aglomerantes aéreos

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Introdução e Definições Aglomerantes São minerais que, ao serem misturados com a água, formam pasta que endurece por processos físico-químicos, fazendo aderir entre si os componentes das argamassas e dos concretos. Aglomerantes aéreos : são os que só fazem pega ou presa e endurecem ao ar; exemplos: cal aérea, gesso, cimento magnesiano e argila. Aglomerantes hidráulicos : são os que fazem pega ou presa e endurecem mesmo embaixo de água; exemplos: cimento portland, cimento metalúrgico e aluminoso, cal hidráulica, pozolanas, cimentos naturais e aglomerantes mistos. Pega e Endurecimento São duas fases do processo de solidificação dos aglomerantes, argamassas e concretos Pega ou Presa : é o fenômeno químico que leva a alteração da constituição e enrijecimento

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  • Introduo e Definies

    Aglomerantes So minerais que, ao serem misturados com a

    gua, formam pasta que endurece por processos fsico-qumicos, fazendo aderir entre si os componentes das argamassas e dos concretos. Aglomerantes areos: so os que s fazem pega

    ou presa e endurecem ao ar; exemplos: cal area, gesso, cimento magnesiano e argila. Aglomerantes hidrulicos: so os que fazem

    pega ou presa e endurecem mesmo embaixo de gua; exemplos: cimento portland, cimento metalrgico e aluminoso, cal hidrulica, pozolanas, cimentos naturais e aglomerantes mistos.

    Pega e Endurecimento So duas fases do processo de solidificao dos

    aglomerantes, argamassas e concretos Pega ou Presa: o fenmeno qumico que leva a

    alterao da constituio e enrijecimento

  • Endurecimento: o fenmeno fsico que no implica em alterao de constituio, mas em ganho de resistncia mecnica

    Rendimento de um Aglomerante Rendimento de um aglomerante: o volume da

    pasta obtido com uma unidade de volume do aglomerante. Portanto, a razo entre o volume de pasta e o volume que o aglomerante tinha antes de ser misturado com a gua.

    Coeficiente de rendimento: o fator que

    multiplicado pelo volume do aglomerante no estado seco permite calcular o volume da pasta quando se d a hidratao.

    eAglomerant

    Pasta

    RV

    VC

    Processo experimental

    1. Toma-se um frasco graduado e coloca-se nele um litro de aglomerante seco, previamente medido no barmetro; 2. Mistura-se a gua necessria para dar uma pasta de consistncia normal e mede-se o volume final alcanado;

  • 3. Calcula-se o CR pela frmula dada. Processo analtico

    1. Avalia-se previamente o volume a de gua por unidade de volume de aglomerante seco, para se alcanar uma pasta de consistncia normal, a densidade aparente d do aglomerante seco e a sua densidade absoluta D; 2. Calcula-se o CR pela frmula seguinte:

    aD

    dCR

    Nota: esta frmula permite calcular o rendimento para qualquer quantidade de gua de amassamento.

    Gesso

    Origem do Gesso obtido por desidratao a partir do mineral

    gipsita que um sulfato dihidratado de clcio CaSO4.2H2O encontrado livre na natureza. A gipsita assume as formas cristalina, fibrosa ou

    terrosa. A forma cristalina denominada de alabastro.

  • Desidratao da gipsita

    CaSO4.2H2O (gipsita)

    CaSO4.H2O (gesso hemi-hidratado)

    CaSO4 (gesso anidro)

    CaO (cal viva ou gesso morto)

    CaCO3 (gesso anidrido)

    130-180oC

    200-350oC

    1000oC

    >1000oC

  • Variedades de Gesso Gesso hemi-hidratado (CaSO4.H2O) Variedade mais conhecida Branco, pulverulento e amorfo Apodera-se facilmente da gua formando gesso

    dihidratado Usado puro em estuque, massa de vidraceiro,

    moldes, ladrilhos, etc. o mais usado na construo, misturado com o

    gesso anidro: molduras, forros-falsos, painis, flores, etc. Pega: inicia em 2-5min e finaliza em 15-30min

