UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AMBIIENTAIS E TECNOLÓGICAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL SEMIRAMIS YONARA VALADARES LIMA

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AMBIIENTAIS E TECNOLÓGICAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL SEMIRAMIS YONARA VALADARES LIMA INFLUÊNCIA DA ADIÇÃO DE SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS NO TEMPO DE PEGA DO GESSO DE CONSTRUÇÃO MOSSORÓ-RN 2013

2 SEMÍRAMIS YONARA VALADARES LIMA INFLUÊNCIA DA ADIÇÃO DE SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS NO TEMPO DE PEGA DO GESSO DE CONSTRUÇÃO Monografia apresentada à Universidade Federal Rural do Semi-Árido UFERSA, Departamento de Ciências Ambientais e tecnológicas para a obtenção do título de Bacharela em Engenharia Civil. Orientador: Prof. Dra. Sc. Marilia Pereira de Oliveira UFERSA MOSSORÓ-RN 2013

3 SEMÍRAMIS YONARA VALADARES LIMA INFLUÊNCIA DA ADIÇÃO DE SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS NO TEMPO DE PEGA DO GESSO DE CONSTRUÇÃO Monografia apresentada à Universidade Federal Rural do Semi-Árido UFERSA, Departamento de Ciências Ambientais e Tecnológicas para a obtenção do título de Bacharela em Engenharia Civil.

4 Ficha catalográfica preparada pelo setor de classificação e Catalogação Da Biblioteca Orlando Teixeira da UFERSA. L732i Lima, Semíramis Yonara Valadares. Influência da adição de substâncias orgânicas no tempo de pega do gesso de construção / Semíramis Yonara Valadares Lima. Mossoró, RN : f. : il. Orientador: Profº. Dr. Sc. Marilia Pereira de Oliveira. Monografia (Graduação) Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Graduação em Engenharia Civil, Gesso. 2. Tempo de pega. 3. Aditivos Orgânicos. I. Título. CDD: Bibliotecária: Marilene Santos de Araújo CRB-5/1033

5 AGRADECIMENTOS A Deus pela vida, pelas oportunidades, pelas bênçãos e pela família que me deu. Aos meus pais, Rosângela Silva Valadares Lima e Francisco Valadares Filho pelo fato de nunca me abandonar e sempre aconselhar para o melhor caminho. Ao meu esposo, Jônatas Marques de Andrade, por sempre me apoiar em todos os momentos. Aos amigos que estiveram presentes em todas as situações. A minha orientadora, Marilia Pereira de Oliveira, pela paciência e amizade que foi muito importante durante todo o trabalho.

6 RESUMO O gesso é um dos mais antigos materiais de construção utilizado pelo homem. Algumas de suas propriedades lhe confere vantagens, como estabilidade volumétrica, isolamento térmico e acústico, e resistência ao fogo. Este trabalho teve como objetivo estudar a influência de algumas substâncias orgânicas (limão, leite em pó e clara de ovo) no tempo de pega do gesso de construção. Os teores encontrados que retardam o início de pega para 1 h foram: 0,33% do suco de limão, 1% do leite em pó e 2,33% da clara de ovo. O tempo de pega foi acompanhado por meio da agulha de vicat. Em relação à consistência das pastas observou-se que quando a relação a/g permanece constante, a fluidez das pastas de gesso aumenta com a adição do suco do limão e clara de ovo, melhorando a trabalhabilidade das referidas, porém, em presença do leite em pó esta propriedade é prejudicada. Palavras-chave: Gesso. Tempo de pega. Aditivos orgânicos..

7 ABSTRACT The plaster is one of the oldest construction materials used by man. Some of its properties confer advantages such as volumetric stability, thermal and acostic isolation and fire resistance. This research intended to study the influence of some organic substances (lemon, milk powder and the white of an egg) in the setting time of the plaster construction. The concentrations found that delay the onset of handle for 1 h were 0.33% of lemon juice, 1% of milk powder and 2.33% off the white of an egg. The setting time was monitored by a Vicat needle. In relation to the consistency of the pastes was observed that when the ratio a/g remains constant, the fluidity of the plaster binders increases with the addition of lemon juice and the white of an egg improving the workability of these, however, in the presence of milk powder, this property is impaired. Keywords: Plaster. Setting time. Organic additives.

8 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Casa feita de gesso apresentada pelo Sindicato da indústria do gesso do Estado de Pernambuco, durante o evento Casa Cor em Recife...17 Figura 2 - Pirâmide de Quéops...18 Figura 3 Extração da Gipsita...20 Figura 4 - Cristais do hemidrato alfa: cristais grandes (em torno de 20 μm), bem formados e sem poros...22 Figura 5 Cristatis do hemidrato beta: Cristais pequenos (menor que 10 μm), mal formados e porosos...23 Figura 6 - Curva típica de calor de hidratação de pastas de gesso...27 Figura 7 Forro de gesso...32 Figura 8 - Acabamento de gesso...32 Figura 9 - Curva de calor de hidratação de pastas de gesso em presença de ácido cítrico...34 Figura 10 - Curva de calor de hidratação de pastas de gesso em presença de caseína...35 Figura 11 - Panteão de Roma...36 Figura 12 - Estrutura química do ácido cítrico...39 Figura 13 - Relação entre ph e fator de retardamento das pastas de gesso...40 Figura 14 - Variação da condutividade versus tempo para a hidratação da suspenção de sulfato de cálcio hemidratado à 50 g/l e à 20ºC em uma solução pura e na presença de aditivos, com uma concentração incial de 1000 ppm...41 Figura 15 - Modelo de micela de caseína...42 Figura 16 - Pesagem do gesso para preparação dos moldes...43

9 Figura 17 - Limoeiro do qual foi retirado os limões utilizados nos experimentos...44 Figura 18 - Limoeiro do qual foi retirado os limões utilizados nos experimentos...45 Figura 19 - Medição da água e do aditivo para preparo da solução...45 Figura 20 - Pesagem de 5 g de leite em pó...46 Figura 21 - Adição de 5 g de leite em pó a 300 g de gesso...46 Figura 22 - Ovo utilizado nos experimentos...47 Figura 23 - Clara de ovo separada da gema...47 Figura 24 - Adição de 5 ml de clara de ovo à 150 ml de água de amassamento...48 Figura 25 - Descanso por 2 min da pasta de gesso com adição de 1,5 ml do suco do limão...50 Figura 26 - Mistura homogênea da pasta com adição do suco do limão...50 Figura 27 - Realização do ensaio de tempo de pega através da agulha de Vicat...51 Figura 28 - À esquerda tem-se a pasta de gesso com adição de 1,5 ml do suco do limão...52 Figura 29 - À direita tem-se a pasta de gesso com adição de 5 g do leite em pó (caseína). É possível visualizar claramente a diferença de consistência das pastas...52 Figura 30 - Pasta de gesso com adição de 6 ml de clara de ovo...53 Figura 31 - Influência do suco de limão na pega...54 Figura 32 - Influência do leite em pó na pega...55 Figura 33 - Influência da clara de ovo na pega...55

10 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Exigências Físicas e Mecânicas do gesso para Construção Civil...28 Tabela 2 - Exigências físicas do gesso para construção civil...29 Tabela 3 - Quantidade de material utilizado na preparação das pastas...49 Tabela 4 - Tempos médios de início e fim de pega para cada teor de aditivo...53

