Aula 3 Aglomerantes Cal Glauber

Prévia do material em texto

Aula 03: Aglomerantes Cal
Aula 03: Aglomerantes Cal
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 São materiais, geralmente pulverulentos, que ao entrarem em 
contato com a água formam uma pasta, capaz de endurecer 
por reações químicas ou por secagem. Os aglomerantes são 
capazes de ligar os agregados tornando um sólido e coeso.
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
•Quimicamente 
inertes
•Quimicamente 
ativos
Endurecem por 
simples secagem
Endurecem por 
reações químicas
Argilas e 
betumes
Cimento 
Portland, Cal 
aérea
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
Inorgânicos
• cal
• gesso
• cimentos Portland
• cimento aluminoso
Composição básica
• Si, Ca, Al, Mg
Orgânicos
• betumes (asfaltos)
• Resinas
Composição básica 
• Carbono (C)
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 Aglomerantes hidráulicos  são produtos cuja pasta apresenta
a propriedade de endurecer apenas pela reação com a água e
que formam produtos resistentes a água.
◦ Ex: Cimento, Cal hidraúlica
 Aglomerantes aéreos  são produtos cuja pasta apresenta a
propriedade de endurecer por reações de hidratação e pela
ação química do anidrido carbônico (CO2) presente na
atmosfera e que, após seu endurecimento, não resiste
satisfatoriamente quando submetida à ação da água
◦ Ex: cal aérea e gesso
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
Aéreos
• Não endurecem se
mantidos em água
• Utilizáveis em
ambiente secos
Hidráulicos
• + resistentes à
ação prolongada
da água
• Podem ser
utilizados em
ambiente externo
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
• As argamassas com cal utilizadas em estruturas antigas
construídas pelos Gregos e Romanos se tornaram hidráulicas
devido a adição de materiais pozolânicos que reagiram com a
cal produzindo um produto cimentante resistente a água.
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 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.
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 Tempo após a adição de água no qual a mistura de
cimento pode ser trabalhada
◦ Início de pega: ponto em que a pasta torna-se não
trabalhável.
◦ Fim de pega: ponto em que a pasta se torne
totalmente rígida.
◦ Endurecimento – Período de tempo em que o
material ganha resistência, mesmo após o final de
pega.
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
A cal
BRANCOR FRICAL
CAL ITAÚ MINERCAL (*)
CAL TREVO QUALLICAL
CIBRACAL TRADICAL
FINACAL
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 5600 a.C.1° relato da aplicação da cal como aglomerante
◦ Laje de 25 cm de espessura, no pátio da vila de Lepenke-Vir 
(atual Iugoslávia).
 Outra utilizações da cal ao longo do tempo:
◦ 228 a.C. Muralha da China (em alguns trechos da obra
pode-se encontrar uma mistura bem compacta de terra
argilosa+ cal).
◦ 100 a.C. a 100 d.C  Aquedutos Romanos, Coliseu, Basílica
de Constantino.
 1818  O francês M. Vicat estabelece os princípios racionais 
de sua fabricação.
Aula 03: Aglomerantes Cal
 A cal é um aglomerante inorgânico, produzido a partir de rochas
calcárias, composto basicamente de cálcio e magnésio, que se apresenta
na forma de um pó muito fino.
 Matérias primas  Rochas carbonáticas sedimentares:
◦ Calcários - mineral predominante: calcita = CaCO3 (CaO.CO2 )
◦ Dolomitos - mineral predominante: dolomita = (Ca, Mg)(CO2) 2 = 
(CaCO3 .MgCO3 ) = (CaO.MgO. 2CO2 )
 Especificação  CaO + MgO ≥ 88% ou ≥ 90% (dependendo do tipo de 
cal produzido)
 Impurezas - quartzo, silicatos argilosos, óxidos metálicos de ferro e
manganês, matéria orgânica, fosfatos, sulfetos, sulfatos, fluoretos e
brucita.
Aula 03: Aglomerantes Cal
 Cal aérea
 Cal hidraúlica
 Cal viva
 Cal apagada
Aula 03: Aglomerantes Cal
 Alta reatividade quando
em contato com a água
 Elevando Temperatura
 Cuidado temperatura!!!
 Aumenta o volume 
ao dobro
 Perigoso usar na 
construção...
Aula 03: Aglomerantes Cal
 Cal viva após o contato
com a água
 Teor de água em
quantidade ideal para
apagar todos os grãos
da cal e se evapora
totalmente
 Obtendo: cal em pó
 Menos perigoso 
para uso na 
construção...
Aula 03: Aglomerantes Cal
 Principalmente hidróxido de cálcio
 cal virgem ou cal hidratada
 Reação acontece quando em contato com a
água e presença do ar
Aula 03: Aglomerantes Cal
 Composta por carbonato de cálcio. Hidróxido
de cálcio e impurezas, principalmente argila
(cerca de 5%)
 Não precisa docontato com o ar para
endurecer
Aula 03: Aglomerantes Cal
 Existem duas formas de cal no mercado: cal virgem e
cal hidratada.
◦ Cal virgem – óxidos de cálcio e magnésio
◦ Cal hidratada (comum na construção civil)  é constituída de
hidróxidos de cálcio e de magnésio, além de uma pequena
fração de óxidos não hidratados e de carbonatos de cálcio e
magnésio .
 A cal hidratada é utilizada como aglomerante em argamassas para
assentamento de blocos ou revestimento de paredes
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
Calcinação
(≈ 900oC-1100°C)
Hidratação
Ação do
CO2
Calcário 
(CaCO3)
Calor
Liberação CO2
(Água)
Calor
Produto mais expansivo
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 Calcário: (1 etapa)
◦ CaCO3 (s) ⇒CaO (s) + CO2 (g) T: 660°C - 900°C
 Dolomito: (2 etapas)
 1ª etapa:
◦ CaCO3 .MgCO3 (s) ⇒CaCO3 (s) + MgO (s) + CO2 (g)
(T: ~250°C - 380°C)
 2ª etapa (análoga à decomposição da calcita):
◦ CaCO3 (s) ⇒CaO (s) + CO2 (g) 
◦ (T ~660°C - 900°C)
 Reação global:: CaCO3 .MgCO3 (s) ⇒ CaO (s) + MgO (s) + 2CO2 (g)
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 Cal hidratada
◦ CaO + H2O = Ca(OH)2 + CALOR (Extinção, Hidratação)
◦ CaO + MgO + H2O = Ca(OH) 2.Mg(OH)2 + CALOR
 Carbonatação
◦ Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O (Carbonatação)
◦ Mg(OH)2 + CO2 = MgCO3 + H2O
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 A qualidade de uma cal está relacionada ao seu
processo de fabricação: controle de qualidade do
minério até a forma de hidratação.
Paiva, Gome e Oliveira, 2007, “Controle de qualidade da cal para argamassas -
metodologias alternativas” , Revista Ciências e Tecnologias, 2007
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 O aglomerante é o hidróxido e a capacidade
aglomerante da cal hidratada é quantificada pelo teor
dos hidróxidos presentes no produto.
 Os carbonatos residuais constituem-se na fração inerte
da cal.
Aula 03: Aglomerantes Cal
Mineração
Britagem
Calcinação
Moagem
Hidratação
Moagem
~900°C
Cal Virgem
Matéria prima: calcário, 
dolomito, conchas calcárias
Cal Hidratada
Moinho de bolas 
2 a 10 m 
Moinho de martelo
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 Exigências químicas da cal hidratada para construção 
(NBR 6453/03)
Requisitos
Critérios limite
CH I CH II CH III
Anidrido 
carbônico
Fábrica ≤ 5% ≤ 5% ≤ 13%
Depósito ou 
obra
≤ 7% ≤ 7% ≤ 15%
Óxidos de cálcio e magnésio 
não hidratados
(CaO + MgO)
≤ 10% ≤ 15% ≤ 15%
Óxidos totais na base de não 
voláteis
(CaO + MgO)
≥ 90% ≥ 88% ≥ 88%
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 O teor de óxidos totais (pureza da matéria)  Quanto maior o teor 
de óxidos totais maior será a pureza da cal. 
 O resíduo insolúvel estárelacionado às impurezas ou materiais de 
adição, tais como areia (material inerte) influencia no poder de 
aglomeração da Cal (reatividade da cal)
 O teor de óxidos não hidratados representa o grau de hidratação da 
cal na fabricaçãomenor teor, melhor será a qualidade da cal 
hidratada. 
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 O teor de anidrido carbônico está intrinsecamente ligado ao grau de
calcinação da matéria-prima alto teor, significa que a cal
(carbonato de cálcio) não foi calcinada corretamente.
 A água combinada tem relação direta com o grau de hidratação da
cal virgem baixo teor, significa que não houve a hidratação
correta.
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 Requisitos físicos da cal hidratada para construção (NBR
7175/03)
Requisitos
Critérios limite
CH I CH II CH III
Finura 
(resíduo)
Peneira 0,600 
mm
≤ 0,5% ≤ 0,5% ≤ 0,5%
Peneira 0,075 
mm
≤ 10% ≤ 15% ≤ 15%
Retenção de água ≥ 75% ≥ 75% ≥ 70%
Incorporação de areia ≥ 3,0% ≥ 2,5% ≥ 2,2%
Estabilidade Ausência de cavidades ou protuberâncias
Plasticidade ≥ 110% ≥ 110% ≥ 110%
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 A percentagem de cal retida na peneira 0,600 mm e 0,075 mm quanto
menor o teor retido melhor será a qualidade da cal (material mais
pulverulento é de mais fácil hidratação dos grãos e do processamento das
reações).
