rendimento da cal como o volume de pasta de cal obtida por tonelada de cal viva. A cal cálcica oferece melhor rendimento que a cal magnesiana.
Gorda – rendimento superior a 1,82 – provém de calcários contendo no máximo 5% de argila;
Magra – rendimento inferior a 1,82 – provém de calcários que contêm quantidades entre 5 e 10% de argila.
Densidade – a densidade absoluta é aproximadamente 2,2 g/cm³. A cal viva pode apresentar em pó com densidade de 0,5 g/cm³; ou em pedra de grãos grandes com densidade 0,85 g/cm³.
Propriedades da cal
Propriedades da cal
Plasticidade – é a facilidade com que se espalha a argamassa, resultando em uma superfície lisa. Se a argamassa adere a colher do pedreiro a argamassa é considerada não plástica, o que pode ocasionar em trincas e até descolamento da argamassa da parede. 
A cal magnesiana produz argamassas mais plásticas que a cálcica. 
Propriedades da cal
Retração – na carbonatação do hidróxido de cálcio ocorre a perda de volume, devido junção entre gás carbônico e a pasta de cal. Devido a essa perda de volume a massa de cal contrai, provocando contrações internas e o aparecimento de trincas nos revestimentos. A proporção correta entre cal e agregado miúdo minimiza este efeito para que a argamassa seja trabalhável. 
A cal cálcica possui maior capacidade de sustentação da areia que a cal magnesiana.
Endurecimento – por ser necessária absorção de dióxido de carbono do ar para endurecimento da cal, esse material não endurece de baixo de água. 
A camada deve ser a mais fina possível, com finalidade de conseguir resistência e secagem mais rápidas.
Propriedades da cal
Processo de envelhecimento da cal
Processo de envelhecimento (complementação da hidratação):
Proveniente de cal em pedra – envelhecimento de 7 a 10 dias;
Proveniente de cal em pó – 24 horas;
Proveniente de cal magnesiana – duas semanas.
Extinção da cal
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Extinção da cal
A extinção da cal é uma reação altamente exotérmica, acompanhada por um considerável aumento de volume.
Na cal magnesiana o processo é mais lento e possui variação de volume inferior ao da cal cálcica.
Durante o processo de extinção da cal deve-se tomar alguns cuidados para obter a cal de melhor plasticidade possível, ou seja, é aquela que consegue formar a maior quantidade de coloides possíveisExtinção da cal
Extinção da cal cálcica – a hidratação da cal viva resulta em hidróxido de cálcio na forma cristalina ou coloidal, esta proporção depende das condições mantidas durante a reação.
Os cristais de hidróxido de cálcio formam-se e desenvolvem-se devagar, enquanto o hidróxido coloidal forma-se com rapidez. 
Extinção da cal
Extinção da cal cálcica - Quanto mais rápida for a reação maior a proporção de hidróxido coloidal em relação aos cristais de hidróxido de cálcio.
Para evitar a queima da cal devido a elevação descontrolada da temperatura, o processo é conduzido com o excesso de água, para dissipar o calor.
Extinção da cal
Extinção da cal magnesiana – esta cal apresenta reação muito lenta, devendo ser acelerada para produzir maior proporção de hidróxido coloidal. Para isso, controla-se o volume de água. O calor tende a ser preservado para que se acelere a reação química.
Extinção da cal
Cal desconhecida:
Extinção rápida – inferior a 5 minutos;
Extinção média – entre 5 e 30 minutos;
Extinção lenta – superior a 30 minutos.
A cal hidratada é um produto manufaturado que passou, em uma unidade fabril, pelo processo de hidratação. Diferente da cal extinta, é em pó. Sendo apresentada em forma de flocos brancos, em embalagem de papel kraft com pesos variando de 8 a 20kg.
Cal hidratada
A cal hidratada é um produto manufaturado que passou, em uma unidade fabril, pelo processo de hidratação. Diferente da cal extinta, é em pó. Sendo apresentada em forma de flocos brancos, em embalagem de papel kraft com pesos variando de 8 a 20kg.
