Respostas dos exercícios: Aglomerantes (cimento, cal e gesso) (exercícios de fixação e relação entre o conhecimento de MCC I e MCC II): 1) Quais as matérias primas básicas do Cimento Portland (CP)? Calcário, argila e gesso. (O material tem dureza, flexibilidade e uma adição, que é o gesso (sulfato de cálcio) para o controle do tempo de pega, já que o gesso e o C 3 A ambos competem para reagir com a água de hidratação presente no sistema). 2) Defina e dê exemplos de aglomerantes: Aglomerantes são materiais que endurecem sob algumas condições formando produtos cimentantes para diversos fins, inclusive a construção civil.alguns exemplos são: cal, cimento portland, gesso, argila etc.. Podem ser usados sozinhos ou em conjunto. Geralmente são usados para agrupar os elementos agregados do sistema (ex.: brita, areia, fibras vegetais etc.) 3) Explique os 5 tipos de pega do Cimento Portland e compare o comportamento do gesso em duas situações: Os 5 tipos de pega do cimento portland dependem do equilíbrio entre o gesso (sulfato) e a disponibilidade de C 3 A. As pegas normais (normal rápida e normal lenta) possuem um tempo de 1 a 2 horas (normal rápida) e de 2 a 4 horas (normal lenta). Quanto mais lenta a pega, mais perfeita é a formação de etringitas, por isso essas pegas entre 1 e 4 horas são chamadas de pegas normais. A normal lenta ocorre quanto há baixa disponibilidade tanto do gesso quanto de C 3 A. A normal rápida ocorre quando há baixa quantidade dos dois materiais na pasta de cimento hidratada. Os tipos de pega mais rápidos são a pega rápida (45 minutos) e a pega instantânea (10 minutos). Nesse caso, há pouco gesso ou nenhum para retardar a pega. A pega rápida tem pouco gesso e a instantânea tem muito pouco ou nada desse material. Já a falsa-pega é quando o sistema da pasta de cimento hidratada tem muito gesso e pouco C 3 A. Nesse caso, quem endurece com a água é praticamente o gesso, que não forma etringitas. Por isso, o sistema fica endurecido, porém não tem tanta resistência; acaba com uma consistência próxima á de um giz. Sempre estude a bibliografia completa usando como guias os slides e suas anotações de aula. Nessa questão vale recordar a tabela dos tipos de pega. Obs.: Não confundir tipos de pega com tipos de cimento. a) Como adição do Cimento Portland: O gesso como adição de cimento Portland serve para retardar a velocidade de pega do cimento, pois compete com o C 3 A para reagir com a água. O cimento Portland é um cimento resistente apropriado para fazer elementos estruturais de concreto. b) Como aglomerante simples de argamassas: O gesso como aglomerante numa argamassa simples (composta apenas pelo próprio gesso), não está competindo com os elementos dos outros aglomerantes para reagir com a água. Por isso, não há que se falar em retardamento de pega nesse caso. 4) Explique os riscos da extinção da cal e as vantagens e desvantagens do material: A cal em extinção libera grande quantidade de calor. Essa é uma das desvantagens desse material, bem como a alta energia térmica demandada pela sua calcinação (cerca de 1200 graus, com liberação de gases poluentes). Dentre outras desvantagens adicionais, é um material que exige grandes beirais na construção para ser utilizado em revestimentos externos, pois não é tão resistente à água. Dentre as vantagens, estão a sua capacidade de regulação higrotérmica (umidade do ar), melhorando a sensação térmica dos ambientes e, portanto, eventualmente, contribuindo para alguma redução do uso do aparelho de arcondicionado. É também um material relativamente barato e suas jazidas existem em diversas localidades. É também biopcida, impedindo a proliferação de micro-organismos na umidade das paredes.
