ENTECA 2013
IX Encontro Tecnológico da Engenharia Civil e Arquitetura
1 a 3 de outubro de 2013
TEMPOS DE PEGA E TEMPERATURAS DE HIDRATAÇÃO DOS GESSOS
CONVENCIONAIS E RECICLADOS
Olindo Savi
1Rafael Alves de Souza
2Giselle Giovanna do Couto
3Antônio Mário Manicardi Filho
4Germano Romera
5RESUMO
Os tempos de pega dos aglomerantes definem o intervalo de tempo dispendido desde o instante em que este entra em contato com a água de amassamento até o início e o final do processo de endurecimento da pasta (início e final de pega), e seu conhecimento é necessário para o dimensionamento dos processos produtivos, permitindo quantificar os equipamentos e pessoal necessários para a realização das tarefas. A introdução do gesso reciclado no processo de produção, torna necessária a verificação do desempenho destas pastas em relação ao gesso natural. A pesquisa foi delineada para investigar o comportamento das pastas de gesso comercial e reciclado, com fatores água/gesso 0,70, 0,80, 0,90 e 1,00, com relação aos tempos de pega e à cinética de reação. Os resultados obtidos demonstram haver variação significativa na cinética de reação dos dois tipos de gesso, que também é influenciada pela quantidade de água de amassamento. Esta tem uma relação direta com os tempos de pega, contudo, nas pastas com razão de água/gesso entre 0,90 e 1,00, apresentam um comportamento inverso. Os resultados dos ensaios, demonstram ainda, que os tempos de pega variam conforme a técnica utilizada na sua obtenção, o aparelho de Vicat apresenta tempos de início de pega superiores aos do calorímetro, nas pastas de gesso comercial, em média, 3min55s e nas pastas de gesso reciclado 4min10s, com diferenças menores nos tempos de fim de pega. Estas variações são causadas principalmente pela precisão dos ensaios, onde no aparelho de Vicat, estes dependem diretamente da sensibilidade do experimentador. Além disso, no aparelho de Vicat, o tempo de início de pega só é detectado quando, em média, 11,2% da temperatura de reação de hidratação do gesso comercial e 16,7% do gesso reciclado, já foi liberada.
Palavras-chave: Gesso. Tempos de pega. Temperatura de hidratação. Aparelho de Vicat.
1 Professor colaborador da Universidade Estadual de Maringá - Campus DTC – Umuarama, o.savi@terra.com.br
2 Professor Doutor, Departamento de Engenharia Civil, Programa de pós Graduação em Engenharia Urbana,
rsouza@uem.br
3 Professor adjunto no Curso de Engenharia de Alimentos, Engenharia Civil, Agronomia e Tecnologia em Alimentos na
UEM Umuarama, coutogg2@uem.br
4 Mestrando pelo programa de Pós Graduação em Engenharia Urbana, Universidade Estadual de Maringá,
Depaartamwnto de Engenharia Civil, mariojk_2011@hotmail.com
1. INTRODUÇÃO
O gesso é um material aglomerante simples, basicamente constituído de sulfatos, mais ou menos hidratados e por anidros de cálcio (BAUER, 2001). O gesso utilizado no Brasil é um material proveniente da calcinação da gipsita, moída em forma de pó. É pouco utilizado, se comparado com os países mais desenvolvidos e com tradição no seu uso (BEZERRA, 2009). Em 2010, segundo Lyra Sobrinho et al. (2011), foi produzido cerca de 2.750.000 toneladas, para um consumo interno da ordem de 2.820.000 toneladas. Com reservas brasileiras estimadas em 1.733.272.547 toneladas (BEZERRA, 2009), o gesso apresenta-se como matéria prima com um grande potencial de expansão de consumo na construção civil, notadamente para aplicação em acabamento de paredes e na fabricação de placas pré-moldadas.
O gesso é utilizado basicamente na composição de pastas, que é a mistura do pó e água, mas é também utilizado na composição de argamassas, que é a mistura do pó, água e outros agregados, como a areia.
