PONTO 1 - MATERIAIS CERÂMICOS

Prévia do material em texto

PONTO 1 - MATERIAIS CERÂMICOS 
1.0 CONSIDERAÇÕES GERAIS
Conceito material cerâmico 
Conceito de cerâmica 
Conceito de argila
Conceito de argilo-minerais 
Classificação da argila pela abnt 
Depósitos de argilas sedimentares e residurais 
Tipos de argila
Propriedades importantes nas argilas para as cerâmicas 
2.0 FABRICAÇÃO DOS MATERIAIS CERÂMICOS
Processo de fabricação: Extração do barro, preparo da matéria prima, Moldagem, secagem, cozimento e esfriamento.
3.0 CARACTERISTICAS DOS MATERIAIS CERAMICOS 
Resistencia mecânica e dureza
Isolamento e ponto de fusão
4.0 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS CERÂMICOS 
Cerâmicas vermelhas, cerâmicas brancas, cerâmicas de revestimento, cerâmicas refratárias, cerâmicas isolantes térmicos, Fritas e corantes, Vidro, Cimento e Cal, Abrasão e matérias avançados. 
5.0 PRINCIPAIS APLICAÇÕES DOS REVESTIMENTO CERÂMICOS
Blocos cerâmicos (maciços e vazados)
Telhas
Materiais de grês cerâmicos 
Materiais de louça branca
PONTO 1 - MATERIAIS CERÂMICOS 
1.0 CONSIDERAÇÕES GERAIS
Material cerâmico é um tipo de material não polimérico, não metálico e composto normalmente de elementos químicos metálicos e não metálicos unidos por ligação iônica, ligação covalente ou ambos.
Chama-se cerâmica à pedra artificial obtida pela moldagem, secagem e cozedura de argilas ou misturas contendo argilas. As argilas são materiais terrosos naturais que, quando misturados com a água, adquirem a propriedade de apresentar alta plasticidade. 
As argilas são constituídas essencialmente de partículas cristalinas extremamente pequenas, formadas por um número restrito de substâncias. Essas substâncias são chamadas de argilo-minerais. 
Os argilo-minerais – são silicatos hidratados de alumínio, ferro e magnésio, comumente com algumas porcentagens de álcalis e de alcalino-terrosos. Junto com esses elementos básicos vem sílica, mica, ferro, cálcio, magnésio, matéria orgânica e etc. 
Conforme a ABNT, as argilas são compostas de partículas coloidais de diâmetro inferior 0,005mm, com alta plasticidade quando úmidas e que, quando secas, formam torrões dificilmente desagregáveis pela pressão dos dedos. 
Os depósitos de argila ficam na superfície das rochas, como resultados da decomposição superficial das mesmas, como: nos veios e trincas das trochas e nas camadas sedimentares, onde foram depositados por ventos e chuvas. Sendo assim se tem os depósitos de argila residuais e argilas sedimentares.
Os depósitos de argila residuais: quando o depósito é no próprio local onde houve a decomposição da pedra. 
Os depósitos de argilas sedimentares: quando o depósito fica longe do local onde estava a pedra. 
	Os tipos de argila mais usadas para obtenção de materiais cerâmicos são as argilas de cor de cozimento branca, argilas refratárias, argilas para produtos de grês e argilas para materiais cerâmicos estruturais, amarelos ou vermelhas. 
Para as cerâmicas, o interesse das propriedades das argilas é em relação a sua plasticidade, retração e efeito do calor. 
2.0 Fabricação dos materiais cerâmicos 
O processo de fabricação dos materiais cerâmicos geralmente envolve as seguintes etapas:
Extração do barro Preparo da matéria prima Moldagem Secagem Cozimento Esfriamento.
Extração do barro: é fundamental obter um barro de qualidade, verificando principalmente se ele não tem muito carbonato de cálcio ou compostos sulfurosos, os quais originam cerâmica muito fendilhada. Se for muito suja, ou seja, com matérias orgânicas tais como raízes mortas, a cerâmica se torna porosa. Se tiver muito cal, pode vir a queimar quando receber umidade, estourando parede ou reboco. 
Preparo da matéria prima: nesse processo a primeira parte é o apodrecimento, onde a argila é levada para depósitos ao ar livre, sendo revolvida e passado por um período de descanso, esse procedimento tem por finalidade principal a fermentação das partículas orgânicas, que também são coloidais, aumentando a plasticidade. Em segundo, é feito maceração que é pra obter menores partículas, grãos finos, e melhorar a plasticidade, posteriormente é realizado a correção que é feita para dar à argila a constituição que se deseja e por fim o amassamento que serve para preparar a argila para a moldagem.
Moldagem: é a operação de dar a forma desejada à pasta cerâmica. Essa moldagem pode ser a seco ou semi seco, moldagem com pasta plástica consistente, moldagem com pasta mole e moldagem com pasta fluída. No processo de moldagem várias técnicas podem ser utilizadas como prensagem, colagem, extrusão e torneamento. 