Obs.: de qualquer forma, todo material deve ser avaliado para as variáveis de cada contexto de projeto; não existe material pior ou melhor em si mesmo. 5) Vc. acha que cal e gesso endurecidos possuem o módulo de elasticidade maior ou menor que o Cimento Portland endurecido? Explique sua resposta: O módulo de elasticidade, que é uma propriedade inerente e característica individual de cada material de retornar à condição anterior após ser solicitado a deformar, é maior em aglomerantes estruturais, como o Cimento Portland e menor em aglomerantes mais voltados a usos de acabamento, como gesso ou cal. 6) Como são classificados os aglomerantes para construção civil? São classificados da seguinte forma: 1) Inorgânicos 1.1) Aéreos: endurecem pela ação química do CO 2 no ar, como, por exemplo, a cal aérea e o gesso. 1.2) Hidráulicos: endurecem pela ação exclusiva de água como, por exemplo, a cal hidráulica e o cimento Portland. Podem ser simples ou compostos, se houver maior quantidade de aditivos, como o caso do Cimento Portland Pozolânico. Ou ainda mistos, se houver uma mistura de dois aglomerantes simples, tais como cimento e cal hidráulica. 2) Orgânicos Poliméricos: reagem devido a polimerização de uma matriz, como as resinas epoxídicas ou as acrílicas, a cola e o mastique. Betuminosos: hidrófugos, com determinada rigidez e viscosidade à temperatura ambiente, enrijecem a temperaturas baixas e possuem alta viscosidade a temperaturas altas, como alcatrão, asfalto e derivados da destilação de petróleo. 3) Inertes Exemplo: argila 7) Diferencie cal e gesso, a partir de suas matérias primas e/ou substâncias predominantes: A cal é um aglomerante resultante da calcinação de óxidos, cuja matéria prima é proveniente das minas de calcário. É composto predominantemente por óxidos de cálcio e magnésio. Sua fórmula virgem é CaO. A hidratada é Ca (OH) 2- hidróxido de cálcio. Já o gesso é obtido a partir da calcinação de um mineral chamado gipsita, cuja fórmula contem sulfato: Ca (SO4) + 2 h 2 0 (di-hidrato). A calcinação da gipsita gera o gesso: Ca (SO4) + 1/2 h 2 0 (hemi-drato), resultante da evaporação da água no processo de calcinação. Obs.: a gipsita calcinada (gesso) tem menos água e, por isso, fica instável e á capaz de, em seguida, reagir novamente com a água para se estabilizar. Processo semelhante, conforme foi várias vezes explicado em sala de aula, ocorre com a maioria das rochas artificiais que o ser humano utiliza para construir. 8) Diferencie a cal e o gesso do Cimento Portland (CP), a partir de suas propriedades e histórico de utilização: A cal e o gesso são materiais bem mais antigos que o CP. O CP foi patenteado apenas em 1824 pelo químico inglês Joseph Aspdin e representou uma forma inovador de juntar calcário, argila e gesso para criar um aglomerante composto que tirasse o melhor de cada um desses aglomerantes. Já a cal e o gesso já eram utilizados bem antes; existem vestígios de cal até mesmo na Grande Muralha da China. O gesso possui uma tradição de uso em acabamentos e era conhecido como estuque de Paris, bastante popularizado na Europa. 9) Cite algumas vantagens da CAL em relação ao cimento em determinadas aplicações, conforme o filme, os slides e explicações de aula. A cal possui maior finura, menor preço e maior tempo de pega, sendo ideal para alguns tipos de uso menos estruturais, tais como acabamentos. 10) Diferencie NATA, PASTA, ARGAMASSA e CONCRETO: NATA: Aglomerante (=cimentante) + excesso de água PASTA: Aglomerante (=cimentante) + água ARGAMASSA: Aglomerante (=cimentante) + água + aglomerado miúdo CONCRETO: Aglomerante (=cimentante) + água+ aglomerado miúdo + aglomerado graúdo (Obs.: Argamassa e concreto podem conter ainda adições sólidas e aditivos líquidos para obter as mais diversas propriedades). 11) Quais as substâncias consideradas impurezas na cal? Elas apresentam vantagens ou desvantagens? Explique:
Além de materiais como quartzo etc., a principal impureza explicada em aula foi a argila. Certa quantidade de argila é desejável devido a sua afinidade com a água. A argila também é um aglomerante e ajuda a cal aérea a reagir melhor com a água e não apenas com o ar, já que, no Brasil não é tão comum o calcário argiloso, matéria-prima da cal hidráulica. A cal aérea que utilizamos predominantemente na construção civil brasileira é, portanto, a cal magnesiana, já que esta não é nem tão pura (sem argila) como a cálcicae nem tão pobre em óxidos, como a dolomítica.a cal magnesiana também permite uma hidratação mais rápida que a cal cálcica que pode levar 6 meses. A MAGNESIANA PRECISARIA DE CERCA DE 48 HORAS DE HIDRATAÇÃO APENAS. 12) O que é a hidratação ou apagamento da cal virgem ou cal viva? Também chamado de extinção, a hidratação ou apagamento da cal virgem ou cal viva, é um processo pelo qual a cal virgem (Ca0) é misturada com água, antes de ser utilizada na construção para formar um composto mais estável e menos exotérmico: Ca(OH) 2 antes de ser utilizado em obra. 13) Explique o ciclo da cal. Procure colocar as reações químicas correspondentes a cada fase: calor I) (calcinação): CaCO 3 (carbonato de cálcio) CaO(óxido de cálcio= calvirgem) + CO 2 II) (hidratação, extinção ou apagamento): CaO(óxido de cálcio= calvirgem) + H 2 O cálcio= cal hidratada) Ca(OH) 2 (hidróxido de III) (carbonatação): Ca(OH)2 + CO 2 CaCO 3 (carbonato de cálcio) 14) Pesquise e relacione os tipos de cal citados em aula ao seu uso predominante, ligando as palavras das duas colunas: Cal Magnesiana (CH II)- Cal Dolomítica (CH III) - Cal Calcítica (CH I)- Indústria Construção Civil Agricultura Com base nos filmes e imagens de microestrutura mostrados em aula, explique o esquema acima diferenciando a microestrutura e velocidade de hidratação dos 3 tipos de material: A cal que aparece no filme mostrado em aula é a cal cálcica (mais pura) e demora cerca de 6 meses para uma hidratação em um tanque ventilado. A cal magnesiana contém maior teor de impurezas (principalmente argila), que ajuda a demandar um tempo menos de hidratação (cerca de 48 horas) e ainda ajuda, conforme resposta da questão 11, a endurecer com água. A imagem abaixo explica porque a cal cálcica demora mais tempo para hidratar: a sua superfície específica é menor (0,85 m2/g)..
cal virgem cálcica: óxido de cálcio entre 100% e 90% dos óxidos totais presentes. cal virgem magnesiana: Teores intermediários de óxido de cálcio, entre 90% e 65% dos óxidos totais presentes cal virgem dolomítica: teores de cálcio entre 65% e 58% dos óxidos totais presentes. 15) Quais as diferenças entre a Cal Virgem e a Cal Hidratada? A cal virgem (CaO) é resultado de um processo de calcinação. Quando hidratada resulta de um processo de hidratação e consiste na fórmula Ca(OH) 2. 16) Como as Cales endurecem? As cales podem endurecer em contato com a água e o ar. A cal hidráulica também possui afinidade com o ar, mas a aérea depende do contato direto com o ar. 17) Como é a relação da cal e do gesso com a água e como isso pode ser aproveitado ou trazer problemas para as construções? As cales e o gesso são materiais com finura (superfície específica ou de contato) cerca de 10 vezes maior que a do cimento Portland; são materiais que absorvem água, portanto, com muita facilidade, alguns até prejudicando a sua função, como paredes externas de cal que não resistem tanto à chuva. O gesso também exige diversos tratamentos para ser utilizado em locais úmidos. Por outro lado, isso pode ser aproveitado para a regulação hidrotérmica, pois a facilidade do gesso e da cal de absorver e liberar água pode amenizar os extremos de temperatura nos ambientes, inclusive em situações de incêndios e ajudando a deixar o ambiente nem muito quente nem muito frio. 18) A cal e o gesso são materiais considerados mais sustentáveis sob alguns pontos de vista e prejudiciais ao meio ambiente sob outros pontos de vista, conforme explicado em aula. Explique com suas palavras essa afirmação e dê mais de um exemplo discutido em aula em cada caso: A cal possui uma temperatura de calcinação bem mais alta que o gesso (estudar sempre os slides de aula para saber as temperaturas de calcinação. A da cal é cerca de 1200 graus Célsius): nesse ponto, portanto, a cal é menos sustentável. Porém, a cal é biocida, o que impede a proliferação de microrganismos e tem um ciclo totalmente reaproveitável. O gesso tem como vantagem para a sustentabilidade a temperatura de calcinação menor para o uso na construção civil: menos de 200 graus Célsius (por isso o material é ligeiramente mais claro), mas não é biocida; pode exigir transporte, pois não existe em todo lugar, tem maior custo e os processos de reciclagem ainda são incipientes.
