Aula 1- Cal

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Tecnologia da Construção 1 Aglomerantes
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Aglomerantes
DEFINIÇÃO
Material ligante, geralmente pulverulento, que promove a união entre os grãos dos agregados. Os aglomerantes são utilizados na obtenção de pastas, argamassas e concretos.
Principais requisitos 
 adesividade 	
trabalhabilidade	 
resistência mecânica
durabilidade
economia
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Aglomerantes
		 quím. inerte argilas
Aglomerantes	 	 aéreo cal aérea, gesso
		 quím. ativo 	 simples - (reage com água) – cimento, cal hidraulica
			 	 hidráulico composto - (simples + aditivo) – cim. portland 						pozolânico
					 misto - (mistura 02 glomerantes) – cimento + cal 
Principais Aglomerantes
Cal aérea
Cal hidráulica
Gesso
Cimento
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Aglomerantes
CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO MODO DE ENDURECER
Quimicamente inertes
Endurecem por simples secagem ao ambiente. Possuem baixas resistências mecânicas e reversibilidade do processo.
Ex: argilas, betumes.
Quimicamente ativos
Endurecem pela ação de reações químicas. Altas resistências fisíco-mecânica e estáveis.
Ex: cimento Portland, Cal aérea
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Aglomerantes
Quimicamente ativos
Aéreos
Aglomerante cuja pasta apresenta a propriedade de endurecer 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, Gesso de Paris.
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Aglomerantes
Quimicamente ativos
Hidráulicos
Aglomerantes cuja pasta apresenta a propriedade de endurecer apenas pela
reação com a água e que, após seu endurecimento, resiste satisfatoriamente
quando submetida à ação da água
Ex.: Cal hidráulica, Cimento aluminoso, Cimento Portland.
	
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Classificação 
Os aglomerantes hidráulicos podem ser classificados da seguinte forma:
1) Hidráulico Simples
São aglomerantes que reagem em presença de água. São constituídos de um único aglomerante, podendo ser misturados a outras substâncias, em pequenas quantidades, com a finalidade de regular sua pega.
 Ex: CPC – Cimento Portland Comum, Cal Hidráulica.
Aglomerantes
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Aglomerantes
2) Hidráulico Composto
São aglomerantes simples, com adição de subprodutos industriais ou produtos naturais de baixo custo, tais como a Pozolana, Escórias. 
Ex: CPZ - Cimento Portland Pozolânico
Adições para modificar características:
Diminuição: permeabilidade, calor de hidratação, retração ou preço.
Aumento: resistência a agentes agressivos, plasticidade ou resistência a 	baixas temperaturas.
Dar coloração especial.
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Aglomerantes
3) Hidráulico Misto
É a mistura de dois ou mais aglomerantes simples. 
Ex: Cimento + cal
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Aglomerantes
Propriedades dos Aglomerantes
Pega
Pega é a perda de fluidez da pasta.
 Ao se adicionar água a um aglomerante hidráulico, depois de certo tempo, começam a ocorrer reações químicas de hidratação, que dão origem à formação de compostos, que aos poucos, vão fazendo com que a pasta perca sua fluidez, até que deixe de ser deformável para pequenas cargas e se torne rígida.
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Aglomerantes
Início de Pega
Se dá quando é adicionada água ao aglomerante e iniciam-se as reações químicas. 
Fim de Pega
Se dá quando a pasta se solidifica totalmente, não significando, no entanto, que ela tenha adquirido toda a sua resistência, o que só será conseguido após anos. 
				 		 Endurecimento
	É o período de tempo em que o material ganha resistência, mesmo após o final de pega.
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Aglomerantes
Tempo de início e fim de pega
O concreto ou argamassa deve estar aplicado e adensado dentro das formas antes do início da pega.
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Aglomerantes
O tempo de início e fim de pega é medido pelo aparelho de Vicat.
Define-se os tempos de pega como o intervalo de tempo
transcorrido desde a adição de água ao cimento.
Início de pega = tempo até que a agulha de Vicat penetre na pasta
 (4+1)mm da base
Final de pega = tempo até que o acessório anular não provoque 		nenhuma marca
Quanto mais fino é o pó do aglomerante, mais rápida é sua hidratação
Luis J. Vicat, 1786-1861
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Aglomerantes
Cal
Obtido a partir da cozedura do calcário apresentado-se da seguinte maneira
CaCO3 com impurezas até 5% + 850°C = cal viva, cal aérea
CaCO3 + argila (8 - 20%) + 1000°C = cal +- hidráulica
CaCO3 + argila (20 - 40%) + 1050 - 1300°C = cimento
 
