Aula 2 Aglomerantes Cal e gesso

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 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. 
 
 
 
 
 
•Quimicamente 
inertes 
•Quimicamente 
ativos 
Endurecem por 
simples secagem 
Endurecem por 
reações químicas 
Argilas e 
betumes 
Cimento 
Portland, Cal 
aérea 
Inorgânicos 
• cal 
• gesso 
• cimentos Portland 
• cimento aluminoso 
 
Composição básica 
• Si, Ca, Al, Mg 
Orgânicos 
 
• betumes (asfaltos) 
• Resinas 
 
 
Composição básica 
• Carbono (C) 
 
 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 
 
Aéreos 
• Não endurecem se 
mantidos em água 
 
• Utilizáveis em 
ambiente secos 
 
Hidráulicos 
• + resistentes à 
ação prolongada 
da água 
 
• Podem ser 
utilizados em 
ambiente externo 
• 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. 
 
 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. 
 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. 
A cal 
BRANCOR FRICAL 
CAL ITAÚ MINERCAL (*) 
CAL TREVO QUALLICAL 
CIBRACAL TRADICAL 
FINACAL 
 
 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. 
 
 
 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. 
 
 
 Cal aérea 
 Cal hidraúlica 
 Cal viva 
 Cal apagada 
 Principalmente hidróxido de cálcio 
 cal virgem ou cal hidratada 
 Reação acontece quando em contato com a 
água e presença do ar 
 Alta reatividade quando 
em contato com a água 
 Elevando Temperatura 
 Cuidado temperatura!!! 
 Aumenta o volume 
ao dobro 
 Perigoso usar na 
construção... 
 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... 
 Composta por carbonato de cálcio. Hidróxido 
de cálcio e impurezas, principalmente argila 
(cerca de 5%) 
 Não precisa do contato com o ar para 
endurecer 
 
 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 
 
 
Calcinação 
 (≈ 900oC-1100°C) 
Hidratação 
Ação do 
 CO2 
Calcário 
(CaCO3) 
Calor 
Liberação CO2 
(Água) 
Calor 
Produto mais expansivo 
 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) 
 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 
 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 
 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. 
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 
 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% 
 O teor de óxidos totais (pureza da matéria)  Quanto maior o teor 
de óxidos totais maior será a pureza da cal. 
 O resíduo insolúvel está relacionado 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. 
 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. 
 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% 
 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. 
 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. 
 
 
 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. 
 
 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 
 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
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 (M
Pa
)
RES. À COMPRESSÃO
MÓDULO DEFORMAÇÃO (GPa)
CINCOTTO at al. (1985) 
 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. 
 
 
 
 
 Cales de melhor qualidade: 
 
◦ Mais finas 
◦ Menor teor de carbonatos remanescentes 
◦ Menor teor de óxidos não hidratados remanescente 
 
 
 
 
•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 
 
- 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) 
 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 
 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 
Imagem obtida com lupa estereoscópica - AMPLIAÇÃO 20X 
Fonte: CARASEK (1996) 
Argamassa - sem cal 
Argamassa - com cal 
https://youtu.be/QH4voo_ex48 
Cimento areia 
 
 
 
 Cal hidratada 
 
 
 
 Cimento areia 
https://youtu.be/QH4voo_ex48 
 A cal hidratada deve ser armazenada sobre estrados, em 
área coberta, ambiente seco e arejado. 
 
 
 NBR 7175 - Cal hidratada para argamassas - Requisitos 
 
 Aglomerante aéreo e inorgânico obtido por 
calcinação do minério natural gipso (CaSO4
 . 2H2O). 
 
 Constituído essencialmente de: 
 
• sulfato de cálcio hemidratado  (CaSO4
 + 1/2H2O) 
• anidritas solúvel e insolúvel  (CaSO4) 
• gipsita (CaSO4
 .2H2O). 
 
 
 
 Material moído em forma de pó, obtido da calcinação 
da gipsita, constituído predominantemente de sulfato 
de cálcio, podendo conter aditivos controladores do 
tempo de pega. 
 
