Unidade+II+Aglomerantes+aereos+cal

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Engenharia Civil
Disciplina: Materiais de 
Construção Civil I- Unidade 2
Professora: Priscilla Assis Mendonça
priscillamendonca@unicerp.edu.br
3º Período-1º Semestre 2020
UNIDADE 2- AGLOMERANTES AÉREOS
• Cal
• Fabricação
• Composição e classificação
• Propriedades
• Aplicações
2.2- Cal:
• Cal é uma substância branca, em pó, resultante da calcinação de
rochas calcárias;
• As suas características dependem da natureza da matéria-prima
empregada e do processo produtivo conduzido;
• A cal pode ser considerada o produto manufaturado mais antigo da
humanidade;
 Há registros do uso deste produto que datam de antes de Cristo.
Exemplo: seu uso na muralha da China, na forma de uma
mistura bem compactada de terra argilosa e cal.
2.2- Cal:
• A cal está entre os dez produtos de origem mineral de maior
consumo no planeta;
• Estima-se que sua produção mundial esteja em torno de 145
milhões de toneladas por ano;
• O Brasil produziu cerca de 8,5 milhões de toneladas no ano de
2013;
2.2- Cal:
• O calcário é uma rocha sedimentar, o terceiro mineral mais
abundante;
• Geralmente, é obtido acima do chão, mas existem algumas
operações de extração subterrâneas;
2.2- Cal:
• O calcário pode ser encontrado com muitas características e
impurezas diferentes;
• As características mudam nas diferentes partes do mundo e
profundidades de mina, e geralmente se devem ao modo como a
rocha foi formada;
• O calcário pode ser formado por processos químicos, orgânicos ou
clásticos (fragmentos de rochas de grupos diferentes, rochas
sedimentares);
2.2- Cal:
• Impurezas comuns, que podem ser um problema dependendo da
aplicação, são: SiO2 (Sílica), Al2O3 (óxido de alumínio), Fe2O3
(óxido de ferro);
• O calcário e seus subprodutos são usados :
 na agricultura: estabilização do solo;
 construção civil: processos químicos para produção de cimento, aço
e alumínio;
 purificação de água;
 como base alcalina em muitos processos químicos e minerais;
 na indústria farmacêutica – branqueador ou desodorizador-;
 tratamento de resíduos industriais, etc.
2.2- Cal:
2.2.1- Fabricação
PRODUÇÃO DA CAL
Produção em Rio Branco do Sul-PR
Mina de calcário Britagem do calcário
2.2.1- Fabricação: Calcinação
• O Calcário natural é aquecido a quase 900°C, obtendo-se como
produtos os óxidos de cálcio (CaO) e anidridos carbônicos (ou gás
carbônico);
• Cal viva ou cal virgem (CaO);
• CaCO3 + Calor = CaO + CO2
CALCINAÇÃO DA CAL: CaO
Forno intermitente simples a lenha ou carvão
Forno de Barranco
Separação do
material menor Forno de barranco
Forno de Barranco Queima de Serragem
Peneiramento da cal Estocagem
CALCINAÇÃO DA CAL: Outros fornos
Forno vertical contínuo: 
tempo de operação de 36 
horas
CALCINAÇÃO DA CAL: Outros fornos
Forno horizontal contínuo giratório
Permanência no forno por 5 horas
Equipamentos muito flexíveis
2.2.1- Fabricação: Calcinação
• Usos: A cal calcinada (CaO) não pode ser usada diretamente na
construção civil, pois provoca queimaduras e acidentes quando em
contato com a água;
• Pode ser usada para tratamentos de esgotos e lixo, fazer sabão e
outros processos industriais;
• Alterações físicas: perde cerca de 44% do peso e 12 a 20% do
volume;
2.2.1- Fabricação: Hidratação ou extinção
• Para muitos usos cal viva precisa ser hidratada:
• CaO + H2O = Ca(OH)2 + CALOR 
• O nome do produto (Ca(OH)2) é hidróxido de cálcio;
• Também chamada de cal extinta (se for extinta no local da obra) e
cal hidratada se processo de extinção for feito em fábrica;
• Alteração física: recupera a maior parte do peso e volume perdidos
e cerca de 24% do peso do produto é formado por água (h2O);
HIDRATAÇÃO DA CAL: Ca(OH)2
Equipamento industrial para
hidratação de cal
Cal em etapa final de 
hidratação em caixa de 
madeira, típica de obra.