11 LISTA DE ABREVIATURAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas; a.c. Antes de Cristo a/g Quantidade de água/peso gesso; DNPM Departamento Nacional de Produção Mineral; GC Gesso Controle; GL 1 Gesso e Limão (concentração 1); GL 2 Gesso e limão (concentração 2); GL 3 Gesso e limão (concentração 3); GLP 1 Gesso e Leite em Pó (concentração 1); GLP 2 Gesso e Leite em Pó (concentração 2); GLP 3 Gesso e Leite em Pó (concentração 3); GCO 1 Gesso e Clara de Ovo (concentração 1); GCO 2 Gesso e Clara de Ovo (concentração 2); GCO 3 Gesso e Clara de Ovo (concentração 3); g grama; g/l Gramas/litro; h Hora; Kg Quilograma; Kg/m³ - Quilograma/metro cúbico; KPa Quilo pascal; LTDA Sociedade limitada; ml Mililitro; min Minuto; mm Milímetro; mg/ml Miligrama/mililitro; MPa Mega pascal; m² - Metros quadrados; N/mm² - Newton/milímetro quadrado; ph Potencial hidrogeniônico; ppm - Partes por milhão; R$ - Real;

12 β Beta; α Alfa; μm Micrômetro; ºC - Grau Celsius; % - Por cento; Minuto; Segundo;

13 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO OBJETIVOS GERAL ESPECÍFICOS JUSTIFICATIVA REVISÃO DE LITERATURA O GESSO Histórico Processo de produção Extração Moagem Calcinação Pulverização e embalagem Gesso para a Construção Civil Gesso para fundição Gesso para revestimento Gessos especiais Mecanismo de Hidratação e Pega do Gesso Propriedades Isolamento térmico e resistência ao fogo Isolamento acústico Aderência ao substrato Resistência Mecânica Aplicações PEGA Fatores que influenciam no tempo de pega da pasta de gesso ADITIVOS Histórico Definição Classificação Ácido Cítrico Caseína Albumina MATERIAL E MÉTODOS GESSO ADITIVOS RETARDADORES PREPARAÇÃO DAS PASTAS DE GESSO ENSAIO DE TEMPO DE PEGA RESULTADOS E DISCUSSÃO INFLUÊNCIA DOS ADITIVOS NA CONSISTÊNCIA DA PASTA INFLUÊNCIA DOS ADITIVOS NO TEMPO DE PEGA CONCLUSÃO REFERÊNCIAS... 58

14 13 1 INTRODUÇÃO Enquanto a tecnologia vem modificando a história da sociedade, os impactos ambientais resultantes dessas modificações não podem mais ser avaliados de maneira isolada dos contextos socioeconômicos, políticos e culturais em que estas transformações se inserem. O desenvolvimento e a aplicação de qualquer tecnologia resultam no uso e na degradação de recursos naturais, com a consequente geração de resíduos, consumo de energia e de outros insumos. O gesso se comparado à fabricação do cimento Portland é considerado um aglomerante menos agressivo ao meio ambiente, pois é produzido em temperatura relativamente baixa, aproximadamente 150 o C, liberando apenas água na atmosfera, enquanto que, para obter o clínquer do cimento Portland é necessário cerca de 1400 o C de temperatura, liberando gás carbônico. No Brasil a maior utilização do gesso é em forros, revestimentos e em paredes divisórias (blocos) ou painéis de gesso acartonado. Ele possui propriedades bastante atrativas para produção de revestimento, tais como, boa aderência aos substratos, ausência de retração por secagem, e excelente acabamento superficial. Além disso, possui boas propriedades térmicas e acústicas, bem como resistência ao fogo. Composto basicamente por sulfato de cálcio hemidratado (CaSO 4.0,5H 2 O) e anidros de cálcio, o gesso é resultado da calcinação do mineral gipsita (CaSO 4.2H 2 O) a aproximadamente 150ºC. Segundo BALTAR (2009), a quantidade de água necessária estequiometricamente é de 18,6 g para cada 100 g de gesso. Mas, para que se atinja a trabalhabilidade adequada, é necessária uma maior quantidade de água de amassamento, o que acaba provocando o surgimento de poros devido à evaporação da água excedente e, consequentemente, diminuição da resistência mecânica do produto final. Sendo assim, almejando-se melhorar a trabalhabilidade no estado fresco e as propriedades mecânicas no estado endurecido, faz-se o uso de aditivos que conforme suas características podem desempenhar diferentes funções, tais como: modificadores do tempo de pega, espessantes, agentes retentores de água, fluidificantes, entre outras.

15 14 Neste trabalho foi estudada a influência da adição de substâncias orgânicas no tempo de pega do gesso de construção. O acompanhamento deste tempo foi feito através da agulha de Vicat e conforme a NBR (ABNT, 1991).

16 15 2 OBJETIVOS 2.1 GERAL Estudar a influência de algumas substâncias retardadoras no tempo de pega do gesso de construção. 2.2 ESPECÍFICOS - Analisar a influência de substâncias orgânicas retardadoras (suco do limão, leite em pó e clara de ovo) no tempo de pega do gesso de construção, permitindo manter a trabalhabilidade das mesmas por um período de tempo maior, já que esta é afetada pelo rápido endurecimento da pasta; - Avaliar o percentual de adição que proporciona trabalhabilidade das pastas por um período de tempo maior.

17 16 3 JUSTIFICATIVA O atual aquecimento da construção civil associado à falta de matéria-prima e mãos de obra qualificada leva o mercado a buscar materiais alternativos cujo processo executivo seja mais eficiente e veloz, e também necessitem de menor quantidade de mão de obra. O gesso pode ser considerado um material de ótima performance do ponto de vista ecológico, já que pode ser obtido a temperatura relativamente baixas e libera apenas água na atmosfera. Possui inúmeras vantagens quando comparado com a argamassa de cimento e cal aplicada nos revestimentos. Entre elas pode-se citar aplicação em uma única camada de espessura máxima 5 mm, havendo assim economia de material e mão de obra, uma vez que os revestimentos tradicionais são aplicados em três camadas (chapisco, emboço e reboco). Outra vantagem está relacionada ao tempo de aplicação, uma vez que nas argamassas tradicionais a camada de emboço deve ser aplicada 3 dias após a aplicação do chapisco, e o reboco 7 dias após aplicação do emboço, sendo necessário 21 dias para execução de acabamento decorativo (NBR 7200 (ABNT, 1998)), enquanto que as pastas de gesso necessitam de apenas uma semana para receber o mesmo acabamento (HENAO e CINCOTTO, 1997, apud HINCAPIE et al. 1996a). Com relação à trabalhabilidade, uma das características mais importantes das pastas e argamassas em geral, possibilita que estas sejam de fácil aplicação. Nas argamassas, a trabalhabilidade é influenciada pela composição, forma e finura dos agregados, já o gesso, por ser um material de elevada finura, resulta em pastas de elevada trabalhabilidade, porém esta é afetada pelo rápido endurecimento deste material. Com isto, grande parte das pesquisas internacionais sobre gesso está relacionada a aditivos retardadores (HENAO e CINCOTTO, 1997). A utilização de aditivos vem sendo empregada com intuito de obter-se produtos melhorados, com maior valor agregado. Apesar da relevância, existem poucas publicações relacionadas ao tema no Brasil. Segundo SINDUSGESSO (Sindicato da indústria do gesso do Estado de Pernambuco) (2007) uma casa de gesso (figura 1) de 60 m² custa R$ 20 mil, fica pronta em 15 dias e economiza 30% em relação à alvenaria tradicional.

