Argamassa de cal - Lime mortar

Uma parede de pedra na França com argamassa de cal sendo aplicada. Direita - não aplicada, Argamassa de cal central aplicada com espátula, Esquerda - argamassa de cal aplicada e depois batida e escovada com uma escova de batedeira.

A argamassa de cal é composta por cal e um agregado como a areia , misturado com água. Os antigos índios foram os primeiros a usar argamassas de cal , que usaram para rebocar os templos . Além disso, os egípcios também incorporaram várias limas em seus templos religiosos, bem como em suas casas. Estruturas tradicionais indianas construídas com argamassa de cal, que têm mais de 4.000 anos, como Mohenjo-daro, ainda é um monumento histórico da civilização do vale do Indo no Paquistão . É um dos mais antigos tipos de argamassa conhecidos também usados ​​na Roma e na Grécia antigas , quando substituiu em grande parte os argamassas de barro e gesso comuns na construção do antigo Egito.

Com a introdução do cimento Portland durante o século 19, o uso de argamassa de cal em novas construções diminuiu gradativamente. Isso se deveu em grande parte à facilidade de uso do cimento Portland, sua rápida presa e alta resistência à compressão. No entanto, as propriedades macias e porosas da argamassa de cal oferecem certas vantagens ao trabalhar com materiais de construção mais macios , como pedra natural e terracota . Por esta razão, enquanto o cimento Portland continua a ser comumente usado em novas construções de tijolo e concreto , na reparação e restauração de estruturas de tijolo e pedra originalmente construídas com argamassa de cal, o uso de cimento Portland não é recomendado.

Apesar de sua utilidade duradoura ao longo de muitos séculos, a eficácia da argamassa de cal como material de construção não foi bem compreendida; as práticas consagradas pelo tempo baseavam-se na tradição, no folclore e no conhecimento do comércio, justificados pelo grande número de edifícios antigos que permanecem de pé. Somente durante as últimas décadas os testes empíricos forneceram uma compreensão científica de sua notável durabilidade. Tanto os profissionais quanto os proprietários de residências do tipo "faça você mesmo" podem comprar argamassa de massa de cal (e ter sua argamassa histórica combinada em cor e conteúdo) por empresas que se especializam em preservação histórica e vendem argamassa pré-misturada em pequenos lotes.

Etimologia

Lime vem do inglês antigo lim "substância pegajosa, visco, argamassa, cimento, glúten" e está relacionado ao limus latino "slime, lama, mire" e linere "to smear". Argamassa é uma mistura com cimento e vem do francês antigo mortier "argamassa do construtor, gesso; tigela para misturar" no final do século 13 e Latina Mortarium "argamassa". A cal é um cimento que é um aglutinante ou cola que mantém as coisas juntas, mas o cimento é normalmente reservado para o cimento Portland.

Usos

A argamassa de cal hoje é usada principalmente na conservação de edifícios originalmente construídos com argamassa de cal, mas pode ser usada como uma alternativa ao cimento Portland comum. É feito principalmente de cal (hidráulica ou não hidráulica), água e um agregado como a areia. O cimento Portland provou ser incompatível com a argamassa de cal porque é mais duro, menos flexível e impermeável. Essas qualidades levam à deterioração prematura de tijolos históricos e macios, de modo que as argamassas de cal tradicional, de baixa temperatura, são recomendadas para uso com argamassa existente de um tipo semelhante ou reconstrução de edifícios usando métodos historicamente corretos. No passado, a argamassa de cal tendia a ser misturada no local com qualquer areia disponível localmente. Uma vez que a areia influencia a cor da argamassa de cal, as cores da argamassa de ponta podem variar dramaticamente de distrito para distrito.

Cal hidráulica e não hidráulica

A cal hidráulica contém substâncias que endurecem por hidratação para que possa endurecer sob a água. A cal não hidráulica endurece por carbonatação e, portanto, precisa ser exposta ao dióxido de carbono no ar e não pode endurecer sob a água ou dentro de uma parede espessa. Para as argamassas com cal hidráulica natural (NHL), a cal é obtida a partir do calcário que contém naturalmente uma percentagem suficiente de sílica e / ou alumina. A cal hidráulica artificial é produzida pela introdução de tipos e quantidades específicas de aditivos na fonte de cal durante o processo de queima ou pela adição de uma pozolana à cal não hidráulica. A cal não hidráulica é produzida a partir de uma fonte de carbonato de cálcio de alta pureza , como giz, calcário ou cascas de ostra.

