Cal - Materiais

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15/10/2013 1 Aglomerantes Inorgânicos Aéreos: cal. Prof.ª Fernanda Wanderley C. de Araújo Eng.ª Civil, Dr.ª INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA PERNAMBUCO – Campus Caruaru Curso Técnico em Edificações Disciplina: Materiais de Construção I Cal Introdução Aglomerante aéreo; Aglomerante mais antigo utilizado pela humanidade; Cimento Portland só foi ‘inventado’ em 1824; Usado em combinação ou não com a pozolana em aplicações não expostas à intempéries; Endurecimento é lento, pois depende da difusão do CO 2 atmosférico para interior do produto;

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Aula sobre cal materiais de construção civil

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    Aglomerantes Inorgnicos Areos: cal.

    Prof. Fernanda Wanderley C. de Arajo

    Eng. Civil, Dr.

    INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAO, CINCIA E

    TECNOLOGIA PERNAMBUCO Campus Caruaru

    Curso Tcnico em Edificaes

    Disciplina: Materiais de Construo I

    Cal

    Introduo

    Aglomerante areo;

    Aglomerante mais antigo utilizado pela humanidade;

    Cimento Portland s foi inventado em 1824;

    Usado em combinao ou no com a pozolana em

    aplicaes no expostas intempries;

    Endurecimento lento, pois depende da difuso do

    CO2 atmosfrico para interior do produto;

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    Cal

    Introduo

    Resistncia mecnica muito abaixo dos produtos de

    cimento Portland;

    Dificuldade de produzir sistemas de baixa porosidade;

    Alta porosidade gera sistemas com mdulo de

    elasticidade inferior;

    Menor rigidez das argamassas que empregam cal em

    sua composio;

    Cal

    Introduo

    Maior durabilidade das argamassas com cal em sua

    composio;

    Maior capacidade de deformao, menos fissuras no

    revestimento, menos penetrao de agentes

    deletrios;

    rea especfica maior que a do cimento;

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    Cal

    Definio

    Aglomerante inorgnico produzido a partir de

    rochas calcrias, composto de Clcio e

    Magnsio.

    Apresenta-se sob a forma de p fino.

    Endurecimento ocorre pela reao com o CO2

    presente no ar atmosfrico.

    Dois tipos: cal virgem e cal hidratada.

    Cal

    Empregos na Construo Civil

    ARGAMASSAS;

    Concreto asfltico;

    Solos estabilizados;

    Blocos slico-calcrios;

    Pinturas base de cal;

    Outras indstrias:

    Siderurgia, Tratamento gua, produo de papel, etc;

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    Cal

    Composio e Tipos

    Cal Virgem:

    xidos de Clcio e Magnsio;

    Cal Hidratada:

    Uso mais comum na Construo civil;

    Hidrxido de clcio e Magnsio

    Pequena frao de xidos no hidratados;

    Outras fases presentes:

    Carbonatos de clcio e magnsio;

    Cal

    Matrias Primas

    Matria prima Carbontica:

    Calcrios Calcita (Carbonato de Clcio);

    Dolomitos Dolomita (Carbonato de clcio e magnsio);

    Impureza Frao de Quartzo, Argilo-mineral e Frao

    clinquerizada

    Produo: calcinao no atinge transformao

    completa dos carbonatos:

    Cal virgem contm porcentagem residual de carbonatos;

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    Cal

    Matrias Primas

    Hidratao dos xidos no completa:

    Aglomerante a cal hidratada;

    Cal hidratada contm xidos no hidratados;

    Capacidade aglomerante proporcional ao teor de xidos

    presentes;

    Produo e uso da cal hidratada

    Ciclo da cal

    HH22OO

    carbonatoscarbonatos

    MATRIA PRIMAMATRIA PRIMA

    CAL HIDRATADACAL HIDRATADA

    HidrxidosHidrxidos

    CAL VIRGEMCAL VIRGEM

    xidosxidos

    COCO22

    HH22OO

    +Q+Q

    - Q- Q

    COCO22

    +Q+Q

    CaCO3 + MgCO3

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    Produo e uso da cal hidratada

    Ciclo da cal

    Calcinao:

    CaCO3 + Q (energia) CaO + CO2

    Hidratao:

    CaO + H2O Ca(OH)2 + Q (energia)

    Carbonatao:

    Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O + Q (energia)