Fluxograma da fabricação da cal hidratada: Cal virgem como matéria-prima, 
hidratação, classificação granulométrica, moagem e estoque de cal hidratada.
2.2.1- Fabricação: Hidratação ou extinção
• Usos: construção civil:
 Tintas;
 Argamassa;
 Gesso;
 Asfalto (retardo oxidação e sensibilidade térmica);
 Sistemas de tratamento de água;
 ind. Cosméticos, ind. Farmacêutica;
 Curtume, correção solo, dentre outros.
2.2.1- Fabricação: Hidratação ou extinção
• Cal hidratada é um produto do hidróxido de cálcio que sofreu na
USINA o processo de hidratação:
 A cal viva é moída ou pulverizada;
 Este pó é misturado com a dosagem certa de água (formação dos
cristais e coloides);
 Material resultante ainda é separado dos grãos que não reagiram
ou outras impurezas;
2.2.1- Fabricação: Hidratação ou extinção
2.2.1- Fabricação: Carbonatação
• A CAL extinta (ou hidratada): é a que se usa nas argamassas,
misturada com areia e água;
• Endurece por reação da RECOMBINAÇÃO do Ca(OH)2 hidróxido
com o gás carbônico da atmosfera (carbonatação);
• Isso faz voltar o Carbonato de Cálcio original: CaCO3
• Neste endurecimento os cristais do carbonato estão ligados aos
grãos de areia - ou outro agregado, depende da argamassa;
2.2.1- Fabricação: Carbonatação
• Características da cura:
 Endurecimento lento: de fora para dentro – reação com o CO2
necessita porosidade para a saída da H2O e entrada do CO2;
 Temperatura da reação: ambiente;
 Aglomerante é chamado cal aérea, pois o endurecimento depende
do CO2 presente no ar;
 Papel da água é para formar a pasta e auxiliar na combinação do
gás carbônico com o hidróxido;
2.2.1- Fabricação: Carbonatação
• Reação química de carbonatação:
 Ca(OH)2 + CO2 = CaCo3 + H2O 
• A hidratação da cal virgem é uma reação fortemente exotérmica e
acompanhada de considerável aumento de volume;
• Na cal tipo cálcica a reação de extinção é extremamente violenta –
Temperaturas podem atingir 360ºC a 450ºC.
• No tipo magnesiana a reação é lenta e o volume aumenta pouco;
2.2.1- Fabricação: Carbonatação
• Por exemplo:
 1 kg de cal virgem cálcica pode elevar a temperatura de 2,3 litros de
água de 12ºC para 100ºC.
2.2.1- Fabricação: Ciclo da cal
2.2.1- Fabricação: Ciclo da cal
2.2.1- Fabricação: Impacto ambiental
• Reservas de calcário são muito amplas;
• Fontes de energia: óleo combustível, madeira, bagaço de cana;
• Rendimento: 
 Forno descontínuo: 2 Kcal/g
 Forno contínuo: 0,9 Kcal/g
2.2.1- Fabricação: Impacto ambiental
• CO2 – Efeito estufa:
• Na Descarbonatação (calcinação):
 para 1 tonelada de CaCO3 processada, geram-se:
- 560 kg CaO;
- 440 kg CO2 – que pode ser Reabsorvido na recarbonatação;
- Massa de CO2 = 80% da massa de CaO;
2.2.1- Fabricação: Impacto ambiental
• CO2 – Efeito estufa:
• No combustível do forno:
 para 1 tonelada de CaO gera: 
- 300 Kg de CO2 - Forno contínuo;
- 640 kg de CO2 – Forno descontínuo
2.2.2- Composição e classificação
• Usualmente se classificam as variedades de cal segundo 2 critérios:
 Composição química básica;
 Rendimento em pasta.
