Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Ambiental
TÍTULO: EFEITO DA AÇÃO DE SAIS NA CINÉTICA DO PROCESSO DE CURA DO GESSO
AUTORES: Conceicao Ribeiro, R.C. (Centro de Tecnologia Mineral) ; Affonso Machado, G. (Centro de Tecnologia Mineral)
RESUMO: O gesso é obtido por meio da calcinação da gipsita (CaSO4.2H2O). A gipsita
possui a propriedade de perder moléculas de água, durante a calcinação,transformando-se em hemidrato (gesso) que, em contato com a água,
rehidrata-se recuperando a forma original de dihidrato. O gesso em contato com a
água passa por etapas de dissolução, nucleação e recristalização, e após um
determinado tempo (tempo de cura), endurece e adquire resistência mecânica, sendo utilizado em grande escala na construção civil. No entanto, quanto menor o
tempo de cura, mais rápido o endurecimento do gesso e, consequentemente, maior a
geração de resíduos de gesso, causando impacto ambiental e aumento de custos
para o setor. Dessa forma, o objetivo do trabalho foi verificar o efeito da ação
de sais na cinética de cura
PALAVRAS CHAVES: tempo de cura; Gesso; calcinação
INTRODUÇÃO: O gesso é um produto obtido a partir da calcinação da gipsita (CaSO4.2H2O) e de
acordo com o Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM, 2010), no
território brasileiro os principais depósitos de gipsita ocorrem associados às
bacias sedimentares conhecidas como Bacia Amazônica (Amazonas e Pará); Bacia do
Meio Norte ou Bacia do Parnaíba (Maranhão e Tocantins); Bacia Potiguar (Rio
Grande do Norte); Bacia Sedimentar do Araripe (Piauí, Ceará e Pernambuco); e
Bacia do Recôncavo (Bahia). Durante o processo de calcinação, a gipsita perde
uma e meia molécula de água de cristalização e forma o gesso. A reação de
desidratação e formação do hemidrato ocorre de acordo com a reação 1.
CaSO4.2H2O → CaSO4.½H2O + 3/2H2O (1)
Para melhorar as condições de trabalhabilidade no estado fresco e as
propriedades mecânicas do gesso no estado endurecido, costumam-se usar aditivos
que podem desempenhar diferentes funções (modificadores do tempo de pega,
agentes retentores de água, fluidificantes, etc.) e principalmente, mitigar o
impacto ambiental e reduzir custos. Porém, é importante conhecer tecnicamente a
ação desses aditivos durante o processo de cura.
MATERIAL E MÉTODOS: Análises Química e Mineralógica
Para determinação da composição química e mineralógica, o gesso foi avaliado por
fluorescência de raios-x e difração de raios-x, respectivamente, que foram
realizadas pela Coordenação de Análises Minerais (COAM) do CETEM.
Avaliação do tempo de cura do gesso.
Para a avaliação do tempo de cura do gesso, em um béquer de 80,0 mL adicionou-se
5,0 g de gesso e 2,5 mL de solução salina (1 mol/L), sendo posteriormente,
avaliado o tempo para o endurecimento. Foram utilizados os seguintes sais:
sulfato de lítio, sulfato de sódio, sulfato de potássio, sulfato de magnésio,
sulfato de cálcio, sulfato de bário e sulfato de alumínio. Além disso, foram
utilizados sais de citrato, utilizando os mesmos metais anteriormente citados.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Análise Química
Os resultados de fluorescência de raios-x indicaram que a composição química da
amostra de gesso, apresenta cerca de 35% de CaO e 47% de SO3, além de pequenas
concentrações de outros elementos, que somados à água, correspondem aos 18%
restantes de sua composição.
Análise Mineralógica
Na Figura 1 está apresentado o difratograma de raios-x da amostra de gesso, onde
se pode observar os picos típicos de gipsita. Corroborando os resultados da
literatura CUNHA FILHO, et al. 2008 e OLIVEIRA e ARANHA, 2002.
Avaliação do tempo de cura do gesso.
Na tabela 1 estão apresentados os resultados do tempo de cura do gesso antes e
após a adição dos sais. Pode-se verificar que independente o tipo de sal
adicionado ocorre um aumento do tempo de cura, se comparado ao processo sem
utilização de sal, uma vez que a re-hidratação da gipsita é retardada pela ação
do sal.
No entanto, observando-se os resultados dos sais de sulfato, verifica-se que
quando se utilizam elementos do grupo 1 A o tempo de cura é de 3 min, valor este
similar ao tempo de cura sem utilização de sal, quando se utilizam elementos do
grupo 2 A o tempo de cura aumenta para cerca de 5 min e quando se utilizam
elementos do grupo 3 A o tempo de cura aumenta para 10 min. Tais resultados,
possivelmente, estão relacionados com o aumento da eletronegatividade desses
elementos, permitindo maior interação química com a gipsita ou com a água, e
consequentemente, retardando a ação da água sobre o mineral. Além disso, há que
se destacar a ação polarizante do alumínio, permitindo a geração de ligações
mais intensas com a gipsita, sendo talvez o responsável em aumentar o tempo de
cura.
Difratograma de raios-x da amostra de gesso
Na Figura 1 está apresentado o difratograma de
raios-x da amostra de gesso, onde se pode observar
os picos típicos de gipsita. Corroborando os
resultados da literatura CUNHA FILHO, et al. 2008
e OLIVEIRA e ARANHA, 2002
Tabela 1: Tempo de cura do gesso
Na tabela 1 estão apresentados os resultados do
tempo de cura do gesso antes e após a adição dos
sais. Pode-se verificar que independente o tipo de
sal adicionado ocorre um aumento do tempo de cura,
se comparado ao processo sem utilização de sal,
CONCLUSÕES: Pôde-se concluir que a adição de sais aumenta o tempo de cura do gesso,
permitindo maior trabalhabilidade do gesso e, consequentemente menor geração de
resíduos nesse setor. Além disso, verifica-se que sais formados por elementos mais
eletronegativos, como por exemplo o alumínio, apresentam maior efeito no mineral,
aumentando o tempo de cura. Além disso, a presença de ânions mais volumosos, como
por exemplo o citrato, afetam significativamente o aumento do tempo de cura.
AGRADECIMENTOS: Centro de Tecnologia Mineral - CETEM pela infraestrutura, A
coordenação CATE, meu orientador Roberto C Ribeiro, Michelle Cassiano e Carlos
Alber
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALSADI, S.; COMBE, E.C.; CHENG, Y-S.Properties of gypsum with the addition ofgumarabic and calcium hydroxide. The Journal of Prosthetic Dentistry, Minneapolis,v.76, n.5, p.530-534, nov. 1996.
ANTUNES, R. P. N., Estudo da influência da cal hidratada nas pastas de gesso. Dissertação (Mestrado) - Escola Politécnica, Universidade de São Paulo. São Paulo,1999.
CUNHA FILHO, P. L. da et al. Caracterização estrutural do gesso pelo polo gesseiro de Araripina. Cerâmica Industrial, [s. I], p. 31-38, maio/jun. 2008.
DNPM, Departamento Nacional de Produção Mineral, Anuário 2010.
OLIVEIRA, C. H. e ARANHA, I. B. Caracterização Mineralógica de Minérios Brasileiros de Gipsita. XIX ENTMME – Recife, Pernambuco – 2002: CETEM – MCT, Rio de Janeiro, 2002.