GESSO 1 DEFINIÇÃO 2 DESIDRATAÇÃO DA GIPSITA

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1 GESSO 1 DEFINIÇÃO É um aglomerante aéreo (endurece pela ação química do CO 2 do ar), obtido pela desidratação total ou parcial da Gipsita aglomerante já utilizado pela humanidade há mais de anos, no Egito. A Gipsita é o sulfato de cálcio mais ou menos impuro, hidratado com 2 moléculas de água. Sua fórmula química é CaSO 4. 2H 2 O e suas impurezas que, no máximo, indicam 6% - são o silício (SiO 2 ), a alumina (Al 2 O 3 ), o óxido de ferro (Fe 2 O 3 ), o carbonato de cálcio (CaCO 3 ), a cal (CaO), o anidrito sulfúrico (SO 3 ) e o anidrido carbônico (CO 2 ). 2 DESIDRATAÇÃO DA GIPSITA No Brasil, a Gipsita é encontrada em jazidas no Norte e Nordeste, cujas reservas são calculadas em 407 milhões de toneladas. Sua desidratação é feita através do cozimento industrial (fornos), nas seguintes etapas: a) As pedras de gipsita, depois da britagem e trituração, são queimadas na temperatura entre 130 e 160ºC, realizadas com pressão atmosférica ordinária. Nessa temperatura, a gipsita perde ¾ partes de sua água, passando de diidrato para hemidrato, que é mais solúvel que o diidrato (o hemidrato apresenta-se como sólido micro poroso mal cristalizado, conhecido como hemidrato (B), utilizado na construção civil). (140ºC) CaSO 4. 2H 2 O + calor (CaSO 4. ½ H2O) + 1,5 H 2 O gesso hemidrato Esse gesso hemidrato é conhecido como gesso rápido (quanto à pega), gesso estuque ou gesso Paris e endurece entre 15 e 20 minutos, apresentando uma dilatação linear de 0,3% e, após seu endurecimento, este retrai bem menos do que sua dilatação inicial, sendo, portanto, muito usado em moldagem; b) A partir de 250ºC, o gesso torna-se anidro (sem água) e o resultado é a formação de anidrita solúvel, ávida por água, e que, rapidamente, na presença desta, transforma-se em hemidrato; (600ºC) CaSO 4. 2H 2 O + calor CaSO 4 + 2H 2 O) anidro insolúvel c) Entre 400 e 600ºC, a anidrita torna-se insolúvel e não é mais capaz de fazer pega, transformando-se num material inerte, participando do conjunto como material de enchimento.

2 d) Entre 900 e 1200ºC, o gesso sofre a separação do SO 3 e da CaO, formando um produto de pega lenta (pega entre 12 e 14 horas) chamado de gesso de pavimentação, gesso hidráulico. Observações : 1. Os hemidratos (CaSO 4. ½ H 2 O) e os anidros solúveis (CaSO 4 ), colocados em presença da água em temperatura ordinária, reconstituem rapidamente o sulfato diidratado (CaSO 4. 2H 2 O) original. Essa combinação forma uma malha fina cristalizada de agulhas longas interprenetadas, responsável pela coesão do conjunto; 2. Os hemidratos tratados em autoclaves com temperatura entre 130 e 160ºC e pressão de 100 Kpa sofrem dissolução e recristalização em meio líquido hemidrato; () gesso de dentista; 3. O gesso mais utilizado na construção civil é o hemidratado: gesso Paris; 4. A Gipsita apresenta, entre os aglomerantes, o mais baixo consumo de energia para sua produção (temperatura em média de 300ºC) ; o clínquer precisa de 1450ºC ; a cal, 800 a 1000ºC. 3 PROPRIEDADES DO GESSO No estado em que se encontra normalmente no mercado (hemidratado), as características do gesso são : massa específica aparente = 0,5 a 0,8 kg. / dm 3 ; massa específica real = 2,6 kg. / dm 3. Pega: O gesso misturado com a água conforme já foi visto anteriormente começa a endurecer, em razão da formação de uma malha de cristais e, depois do início da pega, ele continua a endurecer como os demais aglomerantes. A velocidade de endurecimento do gesso depende de: Temperatura e tempo de calcinação; Fissura de suas partículas; Quantidade de água no amassamento; Presença de impurezas ou uso de aditivos. Sobre estes itens, pode-se afirmar: Os gessos hemidratados (CaSO4. ½ H2O) dão pega em poucos minutos, mas os gessos anidro solúveis podem ter pega tão lenta quanto se desejar. Os anidros insolúveis não dão pega e a finura dos grãos é responsável pela aceleração da pega, em função da maior superfície específica disponível para hidratação. A quantidade d água funciona negativamente no fenômeno de pega, pois quanto mais água, mais lenta se dá a pega e o endurecimento.

