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MÓDULO 3 - CAL E SUAS APLICAÇÕES EM ARGAMASSAS

ANGELO JUST DA COSTA E SILVA - MSc.

INTRODUÇÃO - Conceito

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.

CARACTERÍSTICAS E APLICAÇÕES

Algumas aplicações:Componente de argamassaEstabilização de solosPintura tipo “caiação”

Características:Em mistura com a água forma pasta com propriedades aglutinantes, porém com baixa resistência quando submetida à ação da águaRetenção da água de mistura, retardando a secagem por evaporação ou sucção da superfície.

USO DA CAL EM ARGAMASSASVantagens

Durabilidade:Promove reações de neutralização e precipitação que incrementam a resistência à compressão com o tempo

PlasticidadeDevido às suas propriedades coloidais apresenta facilidade de espalhamento sobre a superfície

USO DA CAL EM ARGAMASSASVantagens

Retenção de águaRetarda a secagem, regulando a perda de água por evaporação ou por sucção da superfície

Reconstituição autógena / estanqueidade:

Fechamento gradual de trincas e fissuras pela carbonatação dos hidróxidos nas aberturas

DEFINIÇÕES

Cal virgem (NBR 6453)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

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CICLO DA CAL

HH22OO

carbonatoscarbonatos

MATÉRIA PRIMAMATÉRIA PRIMA

CAL HIDRATADACAL HIDRATADAHidróxidosHidróxidos

CAL VIRGEMCAL VIRGEMÓxidosÓxidos

COCO22

HH22OO

+Q+Q

- Q- Q

COCO22

+Q+Q

CAL HIDRATADACompostos presentes

Matéria prima: Carbonatos de cálcio - CaCO3ou 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.

CICLO DA CALPassos

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.

PROCESSO DE FABRICAÇÃOQualidade da cal

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 carbonatosA hidratação completa ou quase completa é também importante, pois caso ocorra após a aplicação da argamassas, apresentará problemas de expansão.

CAL HIDRATADACompostos presentes - Impurezas

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 calCarbonatos residuais: Fração inerte da cal -têm efeito físico em virtude da sua finuraImpurezas da matéria prima: quartzo,argilo-minerais, fração oriunda da interação argila-cal.

CAL Espécies químicas presentes

VIRGEM HIDRATADATIPOS DE

CAL COMPOSTOS FÓRMULA COMPOSTOS FÓRMULA

Hidróxido de cálcio Ca(OH)2Óxido de cálcio CaO

Óxido de cálcio CaOCÁLCICA

Carbonato de cálcio CaCO3 Carbonato de cálcio CaCO3

Hidróxido de cálcio Ca(OH)2Óxido de cálcio CaO

Óxido de cálcio CaO

Hid. de magnésio Mg(OH)2Óxido de magnésio MgO

Óxido de magnésio MgO

Carbonato de cálcio CaCO3 Carbonato de cálcio CaCO3

DOLOMÍTICA

OU

MAGNESIANA

Carbonato de cálcio e

magnésio

(Ca,Mg).

(CO3)2

Carbonato de cálcio

e magnésio

(Ca,Mg).

(CO3)2

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CAL Composição teórica das cales

MATERIAL –CAL CÁLCICAESPÉCIESQUÍMICAS CALCÁRIO CAL VIRGEM CAL HIDRATADACaO 56 100 75,7CO2 44 0 0H2O 0 0 24,3

MATERIAL – CAL DOLOMÍTICAESPÉCIESQUÍMICAS DOLOMITO CAL VIRGEM CAL HIDRATADACaO 30,4 58,2 42,4MgO 21,8 41,8 30,4CO2 47,8 0 0H2O 0 0 27,2

CAL HIDRATADARequisitos químicos de qualidade

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 HIDRATADARequisitos químicos de qualidade

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%)

Óxidos livres (máximo 10%): 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%

CAL HIDRATADAEspecificações normativas

CHI CHII CHIIINa fábrica < 5% < 5% < 13%

CO2 Na obra < 7% < 7% < 15%Óxido não hidratado < 10% < 15% < 15%Óxidos totais (base

não voláteis)> 90% > 88% > 88%

Requisitos químicos - NBR 7175

CAL HIDRATADARequisitos físicos de qualidade

FinuraLimita o percentual de grãos grossos presentes na cal, os quais representam a cal virgem não reativa e a matéria prima residual. Determinação pelo permeabilímetrode Blaine.

Plasticidade e consistênciaEstá relacionada com a trabalhabilidade ou facilidade com que a argamassa é espalhada. É determinada pelo Plasticímetro de Emley.

CAL HIDRATADARequisitos físicos de qualidade

Retenção de águaMede 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 areiaÉ a medida da impureza da cal em termos da quantidade de areia presente. É determinada com argamassa extrusada no Plastômetro de Voss.

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CAL HIDRATADARequisitos físicos de qualidade

EstabilidadeVisa 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.

Requisitos físicos - NBR 7175

CAL HIDRATADAEspecificações normativas

LIMITES DETERMINAÇÕES

CHI CHII CHIII

Peneira 0,600 mm (no 30) < 0,5% < 0,5% < 0,5% Finura

(% retida acumulada) Peneira 0,075 mm (no 200) < 10% < 15% < 15%

Estabilidade Ausência de cavidades ou protuberâncias

Retenção de água > 75% > 75% > 70%

Plasticidade > 110% > 110% > 110%

Incorporação de areia > 3,0% > 2,5% > 2,2%

COMPONENTES DO REVESTIMENTOMaturação 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.

• 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.

MATURAÇÃO DA CALUso corrente em obra

Para quê maturar? (Conhecimento empírico em obra)

Melhorar trabalhabilidadeHidratar óxidos remanescentes não hidratadosDesfazer grumos de cal

MATURAÇÃO DA CALEfeitos

Aumento da trabalhabilidadeMaior retenção de águaMelhor plasticidade

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