O endurecimento da pasta e da argamassa de gesso se dá pela reação de hidratação, num processo em que ocorre o desprendimento de calor (MUNHOZ & RENÓFIO, 2006). Por ser um aglomerante, após o contato com a água de amassamento, o gesso apresenta um tempo limitado para uso, menor que outros aglomerantes, como o cimento. A determinação do tempo de início e final do endurecimento é importante para os processos industriais, pois permite quantificar os equipamentos e pessoal necessários para a realização das tarefas. A partir do seu conhecimento, pode-se definir os tempos para a moldagem e para a desforma. Os tempos de pega são influenciados diretamente pela cinética de reação que apresenta comportamento diferenciado nos gessos comercial e o reciclado.
Os tempos de pega do gesso podem ser aumentados ou reduzidos de forma a se adequar às necessidades da logística de sua utilização. Podem ser aumentados com a elevação da temperatura de calcinação e da granulometria (BAUER, 2001) e ainda com o acréscimo da quantidade de água de amassamento (PETRUCCI, 1998). Podem ser reduzidos através do incremento da energia de amassamento (MAGNAN, 1973 apud ANTUNES, 1999) e com o aumento de tempo de mistura (RIBEIRO, 2006). Aditivos controladores de pega também interferem na velocidade da reação. Os tempos de pega do gesso são limitados pela NBR 13207:1994, conforme a Tabela 1.
Tabela 1 - Exigências físicas para pastas de gesso para construção civil - Tempo de pega Classificação do gesso Tempo de pega (minutos) Início Fim
Gesso fino para revestimento > 10 > 46
Gesso grosso para revestimento > 10 > 45
Gesso fino para fundição 4 - 10 20 - 45
Gesso grosso para fundição 4 - 10 20 -45
Fonte: NBR 13207:1994.
Para Clifton (1973) o mecanismo de hidratação do gesso obedece a teoria da cristalização (dissolução-precipitação), com liberação de calor. A curva de temperatura apresenta uma forma sigmoidal no gráfico Tempo x Temperatura. Inicialmente ocorre o período de indução, quando uma pequena hidratação eleva a termperatura, que ao exceder 0,1 ºC/min define o início de pega. Em seguida, ocorre uma elevação rápida da temperatura, que ao atingir o ponto máximo, caracteriza o final da hidratação (fim da pega). Esta é portanto uma forma de obtenção dos tempos de pega.
Outra forma de caracterizar os tempos de pega é pela análise física da reação, que ocorre durante o período de difusão, descritos na teoria formulada por LaMer & Dinegar (1950). O processo começa com a mistura do soluto (hemi-hidrato) e o solvente (água), a partir do qual ocorre um aumento na concentração da solução até atingir o limite de saturação crítica (C*min), dá-se,
então, início a formação de pequenos núcleos de cristais, formados pelo agrupamento de íons e moléculas. Passada a etapa de nucleação a concentração da solução diminui e inicia o processo de crescimento, resultando na formação de um material sólido (Figura 1). Durante o processo de endurecimento, é possível determinar o seu início e final através da análise da penetração da agulha do aparelho de Vicat, definido pela NBR 12128:1991 como o equipamento a ser utilizado nos ensaios de tempo de pega.
Figura 1 - Diagrama de LaMer
Fonte: LaMer & Dinegar (1950)
Nesta pesquisa, foram realizados experimentos simultâneos para a determinação dos tempos de pega das pastas de gesso de fundição, comercial e reciclado, com fatores água/gesso (a/g) de 0,70, 0,80, 0,90 e 1,00, utilizando o método de Vicat (ensaio baseado nas características físicas) e do calorímetro (ensaio que se baseia na natureza físico-química). Nos ensaios com o calorímetro foi possível obter as curvas de temperatura da reação de hidratação, cujos resultados foram comparados com os obtidos no aparelho de Vicat e permitiram realizar análise da formação do di-hidrato. As pesquisas publicadas, de forma geral, se limitam a determinação dos tempos de pega para os fatores a/g 0,70 e 0,80, contudo, visando o estudo de utilização do gesso reciclado em processos produtivos, neste trabalho, foi ampliada a investigação para os fatores a/g 0,90 e 1,00.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
A metodologia empregada nesta pesquisa consistiu na obtenção dos tempos de pega das pastas de gesso de fundição, comercial e reciclado, com fatores a/g de 0,70, 0,80, 0,90 e 1,00, utilizando o método de Vicat e do calorímetro. Os ensaios foram realizados através de dois experimentos para cada fator a/g em cada método utilizado.