    Gesso anidro (CaSO4) Menos vido de gua do que o CaSO4.H2O Maior resistncia mecnica Maior resistncia umidade atmosfrica Mais usado em pedras artificiais, reboco,

    granitina Pega: cerca de 24h

    Gesso calcinado (CaSO4.H2O + CaSO4 ) o que normalmente se vende no comrcio Alm de gesso hemi-hidratado e anidro, tambm,

    costuma conter impurezas Pega: entre 15-25min

  • Gesso cr (CaCO3) Efetivamente no gesso Usado em pintura e massa de vidraceiro

    Giz de escola (CaSO4 + CaCO3)

    Hidratao do Gesso Gesso hemi-hidratado: absorve 70 a 80% do seu

    peso em gua de amassamento para alcanar uma pasta de consistncia normal. O ponto ideal para o equilbrio entre tempo de pega e resistncia obtido com 50% de gua.

    Gesso anidro: absorve 35 a 45% do seu peso em

    gua de amassamento para alcanar uma pasta de consistncia normal. Tem maior resistncia do que o gesso hemi-hidratado.

    Pega e Endurecimento do Gesso A hidratao do gesso hemi-hidratado (CaSO4.

    H2O) e do gesso anidro (CaSO4) resulta de novo em gesso dihidratado (CaSO4.2H2O), mas em estado cristalino e no amorfo A solidificao comea pela pega ou presa ,

    quando a pasta perde plasticidade e firma-se pela hidratao de molculas

  • O processo acompanhado de grande elevao de temperatura

    Fatores que alteram o tempo de pega: Menos gua diminui o tempo de pega gua mais quente diminui ou acelera o tempo

    de pega Gesso mais fino faz pega mais rpida do que o

    grosso Gesso mais puro tem pega mais rpida Sal de cozinha acelera a pega O retardamento da pega feito com adio de

    gesso anidro, em quantidade proporcional ao efeito desejado

    Coeficiente de Rendimento do Gesso Densidade aparente do gesso: d=0,85;

    densidade absoluta: D=2,50; quantidade de gua unitria para a pasta de consistncia normal:

    a0,5 Clculo de CR

    82,05,050,2

    85,0 a

    D

    dCR

  • 1 dm3 de gesso em p d 0,82 a 0,84dm3 de pasta, com o uso da quantidade ideal de gua. Todavia, conforme a quantidade de gua de

    amassamento, o valor pode variar de 0,52 a 1,32dm

    3; neste ltimo caso, aparecero fissuras

    durante a secagem.

    Resistncia do Gesso Boa resistncia mecnica Resistncia compresso: 50-150 kgf/cm

    2

    Resistncia trao: 20 kgf/cm2, com 40% de

    gua

    Quanto maior o tempo de pega, maior ser a resistncia mecnica, porque se formam cristais maiores e mais entrelaados

    A adio de sulfato ou carbonato de potssio ao

    gesso aumenta a resistncia e o endurecimento

    Outras Propriedades do Gesso M aderncia pedra e madeira Oxida o ferro A adio de sulfato de zinco (Processo Sorel)

    torna o gesso com boa aderncia madeira, pedra ou ferro e evita a oxidao do ferro

  • No tolera altas temperaturas Bom isolante trmico e acstico Peso especfico: 850kg/m3, em p; 1600 kg/m3,

    quando endurecido A adio de 2 a 3% de gesso argamassa de cal

    ou cimento aumenta em cerca de 30% a resistncia da argamassa, embora retarde bastante a pega Finura recomendada: as normas americanas

    recomendam para o gesso em p uma granulao mxima de 0,6mm e que 90% passe na peneira 0,15mm

    Aplicaes Comuns do Gesso na Construo Fabricao de placas para revestimento e forros

    pr-fabricados Ornatos Tintas Escaiolas, juntamente com cal e cimento branco Argamassas

  • Cal Area

    Ciclo da Cal

    Calcinao: decomposio trmica dos calcrios/ dolomitos/ conchas calcrias que resulta na formao de dois produtos cal virgem ou cal viva ou cal area e dixido de carbono:

    CaCO3 + calor CaO + CO2

    CaCO3.MgCO3 + calor CaO. MgO + 2CO2 Hidratao da cal: a cal viva reage energicamente

    com a gua gerando o hidrxido de clcio, chamado cal apagada ou cal extinta:

    CaO + H2O Ca(OH)2 + calor

    Carbonatao: a cal apagada absorve lentamente o gs carbnico do ar, recompondo-se em carbonato de clcio duro, completando o ciclo da cal:

    Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O Com base neste ciclo se fazem as argamassas de

    cal Mistura-se a cal apagada com areia e gua. Com o tempo a argamassa petrifica, pois a cal se

    transforma em carbonato de clcio duro,

  • praticamente insolvel na gua, e ligando os gros entre si.

    Fluxograma de Fabricao

    Rochas carbonatadas clcio-magnesianas: so constitudas em 50% ou mais pelos minerais calcita (CaCO3; rombodrico), aragonita (CaCO3; ortorrmbico) e dolomita (CaCO3.MgCO3; rombodrico)

    Industrializao da cal:

  • Classificao da Cal Area Quanto s relaes CaO-MgO Cal clcica: produto com alto teor de xido de

    clcio Cal dolomtica: produto com relao entre os

    xidos de clcio e de magnsio igual molecular CaO/MgO Cal magnesiana: produto com teor de xido de

    magnsio intermedirio entre a cal clcica e a cal dolomtica

    Quanto ao teor de CaO Cal gorda, ou branca, ou rpida: tem mais de

    90% de CaO. Cal magra, ou cinzenta, ou dolomtica, ou

    magnesiana, ou lenta: com menos de 90% de CaO, podendo conter grande quantidade de impurezas (areia, argila, clnquer e magnsia). Possui cor mais acinzentada e rendimento muito menor do que a cal gorda. A magnsia (MgO) pode chegar a 50% do volume.

    As especificaes brasileiras s exigem que as

    porcentagens de CaO e MgO somadas totalizem mais de 88%, podendo ser de 12% o resduo da extino. Despreza o efeito nocivo do magnsio nos rebocos (furos com pontos brancos no centro)

  • Empolamento da Cal Viva uma reao da cal viva que se traduz no

    aumento de volume, com o conseqente aparecimento de temperatura e tenses internas muito elevadas, o que leva a cal a desagregar e esfarinhar.

    Cuidados a tomar: Nunca usar cal viva CaO para fazer

    argamassas; Extinguir a cal completamente, transformando-a

    em hidrxido - Ca(OH)2 - para depois ser feita a argamassa.

    Calor de Hidratao da Cal Viva De 300oC, na cal magra, a 400oC, na cal gorda,

    em ambientes fechados De 100oC a 150oC, nas obras ao ar livre Cuidados a tomar durante a extino: Usar sempre EPIs culos, luvas, capacete e

    macaco impermevel pois a cal viva forma, ao ser apagada, bolhas que estouram e saltam a distncia e em alta temperatura;

  • No deixar a temperatura alcanar valor muito elevado, para anular o risco de formao de ndulos ou clnqueres que estragaro a pasta formada.

    Rendimento da Extino da Cal Viva Clculo de CR

    57,338,18,20,12,2

    7,185,0aa

    aa

    D

    dCR

    1 m3 de cal viva em pedra d 1,5 a 3,5m3 de

    pasta ou nata de cal extinta, com o uso da quantidade ideal de gua; A variao de rendimento muito grande e influi

    muito no custo da argamassa resultante, por isso, deve ser tomado um grande cuidado com a qualidade da cal e com o mtodo de extino; Para a cal viva mais comum no comrcio de

    materiais de construo, o rendimento mdio de 1,65.

    Importncia da Pureza e da Rapidez de Extino Influncia da pureza da cal: Cal gorda: o rendimento alto e a pasta fica

    branca, plstica, homognea e untuosa ao tato;

  • Cal magra: o rendimento baixo e a pasta fica levemente cinzenta, terrosa, granulosa e spera.