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Aglomerantes
Cal
Reservas de calcário
Extração nas reservas 
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Aglomerantes
Cal
Produção da cal
				Mina do calcário		 Britagem do calcário
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Aglomerantes
Cal
Produção da cal
	Separador do material menor		 Forno
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Aglomerantes
Cal
Produção da cal
	Peneiramento da cal		 Estoque do material
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Aglomerantes
Cal
Calcinação da cal
	
Forno intermitente simples a lenha ou a carvão
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Aglomerantes
Cal
Calcinação da cal
	
Forno vertical contínuo
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A qualidade de uma cal está relacionada ao seu processo de fabricação desde o controle de qualidade do minério até a forma de hidratação.
Se a rocha que deu origem à cal foi pouco "queimada", diminui o seu poder de "cola“.
Aglomerantes
Cal
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Aglomerantes
Cal 
Etapas da Cal 
a) Calcinação - A partir da "queima" da pedra calcária em fornos, obtemos a "cal 		viva" ou "cal virgem". Não tem aplicação direta em construções, 		 	 sendo necessário antes de usá-la, fazer a "extinção" ou "hidratação" 	 	 pelo	menos com 48 horas de antecedência. 
		rocha calcária- CaCO3 + calor CaO + CO2 -ar
				 		 (900°)	 56% 44%
Alterações físicas – perde (44% de peso e 12 a 20% do volume)
CaCO3 – Carbonato de cálcio
CaO – Cal, cal virgem ou cal viva
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Aglomerantes
Cal 
Etapas da Cal
b) Extinção - consiste em adicionar dois ou três volumes de água para cada 		volume de cal. Há forte desprendimento de calor e após certo 		tempo as pedras se esfarelam transformando-se em pasta branca, a 		que se dá o nome de "CAL HIDRATADA" . 
			 CaO + H2O Ca(OH)2 + calor
				
Ca(OH)2 – cal extinta, cal hidratada ou hidróxido de cálcio.
Alterações físicas – recupera a maior parte do peso e volume perdido.
O Hidróxido de cálcio é o aglomerante
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Aglomerantes
Cal 
Etapas da Cal
b) Extinção - Ca(OH)2
É nesta forma que tem sua aplicação em construções, sendo utilizada em argamassas na presença ou não de cimento para assentamento de tijolos ou para revestimentos.
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Aglomerantes
Cal
Etapas da Cal
c) Endurecimento ou recarbonatação 
Por carbonatação, com aglutinação por cristalização lenta ao ar
			 Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O
				
