Cal Categoria IV : óxidos e hidróxidos | |
Cal virgem em pó após a mistura | |
Em geral | |
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Nome IUPAC | óxido de cálcio, em inglês óxido de cálcio |
Número CAS | |
Aula de strunz |
04.AB.25
4 OXIDOS (hidróxidos, V [5,6] vanadatos, arsenitos, antimonitos, bismutitos, sulfitos, selenitos, teluritos, iodatos) |
Aula da dana |
04.02.01.05
Óxidos |
Fórmula química | CaO |
Identificação | |
Massa da forma | 56,077 ± 0,004 amu Ca 71,47%, O 28,53%, |
Cor | branco, amarelo claro, marrom |
Classe de cristal e grupo espacial | Hexakisoctaedral 4 / m 3 2 / m grupo espacial F m 3 m estrutura de NaCl |
Sistema de cristal | cúbico (isométrico) |
Rede Bravais | a = 4,797 Å, Z = 4 |
Decote | perfeito em {001}, separação em {011} para o material mineral sintético |
Habitus | pó branco, massa |
Geminação | em {011} |
Escala de Mohs | 3,5 (tipo moeda de cobre) |
Linha | Branco |
Propriedades ópticas | |
Índice de refração | n = 1.838 |
Birrefringência | Isotrópico |
Propriedades quimicas | |
Densidade | 3,345 |
Temperatura de fusão | 2613 ° C |
Solubilidade | insolúvel em metanol |
Comportamento químico | fortemente básico, reage com a água para formar hidróxido de cálcio ou cal apagada |
Unidades de SI e STP, salvo indicação em contrário. | |
A cal é um corpo químico inorgânico , o óxido de cálcio CaO fórmula empírica. Trata-se de uma espécie rara de mineral natural, de malha cúbica (ou isométrica), que é possível observar em pequenas massas brancas com o material ejetado transformado em alta temperatura entre as quais as lavas comuns nas laterais das formações vulcânicas., Por exemplo no Vesúvio, na Itália. Oficialmente referenciado em 1935 no campo da mineralogia, faz parte do grupo isoestrutural Fm3m da periclase MgO..
Mas o termo refere-se sobretudo a uma matéria seca alcalina ou fortemente básica , facilmente pulverulenta e hidrofílica, de cor branca ou esbranquiçada, obtida por calcinação de calcário , antes fabricado manualmente em um forno de cal , depois industrialmente em vários fornos modernos. Tem sido usado desde a Antiguidade , em particular na construção e para as fundações e fundações de estradas e edifícios. Como fundente na metalurgia do ferro ou na siderurgia , tanto no tratamento de minérios quanto na produção de aços intermediários, a cal, material com propriedades refratárias , é a base da química do elemento cálcio e intervém como intermediário na metalurgia, muitos metais não ferrosos. É um dos produtos manufaturados mais comuns da indústria. A calagem significa o fornecimento de cal ou tratamento específico com cal.
Do ponto de vista químico, o material fabricado pela indústria é um óxido de cálcio com mais ou menos óxido de magnésio e impurezas à base de carbonato e hidróxidos de cálcio ou magnésio, argilas, diversos silicoaluminatos, etc. Assim, a designação usual e tradicional do material de cal pode abranger vários corpos químicos próximos a este primeiro produto. Eles se distinguem na linguagem cotidiana, por exemplo, de acordo com seus usos antigos e específicos na construção ou edificação:
Também existe a cal dolomítica ou cal magnesiana, também usada desde a Antiguidade , à base de dolomita ou calcário magnesiano .
A produção de cal há muito foi abandonada aos pedreiros e operários. Os fornos de cal também ficavam frequentemente adjacentes ao local da construção. A denominação tradicional cal está, portanto, essencialmente ligada à utilização que dela é feita nas argamassas de cal . A química sobrepôs seus nomes modernos a ele.
A "cal viva" é simplesmente a cal que sai do forno . Tem a aparência de pedras pulverulentas na superfície. Tradicionalmente, o principal constituinte da cal viva é o óxido de cálcio , que tem a fórmula CaO obtida com calcários muito puros, ou mesmo mármores. A cal virgem era feita preferencialmente perto do local, também podia ser trazida desta forma para o local onde era extinta ou transportada por longas distâncias em sacos, ao abrigo da humidade.
A cal viva é transformada em "cal apagada" por imersão em água. Essa imersão causa deslocamento, uma expansão, bem como um forte calor (a reação é exotérmica ). O resultado é uma pasta, que leva o nome técnico de " cal apagada ", antiga denominação do hidróxido de cálcio Ca (OH) 2 , e que poderia ser utilizada como tal em argamassas e rebocos.