Secagem: é tão importante quanto o cozimento, porque, após a moldagem, ainda permanece de 5 a 35% de água na argila. Essa umidade deve ser retirada para evitar retração do elemento cerâmico, e pode ser natural, secagem por ar quente-úmido, secadores de túnel, secagem por radiação infravermelho. 
Cozimento e resfriamento: o cozimento é onde acontece o processo de mudança de estrutura da argila, a qual em altas temperaturas começa a se vitrificar e formar o material cerâmico, posteriormente ao sair do forno o material cerâmico é levado para algum local apropriado para ser esfriado. 
3.0 Características dos materiais cerâmicos 
	A maioria dos materiais cerâmicos geralmente tem como principais características a resistência e dureza e o isolamento e ponto de fusão.
	A resistência mecânica do material cerâmico é obtida depois do processo de cozimento em altas temperaturas da sua matéria prima, sua resistência a tração varia bastante, mas, em geral a resistência a compressão é de 5 a 6 vezes maior do que à tração. Possuem boa resistência mecânica à corrosão se for comparado a materiais metálicos ou polímeros. 
	Apesar de boa resistência mecânica os materiais cerâmicos são considerados frágeis, pois possuem pouca deformação plástica, ou seja, tem alta fragilidade. Em relação a dureza do material, ela é bem elevada se comparada a outros materiais da construção civil, devido às ligações iônicas de sua composição.
	O material cerâmico apresenta um alto ponto de fusão, por isso tem alta resistência ao calor e baixo coeficiente de expansão térmica, e é um bom isolante elétrico e térmico.
 
4.0 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS CERÂMICOS 
O setor cerâmico é amplo e heterogêneo o que induz a dividi-lo em sub-setores ou segmentos em função de diversos fatores como matérias-primas, propriedades e áreas de utilização. Dessa forma, a seguinte classificação, em geral, é adotada.
Cerâmica vermelha: compreende aqueles materiais com coloração avermelhada empregadas na construção civil (tijolos, blocos, telhas, elementos vazados, lajes, tubos cerâmicos e argilas expandidas). 
Materiais de revestimento (placas cerâmicas): são aqueles materiais, na forma de placa usados na construção civil para revestimentos de paredes, pisos, bancadas, piscinas e ambientes internos e externos. Recebem designações como: azulejo, pisos, pastilha, porcelanato, grês, lajota e pisos.
Cerâmica branca: Esse grupo é bastante diversificado e constitui materiais por um corpo branco e em geral recobertos por uma camada vítrea, devido a complexidade desse grupo ele é subdivido em: Louças brancas, louças de mesa, isoladores elétricos para alta e baixa tensão, cerâmicas artísticas e cerâmicas técnicas. 
Materiais refratários: esse grupo compreende uma diversidade de produtos, que tem como finalidade suportar temperaturas elevadas nas condições especificas de processo e de operação dos equipamentos industriais. Para suportar as solicitações foram desenvolvidos inúmeros tipos de produtos, a partir de diferentes matérias primas e misturas. Desta forma, podemos classificar os produtos refratários quanto a matéria prima ou componente principal: sílica, zircônio, zirconita e outros. 
Isolantes térmicos: os produtos deste segmento podem ser classificados em:
a) Refratários isolantes que se enquadra nos materiais refratários
b) Isolantes térmicos não refratários, compreende produtos com vermiculita expandida, silicato de cálcio, lã de vidro que são processos distintos do item (a), dependendo do tipo de produto poderesistir até 1100°C.
c)Fibras ou Lã cerâmicas que apresentam características físicas semelhantes as citadas no item (b), podem chegar a temperatura de até 2200°C.
Fritas e corante: esses dois tipos de produtos são importantes matérias primas para diversos segmentos cerâmicos que requerem determinados acabamentos. Frito (ou vidrado vitrificado) é um vidro moído, fabricado por indústria especializada a partir da fusão da mistura de diversas matérias primas. É aplicado na superfície do corpo cerâmicos que, após a queima, adquire um aspecto vítreo. Esse acabamento tem por finalidade melhorar a estética, tornar impermeável, aumentar a resistência mecânica e melhorar outras características da peça. Os corantes são adicionados aos esmaltes (vidrados), ou aos corpos cerâmicos para conferir-lhe coloração e efeitos especiais. 
Abrasivos: Parte da indústria de abravisos, por utilizarem matérias-primas e processos semelhantes aos da cerâmica, constituem-se num segmento cerâmico. 
Vidro, cimento e cal: são três segmentos cerâmicos, mas devido suas particularidades, são muitas vezes consideradas partes da cerâmica. 
Cerâmica de alta tecnologia/avançada: são materiais cerâmicos provenientes de alta tecnologia que podem ser classificados de acordo com suas funções: magnéticos, ópticos, químicos, térmicos, mecânicos, biológicos e outros. 
