Aglomerantes CAL E GESSO

Prévia do material em texto

Aglomerantes- primeira parte
Definição
Aglomerante é o material ativo, ligante, em geral pulverulento, cuja principal função é formar uma pasta que promove a união entre os grãos do agregado. São utilizados na obtenção das argamassas e concretos, na forma da própria pasta e também na confecção de natas. 
Segundo o professor Romel Dias Vanderlei 
 “Os aglomerantes podem ser:”
Orgânicos – que tem como composição básica o carbono Ex: betumes (asfalto) e resinas;
Inorgânicos – que tem como composição básica o silício, alumínio e o cálcio. Ex: cal gesso, cimento portland, cimento aluminoso, outros cimentos.
Ou ainda:
Aéreos- pouco resistentes a ação prolongada da água, utilizáveis em ambientes secos. São os aglomerantes que endurecem pela ação química do CO2 no ar. Ex: gesso e cal
Hidráulicos-mais resistentes á ação prolongada da água e utilizáveis em ambiente externo e úmido. São os aglomerantes que endurecem pela ação exclusiva da água.Ex: cimento portland, cimento aluminoso, cimento de escória, cal hidráulica.
	
	
	
CAL 
É o produto obtido pela calcinação de rochas calcárias a temperaturas elevadas. 
Existem três tipos de cales: cal aérea (cal virgem e cal hidratada) e a cal hidráulica. 
 Cal Virgem 
É o aglomerante resultante da calcinação de rochas calcárias (CaCO3) numa temperatura inferior a de fusão do material (850 a 900 0C). Além das rochas calcárias, a cal também é obtida de resíduos de ossos e conchas de animais. 
OBSERVAÇÃO: O carbonato de cálcio é o principal componente de rochas como os calcários. Tem características alcalinas ( ou seja é um sal com característica básicas que aumenta o PH de uma solução aquosa), é o resultado da reação do óxido de cálcio ( cal virgem) com dióxido de carbono. CaO + CO2 → CaCO3
O fenômeno ocorrido na calcinação do calcário é o seguinte: 
Ca CO3 + calor (900 0C) ⇒ Ca O + CO2 
Calcário + calor ⇒ cal virgem + gás carbônico 
O produto que se obtém com a calcinação do carbonato de cálcio recebe o nome de cal virgem, ou cal viva (CaO), que ainda não é o aglomerante usado em construção. O óxido deve ser hidratado para virar hidróxido de cálcio Ca (OH)2 denominado de cal extinta ou cal queimada. 
CaO + H2O => Ca (OH)2
Cal virgem + água => Cal extinta + calor
 
O processo de hidratação da cal virgem é executado no canteiro de obras. As pedras são colocadas em tanques onde ocorre a sua extinção ao se misturarem com a água. O fenômeno de transformação de cal virgem em cal extinta é exotérmico, isto é, se dá com grande desprendimento de calor (250 cal/g, podendo em alguns casos a temperatura atingir 400 0C), o que torna o processo altamente perigoso. 
Após a hidratação das pedras, o material deverá descansar por 48 horas no mínimo, antes de ser utilizado na obra. As argamassas de cal, inicialmente, têm consistência plástica, mas endurecem por recombinação do hidróxido com o gás carbônico, presente na atmosfera (daí o nome cal aérea), voltando ao seu estado inicial de carbonato de cálcio. 
Ca (OH)2 + CO2 ⇒ CaCO3 + H2O 
Cal extinta + gás carbônico ⇒ Carbonato de cálcio + água 
A cal viva ou cal virgem é distribuída no comércio em forma de pedras, como saem do forno ou mesmo moído e ensacado. 
Classificação
Usualmente se classificam as variedades de cal aérea segundo dois critérios: o da composição química e o do rendimento em pasta.
Pela composição química: a cal cálcica e a cal magnesiana. A primeira com um mínimo de 75% de CaO e a segunda com 20% no mínimo de MgO.
Pelo rendimento da pasta: cal gorda e cal magra. Entende-se por rendimento em pasta do volume de pasta de cal obtido com uma tonelada de cal viva. Essa pasta é uma suspensão do tipo coloidal, que se obtém na operação de extinção da cal viva. Para todos os efeitos, a pasta de cal pode ser considerada como aglomerante realmente utilizado em construção. Se o rendimento em pasta for maior de 1,82 , a cal será denominada gorda ,e se for inferior a esse valor magra. Esse rendimento limite corresponde ao rendimento de1,82 m3 de pasta para uma tonelada de cal viva (550 kg de cal viva para 1m3 de pasta).
Propriedades
Plasticidade- nesse aglomerante, é um termo utilizado para conceituar a maior ou menor facilidade na aplicação das argamassas como revestimento. Diz-se que a cal é plástica quando se espalha facilmente, resultando numa superfície lisa sob o rasto da colher do pedreiro. Se ela é arrastada por se agarrar a colher, conduz a produção de trincas ou mesmo desgarra da parede. Nesse caso é considerada não plástica. A cal magnesiana produz argamassas mais bem trabalháveis.
Retração- a carbonatação do hidróxido realiza-se com perdas de volume, razão pela qual o produto esta sujeito a retração, cuja conseqüência é o aparecimento de trincas no revestimento. Como é usada com mistura com agregados miúdos, em proporções convenientes esses efeitos ser reduzem. A proporção da pasta de cal na argamassa deve obedecer a um limite mínimo , abaixo do qual deixa de ser trabalhável, a proporção determina a capacidade de sustentação de areia da pasta de cal. A experiência mostra que a cal cálcica tem melhores resultados.
Endurecimento- como é necessária a absorção de CO2 do ar para o endurecimento da cal área, esse material não endurece debaixo de água.O endurecimento que depende do ar atmosférico é muito lento, conseqüentemente, quando se usam argamassas de cal e areia para revestimento, torna-se necessário aplicá-las em camadas , geralmente com um intervalo de 10 dias entre uma aplicação e outra. O processo de endurecimento ainda continua durante o tempo em que a argamassa permanece em contato com o ar. Além da carbonatação, o endurecimento da cal se dá também pela combinação do hidróxido com a sílica finamente dividida , que se encontra na areia que constitui as argamassas.
Extinção – a hidratação da cal viva é obtida mediante a adição de água , processo usualmente conhecido como extinção da cal. A hidratação é uma reação altamente exotérmica , e acompanhada de considerável aumento de volume. Na variedade cálcica de grande pureza, o processo é violento; na variedade magnesiana, o processo é mais lento e conseqüentemente a produção de calor é menor.
Cal Hidratada 
Cal hidratada é um produto manufaturado que sofreu em usina o processo de hidratação. É apresentada como um produto seco, na forma de um pó branco de elevada finura. A cal é encontrada no mercado em sacos de 20 kg. 
A cal hidratada oferece sobre a cal virgem algumas vantagens, entre elas: 
• maior facilidade de manuseio, por ser um produto pronto, eliminando do canteiro de obras a operação de extinção; 
• maior facilidade de transporte e armazenamento. 
Cal Hidráulica 
Este tipo de cal é um aglomerante hidráulico, ou seja, endurece pela ação da água, e foi muito utilizado nas construções mais antigas, sendo posteriormente, substituído pelo cimento Portland. Apesar de seu nome não é um produto apropriado para construções sob a água. Sua pega é lenta, o que torna mais adequada a emprego de menor responsabilidade, principalmente em misturas denominadas cimentos de alvenaria.
Cal dolomítica
Produzida a partir de calcários dolomíticos oferece considerável dificuldade, em vista da expansão que ordinariamente acompanha o seu processo de endurecimento. Ocorre a expansão de hidratação durante a extinção da cal viva, quando o oxido se transforma em hidróxido. A hidratação da cal cálcica é rápida, mas o processo da cal dolomítica é muito lento, restando, sempre, uma proporção de óxido de magnésio livre, o qual sofre hidratação posterior ao emprego da argamassa proporcionando, por sua expansão confinada, o aparecimento de fissuras que conforme a sua importância resultam na destruição da estrutura do material.
 Aplicação da Cal 
A cal pode ser utilizada como único aglomerante em argamassas para assentamento de tijolos ou revestimento de alvenarias ou em misturas para a obtenção de blocos de solo/cal, blocos sílico/calcário e cimentos alternativos. 
Durante muitotempo a cal foi largamente empregada em alvenarias, que vêm atravessando muitos séculos de vida útil. Atualmente o maior emprego da cal se dá, misturada ao cimento Portland. 
Por causa da elevada finura de seus grãos (2 μm de diâmetro), e conseqüente capacidade de proporcionar fluidez, coesão (menor suscetibilidade à fissuração) e retenção de água, a cal melhora a qualidade das argamassas. A cal confere uma maior plasticidade as pastas e argamassas, permitindo que elas tenham maiores deformações, sem fissuração, do que teriam com cimento Portland somente. As argamassas de cimento, contendo cal, retêm mais água de amassamento e assim permitem uma melhor aderência. 
A cal também é muito utilizada, dissolvida em água para pinturas, na proporção de mais ou menos 1,3 gramas por litro de água. A esta solução chama-se nata de cal e sua utilização é conhecida como caiação. As tintas de cal, além do efeito estético, têm, também, efeito asséptico, devido a sua alta alcalinidade (PH alto). 
UTILIDADE “ segundo o site da Minascal”
CONSTRUÇÃO CIVIL- a cal hidratada tem extraordinária capacidade de reter água em torno de suas partículas, formando na argamassa uma dupla perfeita com o cimento. As argamassas a base de cal hidratada tem resistência suficiente quanto à compressão, aderência, tanto para assentamentos como para revestimentos, para atender as normas técnicas. Por seu um produto alcalino, a cal hidratada impede a oxidação nas ferragens, também por essa sua característica, atua como agente bactericida e fungicida. Além disso, evita que se formem manchas e apodrecimento precoce nos revestimentos, proporciona economia de tinta, pois permite acabamento mais liso e de cor clara, é compatível com qualquer tipo de tinta e outros acabamentos como fórmica, lambris, papéis de parede. É importante ressaltar ainda que as argamassas a base de cal hidratada tem baixo módulo de elasticidade , ou seja absorvem melhor as pequenas movimentações das construções e evitam, portanto trincas e fissuras e até o descolamento (ou queda) dos revestimentos. Não se pode deixar de frisar a notável durabilidade que a cal hidratada confere as construções. Argamassas de cal hidratada podem durar centenas de anos, ou até mais.
No estado fresco, a cal propicia mais plasticidade à argamassa permitindo melhor trabalhabilidade e, conseqüentemente, mais produtividade na execução do revestimento, pois não permiti a sucção excessiva de água pela alvenaria. No estado endurecido, a cal apresenta a capacidade de absorver deformações devido ao seu módulo de deformação. Esta propriedade é de extrema importância no desempenho da argamassa, que dever acompanhar as movimentações da estrutura. A cal possibilita a diminuição da retração gerando menor variação dimensional, além de carbonatar lentamente ao longo do tempo, tampouco eventuais fissuras ocorridas no endurecimento, no caso de argamassas mistas.
OBSERVAÇÔES
A argamassa mais comum utilizada na construção civil é feita com areia, água, cimento e cal hidratada. As proporções (traços) destes elementos variam de acordo com a finalidade da argamassa. A proporção mais usada em assentamento e revestimento são de 1:1:6 e 1:2:9 , onde o primeiro número é o volume do cimento, o segundo representa o volume de cal e o terceiro mostra o volume de areia. A quantidade de água de amassamento deve ser em quantidade suficiente para o pedreiro consiga trabalhar , tomando-se cuidado para não ser colocada em excesso deixando a argamassa muito mole. Esta massa com água em excesso demora muito a puxar, ou seja, para ficar levemente enrijecida de modo a permitir que o pedreiro a alise ou dê o formato desejado.
As argamassas de assentamento de alvenarias servem para unir os tijolos e blocos de concreto ou cerâmica das construções. Além de juntar os elementos serve também para dar maior resistência mecânica além de proteger contra a propagação o calor, frio ou do som. Serve também para vedar quanto a penetração de água e de vento. O traço é similar a argamassa de revestimento e água deve igualmente ser dosada para que fique uma massa com bastante plasticidade,mas sem escorrer. È possível assentar apenas com argamassa de cal, como se usava antigamente. O problema é que a cal demora muito tempo para endurecer, chega a levar dias até adquirir consistência suficiente para que fique rígida. Pó isso, atualmente se adiciona um pouco de cimento entre 1 a 2 vezes a quantidade de cal, pois o cimento produz a pega em poucas horas, a partir do que a parede pode continuar a ser levantada e pode-se apoiar nela sem risco de ruína.
