Aula 1 - Tipos de Aglomerantes parte I

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Construção Civil – Aglomerantes e agregados
Profº Abrão Chiaranda Merij
Evolução dos Materiais
Os materiais de construção podem ser também classificados de acordo com sua função na construção civil, podendo ser divididos em:
Materiais estruturais: são materiais que têm por função suportar e transmitir cargas sem sofrer ruptura ou deformação excessiva. Alguns exemplos são concreto armado, concreto protendido, tijolos e blocos estruturais, madeira, cordoalhas e fios de aço em pontes estaiadas.
Materiais não estruturais: são materiais que não têm função estrutural, ou seja, não transmitem cargas, porém podem suportar cargas menores. Normalmente são destinados a compartimentar espaços (tijolos e blocos cerâmicos de vedação, placas de drywall, blocos e painéis de vidro, forros de isopor etc.) ou proteger outros materiais de agentes nocivos e aumentar a durabilidade e a vida útil da construção (tintas e vernizes, mantas e emulsões asfálticas etc.).
Índices Físicos
Os índices físicos correspondem a características específicas que estão ligadas em particular a uma determinada substância. Os índices físicos incluem massa, volume, massa específica real, massa específica aparente, ponto de fusão, permeabilidade etc.
Massa específica real e massa específica aparente: a massa específica real de uma substância pode ser definida como a relação entre sua massa e seu volume real, isto é, o volume considerado é referente somente à porção sólida da substância descontando os espaços vazios.
 Massa específica aparente (y), também conhecida como massa unitária, é a relação entre a massa da substância e seu volume aparente, ou seja, o volume é calculado incluindo os espaços.
A massa específica aparente é geralmente menor do que a massa específica real, uma vez que o volume aparente é maior do que o volume de sólidos. O volume aparente é medido geralmente pelas dimensões externas do corpo ou pelo volume do recipiente preenchido. É importante mencionar que o volume aparente ainda pode ser influenciado pelo grau de compactação e também pela umidade do material (BAUER, 2000).
A massa específica real pode ser utilizada na dosagem de misturas de argamassas e concretos. A massa específica aparente (massa unitária) é usada frequentemente para calcular as quantidades de materiais granulares (solos, areias e britas) em volume (latas, padiolas ou caçambas) ou em massa (quilogramas ou toneladas).
Introdução ao Estudo dos Aglomerantes
Podemos definir os aglomerantes como materiais pulverulentos que, quando misturados com água, formam uma pasta resistente capaz de aglutinar agregados (por exemplo, areias e britas), dando origem a argamassas e concretos (RIBEIRO, 2002). 
Um conceito muito importante durante o manuseio dos aglomerantes é a pega, que corresponde ao início da solidificação da pasta (quando começa a perder sua plasticidade) até o fim da pega (quando a pasta está completamente sólida). 
Após o fim da pega, ocorre o endurecimento do material, que corresponde ao período de tempo em que o material começa a ganhar resistência ao longo do tempo.
Classificação dos Aglomerantes
Os aglomerantes podem ser quimicamente inertes, como é o caso das construções de barro cru, que endurecem por simples secagem sem que ocorram mudanças químicas na sua composição, ou eles podem ser quimicamente ativos, ou seja, endurecem por reações químicas, como é o caso da cal, do gesso e do cimento Portland.
Os aglomerantes ativos podem ser classificados em dois grupos que são:
Aglomerantes hidráulicos: aqueles que enrijecem por reações de hidratação e, quando completamente solidificados, são resistentes à ação da água;
Aglomerantes aéreos: aqueles que endurecem quando expostos ao ar, pela reação química do gás carbônico presente no ar. Esses aglomerantes não apresentam resistência quando expostos à água.  
Cal
Cal é o nome genérico que se dá aos produtos derivados da calcinação de rocha calcária, a qual, por sua vez, é formada basicamente por carbonatos de cálcio (CaCO3). As cales são compostas basicamente de cálcio e magnésio e podem ser encontradas na forma de pedras ou pó muito fino. Existem duas formas de cal no mercado: a cal virgem e a cal hidratada.
A cal virgem é constituída predominantemente de óxidos de cálcio e magnésio, enquanto a cal hidratada (de uso mais comum na construção) é constituída de hidróxidos de cálcio e magnésio com a presença de pequenas quantidades de óxidos não hidratados (ISAIA, 2010).