5.0 PRINCIPAIS APLICAÇÕES DOS MATERIAIS CERAMICOS 
	Blocos cerâmicos 
	Os blocos cerâmicos são um dos principais materiais cerâmicos, sendo muito utilizados como elementos de vedação e portante para as construções. De forma geral, é esperado que os blocos cerâmicos apresentam: 
-Resistencia à compressão.
-Capacidade de aderência da argamassa.
-Durabilidade em relação aos agentes agressivos (variação de temperatura, umidade e produtos químicos). 
-Dimensões uniformes.
-Resistência ao fogo.
	Blocos cerâmicos maciços (tijolos)
	Os blocos cerâmicos maciços ou tijolos apresentam o formato de paralelepípedo, são amplamente aplicados na construção civil, seja de forma artesanal ou industrial. Sua fabricação ocorre através de extrusão ou prensagem.
	Algumas características devem ser observadas, como a ausência de eflorescências, queima uniforme da peça e formato. Os tijolos comuns tem suas dimensões nominais, de acordo com a tabela 1, NBR 8041: 
Comprimento 19 x 90 x 90 
Comprimento 19 x 90 x 57
	Em geral os blocos cerâmicos são classificados conforme suas propriedades mecânicas. Sendo suas resistências mecânicas a compressão na classificação A (1,5Mpa), B(2,5Mpa) e C(4,0Mpa).
	Blocos cerâmicos vazados (tijolos furados)
	Os blocos cerâmicos vazados possuem furos prismáticos ou cilíndricos, apresentam dimensões maiores que os maciços e são mais leves. São fabricados mecanicamente e tem dimensões variadas:
14 x 29 x 19
11,5 x 19 x 29
9 x 19 x 19
11,5 x 14 x 24
	Os blocos podem ser classificados como estruturais e de vedação. Os estruturais, são blocos adequados para suportar as cargas da estrutura, substituindo vigas e pilares de concreto armado; já os de vedação são utilizados para dividir ambientes 
	As vantagens de utilizar blocos furados em vez de bloco maciços são:
-Menor peso por unidade de volume.
-Menor propagação de umidade por peças.
-Melhor isolamento térmico e acústico.
-Custo menor de mão de obra e de material.
	Em relação a resistência a compressão a classificação é da seguinte forma:
Vedação: A(1,5Mpa), B (2,5Mpa)
Estrutural (Portante): C (4Mpa), D (7Mpa) e F (10Mpa)
	Em relação às condições de aceite do material, alguns itens devem ser verificados, como:
-A peça não deve apresentar defeitos (trincas, fissuras, deformações que impeçam o seu emprego).
-O som ao ser batido no material deve ser parecido com o de um material metálico.
-A absorção de água ideal é de 8 a 22%.
-Dimensões, esquadro e planicidade conforme especificações. 
 	Telhas
	As telhas são utilizadas como material de vedação de telhados e coberturas. Como são o primeiro material a ter contato como o exterior da edificação, elas devem resistir à ação das chuvas, ventos, poeiras, ruídos e demais intempéries. 
	As telhas são oferecidas no mercado com uma enorme variedade de formas e tamanhos, as principais, exigências a serem atendidas são:
-Queima uniforme na peça
-Peso reduzido
-Pouca absorção de água e características impermeáveis 
-Baixa porosidade 
-Resistência a flexão
-Regularidade de dimensões, coloração e forma
-Superfície sem regularidade e com arestas finas
	Além disso, não deve apresentar fissuras, quebras ou rebarbas que possam prejudicar o encaixe entre as telhas. As características desse material envolvem:
-Isolamento térmico e acústico
-Difusão de vapor, através de porosidade, a argila absorve a umidade interior da cobertura nos dias úmidos e chuvosos e a elimina através da ação do vento ou calor
-Pouca variação de volume ou expansão térmica
-Resistencia a fogo, já que por sua natureza as argilas não são inflamáveis. 
	As telhas podem ser divididas basicamente de acordo com o seu encaixe ou sobreposição. Sendo Planas de encaixe (Telhas Francesas), Compostas de Encaixe (Telhas romanas), simples de sobreposição (Telhas capa, colonial e paulista), planas de sobreposição (alemã). 
	Materiais de Grés Cerâmicos 
	Os materiais de grês cerâmico são com argilas bastante fundível, ou seja, com bastante mica ou até 15% de óxido de ferro. Isso lhe proporciona uma cor vermelha comum, embora essa cor possa variar desde o branco acinzentado até o vermelho carregado. A pasta não pode ser levada, porque aqueles materiais se dissolvem e por isso a dificuldade em se encontrar barro apropriado, já naturalmente limpo, sem torrões de areia ou organismos. Como esse barro é fundível, possui marcante vitrificação, o que a torna impermeável. Mas vem daí uma deformação acentuada, dando grande número de peças de refugo. 
	No segmento dos materiais de gres cerâmicos podemos dar destaque para os azulejos, pisos cerâmicos, pastilhas, peças decorativas e o porcelanato.
	A utilização do revