Requisitos e Características de Argamassas de Cal: Literatura e Aplicações, Resumos de Construção

Baixe Requisitos e Características de Argamassas de Cal: Literatura e Aplicações e outras Resumos em PDF para Construção, somente na Docsity!

A Cal

na

Construção

Ana Zulmira Gomes Coelho

F. Pacheco Torgal

Said Jalali

Guimarães 2009

Prefácio

O bom conhecimento dos materiais de construção é um requisito fundamental para promover quer a qualidade quer mesmo a sustentabilidade da indústria da construção. Contudo a formação académica ao nível dos cursos de engenharia civil tem dado muito mais relevo a outras questões como o cálculo estrutural e outro, relegando para um plano secundário a abordagem do conhecimento dos materiais de construção.

De acordo com as últimas estatísticas o nosso país possui aproxidamente 5, milhões de edifícios, sendo que destes 500.000 se encontram desocupados, a problemática da reabilitação assume neste contexto uma importância crucial. No caso dos materiais de construção um tal cenário vem reposicionar o seu papel, porquanto implica um conhecimento mais profundo das suas propriedades, do seu comportamento ao longo do tempo e da compatibilidade entre diferentes materiais. De facto a utilização do cimento em obras de reabilitação de forma indiscriminada e pouco criteriosa tem sido responsável por inúmeros insucessos. Relegada para um papel secundário, desde o aparecimento do cimento há quase um século, a cal retoma assim actualmente uma importância que conheceu desde os primórdios da civilização humana.

Nesse sentido o presente trabalho pretende contribuir ainda que de forma modesta para sintetizar um conjunto de informações técnicas e científicas sobre a cal de construção, as quais se pensa poderem ser úteis quer aos estudantes quer aos técnicos que diariamente lidam com este material. O trabalho encontra-se estruturado em vários capítulos, nos quais se destacam os dois últimos, versando respectivamente sobre as propriedades e a durabilidade das argamassas de cal, como também sobre a importância da cal na reabilitação de edifícios. Faço por isso votos para que o presente trabalho, possa ser útil aos seus leitores e contribuir para uma construção com mais qualidade.

Said Jalali

Universidade do Minho

ÍNDICE

• Prefácio
• 1 A Cal
• Enquadramento Histórico
• Tipos de Cal de Construção
• 2 Produção da Cal
• Processo de fabrico
• Cal Aérea
• Cal Hidráulica
• Normalização
• Fornecimento, Recepção e Armazenamento
• 3 Requisitos da Cal
• Requisitos Físicos e Mecânicos
• Requisitos Quimicos
• 4 Aplicações da Cal
• Argamassas e Betões
• Pinturas
• Estabilização de Solos
• Blocos de Terra Comprimidos (BTC)
• Revestimentos Betuminosos
• 5 Argamassas com Cal: Propriedades e Durabilidade
• Endurecimento
• Trabalhabilidade
• Retenção de Água
• Retracção
• Resistência à compressão
• Ductilidade
• Módulo de Elasticidade
• Porosidade, Capilaridade e Permeabilidade ao Vapor de água
• Resistência à Acção de Sais Solúveis
• 6 A Cal na Reabilitação de Edificios
• Considerações Gerais
• Caracterização das Argamassas Antigas
• Argamassas de Restauro à base de Cal
• 6 Referências
• 7 Indice de Figuras
• 8 Indice de Tabelas

A Cal

Enquadramento Histórico

Tipos de Cal de Construção

A Cal na Construção 11

Enquadramento Histórico

O homem terá descoberto a cal, possivelmente, no início da Idade da Pedra – no Período Paleolítico (Silva, 2006). Existem indícios da utilização da cal em algumas zonas da actual Turquia que remontam a um período entre 12000 a 5000 A.C (Miller, 1999; Elsen, 2006). Ruínas com solo argiloso estabilizado com cal, foram encontradas na construção da Pirâmide de Shersi no Tibet que datam de 5000 A.C. Alguns autores referem casos concretos de utilização da cal que datam de 4000 A.C (Boynton, 1980; Zacharopoulou, 1998). Análises feitas nos materiais utilizados no revestimento das câmaras da Pirâmide de Quéops e nas juntas dos blocos de calcário e granito da Pirâmide de Quéfren também revelaram a presença de cal (Cowan, 1977; Guimarães, 2002) (Figura 1.1).

Figura 1.1: Pirâmides de Quéops e Quéfren (2600 – 2550 A.C.)