Matéria-Prima
A matéria-prima, a partir da qual se obtêm os produtos à base de cal, é a pedra calcária, composta quase exclusivamente por carbonato de cálcio (CaCO3) e por um certo número de outros constituintes em quantidade mais ou menos variável. 
Para se produzir cal aérea de boa qualidade, é necessário que o calcário utilizado seja o mais puro possível, isto é, deve apresentar uma elevada quantidade de carbonato de cálcio.
Nestas rochas, o carbonato de cálcio é, frequentemente, substituído, em determinada proporção, pelo carbonato de magnésio. 
Calcinação da Cal
A cal é produzida a partir da calcinação de rochas carbonáticas, (calcário ou dolomito), em temperaturas que variam de 900 até 1100 °C, utilizando fornos industriais contínuos ou descontínuos. A rocha calcária, essencialmente constituída pela calcita (CaCO3), dá origem à cal virgem cálcica (CaO) através de um processo de dissociação térmica que envolve a liberação de CO2, como descrito pela reação:
Hidratação da Cal
Um dos principais usos da cal virgem é a produção de cal hidratada. A formação da cal hidratada ocorre pela reação da cal virgem com a água, portanto, por hidratação. Essa reação química se dá com forte liberação de calor. A cal virgem (CaO) dá origem à cal hidratada,(hidróxido de cálcio) através da reação:
Nos últimos anos, o mercado nacional da construção civil tem optado pelo uso da cal hidratada, no lugar da cal virgem, uma vez que a cal virgem é um produto cáustico, de elevada reatividade química e liberação de calor ao reagir com a água, exigindo cuidados especiais e demorados. 
Hidratação da cal em pó para Hidróxido De Cálcio
Endurecimento da Cal
O endurecimento da pasta de cal ocorre por meio de reação com o dióxido de carbono (CO2) do ar. Esse fenômeno é denominado carbonatação e envolve a liberação e evaporação da água, conforme a reação:
O fenômeno da carbonatação transforma a cal hidratada basicamente num carbonato tão sólido quanto o calcário que a originou.
Requisitos da Normalização Técnica da Cal
A cal virgem utilizada na construção civil, para ser comercializada no país, deve atender a alguns requisitos químicos e físicos específicos estabelecidos na ABNT NBR 6453:2003. A cal virgem pode apresentar três tipos de categorias: cal virgem especial (CV-E), cal virgem comum (CV-C) e cal virgem em pedra (CV-P). 
Influência da Cal nas Propriedades das Argamassas
O uso principal da cal na construção civil é como ligante em argamassas mistas de cimento, cal e areia. A presença da cal na argamassa confere aumento de plasticidade (devido ao papel lubrificante das suas partículas finas). A retenção de água da cal permite que essa água seja liberada posteriormente durante o processo de carbonatação e, então, aproveitada na cura do cimento, evitando a formação de trincas por retração da massa. Adicionalmente, a cal melhora a durabilidade de argamassa, diminuindo as eflorescências e combatendo a presença de fungos e bactérias, além de redução de custo.
As características da rocha de origem influenciam diretamente a composição química da cal. Segundo Oliveira (2008), quanto à composição, a cal pode ser classificada em: 
• Cal cálcica: composta por no mínimo 75% de óxidos de cálcio (CaO). Esse tipo de cal possui como característica a maior capacidade de sustentação da areia.
• Cal magnesiana: possui no mínimo 20% de óxidos de magnésio (MgO) em sua composição. Quando utilizada em argamassas, esse tipo de cal dá origem a misturas mais trabalháveis.
A adição de água à cal virgem feita em obraé chamada de extinção. Esse processo é feito em tanques próprios e quando a água é adicionada inicia-se uma reação onde há liberação de calor. Na variedade cálcica, a reação é violenta, com grande liberação de calor, podendo atingir temperaturas da ordem de 400° em tanques fechados. Na variedade magnesiana, a reação é mais lenta, com menor geração de calor. 
Cal
 Aglomerante cujo constituinte principal é o óxido de cálcio ou óxido de cálcio em presença natural com o óxido de magnésio, hidratados ou não. 
Cal virgem 
Cal resultante de processos de calcinação, da qual o constituinte principal é o óxido de cálcio ou óxido de cálcio em associação natural com o óxido de magnésio, capaz de reagir com a água. 
Cal extinta 
Cal resultante da exposição da cal virgem ao ar ou à água, portanto apresentando sinais de hidratação e, eventualmente, de recarbonatação. Apresenta proporções variadas de óxidos, hidróxidos e carbonatos de cálcio e magnésio.
