HISTÓRICO DO ADITIVO RETARDADOR DE PEGA 33

As primeiras pesquisas a respeito de aditivos retardadores no gesso foram realizadas na década de 1950. Enquanto eram realizados estudos sobre o processo de hidratação de gesso, Cunningham, Dunham e Antes (1952) estudaram também o efeito do ácido cítrico e de um aditivo comercial à base de pelos de porco, ou seja, à base de proteína. Os aditivos apresentaram- se como retardadores de pega eficazes, e os autores explicaram essa ação afirmando que as grandes moléculas de proteínas foram absorvidas pelo hemi-hidrato, reduzindo a solubilidade e a saturação do meio. Por ser mais lenta a reação, cristais de formatos mais regulares foram formados.

Ridge e Surkevicius (1961a, b) estudaram aditivos aceleradores e retardadores de pega. Os retardadores de pega estudados foram: albumina de ovo, hexametafosfato de sódio, acetato de

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cálcio, bórax, borato de cálcio, citrato de sódio, sacarose e um aditivo retardador vendido comercialmente. Na primeira parte do trabalho, os aditivos foram estudados separadamente e, na segunda, analisou-se a interação de aditivos retardadores juntamente com aceleradores de pega. Todos os materiais, quando testados separadamente, geraram retardo do tempo de pega do gesso, com exceção da sacarose, que não exerceu alteração na hidratação.

Combe e Smith (1964, 1965, 1966) iniciaram uma série de pesquisas voltadas para adição de ácidos orgânicos e sais ao gesso. Os aditivos testados na primeira parte da pesquisa foram: ácido acético, acetato de potássio e acetato de cálcio. Todos os aditivos aumentaram o tempo de pega da pasta de gesso. Entre eles, o aditivo que apresentou maior eficiência foi o acetato de cálcio, e o menos eficiente foi o ácido acético. Em relação à resistência à compressão, todos os aditivos provocaram queda na propriedade, sendo o acetato de cálcio o que menos afetou o gesso no estado endurecido.

Na segunda parte do trabalho, os aditivos estudados foram: ácido tartárico, tartarato de potássio e tartarato de cálcio. Para que o ácido tartárico alterasse o tempo de pega, foi necessário adicionar altas doses do aditivo e, por isso, a resistência mecânica do gesso com este ácido foi relativamente reduzida. O tartarato de potássio atuou como retardador de pega eficiente em pequenas dosagens; entretanto, ao se aumentar o teor do aditivo, o sal se tornou um acelerador de pega. Por necessitar de pequenas doses para alterar o tempo de pega do gesso, o aditivo reduziu pouco a resistência à compressão. O tartarato de cálcio foi pouco eficiente e reduziu mais a resistência à compressão do gesso do que os outros compostos químicos (COMBE; SMITH; 1965).

Na última parte da pesquisa, os aditivos adotados foram: ácido cítrico, citrato de potássio e citrato de cálcio. Em relação ao estado endurecido do gesso, o citrato de potássio provocou maior redução na resistência à compressão, nos teores entre 0,50 % a 15 %, quando comparado ao ácido cítrico. O citrato de cálcio teve bom desempenho quanto ao retardo do tempo de pega; entretanto, reduziu bastante a resistência à compressão do gesso (COMBE; SMITH; 1966).

Koslowski e Ludwig (1984) realizaram um estudo com o objetivo de analisar como o ácido cítrico atuava no retardo da pega do gesso e qual seria a influência que exercia sobre o gesso nos estados fresco e endurecido. Os autores afirmaram que o ácido cítrico se une às impurezas do gesso, formando citrato. O citrato retarda a pega em duas etapas: primeiramente, o citrato é absorvido pela superfície do hemi-hidrato, prejudicando a formação dos núcleos de

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cristalização; na segunda etapa, o citrato também é absorvido pelos cristais, alterando sua morfologia e provocando redução na resistência mecânica do gesso no estado endurecido.

Lewry e Williamson produziram três artigos: Parte I (1994a); Parte II (1994b) e Parte III (1994c), sobre a hidratação do gesso, sendo a última parte voltada para a ação de aditivos e impurezas no gesso. O aditivo adotado no trabalho foi o sulfato de potássio e ele não somente acelerou a pega do gesso, como também reduziu a resistência mecânica do material.