19) Explique a influência da superfície específica no comportamento dos aglomerantes e explique também com detalhes a influência do módulo de finura na utilização do gesso em revestimentos: Quanto maior a superfície específica, maior a superfície de contato com a água. Isso tanto pode facilitar a pega quanto, por outro lado, demandar uma mistura mais bem feita e um controle do tempo de pega. A mistura deve ser bem feita para que os grãos, quando finos e pequenos se atraem e grudam com muita facilidade uns aos outros impedindo a água de entrar pelo meio deles a não ser com uma boa mistura (o processo é semelhante ao que acaba deixando pedaços de farinha de trigo sem leite num bolo de 2 de assado). No cimento portland, por exemplo, ficam grãos de clinquer não hidratados em excesso quando a mistura é mal-feita. Quanto maior o módulo de finura, mais material fica retido nas peneiras da ABNT e, portanto, o material é mais grosso.gessofino para acabamento de revestimentos ou fundições de cerâmica tem, portanto, um módulo finura maior, conforme quadro da ABNT-NBR 13207: 20) Dê exemplos da diferença de utilização entre a cal hidráulica e a cal aérea: A cal hidráulica endurece pela ação da água e a aérea apenas com o ar. 21) Pesquise outras diferenças entre a cal hidráulica e a cal aérea (ex.: matéria prima etc.) A cal aérea é mais comum aqui no Brasil. Já a cal hidráulica é menos comum, pois sua matéria-prima é o calcário argiloso, mais difícil de encontrar aqui. 22) Explique a regulação higrotérmica de materiais como o gesso e a cal: Quando o ar está muito úmido, a cal e o gesso podem absorver essa umidade e, quando o ar está muito seco, os materiais podem liberar umidade. Essa regulação de umidade influencia na sensação térmica (de frio ou calor) que as pessoas sentem dentro de um ambiente. Assim, a água é material capaz de amenizar tanto o frio extremo, como o calor extremo: conforme explicado nas nossas aulas, isso vale também para temperaturas mais amenas em lugares com água e menos amenas em lugares sem água. De maneira mais profunda: a água ainda está um pouco mais quente que a terra quando o dia já esquentou e um pouco mais quente quando o dia já esfriou, pois sua capacidade de mudart de temperatura é mais lenta que a terra. Por isso, a água suaviza e ameniza tanto o calor quanto o frio extremos. 23) Com base nos filmes trazidos em aula, dê exemplos de placas de gesso para dry-wall: De acordo com a espessura: Blocos de gesso maciços (7 ou 10 cm) ou vazados (7 cm), sendo estes 25% mais leves que os maciços e que permitem menor altura e utilizados apenas em divisórias internas de distribuição.os mais leves são também melhores para apoiar sobre estruturas menos resistentes. De acordo com características/ locais de utilização: Blocos S ou Standart (de cor branca), utilizado em divisórias internas de distribuição (de cômodos do mesmo apto.) ou divisórias separativas entre um apto e outro. Blocos HIDRO (de cor azul clara), utilizados em áreas úmidas, como, por exemplo, banheiros, áreas de serviço, adegas, garagens, subsolos, cozinhas etc. e em revestimentos de banheiras, suportes de pias ou lavabos etc. São hidrófugos, ou seja, repelem a água. Possuem menos de 5% de absorção depois de 2 horas em contato com umidade. São utilizados também na primeira fileira das divisórias, que fica em contato mais direto com o solo úmido. Blocos GRG ( Glass Reinforced Gypsum =Gesso reforçado com vidro) (aditivados, com fibra de vidro e de cor verde clara). Utilizados em áreas sujeitas a cargas e/ou impactos generalizados de aglomeração de pessoas, como onde se penduram TVs,armários, em saguão de cinemas, corredores, hospitais etc.possuem também maior resistência ao fogo, pois esse drywall não descama. Bloco GRGH (de cor rosa claro). Tem as propriedades de resistência do GRG e as propriedades hidrófugas do HIDRO. Obs.: lembrar sempre que toda bibliografia promocional deve ser estudada com o senso crítico de quem conhece e questiona os materiais em suas vantagens e desvantagens.