Os ensaios com o aparelho de Vicat foram feitos conforme a NBR 12128:1991, utilizando para a medição do tempo um cronômetro digital com resolução de 1/100 segundos.
O aparelho de Vicat (Figura 2) consiste em um suporte (A) que sustenta uma haste móvel com 300 ± 0,5 g (B) e que possui em sua extremidade uma agulha removível (C) de seção transversal nominal de 1 mm2, com comprimento de 50 mm e diâmetro de 1,13 ± 0,02 mm. A haste pode ser mantida suspensa na altura desejada através de um parafuso (D). O aparelho possui também um indicador ajustável (E), que se move sobre uma escala graduada em milímetros (F) que é presa ao suporte e que serve para medir a altura da ponta da agulha até a superfície do vidro. Complementa o conjunto um recipiente com forma de tronco de cone e uma placa de vidro que serve de apoio para o recipiente.
tempo decorrido desde o momento em que o gesso entra em contato com a água, até o instante em que a agulha do aparelho de Vicat não penetra mais no fundo da pasta, ficando a aproximadamente 1mm acima da superfície do vidro. O tempo de fim de pega corresponde ao tempo decorrido desde o momento da mistura gesso/água até o instante em que a agulha do aparelho de Vicat não mais deixa impressão na superfície da pasta.
Figura 2 - Aparelho de Vicat
Fonte: NBR 12128:1991 Figura 3 - Calorímetro usado no ensaio
Para o ensaio de calorimetria, foi utilizado o equipamento ScienceWorkshop 750 Interface®, modelo Cl-7500, com resolução de 0,1 ºC, com leituras realizadas a cada 5 segundos. A pasta de gesso com cerca de 40 ml foi colocada em um recipiente de poliestireno expandido com capacidade para 100 ml, que foi acondicionado em uma caixa de material isolante térmico (poliestireno expandido), com o sensor de temperatura posicionado no centro da massa. O registrador do calorímetro foi disparado simultaneamente com o cronômetro utilizado no experimento com aparelho de Vicat, fazendo-se coincidir o instante em que a água de amassamento entra em contato com o pó de gesso.
O calorímetro utilizado nesta pesquisa (Figura 3) é composto por uma interface (1) conectada à um sensor de temperatura (2) que coleta a informação e transfere à um computador (3) com software específico que armazena e trata os dados, fazendo a interface com o usuário.
No ensaio de determinação dos tempos de pega com o calorímetro, a pasta foi colocada em um recipiente isolante térmico (poliestireno expandido) que ficou acondicionado no interior de um invólucro fechado, também constituído de material isolante térmico, no qual penetra o sensor que fica em contato com a massa da pasta, posicionado ao centro da mesma. O tempo de início de pega foi caracterizado no momento em que o gradiente de temperatura ultrapassa à 0,1 ºC/min e o tempo de fim de pega quando a temperatura atingiu o seu valor máximo, de acordo com Clifton (1973). 3. RESULTADOS EXPERIMENTAIS
Para os experimentos foram utilizados gesso comercial com módulo de finura igual à 0,1 e massa unitária de 646,18 kg/m3 e gesso reciclado com módulo de finura igual a 0,3 e massa unitária de 328,95 kg/m3. O gesso reciclado foi obtido pela moagem de resíduos de origem industrial, 40%, de obras de construção e reforma, 45% e de obras de demolição, 15%, calcinado em estufa calibrada para 170 ºC, com tempo de permanência de 2 horas e com carga de 1 kg de gesso pulverizado, distribuído em duas bandejas de 27 cm x 39 cm. Após a calcinação, foi submetido à homogeneização, pelo método da pilha, seguido de duplo quarteamento em quarteador tipo Jones, conforme Oliveira & Aquino (2007).