Karni e Karni (1995) desenvolveram um trabalho sobre a produção e as propriedades do gesso de construção. Os autores explicaram que os aditivos retardadores formam cristais de gesso curtos e grossos e com poucas ligações entre si, explicando por que aditivos retardadores reduzem a resistência mecânica do gesso no estado endurecido.

No trabalho de Henao e Cincotto (1997), os aditivos testados retardaram o tempo de pega do gesso em 1 h utilizando-se as seguintes concentrações: 0,03% de ácido cítrico, 0,045% de citrato de sódio, 1,5% de acetato de amônio, 2,0% de acetato de sódio, 0,7% de bórax, 20% de ácido tartárico, 0,25% de hexametafosfato de sódio, 0,40% de fosfato de amônio, 0,25% de fosfato de potássio, 10% de caseína e 0,01% de peptona. Pôde-se observar que os citratos, ácido cítrico e citrato de sódio, foram as substâncias que provocaram o maior efeito retardador no gesso. O ácido tartárico necessitou do maior teor de adição, 20%, para provocar o retardo de 1 h. Teores elevados como o desse ácido não são desejáveis, pois o aditivo acaba reduzindo a relação água/gesso da pasta, interferindo assim na hidratação do gesso. A caseína foi o único aditivo que não reduziu a resistência à compressão do gesso e, ao contrário dos outros aditivos, a fez aumentar. Esse fenômeno pode ser explicado pelo fato de a caseína reduzir a relação água/gesso, tornando a pasta mais densa e, consequentemente, mais resistente mecanicamente. Mesmo necessitando-se de elevado teor de caseína para aumentar o tempo de pega do gesso, as autoras afirmaram que essa proteína é um potencial aditivo retardador de pega. Considerando-se os quesitos de desempenho dos aditivos, como retardadores de pega e o custo dos materiais no mercado, as autoras recomendaram o uso dos citratos, do bórax e dos fosfatos de amônio e de potássio.

Em 1997, Hincapie e Cincotto produziram um trabalho voltado para a influência dos aditivos retardadores de pega na hidratação e na microestrutura do gesso de construção. As pastas de gesso foram testadas utilizando-se diversos teores de ácido cítrico, bórax, caseína e gelatina. Analisando-se as curvas de hidratação relativas às diferentes pastas, observaram-se que os

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aditivos aumentaram o tempo de indução da pasta, consequentemente alterando a formação dos núcleos de cristalização. As autoras atribuíram o retardo no tempo de indução à formação de substâncias complexas ao redor do hemi-hidrato, impedindo formação dos núcleos de cristalização. Ao se empregar a gelatina e a caseína, notaram a formação de uma pasta gelatinosa. Essa pasta impede a hidratação do gesso porque, provavelmente, os hemi-hidratos ficam recobertos sem contato com a água. Em relação à hidratação do gesso, os aditivos ácido cítrico e bórax alteraram o período de indução da pasta, mas não exerceram efeito sobre o intervalo de tempo entre o início e o fim de pega. Esse fato provavelmente ocorre porque, após o desaparecimento da substância complexa, os núcleos de cristalização crescem normalmente. Em contrapartida, os aditivos gelatina e caseína não só aumentaram o período de indução, como também aumentaram o intervalo entre o início e o fim de pega. Esse comportamento pode ser explicado, provavelmente, pelo fato de as proteínas alterarem a solubilidade do hemi-hidrato e a precipitação dos cristais de di-hidrato.

No trabalho de Vieira, Ferreira e Beraldo (2004), foram desenvolvidas pesquisas aplicando-se frutose, glicose, sacarose e ácido tânico como aditivos retardadores de pega do gesso. O ácido tânico foi o que apresentou melhor desempenho nos ensaios. Adicionando 0,25% em relação à massa do gesso, o ácido proporcionou grande aumento no tempo de pega e exerceu pouca influência sobre a resistência à compressão do gesso, mantendo-a similar àquela do gesso sem aditivos.

Singh, Vellemer e Middendorf (2005) pesquisaram os efeitos dos ácidos málico, succínico, tartárico e cítrico quando adicionados à pasta de gesso alfa. Todos os aditivos se comportaram como retardadores de pega, com exceção do ácido tartárico, que não demonstrou eficiência no retardo de pega do gesso alfa. No trabalho, foi discutido que os ácidos alteram a morfologia dos cristais de gesso e, por isso, o gesso tem suas propriedades prejudicadas no estado endurecido. No trabalho, os autores afirmaram que o tamanho, a forma, a interligação e os defeitos na superfície dos cristais influenciam na resistência mecânica do gesso no estado endurecido. A adição do ácido málico tornou os cristais de gesso maiores e menos interligados entre si. Misturas de pastas de gesso contendo entre 0,10% a 0,25% de ácido cítrico apresentaram cristais maiores e menos interligados entre si. As misturas com maiores teores de ácido cítrico também apresentaram defeitos na superfície dos cristais de gesso.

