O documento descreve os principais tipos de ligantes usados na construção civil, incluindo gesso, cal e cimento. Explica que o gesso é produzido a partir da pedra de gesso e tem presa rápida, mas baixa resistência mecânica. A cal pode ser aérea ou hidráulica dependendo da matéria-prima, e tem presa lenta ao absorver dióxido de carbono. O cimento é produzido pela calcinação de calcário e argila a altas temperaturas para formar clínquer, que é moído

1. LIGANTES – Gesso, Cal Aérea e Hidráulica, Cimento
· A designação de ligante advém da propriedade que têm de poder aglomerar uma
porção elevada de inertes conferindo-lhes coesão e resistência
Hidrófobos – não precisam de água para formar presa (exemplo: alcatrão – por acréscimo de
temperatura ficam pastosos, ao arrefecer endurecem; resinas sintéticas – muito recentes,
actualmente empregam-se também em misturas com o cimento e impregnadas no betão;
betumes)
Hidrófilos – precisam de água para formar presa:
- Aéreos – só fazem presa ao ar (cais aéreas)
- Hidráulicas – fazem presa em qualquer circunstância, até mesmo debaixo de água
GESSO
Matéria prima – pedra de gesso, a qual é uma rocha branda
Fabrico - são apenas usadas as rochas mais puras que são trituradas e colocadas no forno. Aí
são submetidas a uma elevação da temperatura que provoca a sua desidratação parcial, dando
origem ao sulfato de cálcio semi-hidratado, o qual é instável. Quando em presença da água, o
gesso regenera a sua forma inicial:
CaSO4.2H2OóCaSO4.1/2H2O+3/2H2O
· Porque razão instabilizamos o gesso (tal como a cal) e depois hidratamos, e não o
usamos na sua forma tradicional? Porque na sua forma natural o gesso não é moldável
Propriedades do gesso:
· Resistência mecânica – a resistência mecânica do gesso é fraca, dependendo para
além de outros factores da quantidade de água de amassadura utilizada.
· Resistência à humidade – o gesso é muito sensível à humidade não podendo ser
utilizado no exterior. A água absorvida comprometeria a resistência mecânica.
· Rapidez de presa – o gesso tem uma presa rápida (15 a 20 min), sendo necessária a
adição de retardadores de presa para permitir a sua aplicação em revestimento. A
adição de cal permite que se possam trabalhar as pastas por mais tempo.
· Resistência ao fogo – muito boa -> o gesso é incombustível, é bom isolante e sob a
acção do calor só liberta vapor de água
· Aderência – boa aderência em tijolos, pedras naturais, aço (deve-se aplicar um
tratamento protector por forma a evitar a corrosão do aço), vidro, cartão; má
aderência em madeiras;
· Isolante térmico – o gesso tem baixa condutibilidade térmica logo funciona bem como
isolante térmico. No entanto como geralmente é usada uma camada fina de gesso, a
sua contribuição é modesta

2. · Isolante acústico – é fraco como isolante acústico devido ao seu baixo peso. No
entanto é bom para corrigir os sons dado que melhora o tempo de reverberação
Aplicações do gesso:
- Fabrico de cimento – redutor de presa
- Isolamento térmico
- Isolamento acústico
- Pré-fabricados – tectos e divisórias
- Esboço
- Estuque
- Massas de projectar
- Placas para tectos falsos – estafe (placas armadas com fibras de cizal)
- O facto de o gesso ter uma má resistência à tracção faz com que se prefira o gesso cartonado
(Pladur) pois o cartão tem uma elevadíssima resistência à tracção
Conceitos:
- Pasta de gesso – mistura de gesso e água
- Pasta normal de gesso – mistura de gesso e água com base na NP 318
- Gesso para esboço – gesso escuro resultante da calcinação do gesso bruto escuro, com
granulometria mais elevada do que o gesso para estuque para ser utilizado sobre esboço de
paredes. Endurece mais rapidamente, tem areia e é mais barato
- Gesso para estuque – gesso branco resultante do tratamento térmico do gesso bruto branco
ou amarelo utilizado em mistura com cal ou outro retardador. Endurece mais lentamente, não
tem areia e é + caro.
- Estuque – feito com pasta de gesso à qual se adiciona areia de estucador, a qual é muito fina
e branca. Pode-se também adicionar cal para retardar a presa.
-> Trabalha-se o estuque em duas camadas:
1- interior – gesso mais escuro (pode levar algum inerte para ficar mais barato e diminuir a
retracção) – esboço
2- superficial – feita com gesso de estuque – estuque propriamente dito.
Presa do gesso:
1- Fenómeno químico de hidratação
2- Fenómeno físico de cristalização
3- Fenómeno mecânico de endurecimento
Estuque tradicional e projectado
- Processo tradicional (3 camadas) – 1º regularização, 2ª esboço ( cal aérea em pasta + areia
branca), 3º estuque (cal em pasta + gesso para estuque)
- Processo corrente (2 camadas) – 1ª regularização (manual ou por projecção – espessura na
ordem dos 10mm – gesso branco ou cinzento), 2ª acabamento (aplicação manual – gesso mais
fino) -> necessita de pintura posterior

