*cetem gesso

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Por sua vez, o gesso α é obtido quando a calcinação é realizada em equipamentos fechados a uma pressão maior que a atmosférica (autoclave). Nessas condições, a modificação da estrutura cristalina do gesso resulta em um produto mais homogêneo e menos poroso (Phillips, 1986). Como conseqüência, após a mistura com água, obtém-se um produto mais duro, com maior resistência mecânica e menor consistência. A menor consistência possibilita a trabalhabilidade da mistura com uma menor relação água/gesso. O gesso α é caracterizado por apresentar cristais compactos, regulares e resistentes. O hemidrato α, sendo um produto de melhor qualidade, tem maior valor comercial e é utilizado em aplicações mais nobres do que o hemidrato β. O processo de calcinação em autoclave pode ser a seco (Mineradora São Jorge) ou a úmido (Supergesso).

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Na Mineradora São Jorge, o minério é colocado em um pátio (Figura 4) onde passa por um processo de catação manual, com base no número de faces contaminadas. O material com mais de uma face contaminada (cerca de 1/3 da massa do minério) é utilizado na fabricação de cimento. Enquanto o material selecionado, com maior grau de pureza, é reduzido manualmente com o auxílio de marreta, a uma granulometria entre 7,5 e 20 cm. Depois passa por uma lavagem e segue para a etapa de calcinação a seco, em autoclave com 1 m3 e capacidade para 5 toneladas de minério (Luz et al., 2001). Após a calcinação, o minério é moído e ativado pela adição de produtos químicos em misturador.

Figura 4: Pátio de catação manual da gipsita da Mineradora São Jorge em Ouriciri-PE.

Por sua vez, na Supergesso adota-se o processo de calcinação a úmido. A gipsita é britada e moída antes da calcinação. Uma polpa com 45% de gipsita e 5% de água é formada e aquecida em tanque de preparação a 75 oC, por um sistema de serpentinas de óleo. Em seguida, a polpa aquecida alimenta a autoclave, com temperatura que varia de 108 a 120 oC, onde é feita a adição de produtos químicos.

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Nos processos a seco, em ambos os casos (produção de gesso α ou gesso β), depois da calcinação, o gesso é transferido para um silo de repouso, onde ocorre o resfriamento. A seguir, se houver necessidade, o produto é moído e misturado a aditivos, antes do ensacamento.

Os aditivos utilizados são perlita, vermiculita, areia ou calcário e/ou produtos químicos, que são usados em pequenas proporções para modificar propriedades específicas do produto. Os aditivos podem ter diferentes funções (Domínguez e Santos, 2001; Peres et al., 2001):

1) modificador de tempo de pega (acelerador ou retardador): usados para adequar o tempo de pega (também conhecido como tempo de presa). Esses aditivos também costumam ter influência sobre outras propriedades do gesso, como a expansão de presa, ou seja, a expansão da massa durante a hidratação do hemidrato (Phillips, 1986). Como exemplos de aditivos comumente usados com essa finalidade, podem ser citados o sulfato de potássio (acelerador) e o bórax (retardador);

2) espessantes: usados para aumentar a consistência da pasta de gesso. O amido pode ser utilizado com essa finalidade;

3) retentores de água: usados com o objetivo de garantir uma recristalização homogênea e eficiente da pasta de gesso. Reagentes derivados de ésteres de celulose costumam ser utilizados com essa finalidade;

4) fluidificantes: usados para possibilitar a redução da quantidade de água durante o empastamento. A redução da relação água/gesso contribui para o aumento da resistência mecânica da peça obtida após o endurecimento da pasta. O carbonato de cálcio, adicionado em pequena quantidade, pode exercer essa função;

5) impermeabilizantes: são produtos que provocam a obstrução dos poros da massa de gesso proporcionando um certo grau de impermeabilidade à água;

6) umectantes: usados para evitar o surgimento de grumos indesejáveis, durante a preparação da pasta de gesso;

7) aerantes: usados em situações onde se deseja incorporar ar nas pastas de gesso;

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8) reforçadores de aderência: aditivos à base de polímeros sintéticos solúveis em água são usados quando há necessidade de aumentar a aderência das pastas de gesso.