Cal não hidráulica

A cal não hidráulica é composta principalmente por (geralmente mais de 95%) de hidróxido de cálcio , Ca (OH) 2 . A cal não hidráulica é produzida aquecendo primeiro carbonato de cálcio suficientemente puro entre 954 ° e 1066 ° C, eliminando o dióxido de carbono para produzir cal viva ( óxido de cálcio ). Isso é feito em um forno de cal . A cal viva é então apagada : hidratada sendo completamente misturada com água suficiente para formar uma pasta (massa de cal), ou com menos água para produzir pó seco. Esta cal hidratada (hidróxido de cálcio) naturalmente se transforma de volta em carbonato de cálcio ao reagir com o dióxido de carbono no ar, todo o processo sendo chamado de ciclo da cal .

O processo de hidratação envolvido na criação de uma massa de cal é uma reação exotérmica que inicialmente cria um líquido de consistência cremosa. Em seguida, é amadurecido por 2 a 3 meses - dependendo das condições ambientais - para permitir tempo para condensar e amadurecer em uma massa de cal.

Uma massa de cal maturada é tixotrópica , o que significa que quando uma massa de cal é agitada, ela muda de uma massa para um estado mais líquido. Isso facilita seu uso para argamassas , pois facilita o trabalho com a argamassa. Se deixada em repouso após a agitação, uma massa de cal irá lentamente reverter de um líquido espesso para um estado de massa.

Bem como calcário à base de cálcio, podem ser produzidos limões dolomíticos que são baseados em carbonato de cálcio e magnésio .

Uma fonte frequente de confusão em relação à argamassa de cal deriva da semelhança dos termos hidráulico e hidratado.

  • Cal hidratada é qualquer cal que não seja cal virgem e pode se referir a cal hidráulica (endurece sob a água) ou não hidráulica (não endurece sob a água).
  • A pasta de cal é sempre não hidráulica e pode ser armazenada indefinidamente sob a água. Como o nome sugere, a massa de cal tem a forma de uma massa feita apenas de cal e água.

Se a cal virgem for apagada com excesso de água, então é produzida massa ou lama. Se for usada a quantidade certa de água, o resultado é um material seco (qualquer excesso de água escapando como vapor durante o aquecimento). Este é moído para fazer pó de cal hidratado.

O pó de cal hidratado não hidráulico pode ser misturado com água para formar a massa de cal. Antes do uso, a massa é geralmente deixada na ausência de dióxido de carbono (geralmente embaixo d'água) para amadurecer. A massa pode ser amadurecida por até 24 horas ou por muitos anos; um maior tempo de maturação melhora a qualidade da massa. Argumenta-se que uma massa de cal amadurecida por um período prolongado (mais de 12 meses) torna-se tão rígida que é difícil trabalhar.

Há alguma controvérsia quanto à qualidade comparativa da massa formada a partir da cal hidratada seca em comparação com a produzida como massa no momento da hidratação. É geralmente aceito que o último é preferível. Uma cal hidratada produzirá um material que não é tão "graxo", sendo um termo comercial comum para compostos que têm uma textura amanteigada mais lisa quando trabalhados. Freqüentemente, devido ao armazenamento longo e insuficiente, a cal resultante produzida pela cal hidratada exibirá carbonatação mais longa períodos, bem como menores resistências à compressão.

A cal não hidráulica leva mais tempo para curar e é mais fraca do que a cal hidráulica, e não deve congelar antes de estar bem curada. Embora o processo de presa possa ser lento, o tempo de secagem de uma argamassa de cal deve ser regulado lentamente para garantir uma boa presa final. Uma argamassa de cal de secagem rápida resultará em uma argamassa final de baixa resistência e baixa qualidade, freqüentemente exibindo trincas de contração. Na prática, as argamassas de cal são freqüentemente protegidas da luz solar direta e do vento com folhas de hessian úmidas ou borrifadas com água para controlar as taxas de secagem. Mas também tem a qualidade de cura autogênea (autocura), onde um pouco de cal livre se dissolve na água e é redepositado em qualquer fenda minúscula que se formar.

Oyster Shell Mortar

Os grandes flocos de concha de ostra são um sinal de que se trata de uma falsa argamassa de concha. Na verdade, era um substituto de Portland muito difícil, que felizmente não tinha causado muito dano ao tijolo.

Na região das marés de Maryland e Virgínia, as conchas de ostra foram usadas para produzir cal viva durante o período colonial. Semelhante a outros materiais usados ​​para produzir cal, as cascas de ostra são queimadas. Isso pode ser feito em um forno de cal em vez de um forno. Queimar conchas em um rick é algo que a Colonial Williamsburg e a recriação de Ferry Farm tiveram que desenvolver a partir de conjecturas e aprendizado em campo. O rick que eles construíram consiste em toras dispostas em um círculo que queima lentamente, transformando ostras que estão contidas na pilha de madeira em um pó de cinza. Um vídeo explicativo de como o Rick foi construído para a Fazenda das Balsas pode ser encontrado aqui . A casca queimada pode então ser apagada e transformada em massa de cal.

As argamassas que usam cascas de ostra podem às vezes ser identificadas pela presença de pequenos pedaços de casca na junta de argamassa exposta. Na alvenaria de restauração, os pedaços de concha às vezes são exagerados para dar ao observador a impressão de autenticidade. Infelizmente, essas tentativas modernas geralmente contêm proporções de cimento Portland mais altas do que as necessárias . Isso pode causar falhas no tijolo se a junta de argamassa for mais resistente do que os elementos de tijolo.

Cal hidráulica

Artigo principal: Cal hidráulica

A cal hidráulica endurece por reação com a água chamada hidratação.

Quando é necessária uma argamassa de cal mais forte, como para fins externos ou estruturais, pode-se adicionar uma pozolana , o que melhora sua resistência à compressão e ajuda a protegê-la dos danos causados ​​pelas intempéries. Pozolanas incluem tijolos em pó, argila tratada termicamente, sílica ativa , cinzas volantes e materiais vulcânicos. O conjunto químico transmitido varia de muito fraco a quase tão forte quanto o cimento Portland.

Isso também pode ajudar na criação de tempos de presa mais regulados da argamassa, pois a pozolana criará um conjunto hidráulico, o que pode ser benéfico em projetos de restauração quando os prazos e, em última análise, os custos precisam ser monitorados e mantidos.

A cal hidráulica pode ser considerada, tanto em termos de propriedades quanto de fabricação, como um meio-termo entre a cal não hidráulica e o cimento Portland. O calcário usado contém quantidades suficientes de argila e / ou sílica . O produto resultante conterá silicato dicálcico mas, ao contrário do cimento Portland, não terá silicato tricálcico .

É apagado o suficiente para converter o óxido de cálcio em hidróxido de cálcio, mas não com água suficiente para reagir com o silicato dicálcico. É este silicato dicálcico que, em combinação com água, fornece as propriedades de endurecimento da cal hidráulica.

O alumínio e o magnésio também produzem um conjunto hidráulico e algumas pozolanas contêm esses elementos.

Existem três classes de resistência para cal hidráulica natural, estabelecidas na Norma Europeia EN459; NHL2, NHL3.5 e NHL5. Os números representam a resistência à compressão mínima aos 28 dias em newtons por milímetro quadrado (N / mm 2 ). Por exemplo, a resistência de NHL 3,5 varia de 3,5 N / mm 2 (510 psi) a 10 N / mm 2 (1.450 psi). Estes são semelhantes à antiga classificação de fraco hidráulico, moderadamente hidráulico e eminentemente hidráulico e, embora diferentes, algumas pessoas continuam a se referir a eles como sinônimos. A terminologia para argamassas de cal hidráulica foi aprimorada pelo habilidoso engenheiro civil francês Louis Vicat na década de 1830 a partir do antigo sistema de cal hidráulica e debilmente, moderadamente e eminentemente. Vicat publicou seu trabalho após pesquisa sobre o uso de argamassas de cal durante a construção de pontes e estradas em seu trabalho. A empresa francesa Vicat ainda produz cimentos naturais e argamassas de cal. Os nomes das argamassas de cal eram tão variados e conflitantes em todo o continente europeu que a reclassificação melhorou muito a compreensão e o uso das argamassas de cal.

Misturar

A argamassa de cal tradicional é uma combinação de massa de cal e agregado (geralmente areia). Uma mistura típica de argamassa de cal moderna seria 1 parte de massa de cal para 3 partes de areia afiada lavada, bem graduada . Outros materiais têm sido usados ​​como agregados em vez de areia. A teoria é que os vazios de espaço vazio entre as partículas de areia respondem por 1/3 do volume da areia. A massa de cal, quando misturada na proporção de 1 para 3, preenche esses vazios para criar uma argamassa compacta. A análise de amostras de argamassa de edifícios históricos normalmente indica que uma proporção mais alta de cerca de 1 parte de massa de cal para 1,5 parte de agregado / areia era comumente usada. Isso equivale a aproximadamente 1 parte de cal viva seca para 3 partes de areia. Uma mistura de gesso grosso tradicional também tinha crina de cavalo adicionada para reforço e controle de encolhimento, importante ao rebocar ripas de madeira e para bases (ou dublagem) camadas em superfícies irregulares, como paredes de pedra, onde a argamassa é frequentemente aplicada em camadas mais espessas para compensar os níveis de superfície irregulares.

Se ocorrer retração e rachadura da argamassa de cal, isso pode ser resultado de qualquer

  • Areia mal graduada ou com tamanho de partícula muito pequeno
  • A argamassa sendo aplicada muito espessa (camadas mais espessas aumentam a possibilidade de encolhimento, rachaduras e queda)
  • Muita sucção do substrato
  • Altas temperaturas do ar ou luz solar direta que forçam a secagem da argamassa
  • Alto teor de água na mistura de argamassa de cal
  • Má qualidade ou massa de cal não amadurecida

Um método comum para misturar argamassa de cal com cal em pó é o seguinte:

  • Reúna seus ingredientes, areia, limão e água
  • Meça sua proporção de areia para cal, por exemplo, 3 baldes de areia e 1 balde de cal para uma proporção de 3: 1.
  • Misture bem os ingredientes secos para que toda a areia seja coberta com cal e não haja pedaços de areia ou cal visíveis.
  • Reserve uma parte dos ingredientes secos removendo-os do recipiente de mistura. A quantidade reservada pode variar, mas um ponto de partida seguro é cerca de 1/4 do lote. Isso será adicionado posteriormente para ajustar a secura da mixagem.
  • Meça a água. O quanto depende de quão úmida você deseja que sua mistura fique e quão úmida / molhada está sua areia. Um bom ponto de partida é 1 litro de água por galão de areia.
  • Adicione cerca de 2/3 da água aos ingredientes secos e misture até obter consistência uniforme.
  • Adicione os ingredientes secos reservados e / ou o restante da água para obter uma mistura de sua preferência. Leva tempo para saber o que funciona bem, e a receita pode mudar dependendo da temperatura, umidade, umidade na areia, tipo de tijolo e tarefa em mãos (colocar o tijolo pode justificar uma mistura mais úmida, enquanto apontar pode exigir um mais seco .
  • Para testar a mistura enquanto a prepara, você pode usar uma espátula ou dar um tapinha na argamassa com a mão para ver a quantidade de umidade e "creme" que vem à superfície.
  • Lembre-se de molhar bem o tijolo antes de usar argamassa de cal. O tijolo velho pode ser extremamente poroso, um tijolo de 4 libras pode reter meio litro de água. Os tijolos devem estar saturados, mas secos na superfície antes de serem colocados ou apontados. O excesso de água pode fazer com que a cal escorra e deixe manchas.

Reforço de cabelo

O reforço capilar é comum no gesso de cal e muitos tipos de cabelo e outras fibras orgânicas podem ser encontrados em gessos históricos. No entanto, o material orgânico na cal se degradará em ambientes úmidos, particularmente em rebocos externos úmidos. Esse problema deu origem ao uso de fibras de polipropileno em novos rebocos de cal.