18 17 Sendo assim, as habitações de interesse social podem ser favorecidas pelo baixo custo, rapidez de execução, dentre outras características dos produtos de gesso. Figura 1: Casa feita de gesso apresentada pelo Sindicato da indústria do gesso do Estado de Pernambuco, durante o evento Casa Cor em Recife. Fonte: SINDUSGESSO (Sindicato da Indústria do Gesso do Estado de Pernambuco) (2006).

19 18 4 REVISÃO DE LITERATURA 4.1 O GESSO Histórico O gesso é um dos mais antigos materiais de construção utilizado pelo homem. A sua primeira aplicação remonta do 8º milênio a.c., sendo utilizado, nas ruínas da Turquia e da Síria, como suporte em afresco decorativo e na fabricação de recipientes. Nas ruínas da cidade de Jericó, no milênio 6º a.c., encontrou-se registro daquele em moldagens e modelagens. Ele também tem seu papel de destaque na grande pirâmide erguida por Quéops (figura 2), rei do Egito da 4ª dinastia em anos antes da nossa era. Figura 2: Pirâmide de Quéops. Fonte: acessado em 20/05/2013. Theofraste, discípulo de Arístoteles e Platão, citou em seu Tratado de Pedra a existência de gesseiras em Chipre, na Fenícia e na Síria, e mostrava que o gesso era

20 19 utilizado, como argamassa, para a ornamentação, nos afrescos e na confecção de estátua. Na África, os bárbaros utilizaram um gesso de altíssima resistência para construção de barragens e canais. Na França, foi bastante utilizado na fabricação de sarcófagos decorados, e no século XVIII, 75% dos hotéis e as totalidades de prédios públicos e populares eram feitos em panos de madeira e argamassa de gesso (MPGESSO, 2013). No século XIX, os trabalhos de diversos autores, como o de Van t Hoff e, principalmente, o de Lê Chatelier, permitiram uma abordagem científica para a desidratação da gipsita. A partir do século XX, em função da evolução industrial, os equipamentos para a produção do gesso deixaram de ser incipientes e passaram a agregar maior tecnologia. Esta melhoria tecnológica facilitou as formas de emprego pelo homem, principalmente após as descobertas de métodos para controlar o tempo de pega que permitiu sua utilização como material aglomerante na construção civil. Atualmente é um produto bastante utilizado naquela, principalmente quando se trata de acabamento interno, tal como revestimento de paredes, já que permite a produção de componentes com características de isolamentos térmico, acústico e de proteção ao fogo Processo de produção Segundo Agopyan (1989), o gesso é um dos três aglomerantes disponíveis para a construção civil no país, os outros dois são o cimento Portland e a cal. A matéria-prima natural mais empregada para a produção daquele é a gipsita, uma rocha presente em várias partes do mundo. O Estado do Rio Grande do Norte foi o pioneiro no Brasil na produção do gesso desde Fixou a posição de maior produtor nacional durante 20 anos, sendo liderado pelo grupo Rosado (RIBEIRO, 2006). O elevado capeamento, da ordem de 20 m, e a pequena espessura da camada de gipsita, em torno de 5 m, inviabilizaram a continuidade da atividade mineradora. Em 1990 o Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM) tornou sem efeito a concessão, na qual o grupo Gesso Mossoró

21 20 LTDA. (grupo Rosado) era titular, colocando a jazida em disponibilidade para lavra, mas não houve atratividade para nenhum investidor. Em 1960, o Estado de Pernambuco ganhou destaque como maior produtor de gipsita do país, mantendo-se com esta posição até os dias atuais. De acordo com dados apresentados pelo SINDUSGESSO (Sindicato da Indústria do Gesso do Estado de Pernambuco) (2013), o Estado de Pernambuco possui uma reserva estimada em 1,22 bilhões de toneladas daquela rocha, sendo uma das mais importantes e expressivas do mundo, principalmente pelo alto teor de pureza do gesso. O processo de produção do gesso envolve basicamente cinco etapas: extração da gipsita, moagem, calcinação, pulverização e embalagem Extração A extração da gipsita (figura 3) engloba equipamentos perfuratrizes, pás mecânicas, tratores e outros. O desmonte do minério é feita através de explosivos que gera diferentes tamanhos de blocos. Figura 3: Extração de gipsita Fonte: Ribeiro (2004).

22 Moagem Após extração dos blocos de gipsita, esses são britados com intuito de reduzir sua granulometria, em torno de 20 mm, de modo que se adeque ao forno de calcinação Calcinação A produção do gesso se dá pela desidratação térmica da gipsita (equação 1) a temperaturas relativamente baixas (140ºC-160ºC). A partir desta calcinação, o sulfato de cálcio diidrato perde água, liberando-a na atmosfera. Com isso obtêm-se o hemidrato ou gesso (C a SO 4.1/2H 2 O). CaSO 4.2H 2 O + energia (140ºC) CaSO 4.½H 2 O + 1,5H 2 O (1) Gipsita (diidrato) + calor gesso (hemidrato) + água De acordo com o processo de produção, pode-se obter dois tipos de hemidrato. Se a desidratação é obtida em autoclave a pressões superiores a 100 KPa, ocorre a formação de um produto bem cristalizado denominado hemidrato α. Já se a desidratação ocorrer à pressão atmosférica, com pressão parcial de vapor de água baixa, obtém-se um sólido microporoso, mal cristalizado, denominado hemidrato β (CINCOTTO et al., 1998). Segundo Kanno (2009), o gesso α (figura 4) possui cristais maiores, bem definidos, homogêneos e estrutura cristalina levemente diferente dos cristais do gesso β devido à calcinação ocorrer sob pressão dentro de autoclaves.

23 22 Figura 4: Cristais do hemidrato alfa: cristais grandes (em torno de 20 μm), bem formados e sem poros. Fonte: Kanno (2009). O gesso beta (figura 5) contém elevada área superficial específica devido a sua granulometria fina e cristais porosos, necessitando assim de uma elevada quantidade de água para sua conformação. Sendo assim, constitui um material de baixa resistência mecânica devido à elevada porosidade. Já o gesso alfa possui uma menor área superficial específica devido aos seus cristais grandes, bem formados e sem poros. Como conseqüência da reduzida área específica, a dissolução dos cristais do hemidrato alfa torna-se mais lenta, e os cristais do diidrato crescem lentamente e de maneira ordenada, resultando num material de baixa porosidade e com maior resistência mecânica.

