Cal aérea em pasta (cal graxa) para bioconstrução

Transcrição

1 Cal aérea em pasta (cal graxa) para bioconstrução por Miguel Arnaiz Associação Ecológica Portal do Sol (ASSEPS) Estrada RS-235, Km São Francisco de Paula. RS portaldosol.org.br 1

2 Sumário Cal aérea em pasta (cal graxa) para bioconstrução...1 Bioconstrução... 2 A cal... 4 Propriedades técnicas...5 Aplicações da cal na bioconstrução Bio-concreto Areias Areia de mármore (1,2 mm)...12 Pó de mármore (0'1mm) Tintas...13 Estuques Estuque de reboco Estuque ao fogo...16 Tadelakt Estuques lavrados /esculpidos...17 Estuques esgrafiados Pavimentos contínuos de cal Superadobe e cal Bibliografia

3 O cimento, no século XX, pela sua velocidade de fraguado e resistência para as grandes obras de engenharia, ganhou a partida a elasticidade e nobreza da cal, que foi relegada e esquecida. No ramo da arquitetura e a construção da atualidade se desconhece por completo a sua utilização, já que, já que não se ensina nas faculdades faz quase um século em favor de materiais mais modernos e os únicos livros sérios de referência que existem são muito antigos, como por exemplo o tratado de arquitetura do romano Vitruvio e similares. Felizmente, arquitetos e técnicos interessados nas técnicas de bioconstrução, estão colocando este material de novo na linha do tempo. Bioconstrução Bioconstrução é uma forma de construir na qual são utilizados materiais ecológicos e locais, visando reduzir o impacto ao meio ambiente, e também o nome que se dá a forma de construir que busca a harmonia entre a edificação e o ambiente no qual ela será inserida. A Bioconstrução através de seus processos construtivos encontra o melhor aproveitamento dos recursos, naturais ou não, necessários a sua constituição, como também busca elevar o grau de interação dessa edificação com o seu entorno e os vários seres que a habitam. Para que uma edificação seja considerada bioconstruida ela deve conter alguns princípios e técnicas, não necessariamente todas, mas o maior número possível destas boas práticas: Uso passivo dos recursos naturais: aqui se inclui aquecimento solar da água para o banho; captação e armazenamento da água das chuvas para uso nos sanitários e jardins; uso de energia elétrica de matrizes eólica e solar; controle da temperatura por ventilação e insolação natural (habitação quente no inverno e fresca no verão). Uso de materiais ecologicos: é considerada ecologicamente correta a construção com terra crua (adobe; taipa...); cal aérea em pasta; o teto vivo ou teto verde; o uso somente de madeira certificada; pisos externos permeáveis. 3

4 Gestão dos resíduos: neste caso temos tratamento do esgoto através de banheiros secos ou fossas assépticas; uso dos canteiros de raízes no tratamento das águas cinza (chuveiro; tanque; pia...); compostagem do lixo orgânico; reciclagem do lixo inorgânico; Gestão dos resíduos durante a construção (redução/eliminação do entulho); Requalificação da edificação significa pensar a construção desde o projeto até seu descarte ou demolição. Paisagismo exuberante: presentear a edificação e seus habitantes com a maior área verde possível, e cercá-la de todo cuidado através de um projeto paisagístico bem adequado a região e as necessidades, hábitos e costumes de seus usuários (espécies raras necessitam de muitos cuidados, as espécies espontâneas na região não demandam muitos cuidados). A bioconstrução sempre encontra o equilíbrio entre os desejos dos moradores, a construção e o meio ambiente, gerando edificações cheias de vida, saudáveis, agradáveis e estimulantes. A cal A cal é um dos produtos naturais mais versáteis. Uma de suas principais funções é de aglomerante, ou seja, dá liga na massa, atuando como uma espécie de cola. Os materiais ligantes são aqueles materiais que por meio de uma transformação física, química ou físico-química são capazes de se ligar com outros materiais. São classificados em dois grandes grupos: Aglomerantes: Aqueles que para unir outros materiais sofrem uma reação física, seja a evaporação de solventes, água, esfriamento, etc. Alguns destes materiais são os seguintes: barro, asfalto, betume, alcatrão, resinas, colas, silicone, plásticos e tintas. Conglomerantes: para unir materiais sofrem uma reação química chamada de fraguado (cura). Eles estão divididos em: 4