Hoje se usa cal hidratada, no entanto ainda é recomendável que se faça a mistura entre a areia e cal, com um pouco de água , e que esta mistura fique alguns dias curtindo antes de ser misturada ao cimento e ao restante da água para ser utilizada. Isto porque no processo industrial de produção de cal hidratada podem ficar algum resíduo de cal virgem que no fundo causara reações químicas indesejáveis na parede. Este processo de curtimento é tanto mais necessário quanto mais vagabunda for a cal utilizada.
TRATAMENTO DE ÁGUA- é usado para corrigir a alcalinidade natural e adequar o pH da água. Essa correção é necessária para prevenir a corrosão das tubulações e equipamentos, além de atender a portaria 518 do Ministério da saúde.
PINTURA- prática muito utilizada. Fatores como baixo custo e disponibilidade do produto no mercado, outra vantagem é ser uma tinta que permite a parede respirar não fechando os poros como as tintas sintéticas o fazem, deixando os ambientes internos mais saudáveis e também não permitindo compostos orgânicos voláteis no ar, prejudiciais a saúde.
ADITIVOS PARA ASFALTO- tem sido usado nos últimos anos como estabilizador de misturas asfálticas quentes em diversos países europeus. È aconselhável agregar cal hidráulica nas misturas asfálticas a quente, normalmente 2% do peso, por vários aspectos:
A cal funciona como agente anti-desgaste
Reduz a sensibilidade á umidade
Aumenta o endurecimento inicial
Evita o envelhecimento prematuro da capa asfáltica, prolongando a sua vida útil
Melhora a coesão da mistura
É um aditivo de baixo custo, Melhorando bastante a relação qualidade, preço do trabalho final
Até o momento todos os resultados obtidos mostram grande influencia da cal hidratada na qualidade e durabilidade dos pavimentos asfálticos. O produto atribui ao ligante betuminoso mais viscosidade e impermeabilidade, conseqüentemente tornando a mistura mais resistente a ação prolongada das águas e da temperatura. Por diminuir os vazios e ter alto poder alcalino, a cal nas misturas retarda a oxidação do asfalto, pela ação do calor e ar, e também diminui a sensibilidade térmica das capas asfálticas.
ESTABILIZANTE QUÍMICO DOS SOLOS- a estabilização do solo com adição de estabilizantes químicos e seus reagentes, consiste em um método de aproveitar o solo, dando a ele condições para resistir a carregamentos e intempéries, tornando-o impermeável e aplicável na construção de bases de pavimentos urbanos e rodoviários.
GESSO
 Definição -Dos aglomerantes utilizados na construção civil, o gesso é o menos utilizado no Brasil. No entanto, ele apresenta características e propriedades bastante interessantes, dentre as quais, pode-se citar o endurecimento rápido, que permite a produção de componentes sem tratamento de aceleração de endurecimento. A plasticidade da pasta fresca e a lisura da superfície endurecida são outras propriedades importantes. 
O gesso é um aglomerante de pega rápida, obtido pela desidratação total ou parcial da gipsita, seguido de moagem e seleção em frações granulométricas em conformidade com sua utilização. A gipsita é constituída de sulfato de cálcio mais ou menos impuro, hidratado com duas moléculas de água. As rochas são extraídas das jazidas, britadas, trituradas e queimadas em fornos. Encontrado praticamente em todo o mundo, o gesso ocorre no Brasil abundantemente em terrenos cretáceos de formação marinha, sobretudo nos estados do Ceará, Rio grandedo Norte , Piauí e Pernambuco . O Brasil possui a maior reserva mundial de gipsita e apresenta como diferencial competitivo a pureza desse material, que é de 98%.
CaSO4 + 2H2O 
De acordo com a temperatura do forno o sulfato de cálcio bi-hidratado se transforma em três diferentes substâncias: 
1ª Fase - gesso rápido ou gesso estuque 
(CaSO4 + 2H2O) + calor = 150 0C ⇒ (CaSO4 + ½ H2O) 
2ª Fase - gesso anidro solúvel 
(CaSO4 + 2H2O) + 150 0C < calor < 300 0C ⇒ CaSO4 
3ª Fase - gesso anidro insolúvel 
(CaSO4 + 2H2O) + Calor > 300 0C ⇒ CaSO4 
O gesso é um aglomerante de baixo consumo energético. Enquanto a temperatura para processamento do cimento Portland é da ordem de 1450 0C, a da cal entre 800 e 1000 0C, a do gesso não ultrapassa 300 0C. 