24 23 Figura 5: Cristais do hemidrato beta: Cristais pequenos (menor que 10 μm), mal formados e porosos. Fonte: Kanno (2009). Dependendo da temperatura e do tempo de permanência no forno pode-se obter outros produtos como resultado da calcinação. A anidrita III (CaSO 4.ɛH 2 O) é a fase intermediária do hemidrato e da anidrita II (insolúvel) formada entre 160ºC e 200ºC, podendo conter água de cristalização variável de 0,06 a 0,11 moléculas de água. Por ser muito reativa transforma-se em hemidrato com a umidade do ar, processo chamado de estabilização do gesso. Já a anidrita II (insolúvel) é obtida entre temperaturas de 250ºC a 800ºC, enquanto que a anidrita I acima desta última. Essa constitui uma fase definida, mas não pura, por conter óxido de cálcio devido à dissociação térmica do sulfato de cálcio a partir de 900ºC. Após resfriamento transforma-se em anidrita II. Segue abaixo as reações de formação das anidritas citadas (equação 2 e equação 3): CaSO 4.2H 2 O + energia (160ºC) CaSO 4 + 2H 2 O (2) Gipsita (diidrato) + calor anidrita solúvel + água CaSO 4.2H 2 O + energia (>250ºC) CaSO 4 + 2H 2 O (3) Gipsita (diidrato) + calor anidrita insolúvel + água

25 Pulverização e embalagem O gesso na forma de pó fino é obtido através da pulverização do material calcinado em moinhos especiais combinados com crivos. Após este processo, ocorre o ensacamento em embalagens de sacos multifoliados conforme NBR (ABNT, 1994) - gesso para construção civil Especificações Gesso para a Construção Civil No mercado nacional, pode-se encontrar três tipos de gesso para a construção, são eles: gesso para revestimento, gesso para fundição e gessos especiais, sendo regulamentado apenas os dois primeiros Gesso para fundição É o gesso utilizado na fabricação de elementos e/ou componentes para a construção civil (NBR (ABNT, 1994)), como blocos, placas, divisórias, elementos decorativos e outros. É composto basicamente por hemidrato β (CaSO 4.0,5H 2 O), podendo conter frações de anidrita solúvel (CaSO 4.εH 2 O) (PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001, apud PINHEIRO, 2011). Conforme NBR (ABNT, 1994), existem dois tipos de gesso para fundição, cuja diferença está na sua granulometria: o gesso fino para fundição, quando seu módulo de finura é menor que 1,10; e o gesso grosso para fundição, quando seu módulo de finura é maior que 1,10. Ainda conforme a NBR (ABNT, 1994), os tempos de pega para esses dois gessos devem ser: entre 4 e 10 min para o início de pega e entre 20 e 45 min para o final da pega.

26 Gesso para revestimento É o gesso produzido para revestimentos de paredes, lajes e tetos. É composto essencialmente por hemidrato β (CaSO 4.0,5H 2 O) e anidrita insolúvel (CaSO 4 ), podendo conter aproximadamente 2% de impurezas, tais como, sílica, argilas, óxido de ferro e alumínio, entre outros (PERES; BENACHOUR; SANTOS, 2001, apud PINHEIRO, 2011). Ele pode ser produzido com duas granulometrias diferentes: o gesso grosso para revestimento, com módulo de finura maior que 1,10; e o gesso fino para revestimento, com módulo de finura menor que 1,10 (NBR (ABNT, 1994)). O tempo de pega é adequado, quando o início de pega é maior que 10 min e o fim de pega é maior que 45 min (NBR (ABNT, 1994)) Gessos especiais Esses gessos são produzidos a partir dos gessos básicos, com adições de substâncias auxiliares, que conferem ao gesso produzido características necessárias a aplicações específicas (PINHEIRO, 2011). Segundo Peres, Benachour e Santos (2001, apud PINHEIRO, 2011), as substâncias auxiliares, tais como agregados finos, aditivos e corantes, possuem as seguintes finalidades: (i) Agregados finos: Geralmente são utilizados em argamassas autonivelantes, massas de acabamento e cola de gesso. Os agregados usados são areias e pó de calcário, com granulometria bem definida; (ii) Aditivos: Objetivam a modificação de propriedades específicas do material produzido. Em geral, os aditivos usados são retardadores de pega, para manter a trabalhabilidade do material por um período de tempo maior; os retentores de água; os reforçadores de aderência, que melhoram a aderência das pastas de gesso; os plastificantes, que aumentam a fluidez das pastas com intuito de se obter melhoras na resistência mecânica; entre outros.

27 Mecanismo de Hidratação e Pega do Gesso Os trabalhos de Lê Chatelier e Lavosier demonstraram que a conformação do gesso se dá pelo processo de dissolução-precipitação. Segundo Kanno (2009) este processo foi confirmado em 1969 por Ridge e Beretka e envolve a dissolução dos cristais do hemidrato na água seguido da nucleação e crescimento dos cristais do diidrato. A hidratação do gesso ocorre a partir do momento que este entra em contato com a água, e pode ser observada pela seguinte reação (equação 4): CaSO 4.0,5H 2 O + 1,5 H 2 O CaSO 4.2H 2 O + calor (4) Gesso (hemidrato) + água gipsita (diidrato) + calor O mecanismo acima envolve três etapas (OLIVEIRA, 2009): (i) (ii) (iii) Fenômeno químico da dissolução: Ao entrar em contato com a água, o hemidrato dissolve-se originando uma solução supersaturada de íons Ca +2 e SO Essa, por sua vez, originará hidratos que compõem os núcleos dos diidratos (CaSO 4.2H 2 O); Fenômeno físico da cristalização: Os íons se depositam sobre os núcleos dos diidratos sob forma de agulhas entrelaçadas; Fenômeno mecânico do endurecimento: Ocorre com o aumento do número de cristais que se precipitam. Portanto, o hemidrato que esta em contato com a água, originando uma solução supersaturada de íons Ca +2 e SO -2 4, começa a cristalizar sob a forma de diidrato. Este, por ser menos solúvel do que os cristais do hemidrato, vai se acumulando até atingir um número crítico de cristais, dando início ao tempo de pega. Com a continuação do processo, ocorrerá o entrelaçamento dos cristais do diidrato e o ganho de resistência mecânica, tendo então o endurecimento do gesso. Esse fenômeno físico é também denominado de pega do gesso. Segundo Murat et al. (1975, apud HINCAPIE e CINCOTTO, 1997), é possível obter-se dois tipos de composição cristalina: cristais formados a partir de poucos

28 27 núcleos, possuindo tamanho grande, ou a partir de numerosos núcleos, possuindo tamanho pequeno. Para cristais formados a partir de numerosos núcleos, o tempo necessário para que esses cresçam e fiquem entrelaçados uns com os outros, será menor. Portanto, o seu tempo de pega também será menor (BALTAR, 2009). A presença de impurezas no meio aceleram a pega por funcionarem como núcleo de cristalização (CLIFTON, 1973; LEWRY; WILLIAMSON, 1994c; JOHN; apud ANTUNES, 1999). A hidratação é um processo exotérmico que libera energia em forma de calor. Os hemidratos e as anidritas (CaSO 4 ) são as fases responsáveis pela liberação de calor durante a hidratação do gesso. A quantidade de anidrita presente no gesso deve ser a menor possível, pois uma quantidade elevada pode ocasionar problemas, como microfissuras e alterações no seu tempo de pega, provocando um endurecimento mais rápido. Para evitar o excesso de anidrita deve-se controlar a temperatura de calcinação que não deve ultrapassar 160 ºC. Clifton (1973, apud ANTUNES, 1999), estudou as fases da reação de hidratação do gesso e analisou a influência de vários aditivos modificadores de pega na reação. O mesmo explicou o fenômeno da pega das pastas de gesso através das curvas do calor de hidratação (figura 6) obtidas por meio da calorimetria pseudo-adiabática (HINCAPIE e CINCOTTO, 1997). Figura 6: Curva típica de calor de hidratação de pastas de gesso Fonte: Antunes (1999)

