INTRODUÇÃO - Conceito
MÓDULO 3 - CAL E SUAS
APLICAÇÕES EM ARGAMASSAS
„
ANGELO JUST DA COSTA E SILVA - MSc.
CARACTERÍSTICAS E APLICAÇÕES
„
Algumas aplicações:
„
„
„
„
„
„
Vantagens
Retenção de água
„
„
Vantagens
„
Durabilidade:
„
„
„
Retarda a secagem, regulando a perda de
água por evaporação ou por sucção da
superfície
Fechamento gradual de trincas e fissuras pela
carbonatação dos hidróxidos nas aberturas
Devido às suas propriedades coloidais
apresenta facilidade de espalhamento sobre a
superfície
DEFINIÇÕES
Cal virgem (NBR 6453)
„
Reconstituição autógena /
estanqueidade:
„
Promove reações de neutralização e
precipitação que incrementam a resistência à
compressão com o tempo
Plasticidade
„
Em mistura com a água forma pasta com
propriedades aglutinantes, porém com baixa
resistência quando submetida à ação da água
Retenção da água de mistura, retardando a
secagem por evaporação ou sucção da
superfície.
USO DA CAL EM ARGAMASSAS
„
USO DA CAL EM ARGAMASSAS
Componente de argamassa
Estabilização de solos
Pintura tipo “caiação”
Características:
Produto químico com utilizado em
diversas aplicações cuja propriedade
mais importante é a carbonatação por
reação com o anidrido carbônico
presente no ar atmosférico, permitindo o
seu emprego como aglomerante.
„
Produto obtido da calcinação de calcários e
dolomitos (matéria prima), do qual o
constituinte principal é o óxido de cálcio ou
o óxido de cálcio em associação natural com
o óxido de magnésio, capaz de extinção em
água.
Cal hidratada (NBR 7175)
„
Pó seco obtido da hidratação da cal virgem,
constituída essencialmente de hidróxido de
cálcio e hidróxido de magnésio, ou ainda de
um mistura entre estes componentes
1
CAL HIDRATADA
CICLO DA CAL
Compostos presentes
MATÉRIA PRIMA
-Q
CO2
CO2
H2O
+Q
CAL VIRGEM
Óxidos
CAL HIDRATADA
Hidróxidos
H2O
Matéria prima: Carbonatos de cálcio - CaCO3
ou carbonato de cálcio e magnésio (Ca,Mg)CO3
„ Óxido de cálcio - CaO ou óxido de magnésio
- MgO
As reações de calcinação e hidratação não são
completas, assim, os carbonatos de origem
e os óxidos não hidratados estão presentes
na cal hidratada.
„
carbonatos
+Q
CICLO DA CAL
PROCESSO DE FABRICAÇÃO
Passos
Qualidade da cal
„
„
„
Calcinação dos carbonatos presentes na
matéria prima (calcário e dolomito), a
altas temperaturas (acúmulo de energia).
Hidratação a partir de reação espontânea
com a água ou umidade do ar, formando
os hidróxidos, com grande liberação de
energia (calor de hidratação).
Nova estabilização como carbonato, após
reação espontânea com o anidrido
carbônico do ar.
„
„
Uma vez que o endurecimento é devido à
carbonatação dos hidróxidos, a melhor
cal é aquela que foi bem calcinada e
produzida a partir de matéria prima em
carbonatos
A hidratação completa ou quase
completa é também importante, pois
caso ocorra após a aplicação da
argamassas, apresentará problemas de
expansão.
CAL HIDRATADA
CAL
Compostos presentes - Impurezas
Espécies químicas presentes
„
„
„
„
A capacidade aglomerante da cal é dada
pelo teor de hidróxidos presentes, e os
óxidos remanescentes precisam hidratar
antes de carbonatar.
Óxidos remanescentes: fração
potencialmente aglomerante da cal
Carbonatos residuais: Fração inerte da cal têm efeito físico em virtude da sua finura
Impurezas da matéria prima: quartzo,
argilo-minerais, fração oriunda da interação
argila-cal.
VIRGEM
TIPOS DE
CAL
CÁLCICA
COMPOSTOS
Óxido de cálcio
Carbonato de cálcio
DOLOMÍTICA
OU
MAGNESIANA
HIDRATADA
FÓRMULA
CaO
CaCO3
COMPOSTOS
Hidróxido de cálcio
Óxido de cálcio
FÓRMULA
Ca(OH)2
CaO
Carbonato de cálcio
CaCO3
Hidróxido de cálcio
Ca(OH)2
Óxido de cálcio
CaO
Óxido de magnésio
MgO
Óxido de magnésio
MgO
Carbonato de cálcio
CaCO3
Carbonato de cálcio
CaCO3
(Ca,Mg).
Carbonato de cálcio
(Ca,Mg).