Por volta de 1500 A.C. a violenta erupção do vulcão Thera que destruiu parte da ilha Santorini (Figura 1.2), foi responsável pelo aparecimento de vastas quantidades de cinzas. Alguns autores estimam que a quantidade de cinzas expelida nesse evento vulcânico possa ter sido da ordem dos 60 Km cúbicos.

A Cal na Construção 13

Figura 1.3: Grande muralha da China (700 – 500 A.C)

Alguns autores referem descrições sobre o fabrico da cal na Civilização Romana, “ este será o sinal que indica que a cal já está cozida: as pedras que estão por cima devem estar queimadas e as do fundo, já cozidas, começam a cair além disso o lume do fogo deitará menos fumo ” (Ribeiro e Lopes, 2007). Os mesmos autores, citam recomendações sobre a necessidade de intercalar pedra calcária e material combustivel a fim de se conseguir uma cozedura mais homogénea. Foram ainda os Romanos que desenvolveram as primeiras grandes aplicações da cal em geotecnia, nomeadamente com o objectivo de procederem à secagem dos terrenos e à aplicação de um ligante de fixação das lajes às plataformas, por onde passavam algumas das suas monumentais estradas, como foi o caso da construção da Via Ápia (Figura 1.4).

14 A Cal

Figura 1.4: Via Ápia (350 A.C.)

A actividade vulcânica do Vesúvio cuja violenta erupção de 79 D.C. cobriu com um manto de cinzas, com 2 a 7 metros de espessura, as cidades de Pompeia e Herculano, contribuiu com pozolanas naturais em abundância para o fabrico de argamassas romanas. Contudo os Romanos já conheciam a influência das pozolanas artificiais ( testa e carbunculus ), no bom desempenho das argamassas, não estando por isso as suas obras condicionadas à abundância local de pozolanas naturais, como acontecia em locais do Império Romano, longe de qualquer actividade vulcânica. Vitruvius refere a este propósito, “ a utilização de cerâmica cozida em forno, moida e passada em crivo ” no sentido da obtenção de argamassas resistentes e duráveis (Margalha, 2008). Obras como o Coliseu, o Panteão ou o aquedutos Pont du Gard (no Sul de França), espelham bem a durabilidade das argamassas Romanas à base de cal e de pozolanas (Figuras 1.5 - 1.7).

16 A Cal

A partir do fim do Império Romano e durante a Idade Média o uso de argamassas à base de cal irá vulgarizar-se. No entanto o custo de produção daquele ligante irá reflectir-se na execução de argamassas com memor quantidade deste ligante e logo com menor qualidade. No séc. XVIII assiste- se à instauração dos Califados arábes na Península Ibérica cujas técnicas construtivas intoduzem na Europa as argamassas à base de gesso (Alvarez et al., 2005).

A partir dessa altura passam a utilizar-se argamassas à base de gesso e cal com aditivos variados onde se destacam as gorduras vegetais e animais. A utilização do gesso em conjunto comn a cal permitia por um lado reduzir a retracção associada à cal e por outro lado aumentar o baixo tempo de presa que está associado ao gesso.

Até ao sec. XX, a cal adicionada a pozolanas ou ao gesso, constituiu o ligante mais utilizado ao nível da construção civil. Contudo com a descoberta do cimento portland a utilização da cal na construção entrou em declínio, porquanto o novo ligante endurecia mais rapidamente permitindo o encurtamento dos prazos das obras e apresentava além disso desempenhos mecânicos muito superiores aos das argamassas à base de cal.

Mais recentemente, tem se vindo a constatar que o cimento portland não é afinal a receita milagrosa que inicialmente se pensava ser, sendo inclusive responsável por vários problemas nomeadamente ao nível da reabilitação de edificios, onde são frequentes as patologias associadas ao facto da sua utilização ser quimicamente incompatível com argamassas à base de cal, ser também responsável pela intodução de sais solúveis, ser pouco permeável e apresentar um elevado módulo de elasticidade, que é incapaz de acomodar as deformações das alvenarias. As argamassas à base de cal ganham assim neste contexto e neste campo particular uma nova actualidade que importa compreender e fomentar.

A Cal na Construção 17

Tipos de Cal de Construção

Segundo a Norma NP EN 459-1:2002, pode-se definir cal como um material abrangendo quaisquer formas físicas e químicas, sob as quais pode aparecer o óxido de cálcio (CaO), o óxido de magnésio (MgO) e ou hidróxidos de cálcio e magnésio (Ca(OH) 2 e Mg(OH) 2 ). De acordo com a referida norma, existem diferentes tipos de cal de construção, destacando-se nestes a cal aérea e a cal hidráulica (Paulo, 2006) (Figura 1.8).