4. USOS E FUNÇÕES

Devido às suas características peculiares, a gipsita, nas formas natural e calcinada, encontra aplicação em uma série de atividades industriais.

A forma natural da gipsita é amplamente utilizada na fabricação de cimento portland e na agricultura. Na indústria cimenteira, a gipsita é adicionada ao clínquer durante a moagem, na proporção de 2 a 5%, para retardar o tempo de pega do cimento. Na agricultura, a gipsita pode atuar como: (i) agente corretivo de solos ácidos, como fonte de cálcio; (i) como fertilizante em culturas específicas como amendoim, batatas, legumes e algodão e (i) como condicionador de solos, aumentando a permeabilidade, a aeração, a drenagem, a penetração e retenção da água (Velho et al., 1998).

O campo de utilização do hemidrato (gesso) pode ser dividido em dois grandes grupos: o gesso para construção civil e o gesso industrial.

O gesso empregado na construção civil é obtido a partir de um minério com grau de pureza superior a 75% (Dominguez e Santos, 2001). A calcinação produz um hemidrato β que, dependendo do processo, pode ser do tipo A (gesso de fundição) ou do tipo B (gesso de revestimento). A partir desses tipos de gesso são obtidos diferentes produtos:

(1) gesso de fundição utilizado para a confecção de pré-moldados (fabricados simplesmente com gesso ou como placas de gesso acartonado);

(2) placas para rebaixamento de tetos, com produção artesanal (Figura 5) ou em plantas modernas com máquinas automáticas com sistemas de alimentação de pasta;

(3) blocos para paredes divisórias;

(4) gesso para isolamento térmico e acústico (produto misturado com vermiculita ou perlita);

(5) gesso para portas corta fogo;

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(6) gesso de revestimento de aplicação manual, utilizado para paredes e tetos, geralmente em substituição de rebocos e/ou massas para acabamento;

(7) gesso de projeção, para aplicação mecanizada de revestimento de parede; (8) gesso com pega retardada, para aplicação de revestimento manual; (9) gesso cola, para rejunte de pré-moldados em gesso;

Figura 5: Fábrica de placas com produção artesanal no pólo gesseiro de Araripe.

O gesso industrial é um produto de maior pureza e valor agregado, podendo ser obtido a partir dos hemidratos α ou β, dependendo da aplicação (Regueiro e Lombardero, 1997):

(1) Cerâmica: A pasta obtida a partir da rehidratação do hemidrato α (ou mistura de hemidratos α e β) tem importante uso na produção de moldes e matrizes para enchimento com barbotinas na produção de porcelana, cerâmica sanitária, grés etc. Na preparação dos moldes costuma-se formar uma mistura com 78 a 90 partes de água para 100 partes de gesso;

(2) Indústria do Vidro: O gesso é utilizado como fonte de cálcio e de enxofre em substituição ao sulfato de sódio;

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(3) Carga Mineral: O gesso tem sido utilizado como carga de alta qualidade ou diluente na fabricação de papel, plásticos, adesivos, tintas, madeira, têxteis e alimentos entre outros materiais. Algumas das características do gesso são importantes para esse uso como: inércia química; pouca abrasividade; baixo preço; baixo peso específico; alto índice de refração; absorção de óleo adequada; elevado grau de brancura; poder opacificante; baixa demanda de ligantes e compatibilidade com pigmentos e outras cargas minerais (Rivero, 1997). Em geral, o gesso carga é produzido a partir do hemidrato do tipo β. No caso do uso na indústria do papel, o gesso confere ao papel uma estrutura aberta e porosa, o que resulta em elevada absorção de tinta e rápida secagem. O uso da gipsita como carga mineral, em outros países, representa um importante mercado consumidor para o produto beneficiado (Jorgensen, 1994; Kebel, 1994);