    Influncia da velocidade e da quantidade de

    gua na extino: Se a extino for rpida a temperatura sobe

    demais e resulta cal superqueimada; Se a extino for lenta demais, portanto, com

    adio de excesso de gua, resulta cal afogada; Tanto a cal superqueimada como a cal afogada

    so de m qualidade, porque tm rendimento e plasticidade menores. Estes defeitos podem ser corrigidos parcialmente deixando a pasta em repouso por longo tempo, embora coberta com uma camada de areia para evitar a carbonatao.

    Determinao da velocidade de extino da cal Antes de iniciar a extino em grande volume,

    deve-se queimar uma pequena quantidade de cal, para saber se ela uma cal lenta ou uma cal mdia ou uma cal rpida; Cal lenta: a extino comea 30 minutos aps a

    adio de gua; Cal mdia: a extino comea entre 5 e 30

    minutos aps a adio de gua; Cal rpida: a extino comea em menos de 5

    minutos aps a adio de gua;

  • Metodologia de Extino da Cal Viva Determinao da velocidade de extino da cal Passos da extino da cal rpida ou gorda: Colocar cal na gua, de forma que a gua cubra

    todo o material; A cada efervescncia, o material deve ser

    completamente revolvido; Se a gua for insuficiente, ao final, deve ser

    acrescentada em excesso at cessar a efervescncia.

    Passos da extino da cal mdia: Colocar gua na cal, inicialmente, com a gua

    at metade da altura do material; Mexer com menos freqncia, quando ocorrer

    efervescncia; No deve ser colocada gua em excesso ao

    final. Passos da extino da cal lenta ou magra: Colocar gua na cal, inicialmente, mas em

    pequena quantidade de forma a s umedecer a princpio; Quando se inicia a efervescncia, vai se

    adicionando pequenas quantidades de gua,

  • sempre sem excesso, at que o processo esteja completo; No se deve mexer a pasta.

    Cura da Cal Extinta O tempo de cura da pasta, antes de ser usada,

    importante para se ter a certeza de que a argamassa est bem queimada, para evitar que se use a pasta com magnsia MgO. A pasta vai experimentando uma transformao

    de consistncia de fluida para viscosa e plstica; recomendvel o repouso ou cura mnima de

    uma semana para o uso em argamassas de assentamento e de trs semanas em argamassas de revestimento; A cal apagada pode ser conservada por tempo

    indefinido, desde que se impea a secagem e a recarbonatao, o que pode ser conseguido com a cobertura da pasta com uma fina camada de areia e regando esta periodicamente.

    Trao com Areia A adio de areia cal apagada, nas

    argamassas de cal cumpre vrias funes: Baixar o custo; Diminuir a retrao, evitando a fissurao;

  • Aumentar a porosidade, o que diminui o tempo de secagem; Conferir resistncia mecnica.

    Equipamento para Extino da Cal Os equipamentos bsicos para extinguir a cal e

    preparar a argamassa esto representados na figura seguinte. A cal apagada com o auxlio duma p numa

    caixa de madeira de pequena altura, com duas comportas laterais, denominada amassador; Depois de extinta, a cal depositada numa cava,

    com dois compartimentos; num compartimento a cal mais velha fica curando, enquanto a mais recente vai sendo depositada no outro; Quando se deseja fazer argamassa, passa-se a

    quantidade necessria de cal curada para outra caixa denominada traador, onde feita a mistura com areia.

  • Edurecimento das Argamassas de Cal

    devido secagem do excesso de gua, por

    evaporao ou por absoro pelo tijolo, e recarbonatao pelo gs carbnico do ar.

    Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O A recarbonatao s se processa na presena

    da gua e esta provm da prpria reao e da umidade da argamassa.A gua vai dissolvendo os componentes e permite a sua combinao durante as reaes.