3.1 - Tempos de pega
Os ensaios de tempo de pega foram realizados utilizando o aparelho de Vicat (Figura 4), que é o recomendado pela NBR 12128:1991 e o calorímetro (Figura 5), que registra as curvas das temperaturas de hidratação. Foram ensaiadas pastas de gesso comercial e reciclado, com fatores a/g de 0,70, 0,80, 0,90 e 1,00.
Figura 4 - Ensaio com aparelho de Vicat Figura 5 - Ensaio com o calorímetro
Para cada composição de pasta foram realizados dois experimentos em cada método, com as verificações feitas a cada intervalo de 5 segundos. Os resultados estão apresentados nas Tabelas 2 e 3, e os valores médios na Tabela 4, representados no gráfico da Figura 6.
Tabela 2 - Tempos de pega do gesso comercial e reciclado - Vicat fator água/gesso Gesso comercial (GC) Inicial Final Gesso reciclado (GR) Inicial Final
0,70 12min10s 23min55s 12min50s 21min50s
13min20s 26min5s 12min15s 20min10s 0,80 13min55s 15min10s 26min30s 28min10s 13min35s 13min40s 24min10s 23min40s 0,90 17min25s 15min35s 28min55s 26min45s 13min55s 14min0s 24min20s 24min45s 1,00 15min40s 16min5s 27min10s 26min25s 13min40s 13min0s 21min35s 21min20s
Tabela 3 - Tempos de pega do gesso comercial e reciclado - Calorímetro fator água/gesso Gesso comercial (GC) Inicial Final Gesso reciclado (GR) Inicial Final 0,70 10min30s 10min0s 23min55s 26min5s 6min50s 9min5s 22min15s 21min25s 0,80 10min30s 12min0s 24min35s 26min30s 10min25s 11min0s 23min45s 23min45s 0,90 12min30s 10min20s 26min35s 24min50s 10min40s 9min50s 23min30s 23min45s 1,00 11min30s 10min40s 24min30s 24min5s 8min15s 7min30s 20min35s 20min40s
Tabela 4 - Tempos médios de pega do gesso comercial e reciclado Fator
a/g
Gesso comercial Gesso reciclado
Vicat Calorímetro Vicat Calorímetro
Inicio Fim Inicio Fim Inicio Fim Inicio Fim 0,70 12min45s 25min0s 10min15s 25min0s 12min33s 21min0s 7min58s 21min50s 0,80 14min33s 27min20s 11min15s 25min33s 13min38s 23min55s 10min43s 23min45s 0,90 16min30s 27min50s 11min25s 25min43s 13min58s 24min33s 10min15s 23min38s 1,00 15min53s 26min48s 11min5s 24min18s 13min20s 21min28s 7min53s 20min38s
Figura 6 - Tempos de pega médios do gesso.
Os tempos de início de pega obtidos com o aparelho de Vicat nas pastas de gesso comercial, entre 12min10s e 17min25s e reciclado, entre 12min15s e 14min0s, apresentaram valores superiores aos estabelecidos pela NBR 13207:1994 (de 4 a 10 minutos). Os obtidos com o calorímetro, entre 10min0s e 12min30s para o gesso comercial e 6min50s para o gesso reciclado apresentaram alguma compatibilidade com a norma nas pastas com a/g de 0,70 e 1,00, e nos demais ensaios também apresentam valores acima do limite estabelecido pela norma.
Os tempos de fim de pega do gesso comercial obtidos no ensaio com o aparelho de Vicat, entre 23min55s e 28min55s, e com o calorímetro, entre 23min55s e 26min35s, e do gesso reciclado, entre 20min10s e 24min45s no ensaio com o aparelho de Vicat e de 20min35s a 23min45s com o calorímetro, apresentam conformidade com os limites normatizados (entre 20 e 40 minutos).
