- Centro de Tecnologia Mineral

EFEITO DA AÇÃO DE SAIS NA CINÉTICA DO PROCESSO DE CURA DO GESSO
Affonso, G. S1. e Ribeiro, R. C. C.2
1. Estagiária – Centro de Tecnologia Mineral (CETEM) – Coordenação de Apoio
Técnico à Micro e Pequenas Empresas (CATE),
2. Pesquisador do CETEM – Coordenação de Apoio Técnico à Micro e Pequenas
Empresas (CATE).
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 do gesso, permitindo o aumento
no tempo de cura.
1. 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)
O gesso obtido da calcinação da gipsita possui a propriedade de se rehidratar. A
reação de hidratação do hemihidrato ocorre de acordo com a reação 2 (ALSADI, et al.
1996).
2 CaSO4.½H2O + 3 H2O → 2 CaSO4.2H2O (2)
O gesso encontra a sua maior aplicação na indústria da construção civil, embora
também seja muito utilizado na confecção de moldes para as indústrias cerâmica,
metalúrgica e de plásticos; em moldes artísticos, ortopédicos e dentários; como agente
desidratante; como aglomerante do giz e na briquetagem do carvão.
1 No entanto, o setor vem encontrando um grande desafio que é a destinação de
toneladas de resíduos de gesso, gerados pelo pequeno tempo de cura, causando um
grave impacto ambiental, já que não podem ser misturados aos demais resíduos da
construção civil; além de aumentar os custos, uma vez que novos gessos devem ser
processados para aplicação na construção (ANTUNES, 1999).
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.
2. OBJETIVO
Verificar o efeito da ação de diferentes sais na cinética do tempo de cura do gesso,
permitindo a diminuição do impacto ambiental e redução de custos para o setor.
3. MATERIAIS E MÉTODOS:
3.1 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.
3.2 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.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO:
4.1 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.
4.2 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.
2 Figura 1: Difratograma de raios-x da amostra de gesso.
4.3 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.
Tabela 1: Tempo de cura do gesso.
Tipo de sal
Tempo (min)
Sulfato de Lítio
3
Sulfato de Sódio
Sulfato de Potássio
Sulfato de Magnésio
5
Sulfato de Cálcio
Sulfato de Bário 8
Sulfato de Alumínio 10
Citrato de Lítio
120
Citrato de Sódio
Citrato de Potássio
Citrato de Magnésio
240
Citrato de Cálcio
Citrato de Bário Citrato de Alumínio * O tempo de cura da água com gesso é da ordem de 2,5 min.
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 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.
Avaliando-se o efeito do ânion, quando se utilizou o citrato, verifica-se que o tempo de
cura do gesso aumenta consideravelmente, chegando-se a valores em torno de 4h.
Tal fato deve estar relacionado pelo fato do aumento do impedimento histérico
causado por esse ânion, associado aos efeitos de eletronegatividade anteriormente
discutido.
5. 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.
6. 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.
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