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Prof. William Policarpo 2016.2 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I AULA 03 AGLOMERANTES AÉREOS E HIDRÁULICOS (Composição e Processo de Fabricação) INTRODUÇÃO CALCÁRIO São rochas sedimentares constituídas por calcita (carbonato de cálcio) e/ou dolomita (carbonato de cálcio e magnésio). Podem ainda conter impurezas como matéria orgânica, silicatos, fosfatos, sulfetos, sulfatos, óxidos e outros. O termo “calcário” é empregado para caracterizar um grupo de rochas com mais de 50% de carbonatos. CLASSIFICAÇÃO: São rochas utilíssimas, imprescindíveis a civilização. Prestam-se a fabricação do cimento, do carbureto, do açúcar, bem como, na indústria farmacêutica, química, de bebidas, para neutralizar solos ácidos e muitos outros fins. Denominação % de MgO calcário 0 a 1,1 calcário magnesiano 1,1 a 2,1 calcário dolomítico 2,1 a 10,8 dolomito calcítico 10,8 a 19,5 dolomito 19,5 a 21,7 INTRODUÇÃO CALCÁRIO • O calcário é encontrado extensivamente em todos os continentes, e é extraído de pedreiras. Esses depósitos são geralmente formados pelas conchas e pelos esqueletos de microrganismos aquáticos, comprimidos sob pressão para formar as rochas sedimentares que chamamos calcário. • O calcário representa aproximadamente 15% de todas as rochas sedimentares. • Há também os depósitos de calcário precipitado diretamente de águas com elevados teores de sais minerais. 3 CALCÁRIO • As reservas de calcário, ou rochas carbonatadas, são praticamente intermináveis, porém a sua ocorrência com elevada pureza corresponde a menos de 10% das reservas de carbonatos lavradas em todo mundo. 4 INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO PRODUÇÃO DE CALCÁRIO A produção de calcário bruto (não beneficiado) se dá em quase todos os estados brasileiros. Minas Gerais, São Paulo e Paraná controlam 60% da produção brasileira. MARANHÃO: • “O litoral do Maranhão possui as maiores reservas de calcário marinho do Brasil, com um potencial mínimo de extração sustentável anual da ordem de três milhões de toneladas.” Fonte: http://www.forumcarajas.org.br/ 5 PIAUÍ: • “A mineradora Icaraí está localizada no meio-norte, região que vem apresentando grande crescimento econômico, sobretudo no agronegócio. Contando com maquinário de alta capacidade e potencial extrativo de 10.000 toneladas por mês.” Fonte: http://www.mineradoraicarai.com.br/page/o-calcário, 6 CAL É o produto que se obtém com a calcinação, à temperatura elevada de uma única matéria-prima as rochas calcárias (CaCO3) ou rocha magnesiana (MgCO3), dolomita, que são as fontes dos óxidos que formam a cal. Essa calcinação se faz entre outras formas, em fornos intermitentes, construídos com alvenaria de tijolos refratários. Há dois tipos de cal utilizados em construções: HIDRATADA (AÉREA) E HIDRÁULICA. Fotos de uma caeira de cal CAL AÉREA E CAL HIDRÁULICA : CAL AÉREA: É um aglomerante aéreo, ou seja, não faz pega sob a água. Mesmo depois de endurecida, não resiste a presença de grande quantidade de água e acaba se deteriorando. • CAL HIDRÁULICA: É um aglomerante hidráulico, ou seja, faz pega até mesmo embaixo d’água. Após endurecida, não se deteriora na presença de água. • Forno de produção cal artesanal no interior do Ceará 9 10 • Forno de produção cal artesanal no interior do Ceará 11 • Forno de produção cal artesanal no interior do Ceará Produto Final CAL AÉREA CAL AÉREA A cal hidratada ou comum ou aérea é um aglomerante que endurece por reação com o CO2 do ar, ao contrário da hidráulica, que exige o contato com a água. PRODUÇÃO: A partir da "queima" da rocha calcária em fornos, calcinação a 900º C, obtém-se a "cal viva" ou "cal virgem". Vê-se então, que uma tonelada de calcário dá origem a 560 kg de cal, dessa forma os 44% de CO2 são perdidos sob forma de gás, que sai pelas chaminés das fábricas. Esta não tem aplicação direta em construções, sendo necessário antes de usá-la, fazer a "extinção" ou "hidratação" pelo menos com 48 horas de antecedência. CAL AÉREA CAL AÉREA A adição de água em obra é chamada de extinção e o produto resultante é a cal extinta. Quando esse processo é realizado ainda em fábrica tem-se a cal hidratada. A hidratação 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". 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. CAL AÉREA CLASSIFICAÇÃO: As cales aéreas se classificam segundo dois critérios: 1) QUANTO À COMPOSIÇÃO QUÍMICA CLASSIFICAM-SE EM: • 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%. 