Apontamentos Pozolanas para Argamassas de Cal

Pozolanas para Argamassas de Cal

Os materiais que permitem à argamassas de cal realizarem presa rapidamente incluem as cinzas e o pó de tijolo.

Conhecidos como “pozolanas” em consequência dos aditivos vulcânicos usados pelos romanos, estes materiais encontram-se largamente nas argamassas de cal usadas nos edifícios e monumentos antigos.

Sempre que seja necessário um trabalho de conservação, as novas argamassas devem condizer com as antigas, não só para assegurarem a continuidade do passado, mas também para assegurarem que o trabalho novo é visualmente e fisicamente compatível com o antigo.

É, assim, importante, que saibamos mais acerca do desempenho destes aditivos.

Uma definição simples e quotidiana da “pozolana” pode ser “um material finamente pulverizado que pode ser aditivado à argamassa de cal (ou a uma argamassa de cimento Portland) para aumentar a sua durabilidade e, no caso das argamassas de cal, para proporcionar uma presa positiva”.

Uma definição mais formal é dada pelo ASTM C618 como sendo “um material silicioso ou silicioso e aluminoso que, por si próprio, possui pouco ou nenhum valor cimentício mas que irá, se em forma finamente dividida e na presença da humidade, reagir quimicamente com o hidróxido de cálcio a temperaturas correntes, para formar compostos detentores de propriedades cimentícias”.

As vulgares argamassas de cal não hidráulicas (N.T. – aéreas) endurecem por secagem e carbonatação, ou seja pela conversão do hidróxido de cálcio (cal apagada) em carbonato de cálcio, por reacção com o dióxido carbónico da atmosfera.

Nas argamassas hidráulicas este endurecimento é suplementado por uma presa mais positiva proporcionada por reacções químicas entre o hidróxido de cálcio e os silicatos e aluminatos reactivos na presença da água.

Nas cales hidráulicas naturais os silicatos e aluminatos reactivos são fornecidos pelos minerais de argila presentes na pedra calcária.

Onde seja exigida uma presa hidráulica para uma argamassa de cal e estes minerais não estejam presentes naturalmente, ou não estejam presentes nas quantidades suficientes, eles podem ser aditivados sob a forma de pozolanas.

A adição de pozolana a qualquer argamassa de cal (hidráulica ou aérea) irá modificar as suas características.

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Os materiais pozolânicos podem combinar-se com a cal não carbonatada (hidróxido de cálcio) para formar compostos estáveis, reduzindo-se assim os riscos de escorrimentos iniciais ou de danos por congelamento e aumentando-se a durabilidade potencial da argamassa.

Conforme o tipo de pozolana escolhido, a densidade e a resistência à compressão da argamassa podem ser aumentadas e a sua porosidade diminuída.

Em geral, os materiais pozolânicos mais fracos (tais como o pó de tijolo proveniente de tijolos cozidos abaixo dos 900º C) irão produzir argamassas mais permeáveis e flexíveis, enquanto que os materiais fortemente aquecidos, tais como as PFA, tenderão a produzir argamassas mais resistentes, semelhantes, pelas suas características, às de cimento.

No passado, argumentou-se que podem ser obtidas uma presa rápida e uma durabilidade acrescida nas argamassas de cal pela adição de pequenas quantidades de cimento, mas a experiência demonstrou que as argamassas doseadas com cimento são, geralmente, pouco duráveis a amenos que as proporções entre cimento e cal sejam da ordem dos 1:1. estas proporções produzem uma argamassa que é demasiadamente forte e frágil para a maioria das situações de conservação e que pode introduzir sulfatos solúveis nas alvenarias de tijolo ou de pedra mais frágeis.

Podem suceder problemas semelhantes com algumas cales hidráulicas modernas cozidas a temperaturas mais elevadas.

História

A prática de se modificarem as argamassas de cal pela adição de materiais contendo silicatos e aluminatos reactivos era conhecida dos construtores romanos, que utilizavam depósitos vulcânicos de Pozzuoli perto de Nápoles, assim como ladrilhos cerâmicos triturados.

Se esta prática continuou através da Idade Média não está muito claro, mas o interesse pelo uso de cales hidráulicas em conjunto com pozolanas foi reactivado nos finais do século XVIII, com o início de um longo período de investigação e debate envolvendo alguns grandes engenheiros, tais como Vicat, Treussart e Smeaton.

Estas investigações envolveram a cozedura simultânea de minerais argilosos apropriados com pedra calcária, assim como a adição de materiais pozolânicos de vários tipos a argamassas de cal e conduziu, eventualmente, ao desenvolvimento das cales hidráulicas artificiais.

Parece que se tornou geralmente aceite que, para trabalhos de engenharia, a cozedura simultânea dos materiais requeridos poderia produzir uma argamassa mais durável do que a adição separada de pozolanas depois da cozedura.

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Para esta finalidade foram desenvolvidos dois métodos de produção para aquilo a que se tornou conhecido como cales hidráulicas artificiais.

Um método envolvia a trituração de pedra calcária, ou chalk (N.T. – tipo de cré), com argila antes da cozedura, para simular a mistura íntima encontrada nas cales hidráulicas naturais.

Um método alternativo, envolvendo a mistura de cal apagada de elevado teor em cálcio com argila, a sua secagem e a nova calcinação do material obtido, conduziu, eventualmente, à produção do cimento Portland.

Ao mesmo tempo, era crescente o entendimento do uso das pozolanas para dição a argamassas de cal hidráulica e aérea.

Smeaton, particularmente, foi instrumental no desenvolvimento de especificações incorporando pozolanas naturais na cal hidráulica natural para conseguir argamassas extraordinariamente duráveis destinadas a trabalhos marítimos e a outras obras de engenharia.

A continuada procura de uma presa mais rápida e de uma argamassa mais durável levou eventualmente ao desenvolvimento dos cimentos modernos e, durante a maior parte do século XX, o aumento do uso do cimento Portland levou ao afastamento da utilização das cales puras, das cales hidráulicas e das pozolanas.

Com a actual percepção de que as argamassas de cal com diversos tipos e propriedades tem lugar na indústria da construção, quer para a conservação da alvenaria tradicional de pedra ou de tijolo, quer para a construção de alguns tipos de edificações novas, as atenções estão de novo focadas no potencial desempenho das argamassas da cal hidráulica e não hidráulica, e na utilização das pozolanas para se modificarem essas argamassas.

O emprego de pozolanas nas argamassas de cal na construção vulgar fundamenta-se na prática histórica e na experiência pragmátrica, suportadas poralgumas investigações científicas preliminares, tais como o trabalho executado pela English Heritage e pelo BRE a propósito do “Smeaton Project”.

Os trabalhos publicados sobre os efeitos das pozolanas sobre o betão e as argamassas de cimento Portland também contêm informações úteis.

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