O uso errôneo foi até o século XIX E que a cal que pouco abundava com a extinção era imprópria para o uso das argamassas. A presença de argila associada ao calcário calcinado, nas argamassas feitas após as descobertas de Louis Vicat , deu origem a novos nomes para a cal.
É necessário distinguir:
O nome lima gordurosa / lima magra vem do fato de que limas magras aumentam pouco de volume quando são reduzidas ao estado de pasta enquanto que limas gordas dão um volume maior, diz-se que abundam muito mais. Da mesma forma, a cal graxa forma com a mesma quantidade de areia uma argamassa mais gorda do que quando se utiliza cal pobre.
Por muito tempo denominamos "cal magra" aqueles que tinham a propriedade de endurecer em água e "cal graxa" aqueles que não tinham essa propriedade. A distinção, cal aérea / cal hidráulica, surgiu do fato de que alguma cal pobre não é hidráulica .
Por isso chamamos cal graxa , aquela que dá uma expansão considerável, cal magra , aquela que tem pouca abundância e que não endurece na água e cal hidráulica , aquela que tem a propriedade de endurecer na água. O nome de cal comum também costumava ser dado ao primeiro desses cal.
De 5% de argila, falamos de calcário argiloso . Além de 20% de argila, os calcários argilosos são inadequados para a produção de cal. De 35%, a rocha fica macia e quebradiça, é uma marga . A partir de 50%, a marga torna-se plástica. Com 65% de argila, torna-se uma argila calcária . As argilas calcárias, impróprias para a produção de cal, mesmo hidráulica, serão utilizadas calcinadas e trituradas, em cimentos naturais ( cimento rápido , indevidamente denominado cimento romano , assim como os primeiros cimentos Portland ), ou na preparação de clínquer para cimentos. conhecido como "cimentos Portland").
Mesmo tarde XVII ª século foi chamado de "calcinação" qualquer operação que era para lidar com fogo qualquer substância até que ela perdeu materiais degradáveis ou voláteis contidas nele. Os antigos químicos acreditavam de fato que os metais aquecidos em contato com o ar perdiam o flogisto e voltavam a ficar "no estado de cal" e daí deram à operação o nome de calcinação, assim como ao resíduo, o nome de. " Será reconhecido mais tarde que essas são oxidações . Dois objetivos foram, portanto, dados à calcinação: a produção de cal e gesso, bem como a separação de substâncias voláteis de uma substância que se deseja isolar, como na calcinação de minérios.
Na antiga nomenclatura química francesa, o termo "cal" designava o elemento cálcio , especialmente precisamente o cátion cálcio Ca 2+ , daí os nomes agora obsoletos de sais de cal , sulfato de cal hidratado ( gesso ), cal e carbonato de magnésia ( dolomita ), cloreto de cal ( cloreto de cálcio ), pectato de cal (o precipitado do ácido péctico pelo cátion de cálcio), fosfato de cal (fosfato de cálcio), cal fluida ( flúor ou fluoreto de cálcio ), etc.
Cal é óxido de cálcio ou hidróxido de cálcio . É um material inorgânico contendo cálcio, em que predominam carbonatos, óxidos e hidróxidos. É também o nome do mineral natural CaO que ocorre em incêndios de minas de carvão ou em enclaves de calcário alterados por ejeção vulcânica.
De acordo com a classificação mineralógica de Dana , a série de pares de figuras características 04.02.01.05 indica um óxido simples (04) de cátion metálico divalente (02) pertencente ao grupo isométrico e do grupo espacial Fm 3 m denominado grupo periclásio , dos quais cal é o quinto membro, entre periclásio MgO, bunsenita NiO, manganosita MnO, monteponita CdO e na posição 6 e 7, wustita FeO e hongquiita TiO.
A classificação de Strunz 04.AB.25 não admite o sétimo membro, ao ordenar o grupo formado de forma diferente, a saber, bunsenita, cal, monteponita, manganosita, periclásio e wüstita. A cal mineral é às vezes encontrada em abundância entre o material ejetado de materiais calcários em vulcões ativos ou sujeita a metamorfose prévia.
Também é característica das minas de carvão em combustão lenta , como Kopeysk , perto da bacia de carvão russa Chelyabinsk, no sul dos Urais .
A mina Campbell em Bisbee , Cochise County , Arizona , Estados Unidos, mostra belas amostras de cal virgem chamadas aqui, como na Velha Inglaterra, cal viva .
Está associada à calcita no depósito vulcânico do topótipo ao redor do Vesúvio, na Itália. Ainda está associada a fluorelestadita, periclásio, magnesioferrita, hematita , srebrodolskita e até mesmo anidrita em minas de carvão após combustão in situ , como em Kopeysk na Rússia.
Um grande número de mineralogistas permanece firme na exclusão dos minerais sintéticos, mas parece óbvio que às vezes a arte do aquecimento pode ser substituída por fenômenos geológicos naturais de altas temperaturas.
O óxido de cálcio (CaO, cal viva) é obtido por calcinação a cerca de 900 ° C minerais calcita ou aragonita fórmula química CaCO 3 ou falência de calcário ou giz contribuem para a formação com outros minerais e impurezas. " Limestone " comumente se refere ao material aquecido no forno.
Note que existem calcários magnesianos ou dolomíticos de fórmula (Ca, Mg) CO 3 com os quais é produzida cal magnesiana ou dolomítica contendo uma mistura (CaO, MgO) de cal e periclásio.
Ao calcinar o calcário (CaCO 3 ) a cerca de 900 ° C , obtém-se cal virgem e uma forte liberação de dióxido de carbono (CO 2) É uma reação de descarbonatação. Esta reação é acompanhada por uma perda de massa de até 45% e perda de volume de até 15%, correspondendo à perda de dióxido de carbono de acordo com o diagrama:Mineral ou rocha CaCO 3 → CaO + CO 2 sólidogás
Além do forno de calcinação da caldeira tradicional, existem dois tipos de fornos, fornos retos e fornos rotativos:
Antigo forno de cal, Site Brunner Mond , suburbano Winnington (in) , Northwich , Cheshire , Inglaterra .
Chaufour velho e seu fosso perto de Anzin . Está sempre localizado em altitude ou próximo a uma fossa necessária para facilitar o fluxo ou evacuação por diluição do gás "mais pesado que o ar" que é o asfixiante dióxido de carbono.
Representação de um forno de cal em 1906 ( aulas elementares de química para o ensino secundário para raparigas ).
A transformação da cal viva em cal apagada é realizada pela adição de água (H 2 O) Essa operação de extinção, realizada em hidratante industrial, produz hidróxido de cálcio Ca (OH) 2 , com forte liberação de calor: CaO + H 2 S→ Ca (OH) 2+ 1155 kJ · kg -1 CaO
Após o processamento, o aumento de volume é de quase 30%.
A extinção pode ser alcançada de diferentes maneiras:
Nos três primeiros casos, obtém-se uma cal em pó (flor de lima, cal graxa, CAEB, cal apagada, etc. ). Neste último caso, a cal apagada produzida assume a aparência de uma pasta (pasta de cal) que pode ser retida enquanto a água for mantida na superfície, limitando as trocas de dióxido de carbono (portanto de carbonatação ).
O pó de cal corresponde bem às práticas de construção atuais (dosagem por volume, mistura com um misturador de concreto, etc. ).
A pasta de cal permite a obtenção de argamassas mais “gordurosas”, menos sujeitas a secagem rápida, gessos ou cal que carbonatam mais rapidamente e, portanto, mais resistentes. Por outro lado, sua dosagem é mais difícil, a mistura com a areia mais delicada, exceto pelo uso de ferramentas adequadas (misturador planetário, avião, etc. ). A melhor carbonatação da pasta de cal provavelmente se deve ao fato de que a hidratação é feita na ausência de ar, não ocorrendo carbonatação parcial antes da pega. Além disso, a finura da cal obtida, a presença de géis coloidais são todos elementos que devem ser estudados.
A chamada cal "aérea" é fixada pela carbonatação , ou seja, pela absorção de dióxido de carbono (CO 2) presente na atmosfera: daí o seu nome de "cal do ar":Ca (OH) 2+ CO 2→ CaCO 3 + H 2 O
Esta reação só é possível na presença de água (vapor de água combina-se com moléculas de CO 2 para formar ácido carbônico H 2 CO 3que irá reagir por sua vez com Ca (OH) 2formando calcário). Dependendo da umidade do ambiente, essa reação ocorre ao longo de vários meses: o vapor de água se liga ao dióxido de carbono atmosférico para formar o ácido carbônico ; A cal fixa o dióxido de carbono contido neste ácido e se transforma em calcário. O resultado desta operação é novamente calcário (CaCO 3)
O mecanismo de fixação da carbonatação deste ligante é realizado na presença de água, sendo portanto indispensável o controle das condições de implantação (umidificação dos suportes, controle das condições climáticas, etc. ).
O calcário natural é mais frequentemente misturado com margas e argilas ricas em elementos químicos, principalmente sílica (SiO 2) e também ferro , alumínio . Em temperaturas de cozimento ( 800 ° C e 1500 ° C ), o cálcio combina-se com esses elementos para formar silicatos de cálcio , aluminatos e ferroaluminatos . Quanto mais alta a temperatura e mais alto o conteúdo de sílica, quanto menos cal livre (CaO) ele contém, mais hidráulico ele é. CaCO 3 + Al 2 O 3 + Fe 2 O 3→ 3CaOAl 2 O 3 + 4CaOAl 2 O 3 Fe 2 O 3
Em contato com a água, ao remover a cal virgem e, principalmente, durante a aplicação de argamassas, essas moléculas formam hidratos insolúveis. As proporções de alumina e ferro são muito baixas: nos ligantes brancos, os teores de ferro são inferiores a 0,1 ou 0,2%. O ajuste hidráulico deve-se principalmente à reação entre CaO e silicatos.