Propriedades

  • A argamassa de cal não é tão forte à compressão quanto a argamassa à base de cimento Portland, mas ambas são suficientemente fortes para a construção de propriedades domésticas não muito altas.
  • A argamassa de cal não adere tão fortemente à alvenaria como o cimento Portland. Esta é uma vantagem com tipos de alvenaria mais macios, onde o uso de cimento, em muitos casos, eventualmente resulta no cimento arrancando algum material de alvenaria quando chega ao fim de sua vida útil. A argamassa é um elemento sacrificial que deve ser mais fraco do que os tijolos, por isso irá rachar antes dos tijolos. É mais barato substituir a argamassa rachada do que os tijolos rachados.
  • Em condições de rachaduras, o cimento Portland quebra, ao passo que a cal geralmente produz numerosas microfissuras se a quantidade de movimento for pequena. Essas microfissuras recristalizam por meio da ação do 'cal livre', que autocura eficazmente a área afetada.
  • Os edifícios históricos são freqüentemente construídos com unidades de alvenaria relativamente macias (por exemplo, tijolos macios e muitos tipos de pedra), e movimentos menores em tais edifícios são bastante comuns devido à natureza das fundações. Este movimento quebra a parte mais fraca da parede, e com a argamassa de cimento Portland geralmente é a alvenaria. Quando a argamassa de cal é usada, a cal é o elemento mais fraco, e a argamassa racha de preferência à alvenaria. Isso resulta em muito menos danos e é relativamente simples de reparar.
  • A argamassa de cal é mais porosa do que a argamassa de cimento e absorve qualquer umidade da parede para a superfície onde evapora. Assim, qualquer teor de sal na água cristaliza na cal, danificando a cal e poupando assim a alvenaria. O cimento, por outro lado, evapora menos água do que o tijolo macio, de modo que os problemas de umidade podem causar a formação de sal e estilhaçamento nas superfícies dos tijolos e a consequente desintegração dos tijolos. Essa capacidade de evaporação úmida é amplamente conhecida como 'respirabilidade'.
  • A argamassa de cal não deve ser usada abaixo de 5 ° C (41 ° F) e leva mais tempo para endurecer, por isso deve ser protegida do congelamento por três meses. Devido ao seu endurecimento mais rápido, a cal hidráulica pode não precisar de tanto tempo antes que as temperaturas de congelamento comecem.

Normalmente, qualquer umidade na parede fará com que a argamassa de cal mude de cor, indicando a presença de umidade. O efeito criará uma aparência frequentemente manchada de uma parede caiada. À medida que os níveis de umidade dentro de uma parede se alteram, o mesmo ocorre com a tonalidade da cal. Quanto mais escura for a tonalidade da cal, mais pronunciado se tornará este efeito.

Pode-se permitir que uma carga de argamassa de cal misturada permaneça como um caroço por algum tempo, sem que seque (pode formar uma crosta fina). Quando estiver pronto para usar, esse caroço pode ser remixado ('derrubado') novamente e, em seguida, usado. Tradicionalmente em canteiros de obras, antes do uso de misturadores mecânicos, a massa de cal (apagada no local em uma cova) era misturada com areia por um operário que "batia e empurrava" a mistura com um "larry" (uma enxada larga com grandes orifícios). Em seguida, era coberto com areia e deixado ficar parado por um tempo (de dias a semanas) - um processo conhecido como 'banco'. Esse caroço foi então remixado e usado conforme necessário. Este processo não pode ser feito com cimento Portland.

Cal com cimento Portland

A combinação de cimento Portland e cal é usada para estabilização e solidificação do solo através do estabelecimento de colunas de cimento de cal ou estabilização de todo o volume de massa superior. O método proporciona um aumento na resistência quando se trata de vibrações, estabilidade e sedimentação. Ao construir, por exemplo, estradas e ferrovias, o método é mais comum e difundido (rua Queen Eufemias no centro de Oslo, E18 em Tønsberg etc.).

Para fins de preservação, as argamassas do Tipo N e do Tipo O são freqüentemente usadas. Uma argamassa Tipo N é 1 parte de Portland, 1 parte de cal e 6 partes de areia ou outro agregado (1: 1: 6). Uma argamassa do Tipo O é 1 parte de Portland, 2 partes de cal e 9 partes de areia ou outro agregado (1: 2: 9). A argamassa de cal reta não contém Portland e 1 parte de cal para 3 partes de areia ou outro agregado. A adição de cimento ou outra pozolana para diminuir os tempos de cura é chamada de "medição". Além de Portland, cinzas e pó de tijolo foram usados ​​para medir argamassas.