• Na rocha calcária pode acontecer que o carbonato de cálcio seja
substituído por carbonato de magnésio e impurezas: Sílica, óxidos
de ferro e óxidos de alumínio;
• As impurezas não podem exceder 5%
2.2.2- Composição e classificação
• Classificação conforme a composição química básica:
 A Cal virgem é classificada conforme o óxido predominante:
– 1- Cal virgem cálcica:
CaO - entre 100% e 90% dos óxidos totais;
mínimo de 75% de CaO;
2.2.2- Composição e classificação
• Classificação conforme a composição química básica:
 A Cal virgem é classificada conforme o óxido predominante:
– 2 - Cal virgem magnesiana:
CaO - entre 90% e 65% dos óxidos totais;
mínimo de 20% de MgO;
2.2.2- Composição e classificação
• Classificação conforme a composição química básica:
 A Cal virgem é classificada conforme o óxido predominante:
– 3 - Cal virgem dolomítica:
CaO - entre 65% e 58% dos óxidos totais.
Dolomita → CaCO3.MgCO3
2.2.2- Composição e classificação
• Classificação conformeo rendimento em pasta:
 Rendimento -> ganho de volume da cal virgem ao hidratar;
 Cal gorda:
– Rendimento em pasta >1,82 m³
– Calcários com impurezas < 5 %
 Produz maior volume de pasta, mais plástica, homogênea e mais
expansiva;
2.2.2- Composição e classificação
• Classificação conforme o rendimento em pasta:
 Rendimento -> ganho de volume da cal virgem ao hidratar;
 Cal magra:
– Rendimento em pasta <1,82 m³
– Calcários com impurezas > 5 %
 Produz menor volume de pasta, mais seca, grumosa e menos
expansiva.
2.2.2- Composição e classificação
• Classificação conforme o rendimento em pasta:
 Observação: este rendimento padrão é de 1,82 m³ de pasta para 1
ton de cal viva ou 550 kg de cal viva para 1 m³ de pasta. Mas a
presença de impurezas e falhas no processo de produção também
podem gerar baixo rendimento na pasta;
2.2.2- Composição e classificação
• A cal hidratada pode ser classificada em 3 tipos conforme NBR 
7175 (Cal hidratada para argamassas- Requisitos):
 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, que exigem mais do que para a CH III;
• Isto significa que se o consumidor quiser uma cal mais "pura" ele
deve adquirir uma CH I;
2.2.2- Composição e classificação
• Esta informação deve estar presente na embalagem do produto e,
caso o fabricante não informe a mesma será estipulada como tipo
CH III;
• Exigências químicas:
2.2.2- Composição e classificação
• Exigências físicas:
2.2.2.1- Composição e classificação- Ensaios químicos
• Os ensaios tem por objetivo verificar a "pureza" da cal hidratada,
avaliando o processo de fabricação do produto e a qualidade da
sua matéria prima;
• Os ensaios químicos têm influência direta sobre o desempenho do
produto;
• Além disso, a partir desses ensaios, pode-se verificar a existência
de impurezas na matéria prima da cal hidratada;
• Quanto maior a porcentagem de impurezas, menor será a
quantidade de cal que o consumidor estará efetivamente
comprando;
2.2.2.1- Composição e classificação- Ensaios químicos
• Determinação da quantidade de dióxido de carbono (CO2):
 O dióxido de carbono, anidrido carbônico, ou gás carbônico, é
liberado na queima das rochas que formarão a cal virgem;
 A determinação da quantidade de dióxido de carbono na cal
hidratada tem como função verificar se o minério foi bem calcinado
ou se ficou parte sem reagir;
 Serve para verificar, também, se aconteceu uma carbonatação no
armazenamento da cal hidratada por contato com o dióxido de
carbono do meio ambiente;
2.2.2.1- Composição e classificação- Ensaios químicos
• Determinação da quantidade de dióxido de carbono (CO2):