(4) Indústria Farmacêutica: O gesso possui características favoráveis ao uso farmacêutico, como facilidade de compressão e desagregação. Por isso, é utilizado como diluente em pastilhas prensadas e cápsulas ou na preparação de moldes (Velho et al., 1998). O gesso para uso farmacêutico tem elevado valor comercial, devendo atender às normas e especificações exigidas para produtos de alimentação e remédios (Fernández, 1997);

(5) Decoração: Utilizado para confecção de elementos decorativos como estatuetas e imagens, sendo obtido a partir do gesso beta de fundição;

(6) Escolar (giz): Utilizado em salas de aula e produzido a partir do gesso β de fundição, com o uso de aditivos;

(7) Ortopédico: Obtido a partir do gesso α, após a adição de produtos químicos;

(8) Dental: Usados para confecção de moldes e modelos. Pode ser dos tipos

I e IV. Ambos obtidos a partir do gesso α, após a adição de produtos químicos. O gesso dental do tipo IV constitui-se no produto mais nobre do gesso, apresentando elevada resistência mecânica, excelente trabalhabilidade, baixa consistência e menor expansão;

(9) Bandagens de alta resistência: Produto obtido a partir do gesso alfa;

(10) Outros Usos: Indústria automobilística, fabricação de fósforos, fabricação de cerveja, indústria eletrônica etc.

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A obtenção de cada uma dessas variedades de produto requer condições específicas com relação ao tipo de gipsita, tipo de forno, condições de calcinação e tratamento posterior.

No pólo gesseiro da região do Araripe, o gesso de fundição (tipo A) e de revestimento (tipo B) são produzidos sem a adição de produtos químicos. A partir do gesso β dos tipos A e B, considerados gessos básicos, são produzidos outros tipos de gessos para aplicações específicas: gesso cola; gesso projetado; gesso com pega retardada; gesso cerâmico; argamassa auto nivelante; giz. Além dos gessos cerâmico, ortopédico e dental, obtidos a partir do gesso α (Baltar et al., 2004a). Em cada caso, o processo envolve o uso de aditivos (agregados, produtos químicos, corantes etc.).

No Brasil, 34% da gipsita produzida, em 2003 (Lyra Sobrinho et al., 2004), foram consumidas in natura pela indústria cimenteira, enquanto 61% foram utilizadas nas calcinadoras para a produção de gesso e 5% para gesso agrícola. A Tabela 4 mostra as aplicações do total do gesso produzido em 2001 (Luz et al., 2001).

Tabela 4: Principais usos comerciais do gesso no Brasil.

Usos Consumo (%)

Pré-moldado 61 Revestimento 35 Moldes cerâmicos 3 Outros usos 1

Fonte: Sindusgesso (2001)

5. ESPECIFICAÇÕES

5.1. Gesso para construção civil

A utilização do gesso na construção civil é regulada pela norma NBR – 13207: Gesso para Construção Civil, de outubro de 2004. Para a aplicação dessa norma é necessário consultar:

- NBR 12127 – Gesso para construção – Determinação das propriedades físicas do pó – Método de ensaio.

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- NBR 12128 – Gesso para construção - Determinação das propriedades físicas da pasta – Método de Ensaio.

- NBR 12129 – Gesso para construção - Determinação das propriedades físicas da pasta – Método de Ensaio.

- NBR 12130 – Gesso para construção - Determinação de água livre e de cristalização e teores de óxido de cálcio e anidro sulfúrico – Método de ensaio.

A norma define gesso para construção como: “Material moído em forma de pó, obtido da calcinação da gipsita, constituído predominantemente de sulfato de cálcio, podendo conter aditivos controladores de tempo de pega”. A Tabela 5 apresenta as exigências da NBR – 13207, com relação às propriedades químicas do gesso para uso em construção. As Tabelas 6 e 7 apresentam as especificações relacionadas às propriedades físicas e mecânicas.

Tabela 5: Especificações químicas para uso de gesso na construção de acordo com a NBR-13207.

