MCC I - Aglomerantes II

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II AGLOMERANTES 
Profa. Andréa Corrêa 
1 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I 
GNE 276 TURMAS 31AB e 31IJ 
II SEMESTRE 2017 
 
Conteúdo 
aglomerantes 
1. Cal 
2. Cal Aérea 
3. Cal Hidráulica - hidráulica, pozolânica e metalúrgica 
4. Gesso 
5. SAREE - Cimento Magnesiano ou Sorel - Magnésia sorel 
6. KEENE 
7. Atividade Prática - 2 AC 
 Aplicabilidade “inovadora” dos aglomerantes 
“sustentabilidade” economia qualidade 
 resíduos composições é renovável? 
 
 2 
 
1. Cal 
 
história 
 pinturas nas cavernas 
 
 1350 a. C. 
 Pirâmides do Egito - assentamento e revestimento 
 
 800 a. C. Etruscos – argamassas em túmulos 
 
 600 a. C. Romanos 
 Via Ápia 312 a. C. – 300 km 
CONCRETO ROMANO = 
CAL + AREIA + CASCALHO (30CM) 
 
 228 a. C. Muralha da China 
 
 
 
 CAL + ARGILA + CLARA DE OVO 
CIMENTO POZOLÂNICO = CAL + MATERIAL VULCÂNICO + CASCALHO + ÁGUA 
 80 d. C. Coliseu de Roma 
 1549 Brasil 1ª. Mineração 
 
1.Cal 
4 
Calcário - do latim calx ou calcariu, “cal” 
 são rochas formadas a partir do mineral calcita 
 é uma rocha sedimentar com minerais compostos de 
 + de 30% de carbonato de cálcio 
 origem do carbonato: 
 conchas ou fósseis e esqueletos 
 
 
origem 
O Brasil é o 6º. País 
no planeta com reservas 
 naturais de calcário. 
CaCO3 
 
1.Cal 
5 
aglomerante mineral simples resultante da “calcinação de rochas calcárias” 
 
obtenção 
 
1.Cal 
6 
aplicação 
Construção Civil em geral 
Construção de estradas 
Indústria Siderúrgica e Metalúrgica 
Indústria Química e Alimentícia 
Produção de Papel e Celulose 
Agricultura 
Preservação do Meio Ambiente 
 
1.Cal 
7 
fornos 
 fornos de barranco 
descontínuo contínuo 
 3-4t/d 10t/d 
 fornos verticais metálicos 
cuba simples múltiplas e fluxos paralelos 
 350t/d 500t/d 
 forno rotativo 
 1000t/d 
 
 
 
reação de decomposição ENDOTERMICA 43kcal/mol 
CaCO3 CaO + CO2 
100% 56% 44% 
770kgCO2/t 
8 
ciclo da cal 1 
3 
2 
4 
900 C 
o 
CaCO3 + calor  CaO + CO2 CAL VIVA 
CaO + hidratação  Ca(OH)2 + calor CAL HIDRATADA 
1.Cal 
ciclo da cal 
9 
1.Cal 
 
 
 
conceitos 
10 
 aglomerante mineral simples 
 elemento “ativo” (reativo) que entra na composição de 
natas, pastas e argamassas 
 Óxido de cálcio puro - indústria 
 + impurezas (construção) 
sílicas, argilas, fosfatos, carbonato de magnésio, gipso, glauconita, 
 fluorita, óxidos de ferro e magnésio, sulfetos, siderita, 
sulfato de ferro dolomita e matéria orgânica, entre outros. 
 
 cal viva = cal virgem = óxido de cálcio (pedras ~10 a 20cm) 
 aérea: cal hidratada (ordinária) 
 hidráulica: cal hidráulica, cal pozolânica, cal metalúrgica 
 
1.Cal 
características 
11 
 Composição: óxidos de cálcio e pequenas quantidades de 
impurezas como óxidos de magnésio, sílica, óxidos de ferro e 
óxidos de alumínio 
 Processo de fabricação: extração da rocha e queima (calcinação) 
 Produto da “queima”: cal viva ou virgem 
2. Cal aérea 
~ 850 à 1200 °C 
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Cal hidratada 
 