Um aspecto a ser destacado nos resultados (Tabelas 2 e 3 e Figura 6), é que os tempos de início de pega apresentam menores valores no calorímetro do que no aparelho de Vicat. No gesso comercial a redução média é de 3min55s (entre 2min30s e 5min5s) e no gesso reciclado de 4min10s (entre 2min55s a 5min28s), apresentando variação entre -17,8% e -45,1% (média de -28,6%). Esta variação é menor nos tempos de fim de pega, entre -11,2% e +6,5% (média de -2,8%).
A variação mais acentuada nos tempos de início de pega obtidos pelo calorímetro e aparelho de Vicat se deve ao procedimento de ensaio deste último, que estabelece como início de pega o instante a partir do qual a agulha do aparelho não mais toca a superfície do vidro, o que ocorre quando a pasta de gesso adquire uma certa consistência. Magnan (1973, apud Antunes & John, 2000) descreve que este tempo que é caracterizado pelo calorímetro no instante em que se inicia a reação de formação do hidrato, no aparelho de Vicat, só é percebido quando cerca de 10% do di-hidrato já está formado. Além disso, o ensaio com o aparelho de Vicat é feito com base na sensibilidade do operador, o que compromete a precisão do resultado, diferente do que ocorre com o calorímetro, que registra as temperaturas com rigor.
Para avaliar a quantidade de di-hidrato formado no instante que foi caracterizado o tempo de início de pega no aparelho de Vicat, as temperaturas inicial e final do experimento e do instante de
início de pega no Vicat (Tabela 5), foram sistematizados conforme a Tabela 6, na qual estão apresentados os valores médios dos dois ensaios realizados com cada tipo de pasta.
Tabela 5 - Temperaturas de reação de hidratação do gesso
Descrição Ensaio 1 Ensaio 2 Ensaio 1 Ensaio 2 Ensaio 1 Ensaio 2 Ensaio 1 Ensaio 2 Fator a/g 0,70 Fator a/g 0,80 Fator a/g 0,90 Fator a/g 1,00 GESSO COMERCIAL (GC)
Experimento T Inicial (ºC) T final (ºC) 25,5 49,3 26,1 49,4 47,7 26,5 25,8 46,5 27,0 46,8 47,2 27,3 44,8 27,8 27,9 45,1
T início pega no Vicat (ºC) 27,8 27,5 28,2 27,4 30,2 30,5 29,9 30,2 GESSO RECICLADO (GR)
Experimento T Inicial (ºC) T final (ºC) 24,9 45,7 27,4 47,0 46,3 30,8 30,3 45,6 29,1 43,3 44,7 28,8 44,5 29,7 30,7 45,2
T início pega no Vicat (ºC) 31,3 31,8 32,1 31,7 30,7 30,5 32,9 33,5 Na determinação da quantidade de di-hidrato formado foram aplicados os conceitos da termoquímica, onde o calor de reação é resultado do produto da massa da substância, pelo calor específico do material e pela variação de temperatura. Assim, considerando constantes a massa da substância e o calor específico do material, a quantidade de calor liberado será proporcional à variação de temperatura durante o processo. Neste aspecto, a variação de temperatura liberada até o momento em que é detectado o início de pega no aparelho de Vicat, se comparada com a variação total da temperatura no experimento indica a porção de di-hidrato formado (Tabela 6).
Tabela 6 - Porção de di-hidrato formado em função da variação de tempos e temperaturas nos ensaios de tempos de pega
Descrição Fator a/g 0,70 Fator a/g 0,80 Fator a/g 0,90 Fator a/g 1,00 GC GR GC GR GC GR GC GR GC GR Média
E xp er i-m en to T Inicial (ºC) 25,8 26,2 26,2 30,6 27,2 29,0 27,9 30,2 26,7 29,0 T final (ºC) 49,4 46,4 47,1 46,0 47,0 44,0 45,0 44,9 47,1 45,3 ΔT Exp (ºC) 23,6 20,2 21,0 15,4 19,9 15,1 17,1 14,7 20,4 16,3 V ic at T Inicial (ºC) 27,7 31,6 27,8 31,9 30,4 30,6 30,1 33,2 29,0 31,8 ΔT Vicat (ºC) 1,9 5,4 1,7 1,4 3,2 1,7 2,2 3,0 2,2 2,9 Porção de di-hidrato 7,9% 26,7% 7,9% 8,8% 16,1% 11,0% 12,9% 20,5% 11,2% 16,7% Os resultados indicam que a variação da temperatura liberada na hidratação nas pastas de gesso comercial (Tabela 6), entre 7,9% a 16,1%, média de 11,2%, é menor do que a liberada nas pastas de gesso reciclado, entre 8,8% e 26,7%, média de 16,7%. A variação da temperatura, e por conseguinte a quantidade de di-hidrato formado, observados nestes experimentos, foi superior a estimativa feita por Stav & Bentur (1995, apud Antunes & John, 2000), de 10%.