A cal hidráulica faz uma primeira configuração do tipo hidráulico representando aproximadamente 30% da configuração no momento da implementação (dizemos que eles " puxam "), em seguida, uma configuração do tipo aérea secundária: durante esta etapa, a cal e os hidratos irão carbonatar no contato com ar úmido para reformar o carbonato de cálcio original e a sílica. A taxa de carbonatação secundária na espessura é de cerca de um centímetro por ano.
A cal viva é simplesmente a cal que saiu do forno , é a cal que não se apagou. Tem a aparência de pedras pulverulentas na superfície. O principal constituinte da cal viva é o óxido de cálcio , que tem a fórmula CaO.
O nome mineralógico correspondente ao material natural é portlandita . É uma base química quase forte , pouco corrosiva e fácil de usar, de baixo custo e a mais utilizada para processos industriais com grande desenvolvimento de massa.
Na França, o nome recomendado pela norma NF EN 459-1 é CL-Q .
Precauções e usoA cal viva é um produto potencialmente perigoso, principalmente utilizado na indústria e na agricultura . Hidrofílico , é usado para secar e destruir matéria orgânica rica em água. Ao misturar grandes quantidades de cal virgem e água, o calor liberado é tal que a água pode ferver e borrifar cal, que é corrosiva. Portanto, é aconselhável usar óculos e luvas durante o manuseio.
Recomenda-se deitar gradualmente o pó na água e não o contrário.
Recomenda-se também mexer a mistura água / cal virgem ao longo do preparo, para garantir a distribuição mais homogênea possível do calor na mistura. Isso torna possível limitar o risco de formação de bolhas de vapor após a ebulição local e, assim, minimizar os riscos de projeções cáusticas.
A cal apagada é obtida após a completa reação da cal viva com a água. É denominada cal aérea ou cal hidráulica de acordo com sua capacidade de endurecimento sob a água, ou seja, sua hidraulicidade.
Hidráulica de calA proporção dos diferentes componentes associados à argila e a proporção de Ca (OH) 2define o índice hidráulico da cal, dado por um número que indica a resistência à compressão (após presa) expressa em MPa ou em kg / cm 2 . Quanto mais cal hidráulica, menos permeável ao ar e à água.
Denominações ou nomes | Cal livre (%) | Argila (%) | Índice hidráulico | Tempo de configuração (d) | Resistência à compressão em 28 d (kg / cm 2) |
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CL 90 | 90 | ~ 0 | 0 - 0,1 | > 30 | |
DL 85 | 85 (CaOMgO) | ~ 0 | 0 - 0,1 | > 30 | |
CL 80 | 80 | ~ 0 | 0 - 0,1 | > 30 | |
DL 80 | 80 (CaOMgO) | ~ 0 | 0 - 0,1 | > 30 | |
CL 70 | 70 | ~ 0 | 0 - 0,1 | > 30 | |
DL 70 | 80 (CaOMgO) | ~ 0 | 0 - 0,1 | > 30 | |
NHL 2 | 50 | 5 - 8 | 0,1 - 0,16 | 10-25 | 20 - 70 |
NHL 3.5 | 8 - 14 | 0,16 - 0,3 | 10-15 | 35 - 100 | |
NHL 5 | 15 | 14-20 | 0,3 - 0,4 | 2 - 4 | 50 - 150 |
NHL-Z, cal altamente hidráulica, clínquer | <2 | 20 - 30 | 0,4 - 0,5 | <2 | > 150 |
O grau NHL 2 é usado para fabricar argamassas muito flexíveis, por exemplo, gesso em paredes frágeis, terra ou pedras macias. NHL graus 3,5 e 5 são usados principalmente para a montagem de paredes, rebocos externos, contrapisos, ladrilhos. Eles não são recomendados em substratos frágeis porque podem fazer com que o substrato se rasgue. Eles também podem mostrar uma reação indesejada com o gesso .
Cal do arA cal ( cal hidratada, cal apagada, cal gorda, cal magra) é obtida pela hidratação da cal de ponta afiada de um calcário muito puro. Quanto mais alto o teor de óxido de cálcio, mais cal é considerada "gordurosa".
A cal aérea é utilizada desde a Antiguidade para fazer argamassas de construção , rebocos e cal de paredes . Também é utilizado na proteção de árvores frutíferas ou no combate à putrefação de cadáveres em caso de epidemia .