 Se a rocha que deu origem à cal foi pouco "queimada", diminui o
seu poder de "cola“. Logo, neste ensaio "queima-se" a cal e verifica-
se o quanto de gás carbônico foi liberado;
2.2.2.1- Composição e classificação- Ensaios químicos
• 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 (vesículas ou empolas);
2.2.2.1- Composição e classificação- Ensaios químicos
• 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;
2.2.2.1- Composição e classificação- Ensaios físicos
• Os ensaios físicos verificam se a cal foi bem moída no processo de
fabricação, se é econômica, se é boa para o pedreiro trabalhar com
ela e se a argamassa desta cal retém a água da mistura ou a perde
para a parede onde a argamassa foi assentada;
• 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 NBR 7175 especifica um valor máximo para estas
quantidades, por que quantidades maiores do que as especificadas
demonstram que a cal não foi bem moída;
2.2.2.1- Composição e classificação- Ensaios físicos
• 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;
2.2.2.1- Composição e classificação- Ensaios físicos
• 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 fissuras, depois de seca;
 Este ensaio avalia então a capacidade da cal reter água;
2.2.2.1- Composição e classificação- Ensaios físicos
• 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;
 Logo este teste verifica se a quantidade de areia incorporada na
argamassa atende a um valor mínimo;
2.2.2.1- Composição e classificação- Ensaios físicos
• 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 aplicada e seca na parede;
 Pode ocorrer então uma expansão de volume dos grãos da
argamassa e descolamento de pedaços de argamassa da parede;
2.2.3- Propriedades
• A cal viva é um produto de cor branca que se apresenta sob a
forma de grãos de grande tamanho (densidade médio 0,85) e
estrutura porosa ou em pó (densidade média 0,50);
• A cal hidratada apresenta-se sob a forma de flocos ou em pó de
cor branca, com densidade aparente de 0,5;
2.2.3- Propriedades
• A cal hidratada:
 Plasticidade: proporciona boa trabalhabilidade a argamassas;
 Retração: reduz efeitos da retração em argamassas mistas;
 Rendimento;
 Endurecimento menos acelerado;
 Ação fungicida;
2.2.4- Aplicações
• Usos em argamassas:
 Areia + cal hidratada + cimento Portland + água:
- Revestimento bruto - emboço;
2.2.4- Aplicações
• Usos em argamassas:
 Areia + cal hidratada + cimento Portland + água:
- Revestimento fino - reboco;
2.2.4- Aplicações
• Usos em argamassas:
 Areia + cal hidratada+ água:
- Revestimento fino - reboco;
2.2.4- Aplicações
• Usos em argamassas:
 Plasticidade: a plasticidade na pasta refere-se a maior ou menor
facilidade para aplicar a argamassa de cal no revestimento;
 + Plástica: quando espalha facilmente, resulta uma superfície lisa
com o passar da colher do pedreiro;
 - Plástica: quando se agarra à colher do pedreiro, pode gerar trincas
e até se soltar do revestimento;
 As cales magnesianas produzem argamassas de boa
trabalhabilidade mais que as calcíticas.
2.2.4- Aplicações
• Usos em argamassas:
 Endurecimento: acontece com a absorção do CO2 do ar, não
endurece imerso em H2O;
 Endurece lentamente, por isso nos revestimentos com argamassa
de cal é preciso aplicar em camadas com intervalo de pelo menos
10 dias entre uma e outra camada;
 O endurecimento continua enquanto a argamassa estiver em
contato com o ar = processo de Carbonatação;
 Endurece também pela ligação do hidróxido com a sílica
proveniente da areia da argamassa, o que traz maior dureza ao
revestimento.