As propriedades aglomerantes do gesso devem-se à hidratação do sulfato de cálcio semi-hidratado e do sulfato de cálcio solúvel que reconstituem o sulfato de cálcio bi-hidratado. 
ENDURECIMENTO DO GESSO
 No estágio 1- a mistura inicial do sulfato de cálcio hemidratado e água . 
No estágio 2- a reação com a água começa, e o precipitado de sulfato de cálcio de hidratado forma os núcleos de cristalização. 
No estágio 3- podemos observar o início do crescimento de cristais a partir dos núcleos. 
No estágio 4- os cristais de sulfato de cálcio de hidratado já estão bem crescidos. Para o crescimento dos cristais de sulfato de cálcio de hidratado, a mistura consome Água. O crescimento dos cristais e absorção da água torna a mistura viscosa. 
No estágio 5- os cristais já se tocam e podemos dizer que aqui é o momento de pega inicial. Na prática é aqui que a mistura perde o brilho superficial devida à absorção da água na formação do de hidratado. 
No estágio 6- Todos os cristais estão entrelaçados formando um corpo sólido
OBSERVAÇÔES;
Cerca de três quartos da produção mundial são calcinados a uma temperatura entre 120 a 165 ◦C , para a produção de gesso hemi hidratado, que forma com água uma mistura de extrema plasticidade , usada em moldagem , fundição , cerâmica. Além de servir de material de construção como estuque, cimento de Keene, telhas e blocos decorativos.
Processo: extração na mina; transporte as fábricas, britagem primária, secundária e ensilamento; alimentação dos fornos, queima, moagem; ensacamento; estoque e expedição.
PROPRIEDADES
No estado em que se encontra no mercado, o gesso é um pó branco, de elevada finura, cuja densidade aparente varia de 0,70 a 1,00, diminuindo com o grau de finura. Sua densidade absoluta é de cerca de 2,7. A dureza 2 na escala de Mohs; a elevada solubilidade; e a cor que, a depender das impurezas contidas nos cristais, varia entre incolor, branca, cinza e amarronzada. 
A) Pega- o gesso misturado com a água começa a endurecer em razão da formação de uma malha imbricada, de finos cristais de sulfato hidratado. Depois do inicio da pega , o gesso ,tal como outros materiais aglomerante ,continua a endurecer, ganhando resistência , num processo que podem durar semanas. A velocidade de endurecimento das massas de gesso depende dos seguintes fatores: temperatura e tempo de calcinação; finura; quantidade de água de amassamento; presença de impurezas ou aditivos.
A calcinação realiza em temperaturas mais elevadas ou durante tempo mais longo conduz á produção de material de pega mais lenta, porém de maior resistência. O gesso de paris, que é constituído de semi-hidratado puro dá pega em poucos minutos; gesso obtidos em segunda cozedura , constituídos principalmente de sulfato-anidro solúvel, pode ter pega tão lenta quanto desejar. Material supercozido, com predominância de sulfato anidro insolúvel, não dá pega, é sem valor aglutinante. Gessos de elevada finura dão pega mais rápida e atingem maiores resistências, em razão do aumento da superfície específica, disponível para a hidratação.
A quantidade de água de amassamento influencia negativamente o fenômeno da pega e do endurecimento, quer pó deficiência, quer por excesso. A quantidade ótima de aproximadamente teórica das águas necessária a hidratação (18,6%). O gesso endurece num período d 8 a 12 minutos.