3 A quantidade ótima de água a ser utilizada no gesso é, normalmente, em torno de 19% de massa do mesmo. A presença de impurezas diminui muito a velocidade de pega. Mas existem aditivos que podem acelerar ou retardar essa pega do gesso. Como retardador de pega, podem ser misturados ao gesso: Açúcar / álcool / cola / serragem fina de madeira / sangue e outros produtos de matadouros (chifres e cascos), na proporção de 0,1% da massa de gesso. Tais produtos retardam a pega, pois formam membranas protetoras entre os grãos, isolando-os. Como aceleradores de pega, podem-se utilizar no gesso: Sal de cozinha / alúmen (silicato duplo de alumínio e potássio) / sulfatos de alumínio e potássio e o próprio gesso hidratado. Resistências mecânicas: As pastas de gesso, depois de endurecidas, atingem resistências à tração de 7 a 35 kgf/cm 2 e a compressão entre 50 e 150 kgf/cm 2. As argamassas, devido ao uso de areias, diminuem esses totais. Tração no Gesso (determinação) : São 6 corpos de prova com (4 x 4 x 16 cm.) utilizados na flexão, com carga pontual (P) em seu centro. Com os resultados obtidos, tira-se a média aritmética, sendo que cada resultado deve obedecer o limite de 15% (para mais ou menos, em relação a sua média). Só é permitido que, no máximo, 2 resultados estejam fora dessa média. Caso existam mais, deve-se repetir o ensaio. Aderência : As pastas e argamassas de gesso aderem bem a tijolos, pedras, ferro e aderem mal à superfícies de madeira. A aderência gesso-ferro é boa, mas pode ocasionar a oxidação do ferro. Não se deve fazer gesso-armado como cimento-armado, argamassa armada ou concreto. Mas pode-se utilizar armação de ferro galvanizado com o gesso. Observação : O gesso, devido a sua fácil solubilidade, não deve ser utilizado no exterior. Isolamento : As pastas e argamassas de gesso são bons isolantes térmicos, acústicos. Conferem boa resistência ao fogo pois, tendo sua água evaporada, reduz-se a pó. Ex.: Uma estrutura, recoberta com gesso com 3 cm. de espessura, resiste até 45 minutos a fogo de 1000ºC devido ao gesso.

4 4 FABRICAÇÃO DO GESSO O gesso pode ser fabricado em fornos chamados de marmita e também de fornos rotativos (mais utilizados): No forno de marmita, a gipsita pulverizada é aquecida dentro de um grande recipiente (10 a 20 toneladas), onde o material é aquecido e agitado por fogo indireto. Entre 130 e 160ºC, a umidade superficial é eliminada, ocorrendo a desidratação da gipsita. Essa água é eliminada em forma de vapor, com uma agitação violenta, que assemelha-se à fervura. Após terminar esse ciclo, o gesso que é hemidratado entra em repouso (1º cozedura). Dando-se continuidade ao processo, eleva-se a temperatura a 250ºC, eliminando o restante de água de hidratação e observando-se nova fervura nesse 2º cozimento. Nesse 2º ciclo, tem-se o gesso anidro solúvel, que possui pega mais rápida. No forno rotativo: Usa um processo mais econômico para calcinação do gesso. São fornos sem revestimentos refratários, que produzem 100 toneladas por dia de gesso. Nesse caso, a gipsita não é previamente pulverizada, sendo apenas britada em fragmentos de 1 ou 2. Esses fragmentos, embora aquecidos a temperatura de 200 a 300ºC, possuem sua parte central não totalmente desidratada, o que obriga, após o cozimento, a permanência do gesso em silos durante um período de 36 horas, para que a temperatura se uniformize, completando-se assim a calcinação. 5 CLASSIFICAÇÃO COMERCIAL DOS GESSOS HEMIDRATADOS Gesso Escaiola: gesso com 80% de peso hemidratado, de cor branca, com finura adequada quando moído; Gesso Branco: 66% de peso hemidratado, de cor branca e também com finura adequada quando moído; Gesso Negro: 55% de peso hemidratado, de cor cinza devido às impurezas e com granulometria menor do que o gesso Escaiola ou Branco. 6 APLICAÇÕES DO GESSO NA CONSTRUÇÃO CIVIL Revestimentos e Decoração de interiores: O material é muito bom para esse tipo de serviço, aplicado como pasta (gesso com água) ou misturado com areia (argamassa). No Brasil, o custo do gesso é alto e os revestimentos utilizados são com argamassas de cal, areia e cimento ou argamassas industrializadas.

