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Guía Documentación: General GeoSilex 4
Vantagens da adição de
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ao concreto
Relatório da Universidade de Granada.
Adição de Ca(OH)2 em concretos.
Desde o início do uso do cimento Portland
como material de construção substituto dos cimentantes tradicionais a base de cal, se comprovou um comportamento mecânico melhor,
porém outras propriedades reológicas (plasticidade, trabalhabilidade…) eram notoriamente
inferiores. Tal perda, segundo distintas pesquisas*, podia ser corrigida com a adição de cal
hidratada, embora no princípio se observasse
uma diminuição da resistência, ao longo prazo, a resistência mecânica aumentava de forma
contínua, como conseqüência da capacidade
de carbonatação da cal hidratada.
Essas pesquisas no princípio do S.XX assim como outras mais recentes mostram uma série de vantagens na adição de cal hidratada em cimentos
Portland:
1. Incremento da plasticidade e trabalhabilidade da pasta fresca.
2. Concede um elevado Ph na fase portlandita, contribuindo para a estabilidade química do cimento ao longo prazo e por tanto para sua
durabilidade.
3. Os cristais de portlandita (Ca(OH)2) atuam como obstáculo à propagação de fraturas.
4. A elevada capacidade de retenção de água da cal hidratada favorece uma secagem lenta, propiciando uma melhor pega hidráulica.
5. O hidróxido de cálcio tem propriedades cimentantes, ao carbonatar na presença do CO2 pode se dissolver preenchendo trincas, favorecendo
assim a estabilidade estrutural.
* Ver por ejemplo Knuepfer, C.A. & Houk, L.D. 1915. Effect produced on Portland cement by the addition of hydrated lime. Amour Institute of Technology, USA.
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Vantagens sustentáveis
O processo tradicional de obtenção da cal hidratada implica um considerável custo energético e
emissões de CO2 para a atmosfera. Porém, o 80% do hidróxido de cálcio que compõe o
é obtido por um rumo não convencional conforme as seguintes reações:
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A reação entre CO2 (gas) e o Ca(OH)2 do
em meio aquoso (carbonatação) dá como resultado a formação de CaCO3 que age como agente cimentante. A reação global da carbonatação da
cal pode ser sintetizada assim:
Ca(OH)2(s)+CO2(g) → CaCO3(s)+H2O(aq)+74kJ/mol
1. Em primeiro lugar, o carbeto de cálcio é gerado em um arco elétrico a partir de óxido de cálcio
e coque (carvão) a uma temperatura de 2.000 - 2.500 ºC: CaO+3C → CaC2+CO
2. Posteriormente o carbeto cálcico se hidrata, conforme a reação: CaC2+2H2O → C2H2+Ca(OH)2
Nesta última se desprende acetileno (C2H2) e se gera CaO. O óxido de cálcio se hidrata formando
uma pasta de hidróxido de cálcio, que se armazena em tanques, como resíduo. A reciclagem deste
resíduo (pasta de cal) é uma alternativa de grande vantagem acrescida, com grande potencial para a
captação de gases de efeito estufa como o CO2.
As pastas de cal de carbeto contêm cristais nanométricos de Ca(OH)2 (portlandita) e água, além
de outras impurezas que se eliminam (oxidam) mediante um tratamento patenteado pela Trenzametal S.L e a Universidade de Granada (PCT-ES 2010/070294). Este tratamento permite converter
as cales de carbeto em um produto melhorado, com qualidades acrescidas, que forma a base do
, material de excelente desempenho (reologia, modelagem, trabalhabilidade e facilidade
de colocação na obra) e enorme capacidade de captação de CO2, com grande potencial como material cimentante, sem nenhum dos inconvenientes que podiam apresentar inicialmente as cales de
carbeto sem otimizar.
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Isto significa que a carbonatação de 1 Tm de hidróxido de cálcio ocasiona a fixação como carbonato
de cálcio de 0,59 Tm de CO2 atmosférico.
Tendo em conta que a indústria do cimento é responsável pela emissão de 5-8% do CO2 antropogênico**, a substituição de uma parte do cimento de uma argamassa ou de um concreto por
implica uma notória redução das emissões de CO2 e do custo energético deste elemento
de construção. Além disso, a carbonatação do hidróxido de cálcio presente no
, já posto
na obra e exposto ao CO2 atmosférico, contribui para fixar o gás de efeito estufa como carbonato
cálcico (material cimentante).
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** USGS Commodity Statistics and Information: Cement http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/
cement/mcs-2010-cemen.pdf: Gartner EM (2004) Cement Concrete Res 34:1489-1498; Damtoft JS, Lukasik
J, Herfort D, Sorrentino D, Gartner EM (2008) Cement Concrete Res 38:115-127.
A adição* de
reduz o vestígio de carbono
do cimento em um 30%
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Emissões do cimento: 750 grs. CO2 / kg de cimento / Captação do CO2 do
* Na proporção 1 a 1.
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: 255 grs. de CO2 / kg