AGLOMERANTES CAL 2017 SLIDE

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INTRODUÇÃO
A cal é o ligante mais antigo usado pela humanidade
Até a invenção do cimento em 1824, era o único ligante utilizado em combinação ou não com pozolanas na construção exposta às intempéries
Endurecimento é muito lento, pois depende da difusão de CO2 para o interior do produto 
Resistência mecânica e Módulo de elasticidade de produtos que usam cal inferiores aos produtos de cimento
CAL
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APLICAÇÕES
Argamassas
Concretos asfálticos
Solos estabilizados
Produção de isolantes térmicos
Blocos sílico-calcários
Pinturas à base de cal
Siderurgia
Tratamento de água
Neutralização de resíduos ácidos
Produção de papel
CAL
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O QUE É A CAL?
É um aglomerante inorgânico, produzido a partir de rochas carbonáticas (calcárias e magnesianas), composto basicamente de cálcio e magnésio, que se apresenta na forma de um pó muito fino
O endurecimento da cal ocorre por reação com o CO2
Existem duas formas de cal no mercado: cal virgem e cal hidratada
CAL
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O QUE É A CAL?
A cal virgem é constituída predominantemente de óxidos de cálcio e magnésio (CaO e MgO)
A cal hidratada, de uso mais 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
CAL
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CAL
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MATÉRIA PRIMA
CAL
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FABRICAÇÃO
CAL
 Divide-se basicamente em duas etapas:
A calcinação da matéria-prima: com transformação térmica do carbonato em cal virgem
Hidratação do produto de calcinação para obtenção da cal hidratada
 Objetivos da calcinação:
Evaporar a água da matéria-prima
Aquecer o calcário à temperatura requerida para a dissociação
Expelir o CO2 deixando os óxidos livre (CaO e MgO)
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Extração da matéria-prima
Britagem e classificação
Calcinação para decomposição térmica dos carbonatos em óxidos
CaCO3 (calcário) + calor CaO + CO2 
CaCO3.MgCO3 (dolomita) + calor CaO.MgO + 2CO2 
1000ºC – 1100ºC
900ºC – 1000ºC
óxido de cálcio (cal virgem)
óxido de cálcio +
óxido de magnésio (cal virgem)
FABRICAÇÃO
CAL
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CAL
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CLASSIFICAÇÃO DA CAL VIRGEM
CAL
Cal Gorda
	1 m3 de cal rende mais de 1,82 m3 de pasta
	ou
	< 550 kg de cal para obter 1 m3 de pasta
Cal Magra
	1 m3 de cal rende menos de 1,82 m3 de pasta
	ou
	> 550 kg de cal para obter 1 m3 de pasta
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CLASSIFICAÇÃO DA CAL VIRGEM
CAL
 Quanto ao tempo de extinção (reação com a água) temos:
Cal lenta: extinção mais de 30 minutos depois da adição de água
Cal média: entre 5 a 30 minutos
Cal rápida: extinção se inicia antes de 5 minutos
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NBR 6453 (2003) – ESPECIFICAÇÃO – CAL VIRGEM PARA CONSTRUÇÃO
CAL
 Define a cal virgem como a cal resultante de um processo de calcinação da qual o constituinte principal é o CaO ou CaO + MgO, capaz de reagir com a água
 Classificação da Cal Virgem
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EXTINÇÃO DA CAL
CAL
 Operação de hidratação:
Extinção (cal extinta): hidratação se realiza no local do emprego do material
Cal hidratada: quando a extinção se processa na fábrica
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EXTINÇÃO DA CAL
CAL
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 Reações de hidratação:
CaO + H2O Ca(OH)2 + calor
CaO.MgO + H2O Ca(OH)2 . MgO + calor
CaO.MgO + 2.H2O + pressão Ca(OH)2 . Mg(OH)2 + calor
Cal dolomítica
Reação fortemente exotérmica – 211 cal/g e 272 cal/g (mais de 100ºC)
Fragmentos que não se hidratam – resíduo da extinção
Cal alto cálcio (cal cálcica)
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EXTINÇÃO DA CAL
CAL
CaO reage muito mais rapidamente que o MgO
Extinção ocasiona aumento de volume
Excesso de umidade acima da quantidade teórica é essencial para se conseguir a hidratação completa (parte será perdida pela evaporação causada pelo calor da hidratação)
Cal dolomítica aplicada em revestimentos pode causar falha devido à expansão excessiva (hidratação posterior do MgO)
Cal não totalmente extinta é uma das causas da expansão e ruptura dos revestimentos 
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EXTINÇÃO DA CAL
CAL
 A velocidade de hidratação da cal virgem depende dos seguintes fatores:
Composição química da cal virgem: quanto mais pura for a cal virgem, maior será a velocidade de hidratação
Condições físicas da cal virgem: cal finamente ou em torrões muito porosos apresentará uma grande superfície à ação da água e se hidratará rapidamente
Temperatura de calcinação do calcário: tanto os fragmentos pouco calcinados como os supercalcinados tem pouca capacidade para hidratar-se 
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EXTINÇÃO DA CAL
CAL
O processo de hidratação pode ser conduzida naturalmente, por efeito da absorção de água
Acompanhada de carbonatação (CO2 associada ao vapor de água). Produto inútil como aglomerante
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FORMAS DE CAL HIDRATADA
CAL
Hidrato Seco: forma mais concentrada de hidrato, pó seco fino e branco. Os produtos comerciais contém 72% a 75% de óxidos (cal alto cálcio) e 69% a 72% (cal dolomítica).