3. CAL AÉREA E HIDRÁULICA
· A cal é o elemento principal das argamassas
è Cal Aérea
Origem: a cal área resulta da calcinação de pedras calcárias puras ou quase puras – CaCO3
Pedras calcárias puras -> cal gorda – CaCO3>99%
Pedras calcárias quase puras -> cal magra 95%<CaCO3<99%
Fabrico
· CaCO3 + calor -> CaO(cal viva) + CO2 - calcinação do calcário
· Cao + H2O ->Ca(OH)2 (cal apagada ou hidratada) + calor - extinção da cal (dá-se
uma expansão de volume muito grande e trata-se de uma reacção extremamente
exotérmica)
- Cal viva (óxido de cálcio) – não se usa em construção porque é muito instável dando a
reacções fortemente exotérmicas quando em contacto com a água, ocorrendo ocasionalmente
explosões -> deve ser mantida em recipientes fechados por forma a evitar a sua calcificação,
não tem aplicação em Eng. Civil
- Cal apagada – passiva e pulvurenta. É vendida em pó.
· Cal apagada (em pó) + água -> pasta que endurece por absorção de CO2 e por
libertação de água (reacção de endurecimento muito lenta – 24h início, 6 meses fim)
Presa – endurece lentamente ao ar por evaporação da água e carbonatação por absorção de
CO2, formando-se novamento CaCO3. Início da presa 24h depois e final da reacção 6 meses
depois.
Aplicações da cal hidratada
- composição de argamassas bastardas
- fabrico de estuques
- caiação (água+cal hidratada) - pintura natural que confere um efeito manchado às paredes
Vantagens
- argamassa simples – presa muito lenta
- argamassas bastardas ( 2 ou + ligantes):
- gesso + cal hidratada – presa + rápida
- cimento + cal hidratada:
– economia, conforto térmico
- equilibrador higroscópico (absorve o excesso de humidade e devolve-a quando o ambiente se
torna seco)
- economia (é mais barata que o cimento; menos fissuração -> menos tinta)
- conforto térmico ( a cal é um antifungo – propicia superfícies mais quentes)
- resistência mecânica – baixa relativamente a rebocos de cimento
- aderência – aumenta aderência dos suportes
- trabalhabilidade – confere maior trabalhabilidade -> maior rendimento
- retracção – contracção por secagem reduzida, minimizando a fissuração

4. è Cal Hidráulica
Faz presa ao ar mas também sob a água
Origem: Margas, isto é, rochas calcárias com elevado teor em argila (8 a 20%)
Fabrico
A cerca de 800 graus dá-se, como para a cal viva, a calcinação do calcário libertando anidrido
carbónico. A cerca de 1000 graus a argila decompõem-se em silicatos e aluminatos que se
combinam com o óxido de cálcio.
No fim da cozedura obtém-se uma mistura de silicatos e aluminatos de cálcio e uma
percentagem elevada de óxido de cálcio. É então necessário extinguir a cal viva, usando-se a
quantidade de água estritamente necessária para esta operação porque os silicatos e
aluminatos também reagem com a água.
Margas + calor -> CaO (55%) + 2CaoSiO2 (23%) + 3CaOAl2O3 (23%)
Presa
- a pasta de cal faz presa exposta ao ar ou debaixo de água. Coexistem dois processos:
cristalização do Ca(OH)2 e hidratação da sílica ou alumina
- O tempo da presa depende do índice hidráulico (i=%argila/%cálcio), quanto maior for i,
menor será o tempo de presa
É difícil distinguir uma cal de um cimento, mas uma cal necessitam sempre de ser extinta
depois de cozida, o cimento nunca é.
Aplicações
- argamassas bastardas com cimento – reduz a fendilhação, aumenta a resistência à
compressão, aumenta a trabalhabilidade, maior impermeabilidade (devido à menor
fendilhação)
- rebocos