Cal hidratada
Cal hidratada
Vantagens da cal hidratada
Eliminação do canteiro para preparo da cal extinta;
Eliminação da mão de obra necessária para extinção da cal e do tempo de envelhecimento;
Facilidade de uso, transporte, armazenamento;
A obra não está sujeita hidratação espontânea da cal viva.
A cal virgem utilizada na construção civil deve atender a alguns requisitos específicos químicos e físicos estabelecidos pela ABNT NBR 6453:2003a.
Requisitos da Normalização Técnica da cal virgem
Exigências químicas da cal viva
Exigências físicas da cal viva
Requisitos da Normalização Técnica da cal hidratada
A cal hidratada para argamassas deve atender alguns requisitos químicos e físicos estabelecidos em norma NBR ABNT 7175:2003b.
Os métodos de ensaios normalizados pela ABNT para verificação das exigências químicas e físicas são:
Retirada e preparação da amostra (ABNT NBR 6471:1998);
Análise química (ABNT NBR 6473:2003);
Requisitos da Normalização Técnica da cal hidratada
Finura (ABNT NBR 9289:2000);
Água da pasta de consistência normal (ABNT NBR 14399:1999);
Retenção de água (ABNT NBR 9290:1996)
Incorporação de areia (ABNT 9207:2000)
Estabilidade (ABNT NBR 9205:2001)
Plasticidade (ABNT 9206:2016)
Exigências físicas da cal hidratada
Deve-se empilhar a embalagem sobre um nível mais elevado, normalmente em estrado de madeira, com 30cm de distância mínima do solo. 
Não se deve ultrapassar a altura de 20 sacos;
A validade é de três meses após a data de fabricação impressa na embalagem.
Armazenamento da cal
Gesso
O gesso é um aglomerante natural simples, ou seja é formado por sulfato de cálcio bihidratado.
Usa-se o termo gipsita para o mineral em estado natural e gesso é mais apropriado para o produto já calcinado.
O que é gesso?
Obtenção do gesso
A rocha gipsita é formada por sulfato de cálcio bihidratado e sua ocorrência na natureza é de grandes maciços de rocha, em geral acompanhada de impurezas como , , , e , não ultrapassando o total de 6%.
O processo de exploração segue o mesmo processo de britagem.
Produção de gesso
1ª etapa – aquecimento da gipsita que entre 100 e 110ºC a umidade superficial é eliminada. Entre 120 e 160ºC ocorre a desidratação. 
A água de hidratação é eliminada sob forma de vapor, com a gipsita apresentando uma agitação violenta que se assemelha à fervura.
A agitação continua até a que desidratação de meia molécula de água se complete.
Produção de gesso
1ª etapa
O gesso desse primeiro estágio é denominado de primeira cozedura. Nesta etapa são produzidos sulfatos hemi-hidratados alfa (calcinação sob pressão atmosférica) e beta (fornos de autoclave).
Produção de gesso
2ª etapa – a temperatura se encontra entre 190 e 220ºC, visando eliminar a água restante de hidratação. Produz-se em maior quantidade o sulfato-anidro solúvel, produto de pega mais rápida. 
Nesta etapa são produzidos duas variedades de anidro-solúvel, derivados, respectivamente, de dois hemi-hidratados e também denominados alfa e beta.
O gesso alfa passa por uma modificação cristalina resultando em um produto mais homogêneo. Após a mistura com a água produz um produto com maior eficiência mecânica e menor consistência. São usados principalmente na odontologia.
Gesso alfa
O gesso beta é utilizado na indústria construção civil, indústria da cerâmica e indústria da modelagem. Ele se caracteriza por cristais mal formados e heterogêneos, têm tendência de forma produtos com menor tempo de pega e menor resistência.
Gesso beta
Produção de gesso
3ª etapa – A temperatura continua a ser elevada até alcançar 300ºC, obtendo-se então o sulfato-anidro insolúvel (usados como agregado nas argamassas de gesso e como retardador de pega) chamado também de gesso calcinado.