    Cal

    Resumo das espcies qumicas presentes

    Espcie

    Qumica Cal Virgem Cal Hidratada

    Dolomtica Magnesiana Clcica Dolomtica Magnesiana Clcica

    xido de Clcio

    CaO

    ++++ +++++ ++++++ ++++ +++++ ++++++

    xido de Magnsio

    MgO +++ ++ + +++ ++ +

    gua Combinada

    H2O - - - +++++ +++++ ++++

    Carbonato de Clcio

    CaCO3 + + + + + +

    Carbonato de Clcio

    e magnsio

    (Ca, Mg) (CO3)

    + + - + + -

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    Cal

    Composio terica Percentual

    Espcie qumica Calcrio Cal Virgem Cal Hidratada

    CaO 56 100 75,7

    CO2 44 0 0

    H2O 0 0 24,3

    Calcrios e Cales Clcicas

    Espcie qumica Dolomito Cal Virgem Cal Hidratada

    CaO 30,4 58,2 42,2

    MgO 21,8 41,8 30,4

    CO2 47,8 0 0

    H2O 0 0 27,2

    Dolomitos e Cales Dolomticas

    Produo da Cal

    Relao Componentes x Processos

    Matria prima:

    Carbonatos

    Impurezas

    Cal virgem:

    CaO

    Impurezas

    CaCO3

    Cal hidratada:

    Ca(OH)2

    Impurezas

    CaCO3

    CaO

    MATRIA PRIMA

    M

    QUALIDADE

    FALHA NA ETAPA

    DE

    CALCINAO FALHA NA ETAPA

    DE

    HIDRATAO

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    Cal hidratada

    Processo de Produo

    I. Extrao da matria prima e britagem;

    II. Seleo da faixa granulomtrica tima e transporte

    para o forno;

    III. Calcinao e controle do grau de calcinao;

    IV. Moagem adequada para cada tipo de hidratador;

    V. Armazenamento da cal virgem;

    VI. Hidratao e Moagem;

    VII. Ensacamento e distribuio para comrcio;

    Cal hidratada

    Conceito

    Produto qumico utilizado em diversas

    aplicaes cuja propriedade mais importante

    a carbonatao por reao com o anidrido

    carbnico presente no ar atmosfrico,

    permitindo o seu emprego como

    aglomerante.

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    Cal hidratada

    Requisitos qumicos (NBR 7175/03)

    A norma classifica as Cales em 3 tipos:

    CHI, CH II e CH III

    Indica teor de pureza

    Requisitos

    Limites Norma

    CH I CH II CH III

    Anidrido carbnico (fbrica) 5% 5% 13%

    Anidrido carbnico (Depsito) 7% 7% 15%

    xidos no hidratados 10% 15% 15%

    xidos totais no volteis 90% 88% 88%

    Cal hidratada

    Requisitos Fsicos (NBR 6453/03)

    Expressam contribuio da cal nas propriedades da argamassa

    fresca

    Requisitos

    Limites Norma

    CH I CH II CH III

    Finura (Retido # 0,6mm) 0,5% 0,5% 0,5%

    Finura (Retido # 0,075mm) 10% 15% 15%

    Reteno de gua 75% 75% 70%

    Incorporao de areia 3% 2,5% 2,2%

    Estabilidade Ausencia de Cavidades e protubernicas

    Plasticidade 110 110 110

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    Cal hidratada

    Funes em argamassas de revestimento

    Facilitar o espalhamento da argamassa na base -

    trabalhabilidade liga

    Aumentar a capacidade de reteno de gua

    Aumentar a deformabilidade da argamassa no estado

    endurecido

    Incrementar a resistncia mecnica ao longo do

    tempo

    Funes da cal em argamassas Facilidade de espalhamento

    Imagem obtida com lupa estereoscpica - AMPLIAO 20X (Fonte: CARASEK, Helena, 1996).

    ARGAMASSA 1:3

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    Funes da cal em argamassas Facilidade de espalhamento

    Imagem obtida com lupa estereoscpica - AMPLIAO 20X (Fonte: CARASEK, Helena, 1996).

    ARGAMASSA 1:0,25:3

    Funes da cal em argamassas Aumento da reteno de gua

    Regula a perda de gua por evaporao ou por suco da

    superfcie, reduzindo a ocorrncia de fissuras por retrao e

    facilitando a hidratao.

    Just, A. (2006)

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    Funes da cal em argamassas Maior deformabilidade

    Capacidade de absorver as deformaes da base

    aps o endurecimento.