 NBR 13207/1994 
Gesso
Calcinação
Moagem
Gipsita
Extração
CaSO4.2H2O 
 1,5 a 2 H2O 150 ~ 350 oC 
Gesso 
químico 
Moagem grossa – estocagem 
homogeneização. Secagem 
Moagem fina – ensilagem 
 Os sacos de gesso devem ser armazenados em locais 
secos e protegidos; 
 
 As pilhas devem ser colocadas sobre estrados e não 
devem conter mais de 20 sacos superpostos. 
 
 NBR 13207/1994 
 
 Calcinação 
 
◦ Único forno  produto  hemidrato puro ou 
gipsita ou anidrita 
◦ Dois fornos  hemidrato e  separados 
 anidrita 
 Moagem 
 
◦ Em conformidade com a utilização 
 Construção  pré-fabricação, revestimentos 
 Moldagem arte 
 A composição depende da aplicação 
 
◦ Controle da finura 
◦ Teores controlados de cada um sulfato 
◦ Em algumas aplicações são utilizados aditivos 
retardadores de pega maior flexibilidade de 
aplicação. 
 
 Cuidados 
◦ Umidade – afeta o desempenho na aplicação, o 
dihidrato formado age como um acelerador de pega 
 Hemidrato de fórmula (CaSO4.0,5H2O) ou β’ 
 
◦ 140-160°C 
◦ É a fase mais comum em gessos de construção 
 
 Anidrita III ou anidrita solúvel (CaSO4.ξH2O) 
 
◦ 160-190°C 
◦ Altamente reativo – age como acelerador de pega 
 
 Anidrita II ou anidrita insolúvel (CaSO4) 
 
◦ > 250°C 
 
◦ Quando produzida a 350°C é chamada de anidrita 
supercalcinada  reage lentamente com a água. 
 
◦ Quando calcinada a temperaturas entre 700°C - 
800°C. Hidrata-se apenas após alguns meses. 
 
◦ A hidratação da anidrita consome 2 moléculas de 
água  diminuição da porosidade do gesso 
aumento da resistência mecânica (dureza). 
 
 Anidrita I (CaSO4) – anidrita de alta temperatura 
 
◦ > 1200°C 
◦ Fase de pega e endurecimento lentos 
◦ Fase não pura (contém CaO) 
 
 Gipsita (CaSO4.2H2O ) 
 
◦ Pode estar presente no produto devido ao tempo de 
calcinação insuficiente ou por moagem grossa da 
matéria prima 
◦ Acelerador da reação de hidratação (agem como 
núcleos de cristalizaçãodo hemidrato e anidrita 
solúvel) 
 
 Fenômeno químico 
◦ Material em pó (anidro) + água  dihidrato 
Formação pasta homogênea 
consistente e trabalhável 
Aumento da consistência 
endurecimento 
ganho de resistência 
C
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 1° Aglomerante a receber estudo científico ( LAVOISIER, 
1798 e Le CHATELIER, 1887). 
 
 Fenômeno químico (dissolução)  cristalização  
endurecimento 
Hemidrato 
Espécies iônicas: 
Ca e SO4
2- 
Microcristais 
– dihidratos 
Núcleos de 
cristalização onde 
depositam os íons 
Crescimento de 
cristais 
Fonte: IBRACON 
Fonte: JOHN; CINCOTTO (2007) 
Fonte: JOHN; CINCOTTO (2007) 
Fonte: JOHN; CINCOTTO (2007) 
 Curva do calor de hidratação: 
 
 
 
 
 
 
 
 Microcalorimetria de um hemidrato ( 
s min h 
 Etapa 1 (até 30s): início da dissolução 
 
 Etapa 2 (2 a 3 minutos): é o período de indução, hidratos 
começam a se organizar formando um retículo cristalino. 
◦ Afetado pelo tempo de mistura, temperatura da água de 
amassamento ou presença de impurezas ou aditivos. 
 
 Etapa 3: é o período de aceleração, coincide com o início 
da pega. A solução se torna supersautrada e os hidratos 
precipitam formando cristais. 
 