 PLASTICIDADE 
 elevada finura de seus grãos (ϕ =0,02mm) 
 fluidez 
 coesão (menor suscetibilidade à fissuração) 
 retenção de água: melhora a qualidade das argamassas 
 permite maiores deformações sem fissuração 
 melhor aderência 
características 
2. Cal aérea 
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hidratada 
cal gorda 
 composta por no mínimo 75% de óxidos de cálcio (CaO) 
 tem maior capacidade de sustentação da areia 
 reação violenta na extinção ~ 400°C 
 dá origem a misturas mais trabalháveis e “macias” 
 rendimento de pasta > 1,82 
 
cal magra ou dolomítica 
 possui no mínimo 20% de óxidos de magnésio (MgO) 
 reação + lenta na extinção 
 rendimento de pasta < 1,82 
 1% a 5% de argila ou de outras impurezas 
 
2. Cal aérea 
 
14 
cal 
Cal virgem CaO e MgO (NBR 6453) 
Cal hidratada Ca(OH)2 (NBR 7175) 
 
cal cálcica ≠ magnesiana ~ cal dolomítica 
MgO livre- resíduo 
%CaO + % MgO > 95% 
2. Cal aérea 
extinção rápida 
extinção lenta 
fissuras 
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virgem e hidratada 
 CV-E cal virgem especial 
 CV-C cal virgem comum 
 CV-P cal virgem em pedra 
2. Cal aérea 
 CH-I cal hidratada 
 CH-II cal hidratada 
 CH-III cal hidratada especial 
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cal hidratada 
produto seco na forma de um pó ou flocos branco de elevada finura 
embalagem: sacos de 20 Kg 
 
vantagens da cal hidratada x cal virgem 
 maior facilidade de manuseio, produto pronto, eliminando a operação 
de extinção 
 maior facilidade de transporte e armazenamento 
 resistência das argamassas de cal traço 1 : 3 volume aos 28 dias 
0,2-0,5 MPa para tração 
 1-3 MPa para compressão 
A resistência pode ser aumentada 
adição cimento portland nas misturas 
argamassas mistas 
 
 
 
2. Cal aérea 
peso específico da cal 
hidratada em pó 640 
kg/m³ 
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aplicações 
Argamassa 
 assentamento de alvenarias, revestimentos, etc. 
 
Tinta 
 pinturas à base de cal - nata ou caiação ~ 1,3 g/l 
 
Tijolos 
 sílico-calcário, cal-escória, concreto celular, solo-cal, compósitos, BTCs, 
blocos sílico/calcário 
 
Estabilizador de Solos 
 base e sub-base de pavimentos rodoviários 
 
Aditivo 
 Melhora as propriedades das misturas asfálticas para pavimentação 
 
Consumo Médio 
em pequenas construções: 1,1 sacos de cal/m² de construção 
22 kg/m² de área construída (ABPC) 
2. Cal hidratada 
 
 
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3. Cal hidráulica 
I. Cal hidráulica CaO* 
 
 
II. Cal pozolânica Ca (OH)2 + cinza vulcânica 
 
 
III. Cal metalúrgica Ca (OH)2 + escória de alto forno 
 
 
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3. Hidráulicos 
cal hidráulica 
composição variada 
obtenção: calcinação + materiais argilosos 
pega lenta 
não é apropriado para construções sob a água 
uso em assentamentos de alvenarias 
Casa da música Secil - cidade do Porto Portugal 
 
 
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Cal Hidráulica Natural (NHL) 
 
 Ca(OH)2 + silicatos de cálcio + aluminatos de cálcio 
 propriedade de ganhar “liga” e endurecer debaixo de água 
 o CO2 atmosférico reage com o Ca(OH)2 ocorrendo assim o seu 
endurecimento 
 Sequeira, A. C. cristina@secilmartinganca.pt 
 Frade, D dinafrade@secilmartinganca.pt 
 Goncalves, P. paulogoncalves@secilmartinganca.pt 
 Cal hidráulica 
 
 
21 
 Cal hidráulica 
restauração 
como ligante de argamassas 
rebocos argamassas de assentamento enchimentos e acabamentos 
 maior untuosidade e plasticidade 
 redução da fissuração - adesividade e baixa retração 
 maior tempo de trabalho para o operador – pega lenta 
 menor retração e menor resistência que o cimento 
 rendimento muito bom 100 litros de cal 300 litros de cal em pasta 
 
aplicação 
pré-fabricação de artefatos de cimento como ligante complementar 
 
usada como filler nos pavimentos betuminosos, melhora a resistência à 
penetração das águas, a consistência e a resistência à fissuração 
 
recente: estabilizador de solos argilosos e úmidos 
diminui o índicede plasticidade e melhora a compactação 
maior índice CBR (California Bearing Ratio – índice compacidade de suporte 
 
