Tecnologia dos aglomerantes
Marco Antônio de Morais Alcantara
Apresentação
dos aglomerantes
Aglomerantes são materiais que são utilizados para unir, ou "aglomerar", outros materiais, como no caso das colas, do
cimento, do asfalto ou até mesmo da argila.
Estes foram desenvolvidos ao longo da história, em grande
parte devido aos contatos do homem com os materiais da natureza, da percepção
das propriedades químicas e físicas destes, e sobretudo do desenvolvimento tecnológico. Os
primeiros aglomerantes conhecidos pela humanidade foram certamente o barro e o betume, quimicamente
inativos, seguindo-se então pelos aglomerantes quimicamente ativos aéreos, como são os casos da cal e do gesso, e então pelos aglomerantes hidráulicos, inicialmente os formados pela
mistura da cal com a pozolana, seguindo-se pela cal hidráulica natural, e finalmente, pela cal hidráulica artificial
e o cimento de pega rápida.
Das modificações no cimento de pega rápida com relação à composição e à
temperatura de fabricação, chegou-se ao cimento
Portland de pega normal.
No começo, não havia ainda muitos recursos da tecnologia, e,
provavelmente, como sugerido, as propriedades aglomerantes da argila foram as que primeiro foram percebidas. Sabe-se que esta pode sofrer modificações em
sua condição de plasticidade, em função do teor de umidade, de modo que esta pode ser
moldada e manuseada facilmente enquanto úmida, e após a secagem, apresentar um
ganho de resistência mecânica (e de retração também). Caso esta volte a ser
umedecida, poderá tornar-se plástica novamente. Com o passar dos tempos, e não
se sabe quando precisamente, percebeu-se também que alguns materiais sofriam transformações
quando submetidos à ação do fogo e da umidade, transformações estas com caráter
irreversível. Pela observação do que acontecia na natureza, o homem começou a
produzir materiais com propriedades aglomerantes por atuação química, como nos casos do gesso e a cal aérea.
O termo aérea se refere ao fato de
que estes aglomerantes dependem da presença do ar para dar a pega; e ainda, estes
aglomerantes não tem grande resistência à ação
de dissolução da água. Pega é o
processo químico que confere o ganho de
resistência ao aglomerante.
Em continuidade à história dos aglomerantes aéreos, tem-se o fato de que os romanos
perceberam que uma determinada cinza vulcânica, procedente da localidade de Pozzouli
(na Itália ), quando adicionada à cal, contribuía para que se produzisse argamassas que eram capazes de ganhar resistência
mecânica mesmo quando imersas, e de apresentar também resistência a ação de
dissolução da água, a longo prazo.
Estes materiais foram apelidados de “pozolanas”,
e ainda hoje, quando determinado material goza das mesmas propriedades que aquelas cinzas vulcânicas, recebe
esta denominação.
Os gregos também tinham as terras de “Santorim”, e do rio Danúbio se conheceu o “Trass”, ambos também materiais “pozolânicos”.
Os aglomerantes “hidráulicos” são os
que podem dar pega mesmo sob água, imersos, e apresentam resistência à ação de dissolução desta. Percebeu-se
também que, não eram apenas as misturas de cal e pozolana que poderiam apresentar propriedades de hidraulicidade. Descobriu-se que de algumas jazidas de
calcáreo contendo determinados teores de argilas em sua composição, se produziam cales que também apresentavam propriedades hidráulicas. Era a então a “cal hidráulica natural”. O termo natural se refere ao fato de ser
produzido o material a partir de uma só matéria prima, o calcáreo argiloso.
A curiosidade foi então despertada sobre este assunto, surgiram
manipulações em laboratório, e em aproximadamente no ano de 1800, alguém chamado Vicat,
na França, confirmou, através de manipulações de laboratório que, o que conferia hidraulicidade aos aglomerantes
hidráulicos, tais como a cal hidráulica, era a presença conjunta do calcáreo e da
argila no cozimento. Mais tarde, na Holanda se fez a mesma confirmação.