 Etapa 4: diminuição da velocidade de reação; depois de a 
curva passar por um máximo, a velocidade decresce 
progressivamente, observando-se o fim da hidratação. 
Hidratação das Anidritas – durar meses 
 Aglomerante de baixo consumo de energia (350°C) 
 
 Endurecimento rápido; 
 
 Plasticidade da pasta fresca e lisura da superfície 
endurecida  belos acabamentos de paredes e tetos; 
 
 Após endurecido, não é estável na água (aglomerante 
aéreo); 
 
Ensaios Variação NBR 13207/94 
Módulo de Finura 
Fino < 1,1 
Grosso > 1,1 
Massa Unitária - > 700 Kg/m3 
Resistência à compressão 9 a 30 MPa > 8,4 Mpa 
Dureza 33 a 53 MPa > 30 Mpa 
Tração na flexão 4 a 10 MPa 
Aderência 0,4 a 1,6 MPa 
Aplicação Variação NBR 13207/94 
Início 
Revestimento 
3,5 a 30 min 
> 10 min 
Fundição 4 a 10 min 
Fim 
Revestimento 
5 a 25 min 
> 45 min 
Fundição 20 a 45 min 
 Materiais à base de gesso, geram bons desempenhos: 
 
 Quanto à resistência mecânica (chegando até 
17MPa), 
 Resistência ao fogo libera vapor da água 
 
Condutibilidade térmica(Capacidade do material de se deixar 
atravessar por um fluxo de calor) 
 
 
 
GESSO 
 
 
 
 
 
Baixo coeficiente de 
condutibilidade térmica 
(em torno de 0,26) 
Baixa densidade, pois 
apresenta grandes vazios 
nos espaços inter-
cristalinos 
Material mal condutor de calor – Bom isolante 
térmico 
 
Todavia dificulta fixação de elementos que gerem 
cargas; (cargas suspensas) 
 
 produzem compostos expansivos, na presença de 
umidade, quando ligados ao cimento; 
 
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. 
 
 Aplicações: 
 
◦ divisórias de gesso acartonado 
◦ proteção ao fogo de estruturas metálicas 
◦ Revestimento de alvenaria - Plasticidade da pasta fresca e 
lisura da superfície endurecida: 
◦ acabamentos decorativos de paredes e tetos 
◦ Forros 
◦ ornamentos pré-moldados 
 
 Placas lisas de gesso com dimensões de 60 cm x 60 
cm, com borda reforçada para forros suspensos. 
Chapas de gesso revestidas externamente por duas 
lâminas de papel, são denominadas de dry wall. 
O papel kraft que reveste absorve os esforços de 
tração. 
 Para aplicação em ambientes úmidos recebe tratamento 
com hidrofugante 
 
 Revestimento para tetos e paredes, em uma ou mais 
camadas com acabamento liso e homogêneo, NBR 
13867/1997. 
 
 Aplicação manual e mecânica. 
 
Substrato: blocos de concreto, blocos de concreto 
celular, blocos cerâmicos... 
 
 Espessura recomendada: 
revestimento aplicado manualmente = 5  2mm, 
revestimento aplicado mecanicamente = 10  5mm 
(MEDEIROS; BARROS, 2007). 
 
Elevada aderência; 
Dispensam prazos prolongados de cura, em geral, de 
uma a duas semanas; 
Facilitam acabamento decorativo, podendo dispensar 
o uso de massa corrida no caso de pintura; 
Baixa massa específica (da ordem de 1.050kg/m3); 
Baixa condutibilidade térmica e demandam grande 
energia para a sua desintegração por ação térmica; 
Mantém equilíbrio higrotérmico com o meio ambiente 
 
A faixa de consistência que permite a aplicação de 
pastas de gesso  mostrou que a pasta pode ser 
aplicada quando a consistência encontra-se entre 28 
mm (início) e 0 mm (fim). 
 
Aparelho de Vicat modificado - para determinação da 
consistência da pasta (NBR 12128) 
 
 
-Perfis moldados, em complementação às placas de 
gesso, utilizados para a realização de acabamento de 
bordas e produção de detalhes arquitetônicos como 
sancas 
 
- Fibro-gesso: fibra adicionada para melhorar a 
resistência à tração e ao impacto. 
 
- Porta corta-fogo. 
 
- Isolante acústico.