5 Aéreos: Se só fraguam no ar. Este grupo inclui cal aérea e gesso. Hidráulicos: Fraguam no ar e na água. Este grupo inclui a cal hidráulica e o cimento. Chamamos de cal a qualquer produto, qualquer que seja a sua composição e aparência, que vem a partir da calcinação de pedras calcárias. Como conseqüência das variações na composição da rocha de partida, podem ser obter uma série de cais, que vão desde as muito puras, altamente cálcicas, até as altamente hidráulicas, com teor de óxido de cálcio de 50% e mesmo menos. Então, nós temos dois tipos fundamentais de cal: Cais aéreas: Cais compostas essencialmente de óxido de cálcio e hidróxido de magnésio, os quais lentamente endurecem ao ar por ação de CO 2 da atmosfera. Não apresentam propriedades hidráulicas, ou seja, não endurecem com água, e são obtidas a partir de rochas calcárias com teores de carbonatos superiores ao 95% Cal hidráulica: material conglomerante, pulverulento e hidratado, obtido por calcinação do calcário que contêm argilas (sílica e alumina), a uma temperatura próxima à fusão, para formar o óxido de cálcio livre necessário para permitir a hidratação e, ao mesmo tempo, deixar certa quantidade de silicatos de cálcio desidratados para dar ao pó as propriedades hidráulicas. As cais hidráulicas, depois de amassadas com água, endurecem no ar, e também na água, sendo esta última propriedade a que as caracteriza. A cal graxa tem excelentes capacidades bioclimáticas, já que possui poros que permitem transpirar os muros, permitindo o passo do vapor de água, o que confere aos paramentos qualidades hidroscópicas, que regulam a umidade dos ambientes. É completamente sustentável, pois no seu ciclo deixa resíduo zero no meio ambiente. Depois de centenares de anos, a cal, depois de se carbonatar completamente, retorna ao seu estado original na pedreira, que é o de pedra calcária. O principal produto da calcinação das rochas carbonatadas cálcicas e cálciomagnesianas é a cal virgem, também denominada cal viva e cal ordinária. O termo cal virgem é o consagrado, na literatura brasileira e nas normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT, para designar o produto composto predominantemente por óxido de cálcio ou por óxido de cálcio e óxido de magnésio, resultantes da calcinação, à temperatura de oC, de calcários, calcários magnesianos e dolomitos. É classificada, conforme o óxido predominante, em: Cal Virgem Cálcica - Com óxido de cálcio entre 100% e 90% do óxido total presente; Cal Virgem Magnesiana Com teores intermediários de óxido de cálcio, entre 90% e 65% do óxido total presente; Cal Virgem Dolomítica Com óxido de cálcio entre 65% e 58% do óxido total presente. Em geral, na região sul-sudeste predominam as cais provenientes de dolomitos e calcários magnesianos e na região nordeste-norte-centro as resultantes de calcários. Si o 5

6 calcário primitivo contem como máximo um 5% de óxido de magnésio, a cal que se produz na calcinação é chamada de cal graxa, que ao se apagar da uma pasta fina travada e untuosa, branca, que aumenta muito de volume, permanecendo indefinidamente mole em locais úmidos e fora do contato do ar, e na água termina por se dissolver. A cal magra, porém, procede de calcários que contem mais de um 5% de óxido de magnésio. Ao agregar água formam uma pasta cinza pouco travada, que se entorpece menos e desprende mais calor que as cais graxas. Ao secar no ar se reduzem a pó, e na água se desfazem e dissolvem. Por estas más qualidades as cais magras não se usam na construção. A cal aérea em pasta de cal é um material muito particular, com as seguintes características distintivas: Tem qualidade de pedra, porque ao carbonatar vira pedra (CaCO3) É aérea, endurece com o CO2 da atmosfera É natural, porque não se adicionam produtos químicos. É uma pasta, já que hidratada se mantem num estado amorfo. Propriedades técnicas A cal graxa tem as seguintes propriedades técnicas: 6