Dos ensaios com o calorímetro, resultaram curvas de temperaturas liberadas na hidratação do gesso comercial e reciclado, cujos valores médios estão representados no gráfico da Figuras 7. Na análise destas curvas de temperatura (Figura 7) e também dos resultados dos tempos médios de pega do gesso (Tabela 4) verificou-se uma tendência natural de aumento dos tempos de pega com o crescimento do fator a/g. Isto ocorre nas pastas com fator a/g de 0,70, 0,80 e 0,90. Comportamento semelhante foi observado nos ensaio das Figura 8, no intervalo entre as taxas de 1,00 e 1,10. Para as pastas com fatores a/g no intervalo entre 0,90 a 1,00 o comportamento observado é contrário aos demais. As pastas com fator a/g 1,00 apresentaram tempos de pegas menores em relação ao fator a/g 0,90 (Figura 7). Para verificar se este comportamento são frutos de erro amostral, os
experimentos foram repetidos em 2 ensaios para pastas de gesso reciclado. Os resultados, Tabela 7 e Figuras 8 e 9, repetiram a tendência, o que indica tratar-se de um comportamento natural do gesso.
Figura 7 - Curvas de temperaturas de hidratação do gesso comercial e reciclado Tabela 7 - Tempo de pega do gesso reciclado para pastas com a/g de 1,00 e 1,10
Descrição Amostra Inicial Vicat Final Inicial Calorímetro Final Experimento inicial - a/g = 1,00 1 2 13min40s 21min20s 7min30s 20min40s 13min0s 21min35s 8min15s 20min35s Experimento repetido - a/g = 1,00 1 13min45s 21min20s 8min5s 21min5s
2 14min45s 22min10s 9min30s 21min45s Experimento com fator a/g = 1,10 16min10s 25min10s 10min45s 22min30s
Figura 8 - Curvas de temperatura de hidratação do gesso reciclado com a/g 1,00 e 1,10 Para investigar se o fenômeno se repete em pastas com maiores taxas de água, foi realizado também um ensaio com pasta de gesso reciclado produzida com fator a/g 1,10 (Tabela 7 e Figuras 8 e 9). O resultado deste ensaio indica a manutenção da tendência de crescimento dos tempos com o aumento da quantidade de água. Assim, o que se verifica é que a redução ocorre apenas na transição dos fatores a/g 0,90 e 1,00. Este comportamento, segundo Karapetyants (1978), é uma anomalia que ocorre em soluções supersaturadas, como é o caso do gesso, que em uma determinada concentração, apresenta equilíbrios instáveis na cinética de reação.
No gráfico da Figura 9 é ilustrado o comportamento dos tempos de pega do gesso em relação a variação de a/g entre 0,70 e 1,10. Nele são apresentados valores obtidos nos experimentos iniciais, Tabela 4, para os fatores a/g 0,7 a 1,0 do gesso reciclado e 0,7 a 0,9 do gesso comercial. O
tempos de pega representados no gráfico para o gesso reciclado com o fator a/g 1,00, é resultado da média aritmética simples dos dados do primeiro experimento e dos obtidos nos ensaios de verificação e para os tempos do fator 1,10. Pode-se observar que entre o fator a/g 0,90 e 1,00 há redução no tempo de pega, mas estes tendem a crescer novamente a partir do fator 1,00.