Ca(OH)2 - hidróxido de cálcio
CaCO3 - carbonato de cálcio
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Aglomerantes
Cal
Controle de qualidade 
Ensaios químicos
1- Óxidos Não Hidratados:
Este ensaio avalia a quantidade de cal virgem que não hidratou com a água.
Quanto maior essa quantidade, menor a fração de cal hidratada efetivamente
no produto final e, quanto menos cal hidratada, menor o poder de "colar" a
argamassa terá. Esse ensaio também verifica se há possibilidade de ocorrer o
surgimento de pequenas "bolhas" na parede, que podem surgir na argamassa
depois de seca, na parede.
2- Óxidos Totais:
Quanto maior for a fração de impurezas presentes na amostra, menor será a
fração de óxidos totais. Pode-se dizer então que este ensaio verifica a
qualidade da matéria prima utilizada na fabricação da cal hidratada.
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Aglomerantes
Cal
Controle de qualidade 
Ensaios físicos
1- Finura:
Neste ensaio faz-se um peneiramento das amostras, em duas peneiras
diferentes, e verifica-se quanto de material ficou retido em cada peneira. A
norma especifica um valor máximo
para estas quantidades, por que
quantidades maiores do que as especificadas demonstram que a cal não foi
bem moída.
2- Plasticidade:
Este ensaio avalia se a argamassa feita com a amostra de cal está bem
trabalhável, ou seja, se tem uma boa plasticidade. Uma mistura com boa
plasticidade permite uma maior qualidade no serviço, pois facilita o trabalho
do pedreiro no manuseamento da argamassa.
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Aglomerantes
Cal
Controle de qualidade 
Ensaios físicos
3- Retenção de Água:
A água utilizada na argamassa não deve ser, rapidamente, perdida para os
tijolos ou para a estrutura de concreto onde esta argamassa foi aplicada, caso
contrário, a argamassa poderá apresentar pequenas rachaduras, depois de
seca, comprometendo a beleza da argamassa colocada na parede. Este
ensaio avalia então a capacidade da cal reter água.
4- Incorporação de Areia:
A argamassa é constituída de areia, água e cal hidratada. Se o pedreiro puder
acrescentar mais areia na argamassa, sem prejudicar seu desempenho, mais
econômica será a cal. Logo este teste verifica se a quantidade de areia
incorporada na argamassa atende a um valor mínimo.
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Aglomerantes
Cal
Controle de qualidade 
Ensaios físicos
5- Estabilidade:
Este ensaio verifica a presença de substâncias expansivas na cal hidratada,
ou seja, que têm a tendência de reagir depois que a argamassa já está
colocada e seca na parede. Pode ocorrer então uma expansão de volume dos
grãos da argamassa e descolamento de pedaços de argamassa da parede.
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Aglomerantes
Cal aérea
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Aglomerantes
Cal aérea
Este é um aglomerante inorgânico ou mineral, isto é, produzido a partir de rochas calcárias, composto basicamente de óxido de cálcio e magnésio, que para sua aplicação, apresenta-se sob forma pulverulenta. 
Em mistura com água, forma uma pasta com propriedades aglomerantes, como resultado da reação com o anidrido carbônico (CO2), presente na atmosfera.
Após endurecimento, não resiste satisfatoriamente a quando submetido a ação da água. 
O endurecimento da cal ocorre por reação com o CO2.
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Classificação quanto ao rendimento da pasta
Rendimento é o ganho de volume da cal virgem ao hidratar
Cal gorda – derivam de calcário quase sem impurezas; Produz maior volume de pasta, mais plástica, homogênea e mais expansiva; De coloração branca
Cal magra – derivam de calcário com alto teor de impurezas; Produz menor volume de pasta, mais seca, grumosa e menos expansiva; De coloração acinzentadas 
Aglomerantes
Cal aérea
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Classificação quanto a composição química
 
Cal Cálcica – teor de MgO < 20% 
Cal Magnesiana – teor de MgO > 20% 
Em ambos os casos, a soma de CaO e MgO deve ser maior que 95% e os componentes argilosos como a SiO2 (sílica), Al2O3 (alumina) e Fe2O3 (óxido de ferro) somam no máximo 5%. 
Aglomerantes
Cal aérea
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Aglomerantes Cal aérea
Características da cal aérea: 
	- Cor branca
	- Endurece com o tempo pela ação do CO2
	- Solúvel em água salgada
	- Aumenta de 2 a 3 vezes de volume com a extinção
	- Endurecimento lento 
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Aglomerantes
Cal hidratada 
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Aglomerantes
Cal hidratada 
É um pó seco obtido pela hidratação da cal virgem, constituída essencialmente de hidróxidos de cálcio e de magnésio, além de uma pequena fração de
óxidos não hidratados e de carbonatos de cálcio e magnésio.
Proveniente do calcário que contenha de 8 a 20% de argila na sua composição e 
tratada a temperatura em torno de 1000°C, tem-se a cal hidratada que é um
produto que endurece tanto na água como no ar.
Sua qualidade química depende das características e das impurezas contidas na rocha que lhe deu origem e do processo de calcinação de sua matéria prima.
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Aglomerantes
Cal hidratada 
A finura da cal é sem dúvida o fator de maior importância entre suas propriedades como material de construção, pois quanto maior a finura do material (# 0,002 mm ou 20 μ) maior sua contribuição para as propriedades de plasticidade e retenção de água das argamassas que o utiliza.
Produto manufaturado, que sofre 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.
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Classificação quanto ao grau de hidratação 
 
A cal hidratada pode ser classificada em três tipos: CH I, CH II e CH III.
Todos os tipos têm que ser submetidos aos mesmos ensaios mas as exigências de resultados melhores para a cal CH I são maiores do que para a CH II, e CH III. Isto significa que se o consumidor quiser uma cal mais "pura" ele deve adquirir uma CH I. O tipo CH II seria o meio termo.
Aglomerantes
Cal hidratada
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Classificação quanto ao grau de hidratação 
 