Pode ser encontrada com diferentes nomes: cal apagada, na França CAEB (antiga padronização: cal apagada para edifícios). O nome recomendado pela norma NF EN 459-1 é CL ( Calcic Lime traduzido como "cal") para cal contendo menos de 5% de óxido de magnésio seguido por um número (90, 80 ou 70) indicando a porcentagem de CaO.
Cal hidráulicaA cal hidráulica ( cal magra) é derivada do calcário argiloso contendo uma proporção de 10 a 20% de argila, que na calcinação produz silicatos e aluminatos de cálcio. Põe-se, em poucas horas, em contacto com a água, daí o seu nome.
A cal hidráulica não deve ser confundida com a cal do ar, que contém menos impurezas de argila (cerca de 5% contra 10 a 20%).
Quanto mais a cal é hidráulica, quanto mais apresenta resistência à compressão, menos plástica ela é.
Sua densidade é de aproximadamente 800 kg · m -3 .
Para ter cal hidráulica, é necessário usar a quantidade certa de água, de forma a não permitir a pega do material. O material obtido está na forma de um pó branco. Para ter cal no ar, a quantidade de água adicionada não é limitada. O produto obtido apresenta-se na forma de pasta com alto pH (~ 12,3) e sua fórmula química é Ca (OH) 2.
O nome padronizado NF EN 459-1 é NHL ( Natural Hydraulic Lime ) seguido por um número (2, 3,5 ou 5) indicando seu grau de hidraulicidade . Quanto maior o número, mais o cal reage com a água. O antigo nome era XHN.
O padrão também define cal grau NHL-Z . Estes são NHL contendo até 20% de elementos pozolânicos ou hidráulicos ( cimento Portland ) adicionados após o cozimento. A cal pozolânica é altamente hidráulica, permitindo que se fixe mesmo na água. São repelentes de água e não são recomendados para construção de paredes, pois os tornam impermeáveis.
Cal hidráulica artificial HL . Estes são CLs bastardizados de cimento Portland. É muito rico em silicatos de cálcio hidráulicos.
Lima Magnésia (CaOMgO). O nome padronizado é DL ( Dolomitic Lime ) seguido por um número (85, 80 ou 70) indicando seu nível de CaO mais MgO. Eles contêm magnésio a uma taxa de 5% <MgO <34% para cal de magnésio e até 34% <MgO <41,6% para cal dolomítica . Eles são obtidos pela calcinação de calcário magnesiano ou dolomita. Após a hidratação, eles contêm MgO ou Mg (OH) 2.
Em outra categoria, a cal sodada é uma mistura de cal e soda, que tem como principal propriedade a absorção de CO 2 . A pasta de cal é uma suspensão de cal apagada (hidróxido de cálcio) em água.
O Lime White é um gesso à base de cal apagada, massa de água que pode ser utilizada para escaldar ou branquear paredes, para calagem ou espalhamento de superfície na agricultura, para o tratamento de peles, operação denominada "plamée" ou "camurça".
O princípio de calcinar ou "queimar" uma pedra ou rocha mais ou menos compacta ou dura para extrair um componente solto que pode então ser reconstituído, é uma das descobertas ligadas aos primeiros grandes incêndios humanos. O gesso aquecido a cerca de 120 ° C dá o gesso . Este material mais fácil de obter foi provavelmente descoberto muito antes da cal. O primeiro uso documentado de cal data do Epipaleolítico no Oriente Próximo, onde era usado como cola para fazer pequenas ferramentas. O natufiano vê seu primeiro uso conhecido na arquitetura, mas limitado a revestimentos (Eynan, Israel, 9000 aC ). Pisos de mosaico incorporando cal foram construídos em edifícios do Neolítico Precerâmico (PPN A e B, c. 9.000 a 8.000 aC ) na Anatólia , em Çayönü e Nevalı Çori .
Misturas de gesso e cal eram usadas como suportes para pinturas de paredes no Egito já em 2.600 aC. J.-C.
O uso massivo de cal é atestado desde a Idade do Bronze (cerca de 2000 aC ) nos principais sítios arqueológicos suíços . Blocos de calcário calcinado por chaufourniers experientes constituem o núcleo interno das paredes de certos lugares fortificados .
Os emplastros de cal são comuns em todo o mundo grego antigo . A cal é depois utilizada como argamassa em habitações, com grande domínio técnico em prestigiosas construções romanas, aquedutos e banhos termais . É além da cal que deu o nome à rocha " calcário ", palavra latina que deriva do adjetivo latino calcarius , ou seja, "que contém cal", aliás, logicamente formada a partir do termo latino feminino calx , calcis , cal .
[ref. necessário]O Romans uso extensivo de cal na construção do III E e II ª século aC. AD Eles também usam em revestimentos, desenvolvendo uma técnica descrita por Vitruve em revestimentos para afrescos sete camadas de argamassa: uma primeira camada grossa, as seguintes três areia carregada, as três últimas com adição de mármore triturado. Eles obtiveram uma espécie de cal hidráulica pela adição de pozolana e / ou telhas e tijolos triturados.
