Gesso Uma Jornada Insperada(2)

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Introdução
	O gesso é um mineral aglomerante produzido através da calcinação da gipsita, muito usado na construção civil e em aparelhos, próteses ou imobilizantes ortopédicos. A gipsita é composta principalmente por sulfato de cálcio na forma di-hidratada (CaSO4 . 2H2O) que após a calcinação é convertido à forma hemi-hidratada (CaSO4 . 1/2H2O), além de impurezas como sílica, alumina, óxido de ferro, carbonato de cálcio, etc.
	O gesso comercial é feito da gipsita desidratada que passa então por um processo de moagem e de seleção granulométrica de acordo com a utilização desejada. Esse pó de gesso, quando misturado a água, forma uma massa plástica que endurece em alguns minutos, dando o tempo para conformação desejada e então formando um material duro e resistente.
	Além da gipsita, o sulfato de cálcio também é obtido como subproduto de diferentes processos industriais como dessulfurização de gases de combustão, refino do zinco, produção de ácido fluoridrico, etc. Sendo que nem sempre a utilização desse gesso é viável devido à presença de diferentes impurezas oriundas dos respectivos processos.
1. Umidade 
Para determinar o percentual de umidade presente no gesso comercial, certa quantidade de gesso (15,357g) foi pesada em um pesa-filtro, (peso total do sistema =34,5091g). Posteriormente o sistema foi aquecido em uma estufa a 40ºC por 2 horas e exposto a uma dessecador por mais 15 minutos. Realizados tais procedimentos, foi feita uma nova pesagem do sistema 34,5053g. Com tais dados foi possível calcular o percentual de umidade utilizando a seguinte fórmula:
Sendo: A - massa de gesso antes do aquecimento
	B – massa de gesso após aquecimento
Resultado:
Sendo:
Massa total do sistema – Massa de gesso inicial = Massa do pesa-filtro
34,5091g - 15,357g = 19,1521g
Portanto:
Massa total do sistema após aquecimento - Massa do pesa-filtro = Massa do gesso após aquecimento
	34,5053g - 19,1521g = 15,3532g
Umidade(%) = [(15,357g - 15,3532g)/ 15,357g]*100 = 0,0247%
Considerando que o gesso comercial estava lacrado, o valor percentual de umidade deveria ser baixo, no entanto não tão baixo como obtido pelos cálculos experimentais. Isso indica uma amostra de gesso muito seca ou que ocorreu alguma falha no procedimento, como erro no pesagem, falha no funcionamento da estufa, ou erro humano na execução.
2. Água de cristalização
Na determinação do teor de hidratação do gesso comercial, foi utilizado o mesmo sistema do ensaio de determinação de umidade. O sistema pesa-filtro + gesso foi aquecido a 230ºC durante 24 horas. Após o aquecimento, o sistema foi colocado novamente no dessecador por 20 minutos e seu peso foi aferido mais uma vez. O sistema pesa-filtro+gesso pesa 33,7875g . Utilizando a seguinte fórmula foi possível o calculo do percentual da água de crisalização do gesso comercial.
Sendo: C – massa de gesso no inicio do ensaio = B no item passado
	D – massa de gesso no final do procedimento 
Resultado:
Sendo D = 33,7875 -19,1521g = 14,6354g 
Água de cristalização(%) = [(15,3532g-14,6354g)/ 15,3532g]*100= 4,68%
	O Valor percentual obtido pelos cálculos utilizando os dados experimentais nos permite estimar o teor de água presente na rede cristalina de sulfato de cálcio do produto. Para isso basta avaliar nos níveis de hidratação possíveis ( 0,5 ; 1 ; 2) e seus valores correspondentes de percentual de peso na amostra. Considerando que o percentual encontrado se encontra abaixo do menor valor nos níveis de hidratação(6,21%). Tornado evidente que o nível de hidratação predominante é o hemi-hidratado(0,5) ou que o ensaio não foi realizado de forma correta, impossibilitando a retirada total de água da rede cristalina, o que justificaria o baixo valor percentual encontrado.
3. Ensaio de Tempo de Pega ou Re-Hidratação do Gesso
	O gesso comercial vem na forma de sulfato de cálcio hemi-hidratado, ao adicionar água, ocorre a reação de re-hidratação do gesso, formando sulfato de cálcio di-hidratado.
CaSO4. 1/2 H2O + 3/2 H2O → CaSO4 .2H2O
	O tempo levado para que todo o gesso se hidrate é chamado de tempo de pega e é muito importante quando se trabalha com gesso, pois ele define o tempo onde o material é moldável. 
	Uma vez que esta é uma reação exotérmica podemos medir o tempo de reação monitorando a variação da temperatura do meio. Para isso foram preparadas duas amostras com consistências de 60% e 80%, pesando 50g de gesso comercial para cada amostra que foram misturadas a 30 e 40ml de água, respectivamente. Assim que a água foi adicionada, foi iniciado o cronômetro do programa Logger Pro, e após a homogeneização das misturas, os recipientes foram colocados no termopar para que as temperaturas fossem medidas. O programa foi parado uma vez que as temperaturas começaram a reduzir. O ensaio foi repetido para se obter resultados em duplicata.
	Abaixo temos as curvas de tempo x temperatura e uma tabela com os valores dos picos de temperatura e dos respectivos tempos de pega:
	