29 28 A interpretação dessas curvas calorimétricas foi demonstrada por Clifton (1973, apud ANTUNES, 1999), e segue abaixo: 1) Ocorre uma pequena hidratação seguida do período de indução (período de formação dos núcleos de cristalização) que é finalizada com o início de pega. Conforme Ridge (1959, apud HINCAPIE e CINCOTTO 1997), este início é definido como o tempo necessário para que a taxa de elevação de temperatura seja maior do que 0,1 ºC/min; 2) Há uma elevação rápida da temperatura, isto é, uma evolução rápida da reação de hidratação, ocorrendo precipitações dos hidratos e formações dos cristais; 3) Nesta região a reação atinge o ponto de máximo incremento de temperatura, com a conclusão da hidratação, e consequentemente, o final da pega. A seguir, a velocidade de reação decresce progressivamente (JOHN; CINCOTTO, 2007, apud PINHEIRO, 2011) Propriedades O gesso possui diversas propriedades que viabiliza seu uso na construção civil. Segundo a NBR (ABNT, 1994) - gesso para construção civil Especificações, NBR (ABNT, 1991) Gesso para Construção Determinações das propriedades físicas do pó, e NBR (ABNT, 1991) Gesso para Construção Determinação das propriedades mecânicas, ele deve atender as seguintes propriedades físico-mecânica (tabela 1): Tabela 1: Exigências Físicas e Mecânicas do gesso para Construção Civil. Fonte: NBR Determinações Físicas e Unidade Limites Mecânicas Resistências a Compressão Mpa >8,4 Dureza N/mm² >30,00 Massa unitária Kg/m³ >700,00

30 29 Ainda segundo a NBR (ABNT, 1994) gesso para construção civil o gesso deve atender as seguintes exigências físicas (tabela 2): Tabela 2: Exigências físicas do gesso para construção civil. Classificação do Gesso Tempo de Pega (min) (NBR 12128) Módulo de Finura Início Fim (NBR 12127) Gesso fino para revestimento >10 >45 <1,10 Gesso grosso para >10 >45 >1,10 revestimento Gesso fino para fundição <1,10 Gesso grosso para fundição >1,10 Fonte: NBR As propriedades específicas a ele inerentes como elevada plasticidade da pasta, lisura da superfície endurecida e estabilidade volumétrica torna-o um aglomerante adequado para construção civil (AGOPYAN, 1989). Além dessas destaca-se isolamento térmico e acústico, a aderência ao substrato e resistência mecânica Isolamento térmico e resistência ao fogo O gesso é um dos materiais de construção com melhor resistência ao fogo. Como se sabe, o diidrato se decompõe a baixas temperaturas, perdendo de 1,5 a 2 moléculas de água por molécula de sulfato. Assim sendo, durante um incêndio, o calor gerado pelo aumento da temperatura é consumido na evaporação daquelas moléculas, retardando a propagação daquele e dos danos à vedação. Pela facilidade de perda e ganho de água, o diidrato contribui no equilíbrio da umidade relativa do ar, principalmente de ambientes climatizados.

31 Isolamento acústico Segundo Sousa (2009), o desempenho acústico dos materiais constituídos de gesso depende da sua capacidade de isolar, absorver ou descontinuar caminhos para transmissão do som (pontes acústicas) Aderência ao substrato Possui boa aderência a diferentes tipos de substratos, tais como tijolos, pedras naturais e ferro, com exceção das superfícies de madeira. Em meio aquoso, o sulfato corroe os metais ferrosos, sendo necessário, nestas circunstâncias, um tratamento protetor Resistência Mecânica A resistência mecânica é definida como a manutenção da integridade física dos produtos a base de gesso, quando estes são submetidos à esforços de tração, compressão, cisalhamento, impacto ou desgaste. As propriedades mecânicas decrescem com o crescimento da relação água/gesso, na medida em que aumenta a porosidade dos produtos confeccionados com esse material. Sendo assim, a influência que a relação água/gesso tem nas propriedades mecânicas está relacionada, principalmente, a porosidade das pastas Aplicações O gesso encontra aplicações na medicina, na indústria da construção civil e em outros campos. É usado na agricultura, sob a denominação de gesso agrícola, como

32 31 nutriente e condicionador de solos. Atua na correção da acidez superficial desses com alta saturação de alumínio. Isso impede o crescimento do sistema radicular das plantas. Sendo assim o gesso reage com o alumínio nas camadas mais profundas do solo reduzindo sua toxicidade. No setor industrial sua grande aplicação é na produção do cimento, onde é adicionado ao clínquer como retardador de pega. Seu maior mercado encontra-se nos seguintes segmentos: (i) Construção civil: Pré - moldados (placas de forro (figura 7), blocos divisória, placas de gesso acartonado e decoração) e revestimento de paredes (figura 8); (ii) Indústrias diversas: Fundição de peças cerâmicas e metalúrgicas, aglomerante do giz, moldes na ortopedia, prótese dental, em obras artísticas e na fabricação de plásticos, além de outros usos potenciais ainda incipientes no Brasil, como, isolante térmico e acústico em mistura com outros materiais. Segundo a Brasil Gypsun Magazine (2010), o Rio Grande do Norte entra cada vez mais na rota do gesso. Seguindo uma tendência crescente no Brasil, o gesso vem sendo bastante utilizado, principalmente como blocos para alvenaria interna, e forro em placas. A escolha deste insumo como material de construção deve-se a fatores como rapidez na execução, redução de resíduos em comparação às alvenarias cerâmicas tradicionais, e o conforto térmico.

33 32 Figura 7: Forro de gesso. 20/05/2013. Fonte: acessado em Figura 8: Acabamento de gesso. 20/05/2013. Fonte: acessado em 4.2 PEGA Pega está relacionada à mudança do estado fluido para o estado rígido (MUNIZ, 2008). Conforme visto anteriormente, a pega das pastas de gesso pode ser explicada

34 33 pela reação de hidratação que começa no instante em que a água entra em contato com o pó. A consistência da pasta começa a ser modificada no final do período de indução devido à presença maciça dos núcleos de cristalização e que vai crescendo progressivamente com o desenvolvimento da microestrutura, obtendo cada vez mais resistência mecânica até seu endurecimento total. Segundo Baltar (2009), dois diferentes tempos de pega têm sido associados ao endurecimento do gesso: o inicial e o final. O tempo de pega inicial acontece quando os cristais do diidrato desenvolvem-se o suficiente para suportar seu próprio peso, isto é, quando a pasta pode ser moldada sem acarretar distorções no molde. Já o tempo de pega final ocorre quando a maior parte do processo de cristalização chegou ao fim, indicando que pode haver o desmolde sem quebrar o material (LEINFELDER & LEMONF, 1989 apud BALTAR, 2009). As pastas, argamassas e concretos de cimento são utilizados antes do início da pega, isto é, o tempo disponível para seu preparo, transporte e aplicação é o tempo de início de pega (ANTUNES, 1999). Manipulá-las após este tempo implica em perda de resistência mecânica como consequência da destruição da microestrutura em formação. De acordo com a NBR (ABNT, 1991), o tempo de início de pega é o tempo decorrido a partir do momento em que o gesso tomou contato com a água, até o instante em que a agulha do aparelho de vicat não penetrar mais no fundo da pasta, isto é, aproximadamente 1 mm acima da base. Conforme a mesma norma, o tempo de fim de pega é o tempo decorrido a partir do momento em que o gesso entrou em contato com a água, até o instante em que a agulha do aparelho de vicat não mais deixar impressão na superfície da pasta Fatores que influenciam no tempo de pega da pasta de gesso Um fator que influencia as propriedades da pasta fresca e endurecida é a relação água/gesso (a/g). O aumento da relação a/g provoca uma redução das propriedades mecânicas, devido à relação existente entre teor de água da pasta e porosidade resultante. No estado fresco, a relação a/g influencia a cinética da reação de hidratação e o desenvolvimento da microestrutura. No estado endurecido interfere na porosidade da pasta, e como consequência, nas suas propriedades mecânicas. Quanto mais elevada a

