Aglomerantes na Construção Civil: Gesso, Cal e Cimento Portland

Aglomerantes

Materiais pulverulentos que, misturados com água, formam uma pasta capaz de unir agregados, endurecer e adquirir resistência mecânica.

Classificação dos Aglomerantes

• Quimicamente Ativos: Reagem quimicamente com a água ou com o CO₂ do ar para endurecer.
  • Aéreos: (Gesso, Cal Aérea) - Endurecem em contato com o ar e não resistem à água após endurecidos.
  • Hidráulicos: (Cal Hidráulica, Cimento Portland) - Endurecem em contato com a água e mantêm sua resistência mesmo submersos.
• Inertes: Não reagem quimicamente, mas atuam como ligantes físicos.
  • Argila
  • Betuminosos

Gesso

Também conhecido como Gipsita (CaSO₄ - Sulfato de Cálcio).

Fórmula de desidratação: CaSO₄·2H₂O + (160-250°C) → CaSO₄·½H₂O + 3/2H₂O

Fabricação

Extração → Britagem → Queima → Moagem

Resistência: 10 MPa

Utilidade: Moldagem

Cal Aérea

Obtida a partir do Calcário (CaCO₃ - Carbonato de Cálcio).

Reação de Calcinação: CaCO₃ + 898°C → CaO + CO₂

Reação de Extinção: CaO + H₂O → Ca(OH)₂

Reação de Carbonatação (Endurecimento): Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

Velocidade de Extinção da Cal Aérea

• Extinção Rápida: Menos de 5 minutos
• Extinção Média: Entre 5 e 30 minutos
• Extinção Lenta: Mais de 30 minutos

Aglomerantes Hidráulicos

Cal Pozolânica

Qualquer material sílico ou sílico-aluminoso que reage com Ca(OH)₂ para formar C-S-H (Silicato de Cálcio Hidratado).

É uma mistura de cal aérea e pozolana.

Cal Metalúrgica

Mistura de cal aérea com escória de alto-forno.

Cal Hidráulica

Obtida pela calcinação de rochas calcárias que contenham uma porção de material argiloso.

Cimento de Pega Rápida e Cimento de Pega Normal

Cimento Portland

Material pulverulento, constituído de silicatos e aluminatos de cálcio que, ao serem misturados à água, hidratam-se e promovem o endurecimento da massa, oferecendo elevada resistência mecânica. O cimento resulta da moagem do clínquer, obtido pelo cozimento até a fusão incipiente da mistura de calcário e argila.

Descoberta

Por Joseph Aspdin, que observou uma rocha arenosa muito utilizada em Portland (Inglaterra).

Matérias-Primas

• Calcário: Calcita
• Argila: Silicato de Alumínio Hidratado
• Gesso: Gipsita

Fabricação

Extração da Matéria-Prima → Britagem do Calcário → Dosagem da Mistura Crua → Moagem e Mistura → Homogeneização → Clinquerização → Esfriamento → Adições Finais → Ensacamento.

O processo de fabricação pode ser realizado por Via Úmida ou Via Seca. Na Via Úmida, as matérias-primas são dosadas com água e vão ao forno sob a forma de pasta. Na Via Seca, a mistura é feita em pó. No Brasil, a produção é predominantemente por Via Seca, sendo mais econômica.

Composição Química

CaO - SiO₂ - Al₂O₃ - Fe₂O₃ - MgO - SO₃

• Silicato Tricálcico (C₃S): 3CaO·SiO₂
• Silicato Dicálcico (C₂S): 2CaO·SiO₂
• Aluminato Tricálcico (C₃A): 3CaO·Al₂O₃
• Ferroaluminato Tetracálcico (C₄AF): 4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃

Propriedades dos Compostos

C₃S (Silicato Tricálcico): Composto essencial do cimento, responsável pela resistência inicial. Reage em poucas horas em contato com a água, liberando grande quantidade de calor (exotérmico).

C₂S (Silicato Dicálcico): Pega lenta e resistência fraca até os 28 dias. Apresenta baixo calor de hidratação.

C₃A (Aluminato Tricálcico): Pega instantânea, com altíssimo calor de hidratação e baixa resistência. Sua quantidade deve ser pequena. A presença da alumina é importante na fase de produção do cimento, pois age como fundente, facilitando a formação do clínquer a temperaturas mais baixas.

C₄AF (Ferroaluminato Tetracálcico): Pega rápida, mas não instantânea. Apresenta baixa resistência, mas tem a vantagem de o Fe₂O₃ atuar como fundente e também fixar parte da alumina, melhorando o desempenho.

Clínquer

• Silicatos:
  • C₃S: Alta resistência inicial e alto calor de hidratação.
  • C₂S: Baixa resistência inicial e baixo calor de hidratação.
• Aluminatos:
  • C₃A
  • C₄AF

C-S-H (Silicato de Cálcio Hidratado)