5 7 FOSFOGESSO (gesso químico originário da Indústria) A indústria de fertilizante concentrada na região Sul e Sudeste do Brasil produz diariamente um subproduto ( toneladas / diárias) conhecido como fosfogesso, resultante da produção do ácido fosfórico para aquela indústria. Como o gesso brasileiro é relativamente de alto custo, devido às distâncias de suas jazidas (Norte e Nordeste), existem estudos no sentido da produção de gesso a partir do fosfogesso das indústrias do Sul (subproduto). Observação: Resíduo refere-se a material acumulado sem destinação; Subproduto refere-se a material acumulado com aplicação qualificada. Nos países desenvolvidos existem diversos tipos de gessos comercializados, enquanto no Brasil existe à disposição um único tipo (hemidratado); Apesar disso, esse gesso aqui produzido sem aditivos possuem suas propriedades satisfatórias, quando comparadas com os gessos comuns especificados no exterior ; CAL 1 HISTÓRICO Comprovadamente, os gregos, os etruscos e, mais tarde, os romanos, já utilizavam a cal como alomerante, misturando-a com areia, formando assim uma argamassa que era preparada pelo mesmo processo ainda hoje adotado e que consiste na extinção (adição de água) de pedras de calcário cozidas, obtendo-se assim uma pasta ligante que recebe adição de areia. Essa cal que é denominada de cal aérea, pois para seu endurecimento necessita da reação química do CO 2 (gas carbônico) existente na atmosfera, não possui grande resistência mecânica e não pode ficar sujeita à ação da água, pois amolece. Sabe-se que os antigos descobriram também que a mistura dessa cal aérea com pozolanas (naquela época, terras de origem vulcânica, cinzas vulcânicas etc.) melhoravam significativamente a resistência dessas argamassas, mesmo quando submetidas à ação da água. Os gregos empregavam muito as terras vulcânicas da ilha Santorim e os romanos utilizavam uma cinza vulcânica encontrada em diversos pontos da baía de Nápoles, bem como tijolos e telhas de barro triturados. A pozolana mais conhecida àquela época provinha das vizinhanças da cidade de Pozzuoli, tendo assim recebido o nome de pozolana todos esses produtos naturais e artificiais que, misturados à cal aérea, transformavam-na em uma espécie de cal hidráulica que resiste à ação da água depois de endurecida.

6 2 CLASSIFICAÇÃO DAS CALES Basicamente, conforme se observa já no Histórico da Cal, visto anteriormente, as cales se dividem em cal aéreas e cal hidráulicas. Antes de serem analisados esses dois tipo de cales, será feito um breve retrospecto sobre o tipo de rocha básica que produz a cal, que é o calcário (CaCO3) carbonato de cálcio. 3 CALCÁRIOS Definição de Rochas (ABNT TB 3) : Rochas são materiais constituintes essenciais da crosta terrestre, provenientes da solidificação do magma, de lavas vulcânicas ou da consolidação de depósitos sedimentares (material transportado), tendo sofrido ou não transformações metamórficas (pela ação do calor, pressão e água). Das rochas podem ser extraídos blocos, matacões, agregados e pedras de construção (pedras de alvenaria tipo cantaria, guias, paralelepípedos, lajotas e placas). Classificação Geológica das Rochas: Rochas Eruptivas ou Ígneas: Formadas após um fusão total ou parcial de materiais provenientes do magma. Ex.: granito / basalto. Rochas Sedimentares (transportadas): Formadas pela consolidação de materiais transportados e depositados pelo vento, água etc. Ex.: arenitos deposição de detritos ; calcários precipitação química ; turfas acumulação de substâncias orgânicas. Rochas Metamórficas: Formadas pela alteração gradual na estrutura das rochas sedimentares, pela ação do calor, da pressão ou da água. Ex.: gnaisses alteração dos granitos; quartzitos alteração de arenitos ; mármores 1 alteração de calcários ; travertinos 2 alteração de calcários. Calcários Grandemente empregados nos revestimentos, devido à resistência às intempéries. 1 Mármores são calcários utilizados para revestimento ; 2 Travertinos são calcários lacustres, compactos leves, resistentes e duráveis, também usados para revestimentos.

7 Propriedades mais importantes do calcário: Cores variadas; Calcinam-se pela ação do calor, resultando em: CaCO 3 + calor CaO + CO 2 (cal) (gás carbônico) Se atacados por ácidos, desprendem CO 2 com efervescência; São facilmente riscados com canivete (grau 3 da escala Mohr). Tipos de calcários Os calcários (CaCO 3 ) apresentam-se na natureza sob diversas variedades, dependendo do seu grau de impureza. A sílica (SiO 2 ), os óxidos de ferro (Fe 2 O 3 ), os óxidos de alumínio (Al 2 O 3 ) e os óxidos de magnésio (MgO) são as impurezas mais freqüentes das rochas calcárias. Calcário Calcítico (CaCO 3 ): é um carbonato de cálcio cristalino (CaCO 3 ), mineral muito abundante, tem massa específica igual a 2,7 kg/m 3 e dureza = 3. Possui fraca solubilidade na água sem CO 2. Essa solubilidade aumenta consideravelmente na presença de CO 2, quando então tem-se a formação de bicarbonato Ca(HCO 3 ) 2. Calcário Dolomítico (CaCO 3.MgCO 3 ): calcário com carbonato de cálcio e magnésio, com as mesmas propriedades que o calcário calcítico, porém mais resistente e menos solúvel em água. Calcário Magnesítico (MgCO3) emprega-se como material refratário para revestimentos de forros. Observação: 1. As cales são provenientes da rocha calcária (CaCO 3 ) e, dependendo de sua constituição (impurezas), tem-se : a) cal cálcica : com teor de MgO 20% ; b) cal magnesiana ou dolomítica : com teor de MgO 20%, sendo que a soma dos teores de CaO + MgO 95% e os componentes argilosos (SiO 2 + Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) 5%. 4 CAL AÉREA Sua fabricação utiliza uma única matéria-prima que é o calcário (CaCO 3 ), com teor pequeno de argila. Ela é empregada sob forma de pasta pura ou misturada com areia (argamassa), para revestimentos e rejuntamentos de alvenarias (internamente). O CaCO 3 é cozido a uma temperatura inferior à fusão, cerca de 900ºC, suficiente para separar do CaCO 3 a cal (CAO) e o CO 2 (gás carbônico). cal viva CaCO 3 + calor = CAO + CO 2 100% 56% 44%

8 A cal viva ou cal virgem (CaO) em forma de pedras porosas possui a propriedade de combinar-se com a água, formando uma pasta de hidróxido de cálcio ou cal extinta ou cal hidratada, com grande desprendimento de calor. CaO + (H 2 O) Ca(OH) 2 + calor (extinção da cal) Essa transformação de óxido em hidróxido de denomina-se extinção da cal. É essa cal extinta Ca(OH) 2 o aglomerante empregado para constituição de argamassa de cal, destinados à execução de alvenarias e revestimentos. A cal aérea, depois de extinta (misturada com água), torna-se uma massa que endurece com o ar, o mesmo não acontecendo na sua ausência. Porém, depois de endurecida, dentro de água renovada, dissolve-se aos poucos (1,3 g. de cal por litro d água), dando-se o nome de água de cal a esta solução. A diferença entre cal aérea e cal hidráulica é que a segunda, depois de endurecida pela ação da água, não se dissolve na presença da mesma. A cal hidráulica possui teores de materiais argilosos na rocha calcária (SiO 2 + Al 2 O 3 + Fe 2 O) bem maior do que a cal aérea. 5 ENDURECIMENTO DA CAL AÉREA (ar) Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O (carbonatação) então, temos o seguinte ciclo da cal aérea : Calcinação CaCO 3 + calor CaO + CO 2 Extinção CaO + H 2 O Ca(OH)+ + calor Carbonatação Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O O CO 2 vai transformando lentamente a superfície da argamassa formada por carbonato de cálcio e vai penetrando lentamente na massa que assim vai se consolidando. Essa reação de carbonização só é possível em presença da água que, dissolvendo ao mesmo tempo a cal e o CO 2, possibilita essa combinação, funcionando a água como catalisador. A carbonatação produz-se lentamente do exterior para o interior e o seu processamento é tanto mais lento quanto mais lisa for à superfície. A carbonatação é acompanhada de um aumento de volume. Devido a isso (essa deformação), deve-se aplicar cal aérea com areia (argamassas) para atenuar esse aumento de volume, além de diminuir a retração que se processa com a perda d água, aumentando a porosidade e, conseqüentemente, facilitando a penetração do CO 2. Não se deve empregar cal aérea para execução de pedaços de alvenaria muito espessos, nem tampouco empregar argamassas com muita cal. 6 CLASSIFICAÇÃO DAS CALES AÉREAS As cales aéreas podem ser classificadas pela sua composição química em: Cales cálcicas: máximo de 20% de MgO ;

9 Cales magnesianas: mínimo d 20% de MgO. Obs: Elas devem apresentar no máximo 1% de materiais argilosos nos calcários. Segundo o seu rendimento: Cal gorda: quando 1m 3 de cal origina 1,82m 3 de pasta ou são necessários 550kg. de cal para obter-se 1m 3 de pasta ; Cal magra : quando 1m3 da cal origina menos que 1,82m 3 de pasta ou são necessários mais do que 550 kg. de cal para obter-se 1m 3 de pasta. Obs : Cal gorda sua pasta é plástica, homogênea, untuosa ; Cal magra sua pasta é terrosa e grumosa. 7 FABRICAÇÃO DE CAL Feita em fornos, onde o CaCO 3, a uma temperatura entre 850 e 900ºC, transforma-se em CaO. Temperaturas mais baixas ocasionam produto subcozido e nas temperaturas mais altas (1200ºC) as impurezas das rochas calcárias começam a combinar-se com o CaO, verificando uma vitrificação das superfícies dos materiais. Os fornos utilizados podem ser intermitentes ou contínuos. 8 EXTINÇÃO DA CAL VIRGEM Adicionando-se água à cal virgem, esta hidrata-se dando origem ao hidróxido de cálcio (cal hidratada ou extinta). CaO + H2O Ca(OH)2 + calor (56g.) + (18g.) (74g.) 2 9 CAL HIDRATADA Devido à dificuldade da extinção da cal virgem nos canteiros, foi desenvolvida pela indústria a fabricação de cal hidratada, cuja extinção (hidratação) é feita mecanicamente, empregando-se misturadores de pás. Ela pode ser aplicada imediatamente e é acondicionada em sacos de papel duplo com 20 kg. ou 36 litros, onde consta o selo da ABPC (Associação Brasileira de Produtores de Cal) e a citação da Norma NBR A cal hidratada, portanto, é um produto manufaturado, apresentando-se como um produto seco, em forma de flocos de cor branca. A preparação da cal hidratada: Após o CaCO 3 ser devidamente analisado e moído, obedecendo às exigências físicas e químicas, é enviado para fornos com altíssimas temperaturas para ser calcinado, o que promove a retirada do CO 2 (gás carbônico) e tem-se então o CaO (cal viva ou cal virgem, composto de óxido de cálcio e magnésio ;

10 A cal viva é moída e completamente misturada com quantidades exatas de água necessária; A cal assim hidratada passa por processos de moagem e separação (peneiramentos), que irão dar uma granulometria adequada ao produto. A cal hidratada oferece a vantagem de ser um produto pronto para ser utilizado, mas normalmente possui plasticidade menor do que a cal extinta. CARACTERÍSTICAS DAS CALES AÉREAS (EXTINTAS OU HIDRATADAS) Endurece com o tempo (normalmente longo); Seu aumento de volume é de 2 a 3 vezes, pela extinção; Cor predominantemente branca; Densidade 3,40 KG/l: Resiste ao calor; ARMAZENAGEM DAS CALES HIDRATADAS Armazenar em local seco, coberto e fora do alcance de crianças e animais, sendo recomendável o seu uso até 6 meses após a data de fabricação. A embalagem original (sacos de papel de duas folhas de papel extensível) é suficiente para manter a integridade do produto, desde que sejam respeitada as regras do armazenamento. APLICAÇÃO DE CAL AÉREA E HIDRATADA NA CONSTRUÇÃO Como aglomerante: confecção de argamassas com areia simples ou mistas, utilizadno cimento e saibro; Como hidrolizante: fabricação de graxas, amônia, compostos orgânicos; Como absorvente: branqueamento e armazenamento de juntas ; Como solvente: na formação de gelatinas, tintas à base de caseína e confecção de papelão; Como neutralizante: do ácido cítrico, fosfato de cálcio, solos agrícolas, resíduos industriais, resíduos de urânio, cromo, explosivos, tratamento de águas e tratamento de águas residuais; Como floculante: para o açúcar, águas residuais; Como causticante: na formação de soda e rocha cáustica; Como desidratante: na produção de petróleo e álcool; Como lubrificantes: na formação de lama de sondagem.