 A retenção de água da cal (funil de buckner modificado) relacionada à
perda de água da argamassa ao substrato, possibilitanto o maior tempo de
plasticidade da argamassa e a produtividade de seu executor.
 A incorporação de areia está relacionada à facilidade da pasta de cal
hidratada envolver os grãos do agregado miúdo, unindo os mesmos.
- Quanto maior for o teor de incorporação de areia maior será
plasticidade da argamassa no estado fresco.
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 Plasticidade
◦ Caracteriza a facilidade de aplicação da argamassa. Argamassa
com cal: Neste caso tem-se maiores deformações sem
fissuração.
 Retenção de água
◦ Evita a perda excessiva da água de amassamento da
argamassa, por sucção, para os blocos ou tijolos.
◦ Esta propriedade também é importante por prolongar o tempo
no estado plástico da argamassa fresca, aumentando a
produtividade do pedreiro.
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 Incorporação de areia
◦ Propriedade que expressa a facilidade da pasta de cal hidratada
envolver e recobrir os grãos do agregado e, conseqüentemente,
unir os mesmos.
◦ Cales com alta plasticidade e alta retenção de água têm maior
capacidade de incorporar areia.
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 Endurecimento
◦ O endurecimento decorre da recarbonatação da cal hidratada
pela absorção do CO2 presente na atmosfera.
◦ Espessuras de revestimento argamassado acima de 20mm
podem prejudicar o processo de recarbonatação da argamassa,
reduzindo a aderência do revestimento.
 Capacidade de absorver deformações da base após o
endurecimento
◦ Esta propriedade é conferida à argamassa pela cal hidratada e,
torna-se de grande importância quando aplicada em paredes
ou lajes muito solicitadas
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 Resistência à compressão
◦ O uso da cal hidratada contribui muito pouco para a
resistência à compressão das argamassas.0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
 1:3 - 
cim:areia
1:1/4:3 -
cim:cal:areia
1:1:6 -
cim:cal:areia
1:2:9 -
cim:cal:areia
R E
S 
À 
C O
M
PR
E S
SÃ
O
 (M
Pa
)
0
5
10
15
20
25
M
Ó
DU
LO
 D
EF
O
RM
AÇ
ÃO
 (M
Pa
)
RES. À COMPRESSÃO
MÓDULO DEFORMAÇÃO (GPa)
CINCOTTO at al. (1985)
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 Finura
 Partículas muito finas (m) dão maior plasticidade,
trabalhabilidade, retenção de água;
 Partículas > 0,075mm (grandes)  indícios de hidratação
incompleta.
 Possibilita diminuição da retração gerando menor variação
dimensional, além de carbonatar lentamente ao longo do
tempo, tamponando eventuais fissuras ocorridas no
endurecimento da argamassa mista.
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 Cales de melhor qualidade:
◦ Mais finas
◦ Menor teor de carbonatos remanescentes
◦ Menor teor de óxidos não hidratados remanescente
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
•Realização da maturação da argamassa:
• Efeito físico: aumento da trabalhabilidade
(lubrificação dos grãos de areia) – possibilidade de
redução da quantidade de cal para uma mesma
facilidade de espalhamento -  R$
•Efeito químico: hidratação dos óxidos
remanescentes não hidratados
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
- Finura (NBR 9289/00)
- Estabilidade (NBR 9205/01)
- Retenção de água (NBR 9290/96)
- Plasticidade (NBR 9206/03)
- Consistência normal (NBR 14399/99)
- Capacidade de incorporação de areia (9207/00)
Aula 03: Aglomerantes Cal
Aula 03: Aglomerantes Cal
 Suspensão leite de cal preparada
a partir de cal virgem ou
hidratada.
 Vantagens
◦ Cor extremamente branca
◦ Opacidade de seus elementos
◦ Adensamento provocado pela
carbonatação
◦ Baixo custo
◦ Alta reflexibilidade
◦ Pintura permeável que permite a
passagem de CO2
◦ Ambiente acéptico
Hospital Santo Antônio, Santos-SP
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 Vantagens
◦ Estado fresco
 Maior plasticidade  Melhor trabalhabilidade 
Maior produtividade na execução
 Maior retenção de água
◦ Estado endurecido
 Capacidade de absorver as deformações  baixo
módulo de deformação
 Menor retração  menor variação dimensional
◦ Isolamento térmico, acústico
◦ Economia
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
Imagem obtida com lupa estereoscópica - AMPLIAÇÃO 20X
Fonte: CARASEK (1996)
Argamassa - sem cal
Argamassa - com cal
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
https://youtu.be/QH4voo_ex48
Cimento areia 
Cal hidratada
Cimento areia
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
https://youtu.be/QH4voo_ex48
Aula 03: Aglomerantes CalAula 03: Aglomerantes Cal
 A cal hidratada deve ser armazenada sobre estrados, em
área coberta, ambiente seco e arejado.
 NBR 7175 - Cal hidratada para argamassas - Requisitos