Muitas técnicas de aplicação de cal e alvenaria, utilizadas na época romana, passaram pela Idade Média . Além da argamassa de barro , cal argamassa os restos quase inevitáveis no quadro até a invenção do cimento moderno no meio do XIX ° século.
Técnicos e cientistas no final do XVIII ° século e início do XIX ° século estão interessados no escoamento de cal. Esta propriedade é primeiro atribuída erroneamente ao óxido de manganês ( Bergman , Louis- Guyton de Morveau ) e depois à argila (o farol de Eddystone de John Smeaton , Saussure , Gratien-Vitalis e finalmente Vicat ). Este último é creditado na França com a invenção do cimento no final das guerras napoleônicas. Ele não registra uma patente; a patente do cimento Portland foi depositada pelo inglês Joseph Aspdin em 1824 .
O cimento substituiu rapidamente a cal em todas as construções modernas devido à maior rigidez e principalmente ao menor custo: blocos de cimento, concreto , etc.
ImplementaçãoA implementação varia muito dependendo do tipo de construção e dos requisitos técnicos impostos.
Quando a equipe de pedreiros construiu com cal e areia , a escolha dos últimos materiais foi fundamental. Veja o exemplo do antigo quebra- mar em Holyhead , uma pequena ilha perto da grande ilha de Anglesey , País de Gales , construída de 1845 a 1863 a um custo estimado de £ 1,2 milhão. Variedades finas de areias coletadas em Anglesey e uma cal hidráulica preparada com calcário Aberthaw, em South Wales, eram necessárias para este vasto local repousando na dura base pré-cambriana, mas em um ambiente quase marinho com horários de trabalho determinados pela maré e luz mínima .
No início do 21 st século, cal está experimentando um ressurgimento do interesse. Com efeito, o cimento é incompatível com a alvenaria de edifícios antigos em entulho , cantaria , sabugo ou taipa . Por ser o cimento um material rígido e impermeável ao ar, não é adequado para a alvenaria tradicional que exige flexibilidade e é permeável ao vapor de água . A permeabilidade ao vapor de água permite uma secagem da alvenaria. A água que absorve, por chuva ou aumento capilar, pode ser evacuada por suas juntas de cal; com uma argamassa de cimento, a parede não pode secar e retém a água que absorve, o que pode levar ao aparecimento de salitre , espumas microscópicas, halos, manchas e escorrimentos. O reboco de antigas fachadas feitas com cimento puro ou cimento bastardo (uma mistura de cal e cimento) exigiu a instalação de uma tela de reforço porque o reboco de cimento se desprende rapidamente de seu suporte feito de materiais antigos. As inúmeras desordens da moldura causadas por tais rebocos rapidamente fizeram com que os pedreiros voltassem à fachada de reboco com cal. O uso de cimento deve ser reservado apenas para a aplicação de materiais que sejam eles próprios de cimento: bloco de concreto , telhas , etc.
Esta redescoberta da cal como material de construção
é acompanhada pela redescoberta do uso de suportes protetores e decorativos. É utilizado puro na cal , eventualmente com a adição de um fixador natural (por exemplo caseína ) ou artificial ( resinas sintéticas ), em tadelakt (a única cal que é impermeável) ou está presente em várias receitas dos chamados "à la “tintas. cal” .As empresas ambientalmente conscientes consideram a cal um material que consome menos energia do que outros
aglutinantes . Portanto, a cal é cada vez mais usada hoje em dia em cimentos, argamassas adesivas e outras aplicações. [ref. necessário]Aqui está uma lista:
As vantagens da calagem são explicadas pelas propriedades da cal:
Seu acabamento decorativo é excepcional, em particular uma textura aveludada única por dentro e por fora. Uma decoração a lima é "viva": o material respira e os seus padrões moiré variam de acordo com a humidade ambiente. Enfim, adquire patina e envelhece muito bem.
[ref. necessário]A cal parece ser um forte álcali disponível ou acessível entre as décadas de 1830 e 1840. É possível que bandidos roubem cal de consertadores de estradas nas margens de estradas secundárias ou de numerosas estradas locais . É por isso que seu uso irracional e desproporcionalmente poluentes está se espalhando, e os historiadores contemporâneos pode seguir os comentários dos crimes de "pesca cal" de peixes, gananciosos caçadores hesitantes para cal peças de rios para coletar peixes mortos. Por relâmpagos alcalose .