 
 
 
 
 
 
22 
cal pozolânica 
 cal hidratada 25% a 45% + “cinzas” 
 endurece sob a água 
 produto composto de cal hidratada e leucofilito* 
 maior resistência a meios agressivos 
 redução das reações expansivas 
 *não deve ser usada para pintura 
 
3. Hidráulicos 
uso em restauração 
 
*O leucofilito é um mineral constituído basicamente por sílica (SIO2) e alumina (Al2O3) que 
combinado com a cal hidratada Ca(OH)2 na presença de água atua como aglomerante. 
 Suas propriedades características derivam da Sílica Ativa 
Ensaios e laudos 
“Estudo comparativo de argamassas mistas e argamassas com cimento e filito alterado” : agosto/1996 – IPT, Escola 
Politécnica/USP Depto de Engenharia de Construção Civil, ABPC 
 
 
 
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6. Hidráulicos 
cal metalúrgica 
cal hidratada 25% a 45% + escória de alto forno* finamente pulverizada 
1: 2 a 4 
Normalizado na França 
uso em assentamento de alvenaria 
 não existe no mercado brasileiro 
material de cor cinza com boas propriedades plásticas e trabalhabilidade 
resistência de argamassa magra 
aplicada na produção de argamassa para assentamento e revestimento 
Benefício: é consumo de rejeito de indústria destinação correta 
diminui o passivo ambiental das indústrias metalúrgicas 
não é normalizado no BRASIL predominância do uso do cimento 
 na França ela é normalizada e usada para revestimento interno 
 custo muito baixo 
 
 
 
* Pozolana artificial 
 
 
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4. Gesso 
conceitos e origem 
CaSO4 + 2H2O GIPSO 
aglomerante aéreo simples 
pó branco de elevada finura 
Origem: rocha natural gipsita (gipso-sulfato de cálcio dihidratado) 
No Brasil, o gesso é um material relativamente escasso, sendo pouco 
empregado como aglomerante e mais utilizado em fins ornamentais. 
 
 
25 
4. Gesso 
NBRs 
 Gesso para construção – 
ABNT. NBR 12127 
Determinação das propriedades 
físicas do pó. RJ 1991 
NBR 12128 
Determinação das propriedades 
 físicas da pasta. RJ 1991 
NBR 12129 
Determinação das propriedades 
 mecânicas. RJ 1991 
 
 
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3. Gesso 
conceitos e origem 
CaSO4 + 2H2O GIPSO 
aglomerante aéreo simples 
pó branco de elevada finura com estrutura cristalina 
impurezas até 6% (silica, alumina, óxido de ferro, carbonatos de cálcio e de 
magnésio) 
Origem 
rocha natural gipsita (gipso-sulfato de cálcio dihidratado) 
No Brasil, o gesso é um material relativamente escasso, sendo pouco 
empregado como aglomerante e mais utilizado em fins ornamentais. 
Imagem MEV(5000x) de pasta de gesso 
 
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fabricação 
Etapas 
 extração da rocha 
 processos de trituração 
 queima ou calcinação em 100 a 300ºC feito em fornos rotativos 
 gesso com desprendimento de vapor d’água 
 
Pasta: para o amassamento do gesso usa-se 50 a 70% de água 
resistência da pasta à compressão entre 5 e 15 MPa 
4. Gesso 
 
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4. Gesso 
fabricação 
Freitas Jr., 
 J. A. UFP 
 
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4. Gesso 
 “pega” 
 tempo de pega rápido 15 a 20 minutos 
 elevação de temperatura 
 reação exotérmica 
 a temperatura da água é aceleradora da pega 
 a maior quantidade de água é retardadora de pega 
 + temperatura da água reação rápida 
 + quantidade de água reações lentas 
 + água + porosidade - resistência 
 
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4. Gesso 
características 
 boa aderência a tijolos, pedra e ferro (risco de corrosão) 
 não possui boa aderência a superfícies de madeira 
 confere considerável resistência ao fogo, porque no caso de incêndio 
muitas calorias são despendidas em sua desidratação 
 corrosão em chapas de aço 
Atacado por fungos e 
bactérias “sulfatófagos” 
 