Dependem da qualidade da cal virgem e do processo de hidratação e possuem propriedades físicas diferentes
Pasta de cal: pasta plástica úmida amorfa. Contém aproximadamente 30% a 45% de água livre além da quimicamente combinada (1 parte de cal para 1,4 partes de água)
Lama: tem a consistência de creme denso (distingue-se da pasta de cal por não ter plasticidade). Contém 55% a 73% de água livre (1 cal: 2 água)
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FORMAS DE CAL HIDRATADA
CAL
Leite de cal: consistência de leite (escorre como se fosse água). 1 parte de cal para 3 a 4 partes de água
Água de cal: é uma solução aquosa de hidróxidos de cálcio e/ou magnésio
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EXTINÇÃO DA CAL NA OBRA
CAL
 Pode ser feita na própria obra por meio de um processo primitivo
 Emprego de tanque de madeira de planta trapezoidal e fundo inclinado onde de procede à reação de hidratação
 Posteriormente, o produto passa por peneiras na parede lateral inferior
 A cal extinta é envelhecida num dos tanques (para que se complete inteiramente a hidratação) 
 Cal é chamada queimada quando há dificuldade de irradiação do calor gerado (solução: água em abundância e agitar constantemente)
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CAL HIDRATADA PARA ARGAMASSAS (NBR 7175-2003)
CAL
 A Norma especifica os requisitos exigíveis no recebimento da cal hidratada a ser empregada em argamassas para a construção civil
 Cal hidratada: pó obtido pela hidratação da cal virgem, constituído essencialmente de uma mistura de hidróxido de cálcio e hidróxido de magnésio, ou ainda, de uma mistura de hidróxido de cálcio, hidróxido de magnésio e óxido de magnésio
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CAL HIDRATADA PARA ARGAMASSAS (NBR 7175-2003)
CAL
 A cal hidratada é classificada conforme os teores de óxidos não hidratados e de carbonatos:
 CH1 – recomendada no preparo de argamassas de revestimento
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CAL
 A diferença entre as cales é o seu grau de pureza
 A produção da CH-III é mais econômica que a CH-I e isso reflete no produto (presença de material calcinado e impurezas de rocha)
CAL HIDRATADA PARA ARGAMASSAS (NBR 7175-2003)
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CAL HIDRATADA PARA ARGAMASSAS (NBR 7175-2003)
CAL
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CAL HIDRATADA PARA ARGAMASSAS (NBR 7175-2003)
CAL
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CAL HIDRATADA PARA ARGAMASSAS (NBR 7175-2003)
CAL
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ENDURECIMENTO DA CAL - CARBONATAÇÃO
CAL
 A cal extinta é utilizada em mistura com água e areia em proporções apropriadas na elaboração de argamassas
 Carbonatação: reação observada entre o hidróxido de cálcio (cal hidratada) e o CO2 formando o carbonato de cálcio
Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O + 42,5 calorias
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ENDURECIMENTO DA CAL - CARBONATAÇÃO
CAL
Este processo acontece lentamente da superfície para o interior das argamassas e pode levar um longo tempo até atingir a resistência desejada 
IMPORTANTE:
Esta reação ocorre na temperatura ambiente e exige a presença de água. O teor de CO2 no ar é apenas 0,04%o que explica a lentidão do processo
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ENDURECIMENTO DA CAL - CARBONATAÇÃO
CAL
 A carbonatação acarreta um aumento no volume de sólidos
 Este aumento de volume é acomodado nos poros existentes
Produto tende a se tornar menos permeável ao CO2 com a continuação da reação
O calor produzido é suficiente para evaporar a água produzida pela reação. A reação pode terminar prematuramente antes de toda a cal hidratada ser convertida em CaCO3 
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ENDURECIMENTO DA CAL - CARBONATAÇÃO
CAL
 Os sólidos compactos contendo maior proporção de Ca(OH)2 carbonatam de forma mais lenta
Importância do uso
de argamassas de areia
Material mais poroso auxilia na carbonatação
Reduz a retração que acompanha o processo de carbonatação
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COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CAL