Figura 9 - Comportamento dos tempos de pega do gesso reciclado
As pastas de gesso reciclado apresentam cinética de reação de hidratação com liberação de maiores valores de temperaturas do que as de gesso comercial, como pode ser observado nos gráficos das curvas de temperatura apresentados nas Figuras 10 a 13.
Figura 10 - Curvas de temperatura de
hidratação do gesso com fator a/g de 0,70 hidratação do gesso com fator a/g de 0,80. Figura 11 - Curvas de temperatura de
Figura 12 - Curvas de temperatura de
hidratação do gesso com fator a/g de 0,90. hidratação do gesso com fator a/g de 1,00. Figura 13 - Curvas de temperatura de A Tabela 8 apresenta a duração do processo de reação de hidratação (endurecimento) do gesso comercial e reciclado, cujos valores médios dos dois ensaios estão sistematizados na Tabela
9. Estes mostram que os tempos são maiores para o gesso comercial, variando de 2,47 a 4,50 minutos, o que indica que no processo de fabricação de produtos com pastas de gesso reciclado deve ocorrer em menor tempo.
Tabela 8 - Duração do processo de reação de hidratação do gesso
Descrição Fator a/g 0,70 Fator a/g 0,80 Fator a/g 0,90 Fator a/g 1,00
Ensaio 1 Ensaio 2 Ensaio 1 Ensaio 2 Ensaio 1 Ensaio 2 Ensaio 1 Ensaio 2
GESSO COMERCIAL
Tempo inicial (min) 5,25 4,17 6,96 5,38 4,75 6,67 7,96 4,83 Tempo final (min) 29,46 21,83 30,29 23,75 30,71 23,63 29,21 20,63
Duração (min) 24,21 17,67 23,33 18,38 25,96 16,96 21,25 15,79 GESSO RECICLADO
Tempo inicial (min) 4,50 3,83 5,00 5,75 7,00 6,33 4,17 5,50 Tempo final (min) 22,25 21,42 23,75 23,75 23,50 23,75 20,58 20,67
Duração (min) 17,75 17,58 18,75 18,00 16,50 17,42 16,42 15,17 Tabela 9 - Duração média do processo de reação de hidratação do gesso
Tipo do gesso Tempos Fator água/gesso
0,70 0,80 0,90 1,00 Comercial
Inicial (min) 4,71 6,17 5,71 6,40 Final (min) 25,65 27,02 27,17 24,92 Duração (min) 20,94 20,85 21,46 18,52 Reciclado Inicial (min) Final (min) 21,83 4,17 23,75 5,38 23,63 6,67 20,63 4,83 Duração (min) 17,67 18,38 16,96 15,79 Diferença (min) 3,27 2,47 4,50 2,73 4. CONCLUSÃO
Os tempos de pega do gesso obtidos com o aparelho de Vicat diferem daqueles obtidos com o calorímetro, apresentando maior variação para os tempos de início de pega, onde os tempos médios para as pastas de gesso comercial com fatores água/gesso de 0,70, 0,80, 0,90 e 1,00, são de 12min45s, 14min33s, 16min30s e 15min53s, no aparelho de Vicat e 10min15s, 11min15s, 11min25s e 11min5s, no calorímetro. Para o gesso reciclado os tempos médios de início de pega no aparelho de Vicat foram 12min33s, 13min38s, 13min58s e 13min20s e no calorímetro 7min58s, 10min43s, 10min15s e 7min53s. A redução verificada no calorímetro foi de 2min30s a 5min5s, média de 3min55s, no gesso comercial, e de 2min55s a 5min28s, média de 4min10s, no gesso reciclado. Os tempos de fim de pega apresentam menor variação, para o gesso comercial, variou entre 0min0s e 2min30s, média de 1min36s, no gesso reciclado de -50s a 55s, em média de 16s.
A variação verificada nos tempos de fim de pega, média de 1min36s nas pastas de gesso comercial e 16s nas de gesso reciclado se devem à imprecisão dos experimentos com o aparelho de Vicat, onde os resultados dependem da sensibilidade do experimentador, enquanto o calorímetro detecta o início da reação de hidratação. No aparelho de Vicat o início de pega é percebido quando ocorreu 11,2% e 16,7% da variação de temperatura nos gessos comercial e reciclado.