Fragmentação de tijolo em chaminé do século XVIII. A seção inferior é mais velha que a superior. Observe que, embora a argamassa inferior esteja deteriorada, ela não é tão ruim quanto o tijolo.

Para fins de restauração histórica e trabalhos de restauração que envolvam o refugo ou substituição do tijolo, os pedreiros devem descobrir o tijolo e argamassa original e repará-lo com um material semelhante. O Serviço Nacional de Parques fornece orientação para a remontagem adequada de alvenaria por meio do Resumo de Preservação 2 . Em geral, o Resumo 2 sugere que o refugo deve ser feito com uma argamassa semelhante ou mais fraca. Portanto, uma junta de argamassa de cal deve ser refeita da mesma maneira. Devido à popularidade do cimento Portland, nem sempre é esse o caso. Um sistema de parede precisa de um equilíbrio entre a argamassa e o tijolo que permita que a argamassa seja a parte fraca da unidade. Quando a argamassa é mais forte do que o tijolo, ela evita qualquer movimento natural na parede e as faces do tijolo começam a se deteriorar, um processo conhecido como fragmentação , processo pelo qual a face externa de um tijolo se degrada e pode descascar ou virar em pó. Existe também um movimento natural da água através de uma parede de alvenaria. Uma forte mistura de cimento Portland impedirá o fluxo livre de água de uma área úmida para seca. Isso pode fazer com que a umidade ascendente fique presa na parede e crie falhas no sistema. Se a umidade não escapar para o ar, isso causará danos à estrutura da parede. O congelamento de água na parede é outra causa de fragmentação.

Em trabalhos de restauração de estruturas anteriores ao século 20, deve haver uma alta proporção de cal e agregado para Portland. Isso reduz a resistência à compressão da argamassa, mas permite que o sistema de parede funcione melhor. A argamassa de cal atua como um pavio que ajuda a puxar a água do tijolo. Isso pode ajudar a evitar que o tijolo mais velho se estilhace. Mesmo quando o tijolo é um elemento moderno e mais duro, refazer o ponto com uma argamassa de cal de proporção mais alta pode ajudar a reduzir a umidade ascendente.

Pode não ser aconselhável para todos os consumidores usar uma argamassa de cal simples. Sem Portland na mistura, há menos controle sobre a configuração da argamassa. Em alguns casos, um ciclo de congelamento e descongelamento será suficiente para criar falha na junta de argamassa. A argamassa de cal direta também pode levar muito tempo para curar totalmente e, portanto, o trabalho deve ser executado em uma época do ano em que as condições climáticas sejam propícias para o endurecimento adequado da argamassa. Essas condições não estão apenas acima das temperaturas de congelamento, mas também nas estações mais secas. Para proteger a argamassa de cura lenta da umidade, um siloxano pode ser adicionado à superfície. Com estruturas históricas, esta pode ser uma estratégia controversa, pois pode ter um efeito prejudicial para o tecido histórico.

A presença de Portland permite uma argamassa mais estável. A estabilidade e previsibilidade tornam a argamassa mista mais fácil de usar, particularmente em aplicações onde seções inteiras de parede estão sendo colocadas. Empreiteiros e projetistas podem preferir misturas que contenham Portland devido ao aumento da resistência à compressão em vez de uma argamassa de cal reta. Como muitos edifícios pré-Portland ainda estão de pé e têm argamassa original, os argumentos para maior resistência à compressão e facilidade de uso podem ser mais resultado da prática atual e da falta de compreensão das técnicas mais antigas.

Veja também

Referências

Leitura adicional
  • Burnell, George Rowdon; Tratado rudimentar sobre cal, cimentos, argamassas, betões, massas, rebocos, etc.
  • Dibdin, William Joseph; Argamassa e cimento de cal: suas características e análises. Com uma conta de pedra artificial e asfalto
  • Gilmore, Quincy A .; Cimento Hidráulico de Cal e Argamassas
  • Hodgson, Fred T .; Concreto, Cimentos, Argamassas, Mármores Artificiais, Gesso e Estuque: Como Usar e Como Prepará-los
  • Lazell, Ellis Warren; Argamassa e cimento de cal: suas características e análises. Com uma conta de pedra artificial e asfalto

links externos