A produção francesa de cal viva aumentou de 2,6 Mt ou milhões de toneladas em 1958 para 4,87 Mt em 1981, passando por 4,2 Mt em 1977. Ela atingiu apenas 3 Mt em 2013, embora tenhamos excluído 900 kt de produção integrada. A indústria do aço explica o crescimento e o declínio, visto que ainda consumia antes de 1980 cerca de metade da produção em massa. A cal é um fundente que, nos antigos conversores Bessemer , é necessário para a fabricação de aço a partir do ferro fundido , pois se combina com impurezas ácidas prejudiciais à qualidade do metal final. Sua presença explica a abundância de escória à base de óxidos de silício e fósforo. Os demais processos consomem cal, por exemplo 50 a 60 kg de cal virgem para produzir aço com ferro impuro ou mesmo o moderno conversor de oxigênio, exigindo então de 15 a 20 kg · t -1 de aço.
Em 1981, a indústria química representada 1,12 Mt ou 23%, em massa, a indústria de açúcar de 0,55 Mt , agricultura e ostra agricultura 0,27 Mt , a indústria dos metais não-ferrosos e de trabalho em estradas e caminhos de circulação 0,24 Mt cada tratamento de água 0,20 Mt . A indústria de papel atingiu 0,06 Mt , enquanto os setores de materiais de construção in situ (ligantes aéreos e hidráulicos) e pré-fabricados na fábrica (tijolos de cal e outros concretos celulares ) não ultrapassavam 0,04 Mt cada. Também é necessário contabilizar o tratamento de fumos industriais, em especial a eliminação de SO 2e várias utilizações que representa mais de 0,18 Mt .
Os usos da cal são numerosos. Na França (2010), seu uso é distribuído aproximadamente da seguinte forma:
Substância química básica, a um custo modesto, fácil de usar em meio aquoso, a cal viva tem sido usada desde a antiguidade para trabalhos de fortificação, como evidenciado pela sola de cal que marca o recinto do Camp d'Affrique . Há mais de 2.500 anos velho, ou do porão de edifícios, estradas, trilhas. A cal viva desidrata fortemente o solo e reage com as argilas , ajudando a estabilizar o solo. Hoje, a cal é usada em mistura com revestimentos betuminosos nas estradas. Sua propriedade de “floculação” é utilizada em obras públicas, trata-se aqui de transformar a argila (plástica, flexível, de consistência instável) em um material granuloso mais resistente à compressão do solo. A esta ação é adicionado o efeito do consumo intersticial de água. Ao fazer isso, o conteúdo de água de solos excessivamente úmidos é reduzido a fim de geralmente atingir o Proctor ótimo . Esta propriedade também é usada no mundo agrícola.
Na indústria química, um de seus mercados de longa data durante a Belle Époque era o carboneto de cálcio , matéria-prima sintética do gás acetileno , fonte de etileno , mas também de cianamida de cálcio e fertilizante. Os processos de petróleo, especialmente aqueles a partir do gás natural metano , eclipsaram essa antiga rota de síntese. Resta a fabricação química de carbonato de cálcio em pó muito fino de alta pureza, usado como enchimento na indústria de papel. O processo Solvay de fabricação de carbonato de sódio , a síntese de hipoclorito de cálcio , glicerol e óxido de propileno utilizam cal.
As impurezas minerais e orgânicas do melaço ou sucos doces, da indústria açucareira a partir da cana-de-açúcar ou cada vez menos da beterraba, são precipitadas pela cal. Em princípio, os setores demandam 150 kg de cal por tonelada de açúcar bruto, mas o setor canavieiro consegue, por meio de drásticas economias e recuperação, limitar esse uso a 3 kg por tonelada de açúcar. A indústria da beterraba é mais gananciosa, com 25 kg por tonelada de beterraba. Os fornos de cal caracterizam essa indústria, reivindicando um de seus subprodutos, o dióxido de carbono .
A cal é um alvejante na polpa . O processo kraft de sulfureto de sódio também requer carbonato de sódio , que se esgota rapidamente durante o processo, mas é regenerado por cal viva, para separar a celulose da madeira ou das matérias-primas celulósicas. São necessários 270 kg de CaO para fazer uma tonelada de papel kraft .
A química dos metais não ferrosos, utilizando a cal, refere-se à obtenção dos metais alumínio , magnésio , cálcio , cobre , zinco , chumbo , ouro , prata , urânio . Ainda em 1980, a fabricação de alumínio, em particular o ataque de bauxita no processo Bayer , demandou maciçamente cal apagada Ca (OH) 2, transformado em hidrogenocarbonato de cálcio Ca (HCO 3) antes de ser regenerado por carbonato de sódio. O processamento de água do mar ou salmoura de sal mineral potássio pode ser processado pela cal básica. O cloreto de magnésio precipitou, por exemplo , hidróxido de magnésio , que, purificado, pode ser reduzido pelo magnésio.