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Baltar (2009) observou o prolongamento do tempo de indução e o aumento do tempo de pega inicial e final do gesso alfa utilizando hidroxipropilmetilcelulose e carboximetilcelulose de sódio. Esses aditivos proporcionaram a formação de cristais alongados que cresceram dispostos paralelamente entre si, e não entrelaçados. Assim, a formação desses cristais pode ser uma possível explicação para que o gesso tivesse diminuída sua resistência mecânica.

Magallanes-Rivera, Escalante-García e Gorokhovsky (2009) concluíram que a adição de 0,02% de ácido cítrico ou málico provoca modificação no mecanismo de hidratação do gesso. Este processo pode ser dividido em dois estágios de absorção do ácido na superfície do cristal de gesso. O primeiro estágio afeta a absorção, retardando a dissolução do hemi-hidrato, assim aumentando o tempo de pega. O segundo estágio modifica a morfologia dos cristais de gesso, aumentando a densidade micro estrutural e a resistência à compressão. Nas imagens do microscópio eletrônico de varredura (MEV), os autores constataram que os cristais de gesso contendo aditivos eram menores, mais esféricos, e os aglomerados de di-hidratos eram mais compactos.

Lanzón e García-Ruiz (2012) comprovaram que o ácido cítrico, mesmo em pequenas quantidades, é realmente eficiente para retardar a pega do gesso. Teores do aditivo variando entre 500-1000 ppm são suficientes para aumentar o tempo trabalhável da pasta para mais de 50 minutos. Contudo, para dosagens superiores a 1500 ppm, não foi possível observar aumento no tempo de pega.

No trabalho de Nogueira (2012), foram utilizados como aditivos, entre outros materiais, látex de seringueira (Hevea brasiliensis) e látex de aveloz (Euphorbia tirucalli). O látex de seringueira reduziu a resistência à compressão e aumentou a absorção de água das peças de gesso ensaiadas, ao contrário do látex de aveloz, que aumentou a resistência à compressão e não alterou a absorção de água do gesso. O látex de aveloz também se apresentou como um eficiente retardador de pega quando adicionado em teores superiores a 1% em relação à massa do gesso.

No trabalho de Trovão (2012), a autora fez testes substituindo porcentagens de gesso comercial por resíduo de gesso, di-hidrato. Foram formuladas misturas substituindo-se 0%, 5%, 10% e 20% do gesso comercial por resíduo de gesso. Além disso, foram testadas outras misturas contendo esses mesmos teores de resíduo de gesso, tendo sido adicionados também 0,03% de ácido cítrico e 0,7% de bórax. Nessas condições, o ácido cítrico apresentou-se como sendo mais eficiente do que o bórax. A adição do resíduo de gesso ao gesso comercial acelerou a pega da

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pasta, mas os aditivos permaneceram atuando como retardadores de pega, sendo o ácido cítrico aquele que mais retardou a pega. No estado endurecido, a adição do resíduo de gesso reduziu a resistência à compressão das pastas. O ácido cítrico e o bórax também reduziram a resistência à compressão do gesso comercial contendo 0%, 5% e 10% de resíduo. Na amostra onde se substituiu 20% do gesso comercial por resíduo, a adição do ácido cítrico e do bórax provocou aumento na resistência à compressão das pastas.

Baltar et al. (2013) avaliou a influência de polissacarídeos no comportamento do gesso alfa. Os aditivos adotados na pesquisa foram o amido de milho, a dextrina 5, a celulose, o carboximetilcelulose de sódio (CMC) e o citrato de sódio. Dentre os aditivos testados, o único que alterou o comportamento do gesso alfa foi o CMC, sendo ele capaz de aumentar o tempo de pega, reduzir a consistência da pasta sem ocasionar redução significativa da resistência à compressão. O gesso alfa contendo CMC mostrou a formação de cristais de gesso maiores e arranjados paralelamente entre si, ou seja, houve falta de entrelaçamento dos cristais, prejudicando a resistência à compressão.

A seguir, será apresentado um quadro resumindo qual aditivo cada pesquisador analisou e os resultados obtidos para o tempo de pega (Quadro 2).