Determinações Limites (%)

Água livre 1,3 (máx.) Água de cristalização 4,2 – 6,2 Óxido de cálcio (CaO) 39,0 (mín)

Anidrido sulfúrico (SO3) 53,0 (mín)

Tabela 6: Exigências com relação às propriedades físicas e mecânicas do gesso para uso em construção.

Determinações físicas e mecânicas Norma Llimite

Resistência à compressão (MPa) NBR-12129 > 8,40 Dureza (MN/m2) NBR-12129 > 30 Massa Unitária (kg/m2) NBR-12127 > 700

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Tabela 7: Exigências com relação às propriedades granulométricas do gesso para uso em construção.

Tempo de pega (min) (NBR – 12129) Classificação do gesso início fim

Módulo de finura (NBR – 12127)

Gesso fino para revestimento > 10 > 45 < 1,10 Gesso grosso para revestimento> 10 > 45 > 1,10 Gesso fino para fundição 4-10 20-45 < 1,10 Gesso grosso para fundição 4-10 20-45 > 1,10

O gesso cola utilizado na construção civil é definido pela ABNT como um gesso “destinado à colagem entre si de elementos pré-moldados de gesso na execução de fechamentos (paredes e tetos), construído essencialmente de gesso e pequenas quantidades de aditivos (retentores de água, reguladores de pega, agentes de consistência, entre outros), podendo conter também cargas inativas”. As Tabelas 8, 9 e 10 , a seguir, apresentam as especificações para o gesso cola.

Tabela 8: Especificações de granulometria para o gesso cola.

Peneira ABNT (no) Abertura (m) Material passante (%)

40 0,42 100 80 0,18 > 95

Tabela 9: Especificações químicas para uso de gesso cola na construção civil.

Composto Limites (%)

Anidrido Sulfúrico (em SO3) > 50 Óxido de Cálcio (em CaO) > 35

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Tabela 10: Especificações com relação às propriedades físicas e mecânicas da pasta do gesso cola para uso em construção civil de acordo com a NBR 12128.

Determinações Limites início > 60 Tempo de Pega (min) fim > 80

Consistência (m) 30 – 36

Retenção de água (%) > 90 Resistência à tração no arrancamento (MPa) > 0,3

5.2. Gipsita para agricultura

A Tabela 1 mostra as especificações pelo Ministério da Agricultura, para uso agrícola da gipsita.

Tabela 1: Especificações para o uso agrícola da gipsita, de acordo com o Ministério da Agricultura.

Determinações Limites

Passante em peneira de 10 malhas 95% (mín.) Passante em peneira de 50 malhas 50% (mín.) Teor de cálcio 16% (mín.) Teor de enxofre 13% (mín.)

5.3. Gessos especiais

Atualmente, no Brasil, ainda não há normas oficiais para os usos especiais do gesso. As Tabelas 12 a 14 apresentam exigências internacionais para o uso de gesso dental, farmacêutico e carga mineral na fabricação de papel, plásticos, adesivos e outros.

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Tabela 12: Especificações exigidas para o gesso dental (Rivero, 1997).

Propriedade Limite

Pureza 100% Expansão de presa < 0,3% Resistência à compressão > 20,5 MN/m2 Tempo de pega 2 – 20 minutos (*)

Granulometria > 600 µm, 0,25% (máx.) (*) depende da utilização

O gesso dental deve ainda resistir ao teste da água fervente, por 1 hora, sem deixar gretas ou fissuras e não pode causar reações tóxicas sobre os usuários.

Tabela 13: Especificações exigidas para o gesso utilizado para fins farmacêuticos (Rivero, 1997).

Propriedade Exigência

Pureza 9% (mín.) Cor (alvura ISO) 89% (mín.)

Granulometria (µm) > 150: 2,5% (máx.) 150 a 75: 10-25%

< 75: 72,5-90%

Composição química As: < 3 ppm

Se: < 30 ppm F: < 30 ppm Fe: < 100 ppm Pb: < 10 ppm metais pesados: < 10 ppm

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