Aula 2 Aglomerantes Cal.pdf

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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 
 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. 
• 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. 
 
 Tempo após a adição de água no qual a mistura de 
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, virgem 
 Cal apagada, Hidratada 
É cal obtida a partir de calcários puros: 
 
carbonato de cálcio (CaCO3), com teor de impurezas 
inferior a 5%, 
ou carbonato de cálcio e magnésio. 
 
É constituída principalmente por óxido ou hidróxido de 
cálcio a qual endurece lentamente ao ar por reação com o 
dióxido de carbono atmosférico. 
 
Cal Aérea 
Esta cal não ganha pega dentro da água, visto não ter 
propriedades hidráulicas. Apresenta-se na forma de cal 
viva ou de cal hidratada. 
 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... 
 Cal constituída principalmente por hidróxido de cálcio, silicatos de 
cálcio e aluminatos de cálcio. 
 
 A cal hidráulica possui a propriedade de ganhar pega e endurecer 
debaixo de água. O dióxido de carbono atmosférico também 
contribui para o seu endurecimento por reação com o hidróxido de 
cálcio. 
 
 
 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. 
~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 Virgem para construção 
(NBR 6453/03) 
 
 Exigências químicas da cal Hidratada para construção 
(NBR 6453/03) 
 
 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. 
 Água combinada: - teor relacionado ao grau de hidratação da cal 
virgem 
 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 águacombinada 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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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 
 
Falhas na hidratação da cal 
Conseqüências 
Formação de bolhas – reação expansiva de 
formação do Ca(OH)2