	 
	Consistência
	Temperatura Máxima(ºC)
	Tempo de Pega (min)
	Ensaio 1
	60%
	44,3
	15
	
	80%
	41,1
	19
	Ensaio 2
	60%
	44,1
	18
	
	80%
	40,4
	22,5
Pelos dados podemos ver que o gesso de consistência 60% apresentou maiores temperaturas que foram alcançadas em menores tempos que os gessos de consistência 80%, o que indica que o gesso de consistência 80% possui maior tempo de pega. Esse comportamento era esperado, uma vez que a maior quantidade de água dissipa o calor no meio e reduz a cinética de reação, o que gera um maior tempo de pega e um pico de temperatura menor do que em gessos de menor consistência.
4. Ensaio de Absorção
No ensaio da absorção da água, 6 corpos de prova de seção cónica (copinho de café) foram utilizados, 3 com consistência de 60% e 3 com consistência de 80%. Os corpos de prova, já previamente pesados, foram totalmente submergidos em um bécher com água em ebulição cessando o aquecimento no recipiente.
Após 2 horas de exposição, os corpos de prova foram retirados do recipiente e sua superfície foi secada até de forma a não aparentar mais umidade superficial. Posteriormente os corpos de prova foram novamente pesados.
Com os dados obtidos pode-se calcular a porcentagem de água absorvida pelos corpos de prova utilizando a seguinte fórmula:
Sendo: MU - Massa do corpo de prova úmido
 MS - Massa do corpo de prova seco 
Resultado:
	Massa
	60 I
	60 II
	60 III
	80 I
	80 II
	80 III
	Seco
	59,28
	56,4
	59,83
	48,94
	49,83
	49,16
	Úmido
	81,88
	78,07
	82,23
	75,48
	76,69
	75,79
	Diferença
	22,6
	21,67
	22,4
	26,54
	26,86
	26,63
	AA(%)
	38,12
	38,42
	37,44
	54,23
	53,90
	54,17
	Média-AA(%)
	38,00
	54,10
Pode-se notar uma relação direta entre o valor da consistência do corpo de prova e seu percentual de absorção de água, tendo corpos de prova 60 com absorção média de 38%, enquanto corpo de prova 80 com 54,1%. Isto ocorre porque a absorção de água é facilitada pela porosidade do material em que ela é absorvida, ou seja, mais espaços livres para adentrar. Tornando o resultado muito condizente com os resultados esperados, uma vez que corpos de prova de consistência de 60% possuem menos porosidade já que em sua formação havia menos água comparativamento com de consistência 80%.
5.Ensaio de Difusão
Para o ensaio de difusão foram feitos 6 corpos de prova prismáticos, 3 com consistência de 60% e 3 com consistência de 80%. Para os corpos de 60% usou-se 200g de gesso e 120mL de água e para os de 80% 200g de gesso e 160mL de água. Os corpos foram secos em estufa a 60°C.
Cada corpo de prova foi preso em uma garra e sua extremidade inferior colocada em contato com um solução 1 M de permanganato de potássio. Nos tempos de 4, 9 e 14 minutos marcou-se em cada uma das 4 faces dos corpos de prova a altura alcançada pela solução de permanganato. Essas alturas foram então medidas.
Utilizando a fórmula:
Onde t é o tempo em segundos e h a média para os 3 corpos de prova de cada consistência da média dasalturas em cada face para dado t.
Resultado:
	
	4 min
	9 min
	14 min
	
	 h cm Lado 1
	 h cm Lado 2
	 h cm Lado 3
	 h cm Lado 4
	 h cm Lado 1
	 h cm Lado 2
	 h cm Lado 3
	 h cm Lado 4
	 h cm Lado 1
	 h cm Lado 2
	 h cm Lado 3
	 h cm Lado 4
	60%
	2
	2.1
	2.2
	2
	3.5
	3.7
	3.6
	4
	5.1
	4.9
	5
	4.7
	
	2.6
	2.6
	2.5
	2.6
	3.8
	3.7
	3.7
	3.8
	4.2
	4.1
	4.3
	4.7
	
	2.3
	2.3
	2.1
	2.3
	3.5
	3.5
	3.5
	3.6
	4.4
	4.4
	4.8
	4.5
	80%
	3.3
	3.4
	3.4
	3.3
	4.6
	4.7
	4.8
	4.6
	6.1
	6.1
	6
	5.9
	
	3.5
	3.7
	3.5
	3.7
	5.2
	5.3
	5.1
	5.1
	6.2
	6.4
	6.3
	6.3
	
	3.2
	3
	3.2
	3.1
	4.1
	4.2
	4.1
	4.5
	5.8
	5.7
	6.2
	6
Podemos notar que as alturas alcançadas pela solução nos corpos de prova com consistência de 80% foram maiores do que as alcançadas nos corpos de 60%. Isto já era esperado, uma vez que corpos de 80% possuem mais água em sua composição e, uma vez que esta água foi evaporada em estufa, mais poros, facilitando a difusão do permanganato por capilaridade.
Também podemos notar que a difusão não teve comportamento uniforme com o tempo, um indício que os poros não se formaram uniformemente nos corpos de prova, ou de que houve erro humano na execução do experimento (por exemplo, marcação das alturas tardiamente, falhas em completar a solução de permanganato para que esta estivesse sempre em contato com o corpo de prova).