Carbonato de cálcio e
magnésio
(CO3)2
Óxido de cálcio
Hid. de magnésio
e magnésio
CaO
Mg(OH)2
(CO3)2
2
CAL
CAL HIDRATADA
Composição teórica das cales
Requisitos químicos de qualidade
ESPÉCIES
QUÍMICAS
CaO
CO2
H2 O
ESPÉCIES
QUÍMICAS
CaO
MgO
CO2
H2O
MATERIAL –CAL CÁLCICA
CALCÁRIO
CAL VIRGEM
CAL HIDRATADA
56
100
75,7
44
0
0
0
0
24,3
MATERIAL – CAL DOLOMÍTICA
DOLOMITO
CAL VIRGEM
CAL HIDRATADA
30,4
58,2
42,4
21,8
41,8
30,4
47,8
0
0
0
0
27,2
„
Óxidos totais (CaO + MgO):
„
„
Avalia a qualidade da matéria prima e do
processo de produção, uma vez que
determina o teor de óxidos presentes
(mínimo 88%)
Impurezas:
„
Material proveniente da rocha (quartzo e
argilo-minerais), medido por meio do resíduo
insolúvel, uma vez que a cal é solúvel em
ácido clorídrido - máximo 12%
CAL HIDRATADA
CAL HIDRATADA
Requisitos químicos de qualidade
Especificações normativas
„
„
„
Requisitos químicos - NBR 7175
Anidrido carbônico (máximo 13%):
Avalia a qualidade da calcinação, uma vez que
determina o teor de CO2, que está combinado
formando os carbonatos remanescentes da
matéria prima (máximo 13%)
CO2
Óxidos livres (máximo 10%):
„
Na fábrica
Na obra
Óxido não hidratado
Óxidos totais (base
não voláteis)
Determina o teor de óxidos não hidratados que,
apesar de se constituirem no potencial
aglomerante da cal, pois a hidratação tem
continuidade, pode ter efeito negativo, uma vez
que são produtos expansivos - CaO: 100%, e MgO
- 110%
CHI
CHII
CHIII
< 5%
< 7%
< 10%
> 90%
< 5%
< 7%
< 15%
> 88%
< 13%
< 15%
< 15%
> 88%
CAL HIDRATADA
CAL HIDRATADA
Requisitos físicos de qualidade
Requisitos físicos de qualidade
„
Finura
„
„
Limita o percentual de grãos grossos
presentes na cal, os quais representam a cal
virgem não reativa e a matéria prima
residual. Determinação pelo permeabilímetro
de Blaine.
Plasticidade e consistência
„
Está relacionada com a trabalhabilidade ou
facilidade com que a argamassa é espalhada.
É determinada pelo Plasticímetro de Emley.
„
Retenção de água
„
„
Mede a capacidade da cal manter a água
entre os seus grãos. É determinada com
argamassa maturada por meio do funil de
Buchner.
Capacidade de incorporação de areia
„
É a medida da impureza da cal em termos da
quantidade de areia presente. É determinada
com argamassa extrusada no Plastômetro de
Voss.
3
CAL HIDRATADA
CAL HIDRATADA
Requisitos físicos de qualidade
Especificações normativas
„
„
„
Visa indicar a existência de óxidos livres ainda
presentes e com reatividade passível de
expansão. É determinada em argamassa
preparada sobre placa de vidro, após colocação
em estufa por 16 horas e repouso em banho
maria, a qual é avaliada visualmente quanto ao
aparecimento de destacamento ou estufamento.
Dificuldade: Não determina o óxido de magnésio,
o qual é supercalcinado, e por isso tem
hidratação mais lenta do que o óxido de cálcio.
COMPONENTES DO REVESTIMENTO
Maturação da cal
•
CONCEITO: É a exposição da cal, misturada
com areia ou não, à água durante períodos de
tempo diversos para obtenção de melhoria nas
propriedades reológicas e mesmo de
comportamento mecânicas.
•
Requisitos físicos - NBR 7175
Estabilidade
OBJETIVO: Propiciar um melhor envolvimento
entre as partículas finas da cal e a água,
lubrificando os grãos grossos de areia, de modo
a melhorar a trabalhabilidade da argamassa.
LIMITES
DETERMINAÇÕES
Finura
(% retida acumulada)
CHI
CHII
CHIII
o
< 0,5%
< 0,5%
< 0,5%
o
< 10%
< 15%
< 15%
Peneira 0,600 mm (n 30)
Peneira 0,075 mm (n 200)
Ausência de cavidades ou protuberâncias
Estabilidade
Retenção de água
> 75%
> 75%
> 70%
Plasticidade
> 110%
> 110%
> 110%
Incorporação de areia
> 3,0%
> 2,5%
> 2,2%
MATURAÇÃO DA CAL
Uso corrente em obra
„
Para quê maturar? (Conhecimento
empírico em obra)
„
„
„
Melhorar trabalhabilidade
Hidratar óxidos remanescentes não
hidratados
Desfazer grumos de cal
MATURAÇÃO DA CAL
Efeitos
„
„
„
Aumento da trabalhabilidade
Maior retenção de água
Melhor plasticidade
4
5