Cal hidratada 
Cal hidratada, sob a forma de pó seco, obtida pela hidratação adequada de cal virgem, constituída essencialmente de hidróxido de cálcio ou de uma mistura de hidróxido de cálcio e hidróxido de magnésio. 
Cal hidráulica 
Cal, sob a forma de pó seco, obtida pela calcinação a uma temperatura próxima à da fusão de calcário com impurezas sílico-aluminosas, formando silicatos, aluminatos e ferritas de cálcio, que lhe conferem um certo grau de hidraulicidade.
A cal hidratada pode ser encontrada em diversas embalagens: 8kg, 20kg, 25kg ou 40kg. Normalmente estão disponíveis no mercado três tipos de material: • CH – I : Cal hidratada especial (tipo I); • CH – II : Cal hidratada comum (tipo II); • CH – III : Cal hidratada com carbonatos (tipo III), A nomenclatura diferenciada é consequência das diferentes propriedades químicas e físicas de cada produto. As cales do tipo CHI e CHII são as mais empregadas na construção civil por possuírem maior capacidade de retenção de água e de areia, tornando-as mais econômicas
a) Difusão do CO2 através dos poros da argamassa;
b) Dissolução do CO2 na água dos poros;
c) Dissolução do Ca(OH)2 na água dos poros;
d) Reação entre o Ca(OH)2 e o CO2;
e) Precipitação do CaCO3
Sendo necessária a absorção de CO2 do ar para o endurecimento da cal aérea, O endurecimento que depende do ar atmosférico é muito lento, pois as camadas espessas no interior mantêm-se frescas durante longo tempo.
Normas técnicas relacionadas quanto ao uso de cal
As normas respectivas às cais, que podem ser visualizadas por meio de consulta ao ABNT Catálogo, são as seguintes:
ABNT NBR 10790:2016 – Cal virgem, hidratada e em suspensão aquosa — Aplicação em saneamento básico — Especificação técnica, amostragem e métodos de ensaio.
ABNT NBR 9206:2016 – Cal hidratada para argamassas — Determinação da plasticidade.
ABNT NBR 9289:2000 – Cal hidratada para argamassas – Determinação da finura.
ABNT NBR 9205:2001 – Cal hidratada para argamassas – Determinação da estabilidade.
ABNT NBR 7175:2003 – Cal hidratada para argamassas – Requisitos.
ABNT NBR 6473:2003 – Cal virgem e cal hidratada – Análise química.
ABNT NBR 9290:1996 Versão Corrigida:1996 – Cal hidratada para argamassas – Determinação de retenção de água – Método de ensaio.
ABNT NBR 6471:1998 – Cal virgem e cal hidratada – Retirada e preparação de amostra – Procedimento.
ABNT NBR 14399:1999 – Cal hidratada para argamassas – Determinação da água da pasta de consistência normal.
ABNT NBR 9207:2000 – Cal hidratada para argamassas – Determinação da capacidade de incorporação de areia no plastômetro de Voss.
Gipsita
Gipsita
Mineralogia 
Os minerais de sulfato de cálcio podem ocorrer na natureza nas formas di-hidratada (gipsita: CaSO4.2 H2O ), desidratada (anidrita: CaSO4) e, raramente, semi-hidratada (bassanita: CaSO4.1/2 H2O). 
Gesso
O gesso é um aglomerante aéreo constituído predominantemente de sulfato de cálcio, CaSO4, obtido pela desidratação do mineral gipsita. O processo de desidratação da gipsita consiste na queima a temperaturas específicas que variam em função do tipo de gesso a ser obtido. A gipsita, quando calcinada entre 130 e 180 ºC, perde uma molécula e meia de água, transformando-se em um sulfato de cálcio hemidratado, produto que é denominado comercialmente como gesso de construção ou simplesmente de hemidrato, ou gesso rápido ou também gesso paris (BAUER, 2000).
2[CaSO4 .2H2O] → 2[CaSO4 .½H2O] + 3H2O
Em processos “secos”, em uma faixa de temperatura de 120 a 180 ºC, a gipsita é desidratada em hemidrato-β ou gesso-β (CaSO4.½H2O). A transformação se efetiva com eliminação de água a baixas pressões de vapor e formação de cristais de estrutura aberta. 
Em processos “úmidos”, com variação de temperatura entre 120 e 160ºC e altas pressões de vapor de água (autoclave), a gipsita é desidratada em hemidrato-α ou gesso-α. A transformação é cuidadosa e lenta, permitindo permite a obtenção de cristais de forma alongada-prismática ou de bastão. 
