Cal Hidráulica Natural ou Artificial

Os calcários são rochas sedimentares e, nessa condição, é comum conter impurezas. Quando a percentagem de argila excede a 25%, as cales produzidas são chamadas de hidráulicas. Essa denominação se justifica pelo fato de o endurecimento das argamassas acontecer, em parte, pela reação química com a água. Quanto maior for essa percentagem, maior é a hidraulicidade da argamassa. Isto é, a água toma maior importância nos efeitos de endurecimento da argamassa. A cal hidráulica pode ser também de natureza artificial, ou seja, preparada industrialmente, misturando-se a cal hidratada aérea com componentes hidráulicos, como o cimento Portland.

Oliveira (2011) classifica as cales hidráulicas, segundo o índice de hidraulicidade, conforme o Quadro 4 a seguir.

Quadro 4 – Índice de hidraulicidade

Classificação Teor de argila

(%)

Índice de

hidraulcidade Tempo de pega

Fracamente

hidráulicas 5 a 8 0,10 a 0,16 2 a 4 semanas

Medianamente

hidráulicas 8 a15 0,16 a 0,30 1 a 2 semanas

Francamente

hidráulicas 15 a 19 0,30 a 0,40 2 a 6 dias

Eminentemente

hidráulicas 19 a 22 0,40 a 0,50 ≤ 1 dia

Fonte: Oliveira (2011, p. 36).

O índice de hidraulicidade é dado pela fórmula de Vicat:

%SiO2 + %Al2O3 + %Fe2O3 I = ---

%CaO + %MgO

Fonte: Oliveira (2011, p. 36).

Dependendo da temperatura de calcinação, os compostos da argila basicamente (sílica e alumina) combinam-se com o cálcio, formando silicatos e aluminatos de cálcio, tornando-se insolúveis em água. Em geral, essa cal apresenta resistência superior às cales aéreas (KANAN, 2008).

A cal, como elemento aglomerante, tem sido utilizada em larga escala nas novas construções e, também, no restauro de obras antigas. Apresentam-se algumas aplicações:

 Argamassas decorativas: cornijas, estuques, decorações e pinturas;

 Argamassas de assentamento e de reconstituição de alvenarias: fundações, paredes, pisos. Aplicadas fluidas, podem

preencher vazios desgastados pelo tempo, e dá integridade estrutural aos elementos ligados;

 Argamassas de revestimento: rebocos, emboços, acabamentos, tendo como funções a estética e a proteção dos substratos.

2.5 METODOLOGIA PARA CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS PÉTREOS E ARGAMASSAS ANTIGAS

Os monumentos históricos, construídos, em grande parte, à base de argamassa de cal, quando da necessidade de serviços de restauração devem passar por critérios técnicos que demonstrem a compatibilidade físico-química dos materiais a serem empregados nos serviços. No caso de se usar materiais semelhantes, deve-se proceder com as análises que comprovem a compatibilidade granulométrica dos agregados, bem como a identificação da cal que foi utilizada. Não obstante, podem-se utilizar materiais diferentes, desde que possuam propriedades semelhantes àqueles presentes na construção.

No passado, a falta de meios para a caracterização de uma argamassa antiga foi o grande entrave para o sucesso de serviços de restauração. Hoje, com o avanço tecnológico, as composições granulométricas, a caracterização química dos seus elementos e os parâmetros físicos podem ser avaliados através de tecnologias, como: difração de raios X (DRX); análise termogravimétrica (ATG); microscopia óptica (MO); microscopia eletrônica de varredura acoplada à espectroscopia de raios X por dispersão de energias (MEV-EDS); espectrofotometria de absorção atômica (EAA); potenciometria; gravimetria; absorção de água por capilaridade; resistência mecânica e porosimetria de intrusão de mercúrio, etc.

Dentro desse contexto, pode-se referir à metodologia desenvolvida pelo Laboratório Nacional de Engenharia Civil – LINEC, em Portugal, para à caracterização de amostras. Na Figura 26, vê-se a sequência das etapas de caracterização de amostras, começando pela estufa e submetendo-a à temperatura de 40ºC. Após a secagem, uma primeira observação é feita à lupa binocular (7.5x – 120x). Em seguida, procede-se com a análise química Via Úmida, separando-se a fração solúvel do resíduo insolúvel. Para a fração solúvel, é determinado o teor de

sais solúveis e a composição química do ligante; e, para o resíduo insolúvel, é calculado o teor do agregado e procedida a análise granulométrica. Sequencialmente, realizam-se ensaios microestruturais, de absorção de água por capilaridade, de resistência mecânica e de porosidade. Em seguida, apresentam-se alguns desses ensaios, que são realizados pela Universidade Federal da Bahia (UFBA) e pela Universidade Federal da Paraíba (UFPB).

Amostra Secagem a 40ºC Observação à lupa binocular (7.5x – 120x)

Figura 26 – Metodologia LNEC (Laboratório Nacional de Engenharia Civil, Portugal) utilizada na caracterização de argamassas antigas.

Fonte: Adaptado de Veiga et al. (2001).

a) Difração de raios X

A difatometria de raios X é uma das técnicas de muita utilidade na caracterização da microestrutura de materiais cristalinos. Ciências envolvidas com esses materiais, como geologia, engenharia civil, mineralogia, metalurgia, engenharia de minas, engenharia química e outros ramos correlatos, tiveram grandes avanços através do seu uso. No caso das argamassas, consegue-se identificar os componentes do agregado e do aglomerante e, assim, rastrear a

existência de materiais pozolânicos e de alteração (CHIARI; TORRACA; SANTARELLI, 1996).

b) Termogravimetria e Análise Térmica Diferencial (ATG)

Esta técnica complementa e refina a identificação mineralógica, possibilitando a determinação dos diversos teores dos minerais encontrados nas argamassas históricas. Possibilita a distinção entre os vários compostos de cálcio e magnésio, quantifica os carbonatos de cálcio e de magnésio e faz a caracterização do tipo de aglomerante.

c) Análise granulométrica e química dos agregados

A análise granulométrica dos agregados reveste-se de muita importância, principalmente quando se está trabalhando em obras de restauro com argamassas históricas. A compatibilidade percentual dos diâmetros dos grãos na distribuição analítica entre o agregado da argamassa existente e a de teste vai influir, positivamente na analogia do reparo. A análise química, por via úmida, possibilita a estimativa entre o teor de aglomerante e o de agregados de natureza não calcária.

d) Microscopia ótica com luz refletida

Essa observação em pequeno aumento possibilita a identificação de alguns minerais e rochas, ou o grupo a que pertencem, e fornece informação sobre o estado de alteração. Permite o conhecimento de texturas superficiais e subsídios para se conhecer algumas características de areias como grau de rolamento e esfericidade.

e) Microscopia ótica de transmissão

Neste processo, utiliza-se o microscópio petrográfico. Lâminas delgadas de argamassas antigas, quando observadas, permitem determinar os constituintes mineralógicos, inclusive aditivos orgânicos e inorgânicos, como materiais pozolânicos e formação de minerais secundários como sais. Fornece também as

relações texturais/espaciais entre os componentes da argamassa (porosidade, presença de fissura).

f) Microscopia eletrônica de varredura

Este recurso tecnológico de microscopia soma-se aos demais já descritos, permitindo ao observador, em análise de argamassas históricas, obter detalhes dos constituintes dos aglomerantes, dos agregados, dos compostos formados, e observar suas formas, texturas, tamanhos e distribuição na argamassa.