CAL
 Capacidade aglomerante da cal: quantificada pelo teor de óxidos hidratados presentes que, por carbonatação, resultam no endurecimento da argamassa
 A fração carbonática não contribui para a capacidade aglomerante da cal
Óxidos Livres
Reduzem a capacidade aglomerante 
Principais responsáveis pelos fenômenos patológicos observados nas argamassa
MgO, por hidratar-se lentamente, é responsável pelo empolamento do revestimento com argamassa
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PROPRIEDADES FÍSICAS
CAL
 FINURA
 ESTABILIDADE
 Propriedade da cal que revela a probabilidade de suas partículas deformarem a superfície do reboco (presença de partículas grosseiras)
 PLASTICIDADE
 Termo utilizado para conceituar a menor ou maior facilidade na aplicação das argamassas como revestimento
 Cal é plástica quando se espalha facilmente, resultando numa superfície lisa
 Cal magnesiana produz argamassas com maior trabalhabilidade do que as variedades cálcicas
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PROPRIEDADES FÍSICAS
CAL
 RETENÇÃO DE ÁGUA
 É a capacidade da cal hidratada de conter e reter água, que resiste à sucção
 Propriedade essencial para uso na construção
 As cales altamente plásticas tem alta capacidade de retenção de água
 CAPACIDADE DE INCORPORAÇÃO DE AREIA
 A cal hidratada com altos valores de plasticidade e retenção de água tem maior capacidade de incorporar areia 
 Maior poder de incorporação de areia (1:3 a 4) do que o cimento (1:2 a 2,5)
 MASSA UNITÁRIA
 MASSA ESPECÍFICA
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CAL
CAL HIDRÁULICA
 Pode ser classificada como um produto de propriedades intermediárias entre a cal virgem e o cimento
 Resulta da calcinação de calcários argilosos, procedimento que produz a combinação do CaO com a sílica-quartzo e os minerais argilosos, formando relativa alta % de compostos com propriedades hidráulicas
 Endurecimento da pasta resulta de dois tipos de reação:
Hidróxido de cálcio livre combina-se com o CO2 do ar
Compostos de cal e argila hidratam-se formando produtos aglomerantes
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CAL
CAL HIDRÁULICA
 A relação entre os componentes argilosos e a cal fica entre 0,1 e 0,5
 Temperatura de calcinação varia entre 950 a 1400 (quanto maior o grau de hidraulicidade maior é a temperatura)
 Não é um material apropriado para construções sob a água, pois sua pega é muito lenta – material adequado para fins de menores responsabilidades
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CAL
CLASSIFICAÇÃO DA CAL HIDRÁULICA SEGUNDO SUA HIDRAULICIDADE
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CAL
 Construção de edificações
Produção de argamassas simples e mistas
As argamassas simples (cal e areia) e mistas (cimento, cal e areia) são utilizadas para revestimentos (reboco e emboço) e assentamento de alvenaria e acabamentos (pisos, azulejos, ladrilhos, etc)
Execução de forro
Constituídos de madeiramento (sarrafos), tela metálica e argamassa para o enchimento da tela
Vantagens: custo, absorção da umidade do ambiente e o comportamento térmico
Desvantagens: a movimentação do madeiramento provoca o surgimento de fissuras
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CAL
Preparação de pinturas para paredes e forros
Caiação (leite de cal): permite que as paredes absorvam a umidade interna transferindo-a para o exterior
 Indústria
Fabricação de rebocos prontos
Material constituído por uma mistura de cal hidratada e areia fina, empregada em revestimentos internos
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CAL
Fabricação de blocos sílico-calcários
Fabricados com cal virgem e areia silicosa
Depois da mistura com a água, é feita a cura até completar-se a reação de hidratação da cal. Os blocos são moldados sob pressão e compactação, sofrendo posteriormente endurecimento sob ação de calor e pressão de vapor (autoclavagem)
Fabricação de tijolos de solo e cal
Fabricação de refratários e vidro
Fabricação de tintas e colas
Tratamento de água
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CAL
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