Quimicamente, não há diferenças entre a forma alfa e beta do gesso, mas em virtude da conformação e do tamanho dos cristais a superfície específica apresentada pelo hemidrato-α é menor que do hemidrato-β 
Ainda com relação aos tipos de gesso, o gesso-α adquire boa consistência com uma quantidade de água de mistura bem menor, produzindo peças de maior densidade (menor porosidade) e de maiores resistências mecânicas de compressão e flexão. 
Industrialmente, o gesso-α é empregado em confecção de moldes para utilizar na indústria cerâmica, carga para papel convencional e reciclado, moldes para proteção de peças de museu, molduras, ataduras cirúrgicas e moldes odontológicos. Já o gesso tipo beta vem de aplicações antigas principalmente na construção civil. 
gesso-β
gesso-α
O gesso é um dos materiais de acabamento mais utilizados no interior das edificações, devido principalmente à sua versatilidade. Dentro das suas características, destacam-se a sua boa trabalhabilidade e elevada plasticidade e a facilidade de desidratação e reidratação.
 A dispensa da aplicação de revestimentos que facilitem a aderência à parede (chapisco), elevada resistência ao fogo, rápido endurecimento (de até 15 minutos para o gesso paris e de até 45 minutos para o gesso de revestimento), além de propiciar isolamentos térmico e acústico.
Processo de fabricação
Extração da matéria-prima; 
 Moagem e homogeneização;
 Secagem até 10% de umidade; 
 Calcinação;
 Moagem e seleção granulométrica; 
 Armazenamento; 
 Ensacamento.
USOS E FUNÇÕES 
Devido às suas características peculiares, a gipsita, nas formas natural e calcinada, encontra aplicação em uma série de atividades industriais. 
A forma natural da gipsita é amplamente utilizada na fabricação de cimento portland e na agricultura. Na indústria cimenteira, a gipsita é adicionada ao clínquer durante a moagem, na proporção de 2 a 5%, para retardar o tempo de pega do cimento. Na agricultura, a gipsita pode atuar como: agente corretivo de solos ácidos, como fonte de cálcio; 
gesso de fundição utilizado para a confecção de pré-moldados (fabricados simplesmente com gesso ou como placas de gesso acartonado); 
blocos para paredes divisórias; 
gesso para isolamento térmico e acústico (produto misturado com vermiculita ou perlita); 
gesso para portas corta fogo; 
gesso de revestimento de aplicação manual, utilizado para paredes e tetos, geralmente em substituição de rebocos e/ou massas para acabamento; 
gesso cola, para rejunte de pré-moldados em gesso; 
Reboco de parede com gesso
Diferentemente da argamassa, que necessita que a parede esteja preparada com chapisco, emboço e reboco, o gesso pode ser aplicado diretamente nos tijolos ou blocos quando a estrutura estiver aprumada e dentro do esquadro.
Vantagens
O custo da obra com o gesso é menor, porque não há tanto consumo de material e existem menos etapas de execução, o que faz com que a aplicação seja muito mais rápida e prática.
O gesso consegue dar um bom acabamento à parede, cobrindo-a totalmente e formando uma superfície lisa, uniforme e sem irregularidades. Se vocêdeseja um design moderno, o material também serve para criar peças decorativas, como sancas com spots de iluminação embutidos ou fitas de LED.
Desvantagens
A massa de gesso é formada apenas de gesso e água, o que a deixa bem menos resistente do que a argamassa com cimento. Não é raro ver trincas e fissuras nas paredes com esse reboco.
O gesso é extremamente sensível à água e seu uso tem que ser restrito a locais secos e protegidos de umidade e chuvas. Isso limita os espaços de uma casa onde ele pode ser empregado e exige uma frequência maior de manutenção.
É importante também proteger elementos metálicos que ficarão próximos ao gesso, como caixilhos e tubulações. Uma pintura anticorrosiva deve ser passada nos ferros, pois eles podem ser danificados se os cuidados certos não forem tomados. Em caso de ferrugem, a pintura pode até ser manchada.
Argamassa e gesso têm a mesma finalidade: revestimento e proteção da alvenaria. Porém, é necessário analisar com cautela o material que trará mais benefícios às necessidades da sua construção. 