CH I – cal hidratada especial
		óxidos totais (na base não volátil) > 90% e CO2 no máximo 5% 
CH II – cal hidratada comum
		óxidos totais (na base não volátil) > 88% e CO2 no máximo 5% 
CH III - cal hidratada comum com carbonatos
		óxidos totais (na base não volátil) > 88% e CO2 no máximo 13%
- Má calcinação ou hidratação precoce.
São constituintes que interessam e que contribuem para o desempenho da cal, pois são os óxidos que estarão livres para as reações químicas intrínsecas do aglomerante.
-Estão diretamente ligados às impurezas da matéria prima.
Aglomerantes
Cal hidratada
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Aglomerantes
Cal hidratada
Hidratação da cal
Tempos para extinção:
• Pasta obtida da cal em pedra
7 a 10 dias após a extinção (adição de água)
• Pasta obtida de cal pulverizada
20 a 24 horas após a extinção (adição de água)
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Aglomerantes
Cal hidratada
Utilização da cal
Atualmente o maior emprego da cal se dá, misturada ao cimento Portland.
Por causa da elevada finura de seus grãos, 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.
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Aglomerantes
Cal hidratada
Utilização da cal
Também é muito utilizada em pinturas.
Dissolvida em água, na proporção de mais ou menos 1,3 gramas por litro de água. 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).
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Aglomerantes
Cal hidratada
Aplicação da cal
Uso em argamassas para assentamento de blocos
(areia + cal + cimento + água)
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Aglomerantes
Cal hidratada
Aplicação da cal
Uso em argamassas de revestimentos
(areia + cal + cimento + água)
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Aglomerantes
Cal
Utilização da cal
	- Preparo de tintas
	- Tratamento de água
	- Produção de papel 
	- Correção de acidez do solo (agricultura)
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Aglomerantes
Cal hidratada 
Vantagens
 Maior facilidade de manuseio, por ser um produto pronto, eliminando do canteiro de obras a operação de extinção;
• Maior facilidade de transporte e armazenamento.
Desvantagens
Presença de substâncias expansivas, ou seja, que têm a tendência de reagir depois que a argamassa já está colocada e seca na parede. Pode ocorrer então uma expansão de volume dos grãos da argamassa e descolamento de pedaços de argamassa da parede.
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Aglomerantes
Cal hidratada 
ABNT- Associação Brasileira de Normas Técnicas
 É o órgão responsável pela normalização técnica no país, fornecendo a base necessária ao desenvolvimento tecnológico brasileiro.
Objetivo – economia, segurança, eliminação de barreiras, simplificar.
 
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Aglomerantes
Cal hidratada 
NBR 7175: 05/2003 – Cal Hidratada para argamassas – Requisitos
1.Objetivo
2.Referências normativas
3.Definição
4.Requisitos
gerais
5.Requisitos específicos
6.Inspeção
7.Aceitação e rejeição
NBR 9289: 07/2000 – Cal Hidratada para argamassas – Determinação da finura
3.Aparelhagem
4.Execução do ensaio
5.Resultados
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Aglomerantes
Cal hidratada 
NBR 9205: 12/2001 – Cal Hidratada para argamassas – Determinação da estabilidade.
4.Aparelhagem e reagentes
5.Execução do ensaio
6.Resultados
7.Análise de resultados
NBR 9206: 05/2003 – Cal Hidratada para argamassas – Determinação da plasticidade.
4.Aparelhagem
5.Execução do ensaio
6.Resultados
7.Análise de resultados
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Aglomerantes
Cal hidratada 
NBR 9290: 05/1996 – Cal Hidratada para argamassas – Determinação da retenção de água.
4.Aparelhagem
5.Execução do ensaio
6.Resultados
NBR 6453 – Cal virgem para construção civil – Requisitos.
NBR 6473 – Cal virgem e cal hidratada – análise química.
NBR 6471 - Cal virgem e cal hidratada - Retirada e preparação de amostra – Procedimento.
NBR 9207 - Cal hidratada para argamassas - Determinação da capacidade de incorporação de areia no plastômetro de Voss.
NBR 14399 - Cal hidratada para argamassas - Determinação da água da pasta de consistência normal