7 Pouca retração. Boa aderência Transpirável ao vapor de água, não acumula umidade, e tem um bom comportamento ante ela. Durabilidade Bom comportamento térmico. Resistente ao fogo. Reage com substâncias silicosas de baixa estabilidade (pozolanas, Portland, argilas...) Não interage negativamente com outros materiais. Plasticidade. Grande variedade de acabamentos estéticos, com uma variedade de texturas, dada a sua facilidade de manipulação. Transparência, permite a sobreposição de camadas deixando aflorar as cores agregadas, proporcionando assim vibração óptica e profundidade. Reflexão da luz, a qual pode ser especular ou difusa, dependendo do tipo de acabamento. Amplo cromatismo devido a sua cor branca, que facilita a tinção. Reversibilidade. Permite ampla variedade de misturas (com gesso ou talco para obter acabamentos mais polidos, com látex ou outras resinas para baratear o custo, com argilas para aumentar a hidraulicidade). A qualidade da cal aérea em pasta depende da elevada superfície específica de cristal formado (portlandita) e na alta capacidade de retenção de água interlaminar de este, sendo estas as duas caraterísticas as que a conferem a sua plasticidade e trabalhabilidade. O número de cristais de portlandita (hidróxido de cálcio) é dependente da relação de água / hidratação e de cal durante o apagado e o processo de envelhecimento,pois a água interlaminar permite continuar a precipitação da Portlandita (por saturação da solução) causando importantes alterações na sua morfologia e tamanho durante o envelhecimento. A morfologia da portlandita depende: Da pureza da pedra. Da pureza da cal. Da velocidade do processo de crescimento do cristal (mais rápido, mais fina é a cal) Da temperatura. Do tempo de envelhecimento do cristal (6 meses ou 1/8/12/25 anos). A hidratação e o envelhecimento, geram um número superior de cristais de Portlandita com a sua água interlaminar, que dão elasticidade ao material. Depois, a massa já aplicada, a existência destes cristais com água interlaminar vai favorecer um 7

8 processo homogêneo de carbonatação (endurecimento), gerando a estrutura cristalina intercomunicada caraterística das pastas de cal. A morfologia da Portlandita vai depender do tempo de envelhecimento do cristal (6 meses ou 1/8/12 ou 25 anos). Quantos mais anos passe repousando, melhor comportamento vai ter depois. Quando falamos da qualidade da pedra da cal graxa depois de carbonatada falamos da rede cristalina formada pelos cristais de calcita e os espaços que deixou a água interlaminar no processo de carbonatação. A água é absorvida pela superfície do poro sem criar condensação, gerando uma boa ventilação e otimizando seu comportamento hidroscópico. O sistema poroso determina a permeabilidade do vapor de água do material. A permeabilidade indica a quantidade de vapor de água capaz de atravessar um material poroso quando se estabelece um gradiente de pressão entre duas superfícies paralelas. As mudanças ambientais são as que condicionam este gradiente de pressão. Quando um material tem boa permeabilidade ao vapor de água se considera transpirável. 8

9 Por isso, a humidade migra pela outra cara do muro, si é poroso ou, em caso contrário, remonta o paramento até encontrar uma zona impermeável para se evaporar. Por estes motivos é importante obter revestimentos que no se afetem peia humidade, é dizer, transpiráveis e hidroscópicos, com boa regulação térmica e renovação do ar interior. Por causa de que em pavimentos em contato com o terreno não é aconselhável o uso de materiais impermeáveis, hoje em dia, em bioconstrução, se usa cal na fabricação de bioconcreto (concreto tradicional com cal como ligante) para executar pisos mais transpiráveis e conseguir uma boa estabilização do solo. Os muros em contato com o solo são constituídos por materiais porosos, tais como a pedra, o tijolo e as argamassas, a água se move por forças físicas. A humidade do subsolo ascende à parede por ação capilar, originando um dos problemas mais comuns no início das paredes. O sistema poroso determina a taxa de sucção da água, que ascende transportando sais dissolvidos, geralmente cloretos e nitratos. Estes sais são afetados pelos ciclos climáticos, anuais, de dia-noite e gelo-desgelo, ou seja, repetem os ciclos de evaporaçãocondensação, e absorção-dessorção. Um sistema poroso de alta microcapilaridade tem um grande potencial de sucção. Em princípio, os sais se acumulam no interior e posteriores alterações provocam a saturação da superfície, quebrando a estrutura do material. Os tais problemas podem ser tratados de várias formas: sistemas de ventilação, impermeabilização, electrosmose, drenagens, sifões e revocos drenantes de grande porosidade. No entanto, se o material tem um sistema poroso arejado, as sais migram 9