2) QUANTO AO RENDIMENTO DA PASTA PODEM SER CLASSIFICADAS EM: • Cal gorda – são necessários menos de 550 kg de cal virgem para produzir 1 m3 de pasta, ou seja, 1 m3 de cal produz mais de 1,82 m3 de pasta. • Cal magra – são necessários mais de 550 kg de cal virgem para produzir 1 m3 de pasta, ou seja, 1 m3 d cal produz menos de 1,82 m3 de pasta. CAL AÉREA PROPRIEDADES DA CAL AÉREA: - Cor branca; - Endurece com o tempo pela ação do CO2; - Aumenta de 2 a 3 vezes de volume com a extinção; - Endurecimento lento; UTILIZAÇÃO DA CAL: - Argamassa simples e mista em alvenarias e revestimentos; - Preparo de tintas; - Concreto para reduzir permeabilidade e aumentar trabalhabilidade; - Tratamento de água; - Correção de acidez do solo (agricultura); CAL HIDRÁULICA (processo de fabricação) CAL HIDRÁULICA A cal hidráulica é um aglomerante cujo processo de fabricação é muito semelhante ao da cal aérea, ou seja, o material é obtido a partir da calcinação de uma rocha calcária. A diferença é o material de origem: uma rocha calcária que, natural ou artificialmente, contenha uma maior proporção de materiais argilosos. Assim como a cal aérea, a cal hidráulica, depois de calcinada, deve passar pelo processo de extinção. Esse processo deve ser conduzido de maneira adequada, pois assim como estudaremos nos cimentos, a cal hidráulica possui silicatos em sua composição. Dessa forma, a água adicionada deve ser suficiente para promover a extinção do material sem, no entanto, provocar a hidratação precoce dos silicatos. 16 CAL HIDRÁULICA Ao ser utilizada como aglomerante e misturada com água, a cal hidráulica processa seu endurecimento através de dois tipos de reação. O hidróxido de cálcio livre combina-se com o CO2 do ar e os compostos de cal e argila hidratam-se formando produtos resistentes à agua, os quais justificam o fato do material ser classificado como aglomerante hidráulico. Apesar disso, a cal hidráulica não é um produto adequado para construções sob a água, pois sua pega é muito lenta. Dessa forma, o produto é mais adequado a usos de menor agressividade, como na construção de alvenarias. 17 CAL HIDRÁULICA (processo de fabricação) CAL ORIGEM O gesso é um aglomerante AÉREO obtido principalmente a partir de uma rocha natural chamada GIPSITA. Pode ser obtida também pelas rochas: hemidrato ou bassanita (CaSO4.0,5H2O) e anidrita (CaSO4).GIPSITA: é um sulfato hidratado de cálcio - CaSO4.2H2O, que ocorre na natureza em camadas estratificadas. 19 GESSO ORIGEM As principais jazidas economicamente exploradas encontram-se: • Na Serra de Araripina, em região confrontante dos estados do Ceará, Pernambuco e Piauí; • Na região de Mossoró, no Estado do Rio Grande do Norte; • Nas regiões de Codó, Balsas e Carolina, no Estado do Maranhão. 20 GESSO Fábrica da SUPER GESSO em Araripina, PE. GESSO PROCESSO DE FABRICAÇÃO: A obtenção ocorre por meio de 3 etapas: • A extração da rocha. • A diminuição de tamanho da mesma por processos de trituração. • A queima do material – CALCINAÇÃO. A desidratação da gipsita por CALCINAÇÃO, dentro do limite das temperaturas e condições de execução, conduz a diferentes tipos de GESSO. Segundo BAUER, teremos a formação dos seguintes sulfatos: • Entre 100°C e 180°C - formam-se dois tipos de sulfatos semi-hidratos - SO4Ca e ½ H2O- denominados alfa e beta; • Entre 100°C e 300°C - formam-se dois tipos de sulfato-anidro solúvel - SO4Ca- derivados respectivamente dos dois semi-hidratos e também denominados alfa e beta; • Temperaturas superiores a 300°C é produzido o sulfato-anidro insolúvel. pressões correntes na operação de cozimento: Expor a rocha a temperaturas que podem variar de 100 a 300ºC, obtendo como resultado o gesso com desprendimento de vapor d’água. De acordo com a temperatura de queima podem resultar diferentes tipos de produtos. O processo de queima da gipsita normalmente é feito em fornos rotativos e pode ser resumido na equação química a seguir: 21 GESSO PROCESSO DE FABRICAÇÃO: Segundo BAUER: • Os semi-hidratos e os sulfato-anidro solúvel – em presença de água sofrem uma hidratação exotérmica, devido a reconstituição do sulfato biidratado original. • O sulfato-anidro insolúvel não é suscetível a reidratação rápida, sendo praticamente inerte, participando do conjunto como material de enchimento, como a areia nas argamassas. 22 GESSO PROCESSO DE FABRICAÇÃO: Segundo SILVA, teremos a seguinte classificação: • Entre 120°C e 180°C - Gesso para estucador ou Gesso Paris; • Entre 800°C e 1000°C – Gesso de alta resistência(gesso anidro); (Mesma composição dos outros, o que muda é o arranjo cristalino, exigindo menos água que o gesso paris; aplicado em revestimentos na construção que necessitam de maior resistência.) • Entre 150°C a 700°C – Gesso para reboco de simples ou duplo cozimento, que substitui a cal aérea. • Entre 1000°C e 1200°C – Gesso hidráulico ( fabricado na Alemanha para utilização em pisos, possui resistência 100% maior que o Paris) 23 GESSO PROPRIEDADES: • PEGA – Temperatura e tempo de calcinação; – Finura – Quantidade de água de amassamento; – Presença de impurezas ou aditivos; • RESISTÊNCIA MECÂNICA As pastas de gesso possuem, depois de endurecidas: – À tração entre 0,7 e 3,5 Mpa – À compressão 5 e 15 Mpa OBS: Argamassas com proporção exagerada de areia, tem resistências reduzidas. 24 PROPRIEDADES: • ADERÊNCIA – Muito bem ao tijolo, pedra e ferro, porém, o gesso promove a corrosão do metal. – Não tem aderência a madeira • ISOLAMENTO – Térmico, acústico e impermeabilidade ao ar. – Resistência ao fogo, pois a água de cristalização é eliminada pelo calor, reduzindo-o a condição de pó. 25 GESSO GESSO APLICAÇÕES NA ENGENHARIA: • Forros; • Revestimentos • Composição do cimento; • Acabamento em interiores; • Paredes DRY Wall; 26 PAREDES DRY WALL 27 • VIDEO DO PROCESSO DE DRY WALL
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