35 34 quantidade de água de amassamento, maior será o tempo necessário para saturar a solução, provocando ampliação do período de indução, e consequentemente, retardando o inicio da precipitação dos cristais de diidrato e, por conseguinte, aumentando o tempo de pega. Logo, quanto maior a relação a/g, menor a taxa de reação e maior o tempo de pega (NOLHIER, 1986, apud ANTUNES, 1999). A matéria-prima e as condições de produção do gesso influenciam seu tempo de pega. Impurezas presentes na matéria-prima podem alterar o tempo de pega e gessos obtidos a partir de diferentes processos exibem reatividade diferente (SANTOS, 1998, apud ANTUNES, 1999). Os aditivos controladores de pega influenciam na velocidade da reação de hidratação (acelerando-a ou retardando-a) e, portanto, no tempo de pega. Os aceleradores elevam a solubilidade do gesso acelerando a hidratação (ANTUNES, 1999). Os retardadores dividem-se em dois grupos: os que prolongam o tempo de indução da reação de hidratação sem alterar a velocidade da reação, como é o caso do ácido cítrico (figura 9), e os que diminuem a velocidade da reação, isto é, interferem na cinética de formação da microestrutura do diidrato, como é o caso da caseína (figura 10) (HINCAPIE e CINCOTTO, 1997). cítrico. Figura 9: Curva de calor de hidratação de pastas de gesso em presença de ácido Fonte: Hincapie e Cincotto, (1997).

36 35 caseína. Figura 10: Curva de calor de hidratação de pastas de gesso em presença de Fonte: Hincapie e Cincotto, (1997). A temperatura da água de amassamento também influencia no tempo de pega do gesso, uma vez que altera a sua solubilidade. Até 45ºC a solubilidade aumenta com o incremento de temperatura, acelerando a hidratação. Acima desta temperatura tem-se um efeito contrário (CLIFTON, 1973, apud ANTUNES 1999). O tamanho das partículas altera a cinética da reação. Com a redução do tamanho das partículas do material, e consequentemente o aumento de área específica, ocorre elevação na taxa de hidratação (RIDGE, 1961; MAGNAM, 1973; KARNI; KARNI, 1995, apud ANTUNES, 1999). 4.3 ADITIVOS Histórico Os romanos já utilizavam em suas obras o concreto simples como material estrutural. Obras como rodovias, pavimentos e o Panteão (figura 11), na antiga Roma,

37 36 existem até hoje. Usavam neste concreto certas substâncias que hoje chamaríamos de aditivos: Albumina (sangue e clara de ovos) e álcalis (cal) (VEDACIT, 2010). Figura 11: Panteão de Roma. Fonte: acessado em 03/06/2013. No Brasil, obras históricas como igrejas e pontes ainda permanecem em bom estado de conservação. Em muitas delas foi utilizado o óleo de baleia na argamassa de assentamento das pedras com o objetivo de plastificá-la, porém, o desenvolvimento dos aditivos só foi efetivo com a descoberta do cimento Portland (VEDACIT, 2010). Em 1824, o inglês Joseph Aspdin patenteou um cimento artificial produzido a partir da calcinação de um calcário argiloso. Esse recebeu o nome de cimento Portland, devido à sua semelhança, após a pega, com uma pedra utilizada para construções na ilha Portland. Em 1873 esse produto passou a receber aditivos, gesso cru e cloreto de cálcio, com intuito de regular o seu tempo de pega. No final do século, na Alemanha e França, passou-se a adicionar graxa de cal ao cimento, a qual funcionava como plastificante e hidrófugo (VEDACIT, 2010). Depois de diversos estudos feitos com vários materiais, chegou-se a aditivos como impermeabilizantes, aceleradores e retardadores, os quais começaram a ser comercializados em 1910.

38 Definição Segundo Adriolo e Sgarboza (1993, apud MUNIZ, 2008), aditivos são substâncias adicionadas às misturas de concretos ou argamassas com objetivo de melhorar certas caraterísticas da mistura básica ou sanar deficiências que não há como aperfeiçoar com os materiais básicos. Conforme as normas Norte-Americanas ASTM C125 (apud BAUER, 2011) aditivo é um material que não água, agregado ou cimento, empregado como ingrediente do concreto ou da argamassa, adicionado estes, antes ou durante a mistura. Comumente, quando adicionados em pequenas quantidades, inferior a 10%, melhoram as propriedades das pastas e argamassas empregadas na construção civil (HENAO e CINCOTTO, 1997) Classificação Diversos aditivos podem ser utilizados com distintas funções (BALTAR et al., 2005; DOMINGUEZ & SANTOS, 2001; PERES et al., 2001, apud BALTAR, 2009): a) Agentes modificadores do tempo de pega (aceleradores ou retardadores): São substâncias que agem aumentando ou diminuindo a solubilidade do hemidrato. Possui finalidade de modificar o tempo de pega da pasta de gesso com intuito de ajustar o seu intervalo de trabalhabilidade às necessidades do uso. O sulfato de potássio é um exemplo de reagente que atua como acelerador de pega (LEINFELDER & LEMONF, 1989, apud BALTAR, 2009). Em relação aos retardadores de pega, podem ser de natureza orgânica ou inorgânica. Os retardadores orgânicos mais utilizados são os ácidos carboxílicos, caracterizados por possuírem grupo funcional COOH, e as proteínas. Já os inorgânicos destacam-se os fosfatos e os boratos. Existe um grande número de substâncias que podem ser utilizadas como retardadores do tempo de pega do gesso: citratos, acetatos, tartaratos, fosfatos, boratos, proteínas (albumina, goma arábica, caseína, queratina), etc, que retardam tanto o início