A cal é um material refratário, bastante conhecido desde a Antiguidade. A adição de uma fração molar, da ordem de 10 a 15%, à zircônia ZrO 2 cúbico desempenha um papel estabilizador para a morfologia cúbica em alta temperatura.
Os aditivos agrícolas podem usar de uma a cinco toneladas de cal de magnésio, uma mistura de CaO e MgO, por hectare. A utilização na agricultura da cal magnesiana ou dolomítica torna possível corrigir solos ácidos ao fornecer também o oligoelemento magnésio , ao contrário da cal de cálcio que continua, no entanto, a ser a mais utilizada. A cal usada na agricultura está sempre na forma de óxido de cálcio , ou óxido de cálcio combinado com óxido de magnésio . O papel do íon cálcio no complexo húmico-argiloso já é desempenhado pelo ferro .
Além de ser um corretivo de cálcio e magnésio, a calagem também permite a destruição de microorganismos patogênicos contidos em efluentes de gado que são ácidos por natureza. A base OH associada ao cálcio que chega repentinamente ao meio causa um aumento superficial do pH que destrói esses organismos. Na maioria das vezes, a agricultura usa calcário não cozido simples ou carbonato de cálcio , comumente chamado de "carbonato de cal", para corrigir a terra . O modo de ação é mais lento do que o da cal calcinada. Isso se deve ao fato de que a acidez do solo observada deve degradar o produto antes que se torne um óxido e possa desenvolver a base associada desejada. Só pode garantir uma boa eficiência agronômica se for fino o suficiente para se dissolver adequadamente. A vantagem do carbonato de cálcio é econômica, porque custa menos para o usuário, e ecológica, porque não destrói organismos benéficos do solo. Em termos absolutos, seu poder neutralizante é, em quantidades iguais, muito inferior ao da cal viva.
Na criação de ostras , o calcário permite a formação de uma camada desinfetante para recobrir os ladrilhos , corrigindo a saliva da ostra.
O ajuste do potencial de hidrogênio ou pH, a possível precipitação de hidróxidos metálicos, a capacidade de aglomeração de certos materiais por "floculação", ou mesmo descarbonatação por precipitação de CaCO 3 ou a destruição de germes, justificam seu uso no tratamento de água, na maioria das vezes na forma de cal virgem.
No tratamento de águas residuais e efluentes, a adição de cal neutraliza a acidez e estabiliza o lodo. Em incineradores, é usado para neutralizar vapores ácidos carregados com dióxido de enxofre (SO 2) e / ou ácido clorídrico (HCl).
É um material essencial no controle da poluição do ar e da água.
O gás de carvão , o primeiro gás iluminador, foi liberado do dióxido de carbono (gás incombustível) e do perigoso sulfeto de hidrogênio por mistura com cal, um método inventado por Samuel Clegg 1807.
As propriedades de absorção de dióxido de carbono pela cal têm sido usadas nos chamados aparelhos respiratórios de circuito fechado para purificar o gás exalado do dióxido de carbono e permitir sua re-inalação após um possível suprimento de oxigênio a uma taxa de fluxo muito baixa. Essas técnicas são usadas na medicina (anestesia de circuito fechado), em aparelhos de respiração usados em ambientes com gases perigosos. As atividades subaquáticas (mergulho e subaquáticas) também usam cal como absorvedor de dióxido de carbono. A cal hidratada é misturada com outros compostos químicos como soda (NaOH) para formar cal sodada ou com outros compostos que aceleram a taxa de reação da cal. A apresentação em grãos porosos de alguns milímetros em recipientes adaptados à passagem dos gases aumenta a superfície de troca e permite a absorção com pequenos volumes de cal facilmente transportável. Um indicador colorido permite uma leitura rápida, a olho nu, da quantidade de cal restante no cartucho.
A cal tem sido usada para conservar alimentos como ovos.
A cal (0,1% em água) é usada para embeber o milho antes do cozimento, a fim de amolecer sua casca e aumentar o teor de cálcio . Na América Central e no México, cal é adicionada ao milho que é chão para fazer “ nixtamalizado ” farinha . Esta farinha adicionada de água dará a “masa” que servirá para fazer os vários bolos de milho (“tortilhas”, “nachos”, “gorditas”, etc. ).
A cal viva e a noz de areca foram e ainda são ingredientes na preparação do bétel por mastigação / mastigação e salivação.
O pó de cal (hidráulico ou aéreo) agora é embalado em sacos de 15 kg , 25 kg ou 35 kg . O armazenamento deve ser feito em local seco.
A cal aerada também se encontra na forma de pasta, em balde ou saco plástico de vários volumes. Coberto com uma camada de água, sua conservação é quase ilimitada desde que esteja contido em uma embalagem hermética e impermeável ao dióxido de carbono para não carbonatar prematuramente em contato com o CO 2 presente no ar.