Propriedades do gesso
Densidade - no estado que se encontra no mercado, o gesso é um pó branco de elevada finura, cuja densidade varia entre 0,70 e 1,00 g/cm³. Sua densidade absoluta é 2,7g/cm³.
Pega – o gesso começa a endurecer devido a formação de uma malha intricada de finos cristais de sulfato hidratado. Depois do início da pega o gesso continua a endurecer ganhando resistência. 
Propriedades do gesso
O processo de ganho endurecimento pode durar duas semanas e depende dos seguintes fatores:
Temperatura de desidratação e tempo de calcinação;
Finura;
Quantidade de água;
Presença de impureza ou aditivos.
Pega – Através do controle de temperatura é possível determinar a produção do material com o tempo de pega desejado. A calcinação em temperatura elevada e durante um tempo maior conduz a produção de um material com pega mais lenta e maior resistência
Propriedades do gesso
Porém, caso o material seja super cozido, existirá a predominância de sultato anidro insolúvel.
Gessos de finuras elevadas têm pegas mais rápidas e atingem maiores resistências.
Propriedades do gesso
Pega do gesso
A quantidade de água necessária é de 50 a 70% da massa de gesso. 
Quanto menor a quantidade de água, mais rápido se atinge a pega e menor a trabalhabilidade do gesso;
Deve-se evitar ultrapassar a quantidade de água de 80% da massa de gesso.
Pega do gesso
Podemos acelerar ou retardar o tempo de pega.
Aceleradores de pega – sultatos de alumínio e potássio.
Retardadores de pega – Sultato de sódio, bórax, fosfato, caseína, AÇÚCAR, álcool. Os retardadores de diminuem a quantidade de água no amassamento e auxilia a obter produtos menos porosos e mais resistentes.
Propriedades do gesso
Resistência mecânica – as pastas de gesso endurecidas apresentam resistência média a compressão de 5 a 15 MPa, e a tração de 0,7 a 3,5 MPa. Quando misturado com areia na confecção da argamassas a resistência pode cair em 50%.
Propriedades do gesso
Aderência – as pastas de gesso aderem muito bem à alvenaria, pedra rugosa e ferro. Porém aderem pouco em superfícies de madeira e agregados lisos.
 Aderência do gesso ao ferro, embora seja compatível físico-quimicamente, é instável por permitir corrosão.
Propriedades do gesso
Isolamento – As pastas endurecidas de gesso gozam de excelente propriedade de isolamento térmico e acústico e impermeabilidade ao ar. 
Sua condutibilidade térmica é aproximadamente 1/3 do valor do tijolo comum, conferindo aos revestimentos com ele realizados elevada resistência ao fogo.
Aplicabilidade do gesso
O gesso tem variedade muito grande nas aplicações, sejaem medicina, na odontologia, peças de decoração, construção civil, etc. Na construção civil podemos utilizar das seguintes maneiras:
Revestimento de paredes em pasta ou argamassa. Pode-se aumentar a plasticidade do gesso com cal hidratada (até 15% da massa).
Aplicabilidade do gesso
Material de acabamento (sancas, forros, massa corrida texturizada);
Elemento de vedação (placas de gesso e dry-wall);
Placas pré-moldadas para forros.
Requisitos de normalização técnica do gesso
Os métodos de ensaios normalizados pela ABNT para verificação das exigências químicas e físicas do gesso são: propriedades físicas do pó (NBR ABNT 12127:2017); propriedades físicas da pasta (ABNT NBR 12128:2017); propriedades mecânicas: (NBR 121219:2017); e água livre e de cristalização e teores de óxido de cálcio e anidrido sulfúrico (ABNT NBR 121230:2017).
Exigências físicas e químicas do gesso na construção civil
Exigências físicas do gesso na construção civil
Por hoje é só, time!
O que veremos aula que vem?
Iniciaremos nossos estudos sobre o cimento Portland!