39 38 como o fim de pega da pasta, possibilitando o mantimento da trabalhabilidade das mesmas por um período maior (HENAO e CINCOTTO, 1997). Agopyan et al. (1982) adicionou queratina as pastas de gesso, com intuito de retardar o tempo de pega, necessário para produção de gesso reforçado com fibras. Henao (1997) e Dominguez e Santos (2001, apud BALTAR, 2009), classificaram os aditivos retardadores do tempo de pega, em três grupos, conforme a sua forma de atuação: 1. Substâncias que reduzem a velocidade de dissolução do hemidrato por inserirem outros íons na solução comprometendo a solubilidade dos íons cálcio e sulfato, retardando a saturação da solução. São exemplos dessas substâncias: os ácidos cítrico, fórmico, acético, láctico, e seus sais alcalinos como os citratos e acetatos; o ácido bórico, fosfórico, a glicerina, álcool, éter, acetona e carbonato sódico. 2. Substâncias que originam reações complexas, que por sua vez, resultam em produtos poucos solúveis ou insolúveis ao redor dos cristais do diidrato, retardando seu crescimento e, portanto, sua precipitação. Ex.: boratos, fosfatos, carbonatos e silicatos alcalinos. 3. Produtos orgânicos com massa molecular alta que, adicionados à água, formam um gel ao redor dos grãos do hemidrato, retardando o contato daqueles com a água, e consequentemente, a dissolução e cristalização do diidrato, retardando o tempo de pega. Ex.: queratina, caseína, goma arábica, a gelatina, a pepsina, a peptona, a albumina, alginatos, aminoácidos e formaldeídos condensados. b) Espessantes: São aditivos que objetivam elevar a consistência da pasta de gesso. Ex.: o amido. c) Retentores de água: São aditivos que retêm a água de amassamento, proporcionando uma recristalização homogênea. Alguns derivados de ésteres de celulose podem ser utilizados com intuito de reter água. De acordo com López (1997, apud BALTAR, 2009), o poder de retenção de água dependerá das seguintes características: grau de viscosidade, já que quanto maior o grau de viscosidade dos ésteres de celulose, maior será o poder de retenção de água; granulometria, quanto mais fina maior será a capacidade de retenção de água por parte dos ésteres de celulose; e temperatura, já que quanto maior a temperatura menor o poder de retenção de água.

40 39 Para uma mesma trabalhabilidade ou consistência, os aditivos retentores de água diminuem a quantidade de água de amassamento. d) Fluidificantes: Aditivos utilizados para elevar a trabalhabilidade e fluidez da pasta ou para reduzir a quantidade de água de amassamento na pasta, com intuito de elevar a resistência mecânica do gesso no estado endurecido. Ex.: Carbonato de cálcio. e) Impermeabilizante: Aditivo que confere impermeabilidade ao gesso através da obstrução dos poros do mesmo Ácido Cítrico O ácido cítrico, ou citrato de hidrogênio, de nome oficial ácido 2-hidroxi-1,2,3- propanotricarboxílico, é um ácido orgânico fraco, presente nos citrinos. É encontrado em diversas frutas cítricas, como o limão e laranja, podendo apresentar cerca de 7% no suco de limão (MORAIS, A. S. et al, 2008). Possui a seguinte fórmula química: C 6 H 8 O 7 (figura 12). Sua acidez pode ser explicada pela presença dos três grupos carboxilas - COOH que podem perder um próton em solução. Figura 12: Estrutura química do ácido cítrico. Fonte: Lopes (1998). Há mais de dois séculos o homem obteve conhecimento de como isolar o ácido cítrico das frutas (foi isolado em 1784 pela primeira vez. O químico sueco Carl Wilhelm Scheele cristalizou-o a partir do suco do limão), e há mais de 60 anos iniciou-se a produção mediante fermentação por fungos (LOPES, 1998). Vários pesquisadores, entre eles, Hincapie e Cincotto (1997) e Henão e Cincotto (1997), utilizaram o ácido cítrico para retardar o tempo de pega das pastas de gesso. A concentração encontrada por elas, que retardaram o início de pega em 1 h, foi de 0,03%

41 40 de ácido cítrico. As primeiras estudaram o efeito de substâncias retardadoras na hidratação do gesso através de um ensaio calorimétrico simples de laboratório, enquanto que as segundas avaliaram o tempo de pega das pastas de gesso com e sem retardador por meio do aparelho de vicat. Lanzón e García-Ruiz (2012) utilizaram diferentes métodos, entre eles medições da condutividade elétrica, para avaliar a influência de diferentes concentrações de ácido cítrico nas pastas de gesso. Através do método da faca (the knife method), os pesquisadores concluíram que concentrações entre 500 ppm e 1000 ppm deste ácido são suficientes para produzir pastas que permanecem trabalháveis por até 50 min. Singh e Garg (1997) estudaram o efeito de vários produtos químicos no tempo de pega do gesso, na resistência à compressão e na microestrutura do referido. As substâncias foram adicionadas na pasta de gesso a ph variando entre 4 e 12, ajustado pela adição de HCl ou Ca(OH) 2. No caso do ácido cítrico, quanto maior era o valor do ph, maior era o fator de retardamento da pasta. O momento em que se obteve o maior fator de retardamento foi com o valor de ph 10. Além deste, este fator caiu (figura 13). Os autores concluíram que não há relação direta entre o fator de retardamento e resistência à compressão do gesso, e que a sua força de compressão máxima foi obtida a ph 7. Figura 13: Relação entre ph e fator de retardamento das pastas de gesso. Fonte: Singh e Garg (1997).

42 41 Badens, Veesler e Boistelle (1999) estudaram a influência de aditivos sobre a cinética da cristalização e morfologia do cristal de gesso. A figura 14 mostra o efeito do ácido cítrico sobre a taxa de retardamento. Figura 14: Variação da condutividade versus tempo para a hidratação da suspenção de sulfato de cálcio hemidratado à 50 g/l e à 20ºC em uma solução pura e na presença de aditivos, com uma concentração incial de 1000 ppm. Fonte: Badens, Veesler e Boistelle (1999) Caseína As proteínas do leite podem ser divididas em dois grandes grupos: as caseínas e as proteínas do soro. As caseínas correspondem a aproximadamente 80% do total de proteínas do leite, correspondendo a uma concentração média de mg/ml. A caseína é secretada nas células epiteliais da glândula mamária na forma de micelas (Figura 15), as quais são agrupamentos de diversas moléculas de caseína associadas a íons como o fosfato de cálcio.

43 42 Figura 15: Modelo de micela de caseína. Fonte: Sgarbieri (2005) Vários pesquisadores, entre eles, Hincapie e Cincotto (1997) e Henão e Cincotto (1997), utilizaram a caseína para retardar o tempo de pega das pastas de gesso. A concentração encontrada pelas primeiras que retardaram o início de pega em 1 h foi de 8% de caseína. Já as segundas encontraram o teor de 10% para retardar o mesmo tempo Albumina Albumina refere-se de forma genérica a qualquer proteína que possui solubilidade em água, é moderadamente solúvel em soluções salinas, e é desnaturada com a ação do calor. Proteínas desta classe são encontradas no plasma sanguíneo, e diferenciam-se das outras proteínas plasmáticas por não serem glicosiladas. Substâncias constituídas por albuminas, como a clara do ovo, são nomeadas albuminóides.

44 43 5 MATERIAL E MÉTODOS 5.1 GESSO O gesso utilizado nessa pesquisa foi adquirido em uma loja de materiais de construção da cidade de Mossoró, vendido em sacos com 40 kg e proveniente do Estado de Pernambuco. Utilizou-se 300 g de gesso em pó (figura 16) para o preparo de cada molde. Figura 16: Pesagem do gesso para preparação dos moldes. Fonte: Autoria própria. 5.2 ADITIVOS RETARDADORES Foram escolhias três substâncias consideradas como aditivos retardadores do tempo de pega: limão (ácido cítrico), leite em pó integral (caseína) e clara de ovo (albumina). A seleção destas substâncias foi realizada com base na literatura nacional e internacional.