    Evoluo do endurecimento: A secagem vai se processando de fora para

    dentro;

  • O carbonato de clcio se forma em cristais que vo aumentando de volume, sendo este inconveniente diminudo pela presena da areia; A formao das primeiras camadas endurecidas

    diminui o contato com o ar, tornando mais lenta a progresso do endurecimento; O endurecimento dos rebocos comuns ou da

    argamassa de assentamento de tijolos demora de 8 a 30 dias.

    possvel acelerar o endurecimento, embora

    com prejuzo da qualidade da argamassa porque os cristais de CaCO3 ficaro menores. Processos: Queimar carvo no ambiente, pois a quantidade

    de CO2 no ar muito baixa - 0,04%; Elevar a temperatura no ambiente aumenta a

    velocidade da reao de recarbonatao e da secagem;

    A recarbonatao que causa o endurecimento

    reversvel, por exemplo, a argamassa endurecida comea a desagregar, se for colocada por muito tempo debaixo dgua.

    Cal Hidratada Na prtica, chama-se cal hidratada ou ortocal

    cal em p, apagada com a quantidade de gua

  • estritamente necessria e suficiente para completar a reao. vendida em sacos de 20kg, com duas folhas

    de papel kraft; Amassada com gua forma pasta como a cal

    comum; Apresenta as vantagens do uso imediato aps a

    adio de gua e de no se correr o risco de usar uma cal mal apagada; A durao da cal hidratada depende do modo

    como foi ensacada e protegida, pois fica sujeita a recarbonatao quando exposta ao ar ou forma pasta com a umidade atmosfrica e endurece por secagem; As vantagens enunciadas tm levado ao

    abandono da prtica da extino da cal viva nas obras, tornando rotineiro o uso da ortocal ou cal hidratada, embora esta tenha plasticidade e coerncia menores.

    Propriedades da Cal Densidades Densidade absoluta mdia: D=2,20; Densidade aparente da cal em pedra: d= 1,00; Densidade aparente da cal em p: d= 0,80. Composio qumica (Normas ASTM)

  • Cal clcica: CaO>75%; Cal magnesiana: MgO>25%; Mnimo de mistura (CaO+MgO)95%; SiO2+Al2O3+xidos de ferro5%; CO23%, na boca do forno, e CO210%, no

    momento antes do uso. Propriedades mecnicas A pasta de cal em si tem pequena resistncia

    mecnica; Resistncia compresso (28 dias): 6kgf/cm

    2;

    Resistncia trao (28 dias): 2kgf/cm2;

    Resistncia compresso (56 dias): 8kgf/cm2;

    Resistncia trao (56 dias): 3kgf/cm2.

    Recomendaes Prticas No usar imediatamente as argamassas de cal

    compradas prontas, devendo-se deix-las em repouso pelo menos uma semana, para se ter a certeza de que a cal est bem apagada. Para se obter argamassa fina, no basta peneirar

    a areia, mas tambm a cal. Uma cal que ao ser apagada na obra d pouco

    rendimento deve ser identificada como magnesiana e, por isso, a sua pasta s deve ser usada depois de muito repouso, para no

  • aparecerem os respectivos ndulos brancos que rebentam no reboco. Devem ser evitadas as cais que tm escura

    (barro) ou deixam grnulos de areia ou pedra no fundo da caixa do amassador.

    Cimento Magnesiano

    Tambm chamado de cimento sorel ou magnsia sorel e obtido pela reao do xido de magnsio com o cloreto de magnsio.

    Obtm-se na fbrica a magnsia (MgO) por

    calcinao do carbonato de magnsio, pulverizando-se o produto, em seguida.

    Na obra, o produto industrial misturado com a

    soluo de cloreto de magnsio e outros componentes para a obteno da argamassa. A magnsia vem em sacos e o cloreto em vidros. Primeiro, costuma-se juntar serragem, p de mrmore, etc., com a magnsia e depois o cloreto de magnsio. A argamassa obtida endurece em algumas horas

    e tem resistncia mecnica muito prxima do cimento Portland, com a vantagem de fazer pega

  • com substncias orgnicas. branca e dura. O fendilhamento comum, a no ser que sejam executadas juntas a cada 5 metros, no mximo.

    As lavagens sucessivas das intempries tendem a

    destruir a argamassa, pois eliminam progressivamente o cloreto e resultando hidrxido.

    mais usado na fabricao de tijolos refratrios

    de magnesita, para revestimento de fornos.

    Argila

    A argila ou saibro deve ser considerado um aglomerante areo, pois atende definio deste.