Figura 1.8: Tipos de cal de construção (NP EN 459-1:2002)

Em que: dp (pó seco); sl (leite ou calda de cal); lu (cal viva em pedações); pu (pasta de cal).

Cal de Construção

Cal hidráulica Cal aérea Cal hidráulica natural NHI dp

Cal hidráulica HL dp

Cal cálcica CL

Cal dolomítica DL

Cal semi- hidratada dp

Cal totalmente hidratada dp

Cal viva dp,lu Cal hidratada dp, sl, pu

A Cal na Construção 19

Cal Hidráulica Natural com Material Adicional (Z): produto que pode conter materiais pozolânicos ou hidráulicos apropriados, adicionados até 20% em massa.

Cal hidráulica (HL): cal constituída principalmente por hidróxido de cálcio, silicatos de cálcio e aluminatos de cálcio. A cal hidráulica possui a propriedade de ganhar presa e endurecer debaixo de água. O dióxido de carbono atmosférico também contribui para o seu endurecimento por reacção com o hidróxido de cálcio. Nalguns países é também designada cal hidráulica artificial.

A cal hidráulica difere da cal aérea por ser obtida de calcários não puros, i.e, com percentagens variáveis de argilas (Tabela 1.1).

Tabela 1.1: Classificação de calcários de acordo com o teor de carbonato de cálcio (Sequeira et al., 2007)

Tipo de calcário (^) % de CaCO 3 Calcário Rico 96 - 100 Calcário Margoso 90 - 96 Marga Calcária 75 - 90 Marga 40 - 75 Marga Argilosa 10 - 40 Argila Margosa 4 - 10 Argila 0 - 4

Vicat definiu o índice de hidraulicidade, como a quantidade de óxidos das argilas (SiO 2 , Al 2 O 3 ) sobre a quantidade de óxidos presentes nos calcários (CaO). Mais recentemente o índice de hidraulicidade foi definido como o quociente entre a quantidade de óxidos das argilas (SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 ) e a quantidade de óxidos presentes nos calcários (CaO + MgO) (Aguiar, 2007).

Geralmente, as variedades de cal aérea classificam-se relativamente à sua composição química básica e ao respectivo rendimento em pasta.

20 A Cal

De acordo com a composição química, a cal pode apresentar-se sob duas formas: a cal cálcica e a cal magnesiana (ou dolomítica). A primeira, com um mínimo de 75% de CaO, e a segunda, com um mínimo de 20% de MgO, devendo sempre a soma de CaO com MgO ser superior a 95%. Os componentes argilosos SiO 2 , Al 2 O 3 e Fe 2 O 3 devem somar no máximo 5%. A proporção residual de CO 2 deve ser inferior a 3%, quando a amostra é retirada do forno de calcinação, e inferior a 10%, quando é retirada de outro local.

Enquanto as cais aéreas são classificadas de acordo com o seu teor de (CaO + MgO), as cais hidráulicas classificam-se de acordo com a sua resistência mínima de compressão aos 28 dias. Uma cal cálcica é referenciada pelas letras CL, já uma cal dolomítica aparece associada às letras DL (Tabela 1.2).

Tabela 1.2: Tipos de cal utilizadas na construção de acordo com a hidraulicidade (NP EN 459 – 1: 2002) Hidraulicidade Designação Notação

Não hidraúlicas

Cal Cálcica 90 CL 90 Cal Cálcica 80 CL 80 Cal Cálcica 70 CL 70 Cal Dolomítica 85 DL 85 Cal Dolomítica 80 DL 80

Hidraúlicas

Cal Hidraúlica 2 HL 2 Cal Hidraúlica 3,5 HL 3, Cal Hidraúlica 5 HL 5 Cal Hidraúlica Natural 2 NHL 2 Cal Hidraúlica Natural 3,5 NHL 3, Cal Hidraúlica Natural 5 NHL 5 Segundo o critério do rendimento em pasta, a cal apresenta duas variedades: a cal gorda e a cal magra. O rendimento em pasta define o volume de pasta de cal obtido com uma tonelada de cal viva. Essa pasta é uma suspensão do tipo coloidal, obtida na operação de extinção da cal viva. Do ponto de vista económico, é essencial o conhecimento do rendimento em pasta, pois o