Uma
mistura que reúne dois tipos de matéria prima no cozimento é conhecida como um “aglomerante artificial”.
Seguiu-se então para a fabricação da “cal hidráulica artificial”, e do “cimento de pega rápida”, chegando-se ao “cimento de pega normal”. Todos estes são
resultantes da cozedura de misturas previamente preparadas de materiais
calcáreos e argilosos
O processo de fabricação do cimento foi então otimizado, a partir de que algumas coisas foram percebidas. Quando o calcáreo e a argila são
cozidos, à temperatura da fabricação da cal próximo a 900 0C,
é produzido o CaO (óxido de cálcio, cal virgem)
e parte da argila interage com a cal, formando compostos com ação cimentantes. Mas, com a elevação da temperatura no processo de cozimento, até a fusão incipiente, formam-se
nódulos resultantes da fusão dos óxidos de ferro, da sílica e da alumina do solo,
chamados de “clinquer” pela
literatura do cimento. Verificou-se, pois, que estes nódulos, quando moídos à finura do
cimento, apresentam reação eficiente como um aglomerante hidráulico. Estes são na verdade os elementos ativos do atual cimento Portland.
Mais tarde, se verá
que, com um teor menor de argila na composição, e a utilização de temperaturas
mais elevadas na fabricação, obtém-se cimentos mais bem comportados com relação
ao tempo de pega. Como já foi dito, a evolução dos aglomerantes vem do contato do
homem com os materiais da natureza, e acompanhou o desenvolvimento tecnológico da humanidade,
visto que para a produção de cimentos se requer fornos adequados, equipamentos de moagem, e grande consumo de energia.
Os aglomerantes devem apresentar boa resistência mecânica, conforme a sua
atuação específica; devem ser duráveis;
econômicos quanto à utilização;
devem oferecer boas propriedades ao conjunto, e ser de fácil manuseio. O tempo de pega é muito
importante, pois, quando esta se inicia, o processo de endurecimento e a perda de
plasticidade já podem também se manifestar, dificultando-se então a aplicação, ou comprometendo as
características favoráveis do material.
O tempo de pega é importante, assim como, o mecanismo pelo qual ela ocorre; é significativo não só para os
primeiros momentos, mas para toda vida útil do material.
Finalmente, vamos relembrar a classificação dos aglomerantes que foi
levantada até aqui. Estes podem ser:
a) Quimicamente inativos como a
argila;
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b) quimicamente ativos, como o
gesso, a cal, e o cimento Portland;
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c) aéreos, como o gesso ou a cal
aérea;
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d) hidráulicos, como a cal
hidráulica e o cimento Portland;
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e) naturais, como a cal hidráulica
natural;
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d) artificiais; como a cal
hidráulica artificial e o cimento Portland.
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Outras informações você poderá encontrar em: PETRUCCI, E.G.R Materiais de Construção Rio de Janeiro, Editora Globo, 1993 VERÇOSA, E,J Materiais de construção Porto Alegre, PUC-EMMA, Vol 1, 1983 BAUER, L.A Materiais de construção Rio de Janeiro, LTC, Vol 1, 2001 
Marco Antônio de Morais Alcantara
é Engenheiro Civil formado pela Universidade Federal de São Carlos-BR, com
ênfase em Engenharia Urbana (1986); Mestre em Engenharia Civil, área de
concentração em Geotecnia, pela Universidade Federal de Viçosa-BR (1995); Master
Génie Civil, Matériaux et Structures, pelo Institut National des Sciences
Appliquées de Toulouse-FR (2001); Docteur Génie Civil, Matériaux et Structures,
pelo Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse-FR (2004); e tem pós-doutorado em Estruturas pela
Universidade do Porto-PT (2012). É docente da FEIS/UNESP desde 1987.
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