Quadro 2 - Resumo dos aditivos retardadores de pega do gesso usados em pesquisas anteriores.

Data Autores Aditivos Retardadores de Pega Resultados

1952

Cunningham, Dunham,

Antes

Ácido cítrico, Aditivo comercial à base de proteína

Os aditivos retardaram o tempo de pega do gesso

1961 _Surkevicius Ridge,

Albumina de ovo, Hexametafosfato de sódio, Acetato de cálcio, Bórax, Borato de cálcio, Citrato de sódio,

Aditivo comercial, Sacarose

Todos os aditivos, com exceção da sacarose, retardaram o tempo

de pega do gesso 1964 Combe, Smith Ácido acético, Acetato de potássio, _{Acetato de cálcio} Todos os aditivos aumentaram o _{tempo de pega do gesso} 1965 Combe, Smith Ácido tartárico, Tartarato de potássio, _{Tartarato de cálcio}

Os aditivos foram pouco eficientes quanto ao aumento de

pega do gesso

1966 Combe, Smith Ácido cítrico, Citrato de potássio, _{Citrato de cálcio} O citrato de cálcio aumentou o _{tempo de pega do gesso} 1984 Koslowski, _Ludwing Ácido cítrico O aditivo aumentou o tempo de _{pega do gesso} 1994 Lewry,

Williamson Sulfato de potássio

O aditivo diminuiu o tempo de pega do gesso

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Data Autores Aditivos Retardadores de Pega Resultados

1997 Henao, Cincotto

Ácido cítrico, Citrato de sódio, Acetato de amônio, Acetato de sódio, Bórax, Ácido tartárico, Fosfato de potássio,

Caseína, Peptona

Todos os aditivos aumentaram o tempo de pega do gesso 1997 Hincapie, _Cincotto Ácido cítrico, Bórax, Caseína e _Gelatina Todos os aditivos aumentaram o _{tempo de pega do gesso} 2004

Vieira, Ferreira,

Beraldo

Frutose, Glicose, Sacarose, Ácido tânico

Todos os aditivos aumentaram o tempo de pega do gesso 2005

Singh, Vellemer, Middendorf

Ácido málico, Ácido succínico, Ácido tartárico, Ácido cítrico

Todos os aditivos aumentaram o tempo de pega do gesso com

exceção do ácido tartárico 2009 Baltar _{Carboximetilcelulose de sódio} Hidroxipropilmetilcelulose, Todos os aditivos aumentaram o _{tempo de pega do gesso}

2009 Magallanes- Rivera, Escalante- García, Gorokhovsky

Ácido cítrico, Ácido málico Todos os aditivos aumentaram o _{tempo de pega do gesso}

2012 Lanzón,

García-Ruiz Ácido Cítrico

O aditivo aumentou o tempo de pega do gesso

2012 Nogueira Látex de seringueira, Látex de aveloz _{tempo de pega do gesso do gesso} O látex de aveloz aumentou o 2012 Trovão Resíduo de gesso, Ácido Cítrico, _Bórax

O resíduo de gesso acelerou a pega e o ácido cítrico e o bórax

retardaram a pega. 2013 Baltar, Baltar, _Benachour Amido de milho, Dextrina 5, Celulose, _{Carboximetilcelulose de sódio}

O único aditivo que exerceu influência sobre o gesso foi o Carboximetilcelulose de sódio

O Quadro 2 demonstra que há mais de 60 anos é estudada a interação entre diversos tipos de aditivos e o gesso. A maioria dos aditivos testados provocou aumento no tempo de pega do gesso comercial. Entre todos os aditivos, o mais estudado foi o ácido cítrico, que sempre apresentou-se como um eficiente aditivo retardador de pega. Porém, assim como o ácido cítrico, outros ácidos orgânicos também foram estudados; entretanto, nenhum deles apresentou melhor desempenho em retardar o gesso do que o ácido cítrico, motivo este que fez com que o composto fosse adotado para ser estudado na atual pesquisa. É importante comentar que, ao longo desses mais de 60 anos de pesquisa sobre o gesso, a produção do aglomerante foi sendo alterada e se modernizando. Sendo assim, o gesso estudado nos dias de hoje não é exatamente o mesmo material que foi estudado em 1952 por Cunningham, Dunham, Antes. Mesmo assim, ao longo do

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tempo, aditivos, como o ácido cítrico, continuaram alterando as propriedades do gesso, independente da época de sua produção.

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