45 44 O limão (figura 17) utilizado nos experimentos foi adquirido em uma residência na cidade de Mossoró. Trata-se de um fruto da espécie Citrus aurantifolia, conhecido popularmente como limão-galego. Apresenta casca fina e lisa, e no momento da colheita apresentava cor amarela-clara. A polpa tem de cinco a seis sementes e é rica em suco de sabor ácido. Bastante comum nos quintais do nordeste e centro-oeste brasileiros, onde a produtividade de frutos por pé é exuberante. A planta é de porte médio e produz muito o ano inteiro. Figura 17: Limoeiro do qual foi retirado os limões utilizados nos experimentos. Fonte: Autoria própria Para utilização como aditivo, o suco foi extraído do fruto e peneirado uma vez (Figura 18). Foram incorporadas as concentrações de 0,5 ml, 1,0 ml e 1,5 ml a água de amassamento, cuja relação água/gesso foi de 0,5 (figura 19).

46 45 Figura 18: Peneiramento do suco de limão. Fonte: Autoria própria. Figura 19: Medição da água e do aditivo para preparo da solução. Fonte: Autoria própria.

47 46 O leite em pó foi obtido no comércio local. Trata-se de uma forma moderna de consumo de leite, uma vez que desidratado tem sua longevidade prolongada. O leite em pó é obtido a partir da desidratação do leite, isto é, da extração da água que corresponde a aproximadamente 90% da massa do leite. Nas indústrias, o processo é realizado pela evaporação lenta, mantendo as proteínas do produto. Foram incorporadas as concentrações de 3 g, 4 g e 5 g a 300 g de gesso em pó para o preparo de cada molde (figura 20 e 21). Figura 20: Pesagem de 5 g de leite em pó. Fonte: Autoria própria. Figura 21: Adição de 5 g de leite em pó a 300 g de gesso. Fonte: Autoria própria.

48 47 A parte do ovo (figura 22) utilizado neste experimento foi a clara. A clara do ovo ou albúmen é a parte transparente da célula de ovo, que circunda a gema e é formada predominantemente por água e pela proteína albumina. Para utilização como aditivo, a clara foi manualmente separada da gema do ovo (figura 23). Foram incorporadas as concentrações de 5,0 ml, 6,0 ml e 10 ml a água de amassamento, cuja relação água/gesso foi de 0,5 (figura 24). Figura 22: Ovo utilizado nos experimentos. Fonte: Autoria própria. Figura 23: Clara de ovo separada da gema. Fonte: Autoria própria.

49 48 Figura 24: Adição de 5 ml de clara de ovo à 150 ml de água de amassamento. Fonte: Autoria própria. 5.3 PREPARAÇÃO DAS PASTAS DE GESSO Foram preparadas pastas de gesso controle e pastas de gesso com adições de limão, leite em pó e clara de ovo. A relação a/g empregadas nos ensaios é constante, e foi adotada com base no trabalho de Henão e Cincotto (1997), que propôs um fator a/g de 0,5. A quantidade de material utilizado na preparação das pastas é apresentada na tabela 3. Para cada tipo de aditivo foram preparadas pastas de gesso com três concentrações diferentes.

50 49 Tabela 3: Quantidade de material utilizado na preparação das pastas. Tipo Fator (a/g) Gesso (g) Aditivo (ml) Aditivo (g) Água (ml) GC 0, GL 1 0, ,5-150 GL 2 GL 3 GLP 1 GLP 2 GLP 3 GCO 1 GCO 2 GCO 3 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0, ,0 1, GC Gesso Controle. GL 1 Gesso e Limão (concentração 1). GL 2 Gesso e limão (concentração 2). GL 3 Gesso e limão (concentração 3). GLP 1 Gesso e Leite em Pó (concentração 1). GLP 2 Gesso e Leite em Pó (concentração 2). GLP 3 Gesso e Leite em Pó (concentração 3). GCO 1 Gesso e Clara de Ovo (concentração 1). GCO 2 Gesso e Clara de Ovo (concentração 2). GCO 3 Gesso e Clara de Ovo (concentração 3). A quantidade de retardador foi determinada por tentativas, observando-se seu comportamento na pasta de gesso. No caso do limão e da clara de ovo, preparou-se uma solução aquosa dos mesmos. Já no caso do leite em pó, foi feita uma mistura manual com o gesso em pó por aproximadamente 2 min. O gesso ou gesso e aditivo foram adicionados à solução polvilhando-os por aproximadamente 1 min e deixando em repouso por 2 min (figura 25). Em seguida, misturou-se por 1 min a fim de obter-se uma pasta uniforme conforme a NBR (ABNT, 1991). Todas as misturas foram feitas manualmente com auxílio de uma espátula metálica (figura 26).

51 50 do limão. Figura 25: Descanso por 2 min da pasta de gesso com adição de 1,5 ml do suco Fonte: Autoria própria. Figura 26: Mistura homogênea da pasta com adição do suco do limão. Fonte: Autoria própria. 5.4 ENSAIO DE TEMPO DE PEGA Mediu-se o tempo de início e fim de pega de pastas com três concentrações diferentes para cada tipo de aditivo selecionado e sem aditivo, através da agulha de Vicat (figura 27) e conforme NBR (ABNT, 1991). Os ensaios foram realizados

52 51 no Laboratório de Ensaios de Materiais (LEMAT) da Universidade Federal Rural do Semi-árido (UFERSA). Escolheram-se as concentrações que geram tempo de retardamento do início de pega de aproximadamente 1 h, para cada uma das substâncias retardadoras, considerado como o tempo de pega ótimo, com base na literatura de Henão e Cincotto (1997, apud AGOPYAN 1982, ULLMANS 1985, WIRCHING 1991). Figura 27: Realização do ensaio de tempo de pega através da agulha de Vicat. Fonte: Autoria Própria. Uma análise visual da fluidez da pasta também foi realizada, com intuito de determinar se os aditivos melhoram ou não a trabalhabilidade daquela.

53 52 6 RESULTADOS E DISCUSSÃO 6.1 INFLUÊNCIA DOS ADITIVOS NA CONSISTÊNCIA DA PASTA Através de uma análise tátil-visual observou-se uma mudança na consistência das pastas com o emprego dos aditivos. Com a adição do limão (ácido cítrico) e clara de ovo (albumina) obteve-se um aumento na trabalhabilidade das pastas (Figura 28 e 30). Já com a adição do leite em pó (caseína) obteve-se uma pasta com trabalhabilidade reduzida, tornando-se difícil o seu preparo (figura 29). Figura 28: À esquerda tem-se a pasta de gesso com adição de 1,5 ml do suco do limão. Figura 29: À direita tem-se a pasta de gesso com adição de 5 g do leite em pó (caseína). É possível visualizar claramente a diferença de consistência das pastas. Fonte: Autoria Própria.

54 53 Figura 30: Pasta de gesso com adição de 6 ml de clara de ovo. Fonte: Autoria Própria. 6.2 INFLUÊNCIA DOS ADITIVOS NO TEMPO DE PEGA Os tempos médios de início e fim de pega das pastas de gesso com adição de suco de limão, pastas de gesso com adição de leite em pó e pastas de gesso com adição de clara de ovo são apresentados na tabela 4. Este tempo é a média de duas determinações realizadas para cada uma das concentrações de aditivos. Tabela 4: Tempos médios de início e fim de pega para cada teor de aditivo. Tipo Início de pega Fim de pega GC GL GL 2 GL 3 GLP 1 GLP 2 GLP 3 GCO 1 1h h h h h h h h h