Gesso Acartonado 
Constituído de chapas que variam entre 12,5 a 15mm de espessura; o gesso, que como qualquer liga rochosa resiste muito bem à compressão, mas é péssimo em resistir à tração e flexão, envolto por uma camada de um papel cartão especial, com resistência a flexão e tração, adquirindo assim a resistência a impactos que lhe atribui além do uso bastante divulgado como forro, a possibilidade de uso em divisões de ambientes substituindo muito bem a alvenaria, quando recebendo as devidas adaptações. 
O que é o gesso acartonado?
O gesso acartonado, também conhecido como drywall, é um tipo de placa formada por gesso e papel cartão, sustentada por perfis estruturais fabricados, em sua grande maioria, em madeira ou aço.
No caso da utilização do gesso acartonado para paredes, esses perfis estruturais podem ter até três medidas diferentes: 40 mm (para paredes estreitas e / ou divisórias), 70 mm (para paredes comuns) e 90 mm quando há necessidade de incluir material isolante.
Tipos de gesso acartonado
Standart – A placa Standart (ST), conhecida também como placa cinza, é indicada para uso interno em paredes, tetos e outras estruturas. Esse tipo de gesso acartonado deve ser usado apenas em áreas secas, sem contato algum com umidade. 
Resistente à umidade: como o próprio nome sugere, a placa de gesso acartonado com resistência à umidade (chamada também de chapa verde) deve ser usada em ambientes úmidos e áreas molhadas, como é o caso de banheiros, cozinhas e áreas de serviço. No entanto, ela não deve entrar em contato direto com a água sobre o risco de ser danificada. 
Resistente ao fogo: a chapa com resistência ao fogo, conhecida também como chapa rosa (RF), deve ser usada em saídas de emergência e áreas fechadas, como escadas e corredores. 
Áreas externas: para áreas externas é importante utilizar a placa de drywall especifica, mesmo assim não é aconselhável que o material fique ao relento.
Chapa flexível: tipo de gesso acartonado usado para fazer acabamento em áreas curvas.
Chapa perfurada: usada especialmente para melhorar a absorção acústica.
Vantagens e desvantagens do gesso acartonado
Custos: o custo final da obra pode ser reduzido consideravelmente com o uso do gesso acartonado, quando comparado a uma obra tradicional de alvenaria.
Praticidade e rapidez: A instalação do gesso acartonado é rápida, prática, não gera desperdício e quase não produz sujeira ou resíduos.
Leveza: o gesso acartonado é um material muito leve, o que o torna ideal para quem deseja reduzir o peso estrutural das fundações.
Limite de peso: apesar de suportar uma certa carga de peso, o gesso acartonado possui limitações e dependendo do seu projeto pode ser que ele não dê conta. Avalie essa necessidade antes de apostar no material.
Umidade zero: e, por fim, você já deve saber que o gesso é reconhecido mundialmente como um material que tem total aversão à água. Mesmo as placas resistentes à umidade não podem ser colocadas diretamente sobre a água. Por isso, todo o cuidado é pouco quando o assunto é gesso e umidade.
Parede Drywall para Grandes Alturas
Tendo espessura final de 160 a 300mm, pé-direito variável de 4,90 a 10,80m, peso específico de 40Kg/m² e resistência ao fogo de 60 a 90 minutos, o desempenho acústico desta parede varia entre 46 e 63dB.
 Usado em bibliotecas, consultórios médico, escritórios, berçários, centro cirúrgicos, enfermarias, laboratórios,
Parede Drywall Acústica
Tendo espessura final de 160 a 200mm, pé-direito variável de 2,75 a 3,65m, peso específico de 40Kg/m² e resistência ao fogo de 60 a 90 minutos, o desempenho acústico desta parede varia entre 53 e 66dB. Parede para divisão de ambientes onde exista maior necessidade de isolar a transmissão do som. Utilização em ambientes tais como: salas de estar, salas de conferência, salas de reunião, conservatórios, dormitórios, suítes, home theaters e bibliotecas.
Referências
 APOSTILA AGREGADOS E AGLOMERANTES - Disciplina: Materiais de Construção Civil I – ENG 1071 – PUC Goiás
 Aglomerantes para Construção Civil - Texto extraído de: Materiais de Construção Básicos - Organizador/Editor: Sabrina Elicker Hagemann 
 Apostila ARGAMASSAS E CONCRETOS AGLOMERANTES 
Apontamentos de aula MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL - Os apontamentos constantes nesta apostila servem de apoio para as Aulas de Materiais de Construção Prof. Me. Benedito Carlos de Oliveira Jr.
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