Tecnologia dos aglomerantes
Marco Antônio de Morais Alcantara
Marco Antônio de Morais Alcantara
A Engenharia Civil se constitui em
um grande instrumento para a sociedade, dada a sua marcante atuação na solução
de grandes problemas relacionados a criação de infraestrutura básica, ao
abastecimento de recursos para a sobrevivência humana, e ao favorecimento do
aproveitamento dos recursos naturais. Para tanto, tem um repertório técnico, do
qual grande parte teve início no exercício daqueles que, dentro de suas
funções, se depararam com alguns encargos particulares, e cujas experiências
nestes trabalhos resultaram em contribuições para o meio técnico. Dentro do
campo dos aglomerantes, registra-se o contato dos romanos com as cinzas de
vulcão de Pozzouli, as quais, adicionadas a cal, conferiram às argamassas ganho
de resistência mecânica, mesmo sob água, e resistência à dissolução desta. Na Inglaterra
Smeaton, em 1756, constatou que calcáreos procedentes de Aberthaw, condado de
Clamorgan, contendo certa quantidade de argila, se revelaram capazes de produzirem cales com propriedades hidráulicas, tendo sido esta utilizada com
pozolana para a construção de um farol. Parker,
também na Inglaterra, em 1796,
registrou a patente de um cimento à base de materiais calcáreos e argilosos,
denominado por “cimento romano”, e em 1800,
na França, Vicat investigou a
influência dos compostos argilosos nas propriedades hidráulicas dos
aglomerantes, e concluiu que aglomerantes com diferentes graus de
hidraulicidade e tempo de atuação como aglomerante podem ser produzidos a
partir de diferentes teores de argila na mistura. Pode-se ainda falar da
experiência de Aspdin, em 1824, na Inglaterra, produzindo um material intitulado por cimento Portland,
e também do cimento da região de Vassy, produzido na França em 1830.
Verificou-se com o tempo que o teor de
argila em composição, e a temperatura
de cozimento, eram significativos para a produção dos cimentos de pega normal.
Os objetivos da unidade consistem
em apresentar os mecanismos para o ganho de resistência mecânica dos
aglomerantes hidráulicos, e a transição ocorrida desde os casos da cal
hidráulica até ao cimento de pega normal.
Os aglomerantes hidráulicos
Quando
foram apresentadas as cales aéreas, falou-se do mecanismo do ganho de
resistência com base no processo de recarbonatação, quando o hidróxido de
cálcio se combina com o gás carbônico do ar, para a formação do carbonato de
cálcio. Uma pergunta se faz: E no caso da cal hidráulica, o que tinha esta de
especial?
A explicação para os mecanismos do
ganho de resistência da cal hidráulica já começa desde o momento da fabricação desta.
Quando a argila e o calcáreo são cozidos juntos, à temperatura de aproximadamente
900oC,
parte do óxido de cálcio (CaO), posto em liberdade, se combina com componentes
argilosos, formando compostos que são conhecidos como silicatos e aluminatos de
cálcio. Sabe-se que estes compostos se hidratam, após a adição de água, com a formação de compostos cimentantes. Por outro lado, a cal que não se combinou com a
argila continua a ser cal aérea, apresentando ganho de resistência pelo mesmo
processo já citado.
Uma problemática existe
sobre este aspecto, referente ao da cal hidráulica. Nos casos mais simples, a extinção da cal (CaO) presente no
material pode ser efetuada pela adição de quantidades adequadas de água na
mistura, e o processo de extinção pode ainda ser aproveitado para a pulverização da mistura, quando esta, ávida por água, se extingue liberando energias que fissuram a
massa total de aglomerante. Dentro da visão deste processo, a relação entre materiais argilosos e os de cal assume um papel fundamental para a sua eficiência, e se
situa em torno de 0,5. Aumentando-se
a porcentagem do material argiloso, têm-se a possibilidade da água não ter acesso
rápido a determinada parte da cal, de modo que esta vem a ser extinta em tempo
posterior à aplicação, fissurando a massa.
Neste caso, se aumentada a
temperatura de cozimento até próxima da temperatura de fusão, haverá uma combinação maior
dos elementos formando componentes ativos cimentantes. A cal deverá estar
na maior parte combinada, de modo que não deverá mais haver tanta cal livre para liberar energia e promover a
pulverização do material, e, a formação de nódulos duros deverá ser predominante, de
modo que agora será necessário o processo de moagem do produto final da cozedura,
para a obtenção do aglomerante.
O conteúdo de aluminatos de cálcio será agora maior. Estes são os principais responsáveis pelo inicio de pega, em
razão de liberarem maior calor de hidratação, O cimento nestas condições se
torna de pega rápida. No caso, a relação
entre os materiais argilosos e os de cal poderia situar-se entre 0,6 e 0,8.
Está-se caminhando na direção de
se obter um cimento de pega mais lenta. Nestes casos, a tendência é a de se ter
um cimento praticamente isento de
cal livre, e com menor quantidade de
aluminatos de cálcio, este foi o segredo para se chegar à pega mais lenta.
O cimento será então resultante da moagem do “clinquer”
produzido por este processo de fabricação, adotando-se o menor conteúdo de argila compatível com a sua participação na formação dos componentes ativos, e com o menor teor de aluminatos, compatíveis com a pega mais lenta. A temperatura de cozimento também teve um papel significativo de modo a se poder promover a combinação da cal com os minerais da argila com mais eficiência. Para o caso do cimento Portland, ainda se considera a moagem de sulfato de cálcio (gesso) juntamente com o clinquer, de modo a se alcançar a pega em tempo compatível.
Outras informações você encontrará em:
PETRUCCI, E.G.R Materiais de Construção Rio de Janeiro, Editora Globo, 1993
VERÇOZA, 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
VERÇOZA, 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.