5. Cimento – descoberto em 1824 por Joseph Aspdin
Os cimentos incluem-se no grupo de materiais cerâmicos dado que resultam de rochas
calcário-argilosos com posterior processamento
· Fabrico
- Matérias primas: calcários e argilas ou margas
- Fases de fabrico:
- extracção – pedreiras
- fragmentação
- mistura – em proporções adequadas ao fabrico de um dado cimento
- cozedura – fornos (1250º a 1500º) -> clínquer
Até 200º - evaporação da água livre
500º - desidratação das argilas
600º - cristalização dos minérios resultantes e decomposição do carbonato
900º a 1200º - reacção da cal com os silicatos e aluminatos
1250º a 1280º - início da fusão
Acima de 1280º - formação do clínquer
- Arrefecimento – o clínquer sai do forno entre os 1200º e 1300º -> tem de ser arrefecido
- Moagem – o clínquer, depois de arrefecido é moído (como o clínquer moído dá um cimento
de presa muito rápida, há que adicionar o gessa para retardar a presa – sem este a presa seria
quase instantânea)
· Componentes principais do clínquer e do cimento Portland normal
O clínquer é obtido pela reacção da cal, sílica, alumina, óxido de ferro e ainda magnésio
- cal (CaO) – 60% a 67%
- sílica (SiO2) – 17% a 25%
- alumina (Al2O3) – 3% a 8%
- óxido de ferro (Fe2O3) – 0,5% a 6%
- magnésio (MgO) – 0,1% a 5,5%
· Constituição do clínquer de um cimento Portland
- C3S (silicato tricálcico – 45%) – responsável pela resistência inicial, composto que faz do
cimento o melhor ligante
- C2S (silicato bicálcico – 25%) – confere resistência a longo prazo
- C3A (aluminato tricálcico -13%) – participa na resistência até 28 dias mas depois pouco
significa
- C4AF (ferro-aluminato tetracálcico – 12%) – pouco efeito sobre a resistência, responsável
pela estabilidade química e duração
Elevada resistência advém do elevado arranjo químico e físico dos cristais.

6. Tipos de cimento
I – Portland -> clínquer (95 a 100%)
II – Portland composto -> clínquer (65 a 94%) + escória (0 a 27%) + pozolanas (0 a 23%) +
cinzas volantes (0 a 23%) + filer (0 a 16%)
II-S – Portland de escória -> clínquer (65 a 94%) + escória (6 a 35%)
II-Z – Portland de pozolana -> clínquer (72 a 94%) + pozolanas (6 a 28%)
II – C ->Portland de cinzas volantes –> clínquer (72 a 94%) + cinzas volantes (6 a 28%)
II – F -> Portland de filer -> clínquer (80 a 94%) + filer (6 a 20%)
III -> Cimento de alto forno – clínquer (20 a 64%) + escória (36 a 80%)
IV -> Cimento pozolânico – clínquer (+ 60%) + pozolanas e cinzas (- 40%)
Classe de resistência
- Em MPa, aos 28 dias e à compressão -> 32,5; 42,5 e 52,5
Maiores finuras de moagem -> maior resistência
R – se possuir uma resistência elevada aos 2 dias
N – normal
Exemplo: CEM II-C 32,5R -> cimento Portland de cinzas volantes de classe 32,5MPa e de
resistência elevada nos primeiros dias
Aditivos
· Pozolanas
São produtos naturais (rochas vulcânicas muito leves, ocorrem nas erupções vulcânicas) ou
artificias (argilas de qualquer tipo depois de sujeitas a temperaturas suficientes para a
desidratação~900ºC)
Vantagens: diminuição da alcalinidade dos produtos de hidratação do cimento (reduz o
pH); aumento da resistência química em ambientes marinhos, economia (baixo custo e
permite poupar cimento)
Misturam-se com os cimentos Portland normais para a obtenção de betões com melhores
características resistentes ao ataque dos sulfatos (obras marítimas)
· Cinzas volantes
São cinzas das centrais térmicas a carvão. Têm características pozolânicas a partir da
quantidade de 40%. Permitem também poupar cimento, aumento da trabalhabilidade,
menor protecção das armaduras
Nota: as pozolanas e as cinzas volantes reagem com o hidróxido de cálcio formando-se
um ligante; as pozolanas e as cinzas volantes têm propriedades químicas semelhantes; as
cinzas volantes têm baixo custo; as percentagens de pozolanas e cinzas obedecem à
especificação 378 do LNEC.
Efeito da introdução de pozolanas e cinzas volantes no cimento:
- presa e endurecimento mais lentos e menor calor de hidratação (devido a estes dois
efeitos, a quantidade de cinzas nos betões para construção de barragens é elevada);
menor resistência inicial; aumento da resistência química (principalmente aos sais
marinhos; as pozolanas são ligeiramente mais resistentes); diminuição do pH (devido à
menor concentração de hidróxido de cálcio; implica corrosão das armaduras de aço)

7. · Escórias de alto forno
A escória é o material obtido pela combinação da ganga dos minérios dos metais com
fundentes apropriados a cinzas do carvão. No fabrico do aço, por cada tonelada de ferro
que se obtêm do minério, forma-se uma tonelada de escória. Para que a escória possua
propriedades hidráulicas deve encontrar-se no estado amorfo. Adequado para zonas
marinhas.
A principal diferença entre a escória e as pozolanas é que as pozolanas não têm por si só
propriedades hidráulicas, enquanto a escória tem (presa, endurecimento, etc.).
· Fíler calcário
Os grãos de pó são catalisadores das reacções de endurecimento do cimento. Este
contributo do pó de pedra é benéfico na ordem de 10 a 20% porque assim não implica
uma perda de resistência.
Afecta favoravelmente a trabalhabilidade, exsudação e retracção.
Factores que influenciam a resistência
Aumento de C3S e C2S -> aumento da resistência mecânica
Aumento de pozolanas -> aumento da resistência química
Aumento de fíler ou sílicas de fumo -> aumento da resistência mecânica
Aumento da água de amassadura -> diminuição da resistência
Ataque ao cimento
- águas sulfatadas – os sulfatos fixam-se sobre os aluminatos e formam o sal de Candelot e a
cristalização deste envolve aumento de volume e a delaminação e fendilhação. Para prevenir
usa-se cimento com baixo teor de C3A
- água do mar – formam-se sulfatos de cálcio por reacção do sulfato de magnésio da água do
mar com o Ca(OH)2 do cimento -> para prevenir utilizam-se cimentos pozolânicos e de escórias
de alto forno, pois têm menor calor de hidratação e fendilham menos
- águas puras – dissolvem a cal e arrastam a alumina -> o cimento perde a coesão
Prescrições
- obras marítimas – cimento pozolânico (menor fendilhação), filer (muito compacto -> menor
fendilhação), escória (mais estáveis)
- barragens – cimentos com baixo teor de C3S e C3A -> fissuração e calor de hidratação são
menores -> ganha resistência mais lentamente
Ensaios
- ensaio de Blaine – obriga-se um volume de ar a atravessar um dada camada de pó, sob uma
pressão variável, cuja variação é constante para todos os cimentos em estudo. Determina-se o
tempo que tal volume demora a percorrer a camada (velocidade de sedimentação) o que
permite o conhecimento da superfície específica (área total das partículas por unidade de
massa do cimento). Assim podemos conhecer a dimensão média das partículas.

8. - expansibilidade – permite detectar a presença da periclase e de óxido de cálcio livre
(sulfatos); Descrição do ensaio: coloca-se a pasta de cimento dentro de cilindros de 3cm de
altura por 3cm de diâmetro. O cilindro é fendilhado de alto a baixo ao longo de uma geratriz,
estando-lhe soldadas duas hastes de 15cm, uma de cada lado da fenda; o molde é coberto
com 2 placas de vidro e comprimido com 1 pequeno peso de 150g (para que a expansão só se
dê para os lados); o conjunto é colocado dentro de água durante 24h a 20ª (para acelerar a
presa); eleva-se a temperatura até 100ºC durante 1h, mantendo-se esta temperatura durante
3h; deixa-se arrefecer e mede-se o afastamento final das hastes; a diferença entre as duas
medições representa a expansão do cimento -> o cimento é aceitável se a expansibilidade for
menor que 10mm.
- ensaio de início e fim de presa – agulhas de Vicat: início de presa – tempo decorrido entre a
amassadura e a perda parcial de plasticidade. É atingido quando a agulha de Vicat de início de
presa (1mm2
de secção) já não atravessa a pasta ficando a 5mm do fundo. Fim de presa –
tempo necessário para que a pasta adquira firmeza suficiente para resistir a uma determinada
pressão. Atinge-se o fim da presa quando a agulha, poisada na superfície da pasta, deixa a sua
marca, sem que o acessório circular imprima qualquer marca.
- tensão de rotura – o valor de um cimento é medido pela sua tensão de rotura: esta é a
característica mais importante que um cimento deve possuir. Ensaio: com uma areia calibrada
fabrica-se uma argamassa de cimento com um traço ponderal 1:3 e A/C=0,5; a argamassa é
assada num misturador mecânico; é colocada em moldes de 3 prismas com 4x4x16cm onde é
compactada com um aparelho; são conservados dentro de água a 20º e desmoldados 24h
depois; é realizado um ensaio de flexão nos provetes; após a rotura por flexão, cada uma das
metades dos provetes são ensaiadas à compressão.
Utilização dos betões
I 42,5 – betões onde é necessário resistência à idade jovem: pontes, viadutos, pré-esforço
I 34,5 – armaduras sem pré-esforço
II – pequenas obras
IV – obras no mar (resistência à corrosão): barragens, muros de suporte, não serve para betão
armado pois altera as armaduras