A quantidade de água de amassamento também influencia no tempo de pega do gesso e apresenta uma relação direta de crescimento com o aumento da taxa de água, com exceção das taxas entre os fatores a/g 0,90 e 1,00, onde se observa uma anomalia.
Para a utilização do gesso reciclado na produção de placas e pré-moldados, deve-se considerar que a cinética de reação libera uma maior quantidade de calor do que as pastas de gesso comercial, e, o tempo necessário para o processo de endurecimento é menor, em média, 3min15s.
Para os ensaios dos tempos de pega, deve-se, preferencialmente utilizar o calorímetro que apresenta resultados com melhor precisão do que o obtido com o aparelho de Vicat, principalmente para os tempos de início de pega.
REFERÊNCIAS
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 12128 - MB-3469 - Gesso para construção -
Determinação das propriedades físicas da pasta. Rio de Janeiro. 1991.
______. NBR 13207 - Gesso para construção civil. Rio de Janeiro. 1994.
ANTUNES, R. P. N. Estudo da influência da cal hidratada nas pastas de gesso. Dissertação de Mestrado em Engenharia pela Escola Politécnica. São Paulo. 1999.
ANTUNES, R. P. N. e JOHN, V. M. O conceito de tempo útil das pastas de gesso. Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP - Departamento de Engenharia de Construção Civil. São Paulo. 2000. Disponível em: http://publicacoes.pcc.usp.br/PDF/BT254.pdf. Acesso em: 27 set. 2011.
BAUER, L. A. F. Materiais de Construção. Vol. 1, 5. ed. revisada. LTC - Livros Técnicos e Científicos Editora S.A. (1979). 2001.
BEZERRA, M. S. Relatório Técnico 34 Perfil da Gipsita. Ministério de Minas e Energia - MME. Secretaria de Geologia, Mineração e Transformação Mineral - SGM. 2009.
CLIFTON, James R. Some aspects of the setting and hardening of gypsum plaster.U.S. Departament of
Commerce. National Bureau of Standards. 1973.
KARAPETYANTS, M. K. Chemical Thermodynamics. Mir Publishers. Moscow. 1978.
LAMER, V. K. e DINEGAR, R. H. Theory, Production and Mechanism of Formation of Monodispersed
Hidrosols. Journal of the American Chemical Society. Vol. 72, n. 11. 1950.
LYRA SOBRINHO, A. C. P.; AMORIN NETO, A. A e DANTAS, J. O. C. Gipsita. Sumário Mineral. Ministério das Minas e Energia - Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM). Vol. 31. ISSN 0101-2053. 2011.
MAGNAN, M. Mecanisme et cinétique de l'hydratation du plâtre. Revue des Matériaux de Construction. n. 671, p. 28-31, 1973.
MUNHOZ, F. C. e RENÓFIO, A. Uso da Gipsita na Construção Civil e Adequação para P+L. XIII SIMPEC. Bauru. 2006.
OLIVEIRA, M. L. M. e AQUINO, J. A. Parte I - Introdução. Capítulo I - Amostragem. Comunicação Técnica elaborada para o Livro de Tratamento de Minérios: Práticas Laboratoriais (CT2007-051-00). CETEM - Centro de Tecnologia Mineral. Ministério da Ciência e Tecnologia. Coordenação de Processos Minerais - COPM. Rio de Janeiro. 2007.
PETRUCCI, E. G. R. Materiais de Construção , 11ª ed. Editora Globo. São Paulo. 1998.
RIBEIRO, A. S. Produção de gesso reciclado a partir de resíduos oriundos da Construção Civil. 2006. 105 pg. Dissertação de Mestrado em Engenharia Urbana. Programa de Pós-graduação em Engenharia Urbana. Universidade Federal da Paraíba. João Pessoa. Março de 2006.
STAV, E; BENTUR, A. Characterization of the hydration process of calcium sulphate hemihidrate by
simultaneous evaluations of chemical and physical parameters. Advances in Cement Research, v. 7, n. 27,