2.2.4- Aplicações
• Vantagens do uso em argamassas:
 Economia - a cal diminui o custo da argamassa porque gasta-se
menos com cimento;
 Plasticidade - a cal aumenta a "liga" da argamassa, facilitando o
espalhamento ;
 Poder de incorporação de areia - a cal melhora ainterligação dos
grãos de areia, o que aumenta a resistência e durabilidade da
argamassa;
 Aderência - a cal aumenta a aderência da argamassa no estado
fresco e a resistência de aderência no estado endurecido;
2.2.4- Aplicações
• Vantagens do uso em argamassas:
 Retenção de água - a cal tem maior retenção de água, o que ajuda
na cura do cimento;
 Elasticidade - a cal dá maior elasticidade à argamassa, o que gera
maior capacidade de suportar tensões e não trincar;
 Auto-reconstituição - a cal dá à argamassa a capacidade de se
reconstituir das pequenas fissuras, que aparecem principalmente
pelas variações de temperatura;
2.2.4- Aplicações
• Vantagens do uso em argamassas:
 Homogeneidade - a cal mantém a qualidade constante da
argamassa, o que melhora a homogeneidade da mesma e ajuda na
economia, pois diminui-se a necessidade de aglomerantes;
 Resistência à penetração de água - a cal tem maior resistência à
penetração de água pelos vazios da argamassa, um grande inimigo
da construção;
 Resistência à tração - a cal tem maior afinidade com a argamassa
e o tijolo, por causa das minúsculas partículas micropulverizadas
que penetram totalmente nas reentrâncias dos tijolos;
2.2.4- Aplicações
• Vantagens do uso em argamassas:
 Resistência à compressão - a argamassa que contém cal tem
baixa resistência inicial, mas aumenta lentamente com o tempo, o
que é uma vantagem, pois suportam melhor as movimentações da
alvenaria e da estrutura da obra;
 Ausência de eflorescências - a cal evita o envelhecimento
precoce do revestimento;
 Poder bactericida - a cal possui poder bactericida por ter um PH
alto, o que combate a formação de mofos e bolores. Na pintura a
cal oferece proteção e beleza a baixo custo, com a vantagem de
combater a proliferação de fungos e bactérias;
2.2.4- Aplicações
• Vantagens do uso em argamassas:
 Estética e acabamento - a qualidade da argamassa com cal
permite trabalhos de adorno nas paredes, com textura mais lisa e
sem trincas, mofos e apodrecimentos, de cor mais clara e pintura
duradoura;
 Durabilidade - os trabalhos feitos com argamassa contendo cal têm
elevada durabilidade;
 Satisfação do usuário - o Código de Defesa do Consumidor
protege o usuário contra cales de má qualidade.
2.2.4- Aplicações
• Usos para pintura (caiação):
2.2.4- Aplicações
• Usos para fabricação de tijolos sílico-calcários:
2.2.4- Aplicações
• Cal dolomítica: não é usada na construção civil, devido:
 A hidratação da cal cálcica é rápida e acompanhada de intensa
expansão;
 Nem todo magnésio acompanha tal processo, vindo a se hidratar
muito depois, já dentro da argamassa. Isso gera magnésio livre,
expandindo aí vai gerar fissuras e destruição do material.
Relembrando...
• A cal é um produto branco obtido pela queima de rochas calcárias,
que podem ser:
 Calcíticas (alto teor de carbonato de cálcio);
 Magnesianas (carbonato de cálcio e de magnésio, sendo que este
último em menor teor do que nas dolomíticas);
 Dolomíticas (carbonato de cálcio e de magnésio).
Relembrando...
• Podem ser gordas( rendimento da pasta de cal > 1,82 m³ de pasta
para 1 Ton. de cal viva ou 550kg de cal viva para 1 m³ de pasta);
• Ou magras se este rendimento for < 1,82 m³ (as magnesianas são
geralmente magras);
• IMPUREZAS:
 Mais comuns: SiO2 (Sílica), Al2O3 (óxido de alumínio);
 Fe2O3 (óxido de ferro);
 Limitadas a 5%;
 Impurezas podem interferir no rendimento;
Relembrando...
• O armazenamento da cal em sacos segue as mesmas regras do
armazenamento do cimento: pilhas de no máximo 10 unidades,
longe de piso e paredes, em local coberto e seco;
• Embalagens: cal hidratada de 20kg e cal de pintura de 8kg;
• Validade: 6 meses;
• Extinção ou Hidratação da cal aérea: reação exotérmica onde o
volume aumenta consideravelmente e onde a cal viva se torna cal
extinta ou hidratada;
Referência Bibliográfica
• BAUER, L. A. F. Materiais de Construção. Vol. 1. 5ª ed. Rio de
Janeiro: LTC - Livros Técnicos e Científicos, 2007.
• HAGEMANN, S. E. Materiais de Construção Básicos. Apostila de
materiais, 2011/2.
• ARAGÃO, M. M. Materiais de Construção II- Aglomerantes: A
Cal. Apresentação. Seção de Ensino de Engenharia de Fortificação
e Construção.