(b) Resistência mecânica- as pastas de gesso depois de endurecidas, atingem resistência a tração entre 0,7 MPa e 3,5 MPa e a compressão entre 5 e 15 MPa. As argamassas com proporção exagerada de areia alcançam resistência a tração e a compressão muito mais reduzida.
c) Aderência- as pastas e argamassas de gesso aderem muito bem aos tijolos, pedra e ferro, e aderem mal às superfícies de madeira. A aderência ferro-gesso, embora traduza compatibilidade físico-química entre os dois materiais, tem, infelizmente, o defeito de ser instável, permitindo a corrosão do metal. Não se pode fazer gesso armado como se faz cimento armado. Todavia, a estabilidade é alcançada quando se faz armadura com ferro galvanizado.
d) Isolamento- as pastas endurecidas de gesso gozam de excelentes propriedades de isolamento térmico, isolamento acústico e impermeabilidade ao ar. Sua condutibilidade térmica é muito fraca, cerca de um 1/3 do valor para o tijolo comum. O gesso é material que confere aos revestimentos com ele realizados considerável resistência ao fogo. A água de cristalização é eliminada pelo calor, reduzindo o material superficial a condição de pó, que não sendo removido, atua como um isolador que protege a camada interior de gesso.
APLICAÇÕES
O gesso não é só bonito e barato, mas peças confeccionadas com este material apresentam bom isolamento térmico e acústico, além de manter equilibrada a umidade do ar em áreas fechadas, devido à sua facilidade em absorver água.
O critério para utilização de um tipo de gesso é dependente de seu uso e, como conseqüência, das propriedades físicas que esta aplicação em particular irá exigir. 
Apesar de endurecer muito rapidamente o gesso permite que você o esculpa depois de rígido, com uma ponta de faca, ou qualquer outra ferramenta, (martelo, serrote de aço, chave de fenda, esmeril, etc.) mais dura que ele. Além de muito barato tem uma enorme gama de utilizações, entre elas a de produzir "protótipos" os mais diversos. O objeto feito em gesso, quando cuidado pode durar muitos anos. Pintado, encerado, envernizado, resinado, metalizado... Liso ou com relevos, como sancas, molduras para tetos, colunas, placas para composição de paredes e forros rebaixados em vários pedaços encaixados, ou em peça única, é um maravilhoso material para também desenvolver a criatividade artística (esculturas, baixos e altos relevos, objetos utilitários, etc.). Sua aplicação é rápida, porém quando se adquire um pouco de pratica o tempo não é problema.
Uma variedade bem conhecida de gesso de acabamento é o cimento Keene. Esse gesso é produzido por calcinação dupla da gipsita muito pura. Após a primeira calcinação ao em temperatura elevada, o sulfato–anidro resultante é imerso numa solução de 10% de alúmem, depois é recalcinado e, finalmente, pulverizado num moinho de bolas.
No seu estado natural a gipsita é utilizada pela indústria de cimento na fabricação de cimento Portland onde é adicionada ao clínquer, na proporção de 3 a 5 % em peso, com a finalidade de retardar o tempo de pega. Na agricultura é utilizada como corretivo de solos alcalinos e também nos deficientes em enxofre e recebe a denominação de "gesso agrícola". 
	
	
Blocos de Gesso- dados técnicos
CARACTERÍSTICAS
CORTA FOGO - Diminui a possibilidade de propagação de incêndio ;
ISOLANTE TÉRMICO - Mantém com mais facilidade a temperatura do ambiente 
RESISTENTE- Capaz de suportar cargas 
ISOLANTE ACÚSTICO- Reduz a transferência do barulho de um ambiente para outro 
DELGADO - Aumenta a área útil dos ambientes 
VERSÁTIL - Fácil de cortar, montar, recompor 
SUPERFÍCIE LISA- Pronta para receber acabamentos diversos 
HIGRO-ATIVO - Regula a umidade do ar, mantendo o ambiente confortável 
Características do Gesso para Revestimento: Exigências da NBR 13.207/94 
Outra aplicação é em tijolos com gesso refugado, que é um sistema construtivo para casas populares, utilizandoresíduos das fabricas de placas da moldagem, quebra e resíduo de gesso do chão de fábricas, que misturados produzem uma pasta , que confecciona os tijolos.
Revestimentos e suas Características Desfavoráveis :
Não contribuem para a fixação de dispositivos de carga suspensa; 
Gesso pode reagir com o cimento Portland, em presença de umidade; 
São bastante susceptíveis ao desenvolvimento de bolor, principalmente em edifícios com má ventilação e insolação; 
A pasta de gesso fresca propicia a corrosão de peças de aço-carbono comum, pois não é alcalina e não pode passivar o aço.