10 constantemente à superfície sem quebrar a estrutura interna, é dizer, sem água acumulada: sem provocar pulverulencias ou desplacações. Em muros de fachada os revestimentos de cal graxa cumprem a função de proteção, isolamento e ventilação. Sua durabilidade aumenta o tempo, por causa do processo de lixiviação e re-carbonatação superfícial. A lixiviação é um processo causado pela água da chuva, que produz uma leve dissolução superficial dos componentes carbonatados mais solúveis, e graças à rápida dessorção do material quando o tempo muda, origina-se na superfície um processo de recarbonatação, que oferece mais dureza ao revestimento. Falamos de material vivo, que evolui com ou passo do tempo, de grande beleza e que permite acabamentos variados. Por outro lado, se as fachadas não estiverem bem isoladas, origina-se uma corrente na câmara-de-ar, que atinge o ponto frio na face interior da parede. A condensação será, então, mais pronunciada em paredes com acabamentos plásticos, que não permitem a transpiração da parede. Esta condensação acontece no interior, freqüentemente no inverno e nas paredes ao exterior. A parede exterior saturada de água reduz a sua capacidade de isolamento térmico, aproximadamente a dois terços da sua espessura real. A proteção térmica de qualquer material é diretamente proporcional à espessura e inversamente proporcional ao coeficiente de condutividade térmica interna. Isto é, quanto maior for Ia condutividade interna, mais ultrapassa o frio e calor. Já que a condutividade interna de um material é proporcional ao seu peso especifico e o volume de água que contém, impedindo a formação de condensação de umidade se consegue uma economia significativa de energia. O prejuízo higiênico devido a umidade segue três etapas: A água da parede de água evapora-se e passa ao ar. A parede se esfria pela evaporação continuada. A humidade no ar se condensa na superfície da parede. Por isso, é importante considerar a transpiração e permeabilidade dos materiais de construção interiores para obter ambientes saudáveis, livres de fontes de alergias, e fungos que melhorem a qualidade de vida dos seus habitantes. Os revestimentos de cal graxa permitem uma adequada difusão de vapor de água através da estrutura porosa do material, isolando termicamente. Em paredes com este revestimento não se produzem condensações, pois a cal graxa regula a umidade relativa interior. Por isso, a capacidade de transpiração deve se valorar desde a base ao acabamento final. De um ponto de vista estético, a cal graxa é uma opção mais que interessante, com a vantagem de ser um revestimento contínuo. Estas pastas fornecem uma ampla gama 10

11 de possibilidades, com acabamentos foscos ou brilhantes, finos ou ásperos, contribuindo a personalizar os espaços. Aplicações da cal na bioconstrução Bio-concreto Material que tem a mesma composição que o concreto convencional, mas o aglomerante utilizado é cal. Alivianado com casca de arroz ou serragem, parte da brita é substituída por um agregado leve tal como perlite ou arlite, causando menor impacto ambiental e produzindo um produto mais leve e com propriedades isolantes. A cal tem propriedades únicas para o preparo de argamassas para alvenarias, rebocos, estuques, barramentos, e de caiações e tintas. Além do mais, usada conjuntamente com a terra têm muitos efeitos positivos sobre o clima interior, conforto, longevidade e manutenção de habitações: inércia térmica, regulação higrométrica, respiração, como regulador eletromagnético etc. 11

12 Rebocos Podemos preparar pastas de reboco com as seguintes fórmulas: PASTA MAGRA (camada de emboco) - 50% Cal - 50% areia de mármore PASTA INTERMEDIÁRIA (para reboco) - 50% Cal - 70% Pó de mármore - 30% Areia de mármore ou PASTA PARA ESGRAFIADOS 40% Cal 50% Pó de mármore 10% Areia de mármore PASTA DE REBOCO (camada de acabamento) -70% Cal -30% Pó de mármore Todas estas proporções podem ser modificadas, partindo do conhecimento do material e segundo as necessidades do suporte. O conteúdo de água na massa deve ser controlada; excesso de água pode causar problemas de coesão e mudança de cor. Areias As melhores areias para fazer a argamassa são as seguintes: 12