    Just, A. (2006)

    Funes da cal em argamassas Incremento da resistncia mecnica

    Reao espontnea com o anidrido carbnico

    (CO2) presente no ar para volta forma

    original (carbonato).

    Obs.: O principal componente influente na resistncia

    compresso da argamassa o cimento

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    Funes da cal em argamassas Incremento da resistncia mecnica

    Cincotto at al. (1985)

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    16

    18

    1:3 -

    cim:areia

    1:1/4:3 -

    cim:cal:areia

    1:1:6 -

    cim:cal:areia

    1:2:9 -

    cim:cal:areia

    RE

    S

    CO

    MP

    RE

    SS

    O

    (M

    Pa)

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    M

    DU

    LO

    DE

    FO

    RM

    A

    O

    (M

    Pa)

    RES. COMPRESSO

    MDULO DEFORMAO (GPa)

    Produo de cal hidratada

    Origem mineralgica

    Cal calctica:

    Teor de CaO > 90% (em relao aos xidos totais)

    Cal magnesiana:

    90% > CaO > 65%

    Cal dolomtica:

    CaO < 65%

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    Falhas na hidratao da cal

    Conseqncias

    Formao de bolhas reao expansiva de formao

    do Ca(OH)2

    Just, A. (2006)

    Just, A. (2006)

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    Just, A. (2006)

    Just, A. (2006)

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    Aes preventivas ao uso da cal Controle tecnolgico - Normalizao

    CHI CHII CHIII

    Na fbrica < 5% < 5% < 13% CO 2

    Na obra < 7% < 7% < 15%

    xido no hidratado < 10% < 15% < 15%

    xidos totais (base

    no volteis ) > 90% > 88% > 88%

    Requisitos qumicos - NBR 7175 (2003)

    Aes preventivas ao uso da cal Controle tecnolgico - Normalizao

    Requisitos fsicos - NBR 7175 (2003)

    CH - I CH - II CH - III

    Peneira n 30 < 0,5% < 0,5% < 0,5%

    Peneira n 200 < 10% < 15% < 15%

    > 75% > 75% > 70%

    > 3,0 > 2,5 > 2,2

    > 110 > 110 > 110Plasticidade

    FINURA

    DETERMINAESLIMITES

    Ausncia de cavidades ou protuberncias

    Reteno de gua

    Incorporao de Areia

    Estabilidade

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    Como potencializar o uso da cal Dosagem racional da argamassa

    Cales de melhor qualidade:

    Mais finas

    Menor teor de carbonatos remanescentes

    Menor teor de xidos no hidratados

    remanescente

    Possibilidade de reduzir o consumo de cal nas

    argamassa insumo representativo no custo

    da argamassa.

    Como potencializar o uso da cal Dosagem racional da argamassa

    Diferena de espalhamento (fluidez coeso) entre pastas fabricadas com as mesmas quantidades de cal e de gua

    Cal fina - coeso Cal grossa - coeso

    Just, A. (2006)

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    Como potencializar o uso da cal Dosagem racional da argamassa

    Diferena de aspecto no contato com a base entre argamassas fabricadas com as mesmas quantidades de cal e areia.

    Cal fina - fluidez Cal grossa - fluidez

    Just, A. (2006)

    Como potencializar o uso da cal Dosagem racional da argamassa

    Realizao da maturao da argamassa:

    Efeito fsico: aumento da trabalhabilidade

    (lubrificao dos gros de areia) possibilidade de

    reduo da quantidade de cal para uma mesma

    facilidade de espalhamento - R$

    Efeito qumico: hidratao dos xidos

    remanescentes no hidratados

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    Produtos similares

    Anlise comparativa

    Produtos similares empregados no mercado:

    Saibro, aditivos incorporadores de ar

    Aspectos a serem considerados:

    Existncia de normalizao especfica

    Desempenho da argamassa no estado plstico e

    endurecido trabalhabilidade, resistncia mecnica

    e deformabilidade.

    Anlise econmica

    Comentrios finais

    importante o pleno conhecimento das

    propriedades da cal para obteno das suas

    potencialidades

    A maturao incrementa as propriedades reolgicas:

    plasticidade, trabalhabilidade e reteno de gua.

    A escolha correta da cal pode proporcionar a

    obteno de dosagens de argamassas mais

    econmicas e eficientes.