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4. Gesso 
características 
 pastas endurecidas de gesso tem excelentes propriedades de isolamento térmico e 
acústico impermeabilidade do ar 
 baixa resistência em presença da água 
 hidrosolúvel e baixa inércia térmica 
 elevada movimentação higrotérmica 
resistência da pasta à compressão entre 5 e 15 MPa 
 
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4. Gesso 
aplicação 
 vedação em ambientes internos 
 estética em adornos decorativos 
 uso em interiores como recobrimento de paredes e forros 
 gesso acartonado – placas de paredes leves (dry wall) 
embalagem em sacos: 1kg 20 kg 40 kg 50kg 
 
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4. Gesso 
aplicação 
 dry wall em forros, divisórias, acabamentos em alvenaria bruta ou em mal 
estado, ou para melhorar os índices de vedações térmicos ou acústicos do 
ambiente 
 material de acabamento para obtenção de superfícies lisas 
 substitui a massa corrida e a massa fina 
 utilizado puro + água ou em misturas com areias em argamassas 
 
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4. Gesso 
aplicação 
 Dry wall 
Chapas fabricadas por processo de laminação contínua de uma mistura de 
gesso, água e aditivos entre duas lâminas de cartão. 
NBR 14715:2001, NBR 14716:2001 e NBR 14717:2001 
 
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5. SAREE 
Cimento Magnesiano ou Cimento Sorel ou Magnésia Sorel 
 desenvolvido em 1867 pelo francês Stanislas Sorel 
 aglomerante muito resistente 
 obtido pela reação do óxido de magnésio com o cloreto de magnésio 
 a magnésia apresenta-se em sacos e o cloreto em vidros 
 adicionam-se serragem, mármore moído e a magnésia após a solução de cloreto 
 a argamassa endurece em algumas horas 
 resistência mecânica = cimento portland 
 baixa alcalinidade 
 
substituição total do 
 cimento Portland 
na composição do 
fibrocimento 
-engenheiro Carlos 
Gomes, USP 
 atinge resistência final com 40 
min de cura 
 processo de fabricação mais 
limpo e mais rápido 
 
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 aglomerante muito resistente 
 obtido pela reação do óxido de magnésio com o cloreto de magnésio 
 a magnésia apresenta-se em sacos e o cloreto em vidros 
 adicionam-se serragem, mármore moído, etc, e a magnésia, após a 
solução de cloreto 
 a argamassa endurece em algumas horas e tem resistência mecânica 
= cimento portland 
 
5. SAREE 
 
37 
aplicação 
 pisos, paredes e placas de revestimento 
principais desafios 
 
 instabilidade em presença de água 
 fissuração 
 produção de pó 
 aumento de volume sem causas bem definidas 
John Harrison com um bloco 
de cimento ecológico 
Fonte:www.recriarcomvoce.com.br 
resistência mecânica do concreto com cimento sorel 
 
 resistência à compressão: 22,5 MPa 
 resistência à flexão: 3 a 6 MPa 
5. SAREE 
 
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aplicação 
 pisos, paredes e placas de revestimento 
 
principais desvantagens 
 instabilidade em presença de água 
 fissuração 
 produção de pó 
 aumento de volume sem causas bem definidas 
 
resistência mecânica do concreto com cimento sorel 
 resistência à compressão: 22,5 MPa 
 resistência à flexão: 3 a 6 MPa 
 
 
5. SAREE 
 
39 
6. Keene 
gesso de acabamento 
 
Fabricação 
 calcinação de gipsita muito pura com imersão em solução de 10% de alúmen* 
 recalcinação e moagem 
*sulfato duplo de alumínio e potássio KAl(SO4)2 
 
40 
7. Atividade complementar 
 
 Pesquisar 08 novos materiais ou compósitos com utilização de gesso, 
cal hidratada, cal hidráulica, pozolânica e metalúrgica, magnésia sorel e 
keene. 
 
 Roteiro: 
1. Disciplina , prof., aluno, data 
2. Título 
3. Autores ou idealizadores do produto, data e local 
4. Descrição do material 
5. Inovação (benefícios e desafios) 
6. Aplicaçãodo produto 
7. Custo/ custo benefício (se já estiver no mercado) 
 
grupos de 5 
envio até dia 19 e 20/10 para 
andrea.rcorrea@deg.ufla.br