13 Areia de mármore (1,2 mm) A areia de mármore branco é o tipo de árido que melhor aceita a pigmentação, e o mais usado pela maioria de estucadores/rebocadores. É usado para as primeiras camadas de estuque, sobre rebocos feltrados ou diretamente sobre a parede de fábrica (massa magra). Mas dependendo do resultado que queremos obter podemos usar outras: areia lavada, vidro moído, mica, quartzo, Pó de mármore (0'1mm) Este é muito fino, sendo usado para os acabamentos e, portanto, é importante que seja de tonalidade neutra para que se consiga a cor desejada. O usaremos em camadas intermédias (combinado com areia de mármore) e nas camadas finais (camada de reboco). Serão pastas graxas (com muita cal); camadas muito finas e bem trabalhadas Tintas Podemos realizar tintas com base de cal, usando pigmentos minerais, inorgânicos, também chamados de nativos ou terrosos, que são extraídos diretamente da terra e se trituram bem finos. Alguns deles são queimados. Também há pigmentos inorgânicos sintéticos (artificialmente fabricados), para substituir as cores que são tóxicas, mas nem todos funcionam bem com a cal. Devem ser resistentes à ação da luz solar e estáveis aos agentes atmosféricos, de forma a permanecer inalterados o máximo de tempo possível. Devem ser estáveis aos álcalis, não podendo ser pigmentos ácidos. A cal é uma substância alcalina. Há uma grande quantidade de pigmentos que podem ser danificados pelos álcalis, tais como os pigmentos de cromo, ferro azul, branca ou amarela de zinco ou chumbo. Quando usados ao ar livre ou onde há uma umidade constante é essencial ter em conta estas características para impedir a formação de eflorescências e o desaparecimento total da cor. 13

14 Estuques Podemos realizar diversos estuques na parede de cal, começando pelo simples estuque de reboco. Temos os seguintes tipos de reboco: Estuque de reboco, acabamento tradicional. Estuque destonificado, fusionando-as com cores diferentes. Pintura a fresco Estuque quente ou estuque ao fogo (com ferro quente). Estuque com ferro em frio. Estuque pintado a fresco. Estuque com ferro imitação de mármore Estuque de reboco Têm uma textura fina e acabamento pode ser fosco, brilhante ou acetinado. É preciso ter em mente que quando fazemos um reboco no exterior ou em locais com presença de umidade, sempre vamos fazer um acabamento fosco (tradicional) para assegurar a respirabilidade da argamassa e permitir o movimento de sais em dissolução para a superfície do estuque. Em si próprio já é um acabamento, mas serve como base para passar o ferro e para afrescos. Estuque ao fogo Estuque ao fogo é um estuque de alta qualidade, com um acabamento muito liso, fino e brilhante. Se chama de estuque ao fogo porque a camada de reboco se acaba passando um ferro quente. Para poder fazer deslizar o ferro quente, preparamos um produto de cal com sabão que se chama de TINTA. 14

15 Obtemos um estuque com aparência de mármore, tem sido utilizado extensivamente para imitações deste material. Tadelakt O tadelakt (palavra amazig, em árabe تدلاكت, pronunciado Tadla: kt, o que significa esfregar), é um revestimento de cal brilhante de Marrakech (Marrocos) e quase impermeável. Pode ser usado tanto em ambientes interiores e ao ar livre, mesmo nos banheiros e no chão. O acabamento final é feito pela fricção de uma pedra, método que cria ondulações com aspecto muito decorativo. Finalmente, se esfrega com sabão de azerite de oliva, preto, o tratamento deve ser repetido em cada poucos anos, se você quer manter a impermeabilidade. O tadelakt inspirou novos materiais de construção, tais como o micro-cemento. 15

16 Estuques lavrados /esculpidos Estuque lavrado com serra, raspado Estuque lavrado com escova de cerdas de plástico. Estuque lavrado imitando pedra (muitas variações) Estuque lavrado imitação tijolo visto. Estuques esgrafiados Consiste em criar um desenho com motivos (florais, geométricos ou outros) que estão posicionados em diferentes níveis respeito ao fundo através de varias camadas de argamassa, pigmentando cada camada de cores diferentes. O desenho é marcado na camada mais superficial e depois é raspado ou feito um corte de faca deixando ao descoberto a camada inferior, que é de uma tonalidade e / ou textura diferentes Tem vários tipos: Esgrafiado com fundo deslizado e superfície rebocada ou lavrada ou passada a ferro. Esgrafiado com fundo lavrado e superfície rebocada ou lavrada ou passada a ferro. Esgrafiado colorido afresco. Pavimentos contínuos de cal Estes tipos de piso nos servem para decorar um espaço contínuo sem junta à vista. O acabamento em cal aérea de pisos é poroso, para reduzir esta porosidade podemos adicionar ceras. 16

17 17

18 Superadobe e cal Como todas as técnicas de construção com terra, o super adobe traz um excelente conforto interno e evita grandes extorsões ao meio ambiente na hora de construir. Por ser uma construção rápida, Nader Khalili dizia que esta técnica seria ideal para se fazer refúgios em países desolados com guerras e catástrofes naturais. O super adobe é uma técnica simples, que não necessita mão-de-obra especializada, sendo também uma ótima opção para construir residências populares. Ela utiliza sacos de propileno preenchidos com a terra, que são sobrepostos e moldam o formato das paredes e da cobertura. Enchidos com a mistura de solo, os sacos de polipropileno são empilhados e as paredes ganham forma. Em seguida ao posicionar cada fiada, passa-se com um pilão para acrescentar a mistura. Os sacos devem ter no mínimo 40 cm de largura, para as paredes serem resistentes. Marcadores definem os espaços para batentes de portas e janelas. E empilhando corretamente cercam-se os espaços para vedação. A cal pode funcionar muito bem como estabilizador. A forma de matéria têxtil (saco) encerra a terra crua, mesmo quando totalmente saturada. Realmente, o saco pode ser considerado como um "estabilizador mecânico", em vez de um estabilizador químico. A fim de estabilizar o solo em algumas formas de construção de terra, uma percentagem de cimento, ou de cal, ou uma emulsão de asfalto é adicionado, o que altera a composição química da terra tornando-a resistente à absorção de água. Dos três estabilizadores comuns, a cal é o mais compatível com solos ricos em argila. Aqui está uma explicação simplificada de como funciona estabilização com cal. A cal reage com argila de duas maneiras significativas. Primeiro, os aglomerados de partículas de argila fina em partículas friáveis, grosseiras (de tamanho de limo e areia), através de um processo chamado de intercâmbio base. Em seguida, este reage quimicamente com a sílica e alumínio disponíveis no solo cru para a produzir uma ação de endurecimento que literalmente, cola todas as partículas em conjunto. Este processo alquímico é conhecido como reação pozolânica. 18

19 Para outras informações sobre o processo de apagado e utilização da cal aérea em pasta, acesse ou no canal de youtube youtube.com/user/noticiasportaldosol, onde aparecem vários vídeos com trabalhos realizados no Condomínio Ecológico Portal do Sol com este material. Também estamos a disposição no contato@portaldosol.org.br ou em maberama@gmail.com ( do autor). Esta guia foi publicada sob licença creative commons do tipo: Atribuição Uso Não Comercial Não a Obras Derivadas (by-nc-nd) Mais informações em: 19

20 Bibliografia ARGANO, Sonia; GUIXERAS, Montse. Cal aérea en pasta. Apuntes para su buen uso. Barcelona: Joystuc, p. ISBN: / HUNTER, Kaki; KIFFMEYER, Donald. Earthbag building. Gabriola Island: New society publishers p. ISBN: BRÜEMMER, Monika. La cal. Pequeña guía de la cal en la construcción [online]. Revista ecohabitar. Disponível em internet < El apagado de la cal. Artes tradicionales. [online] Disponível em internet < page_id=246> Saiba tudo sobre a cal. Associação dos produtores de Derivados do Calcáreo[online] Disponível em internet < STULZ, Roland; MUKERJI, Kiran. Fabricación de cal. [online] Materiales de construcción apropiados. St. Gallen, Switzerland 1993, SKAT & IT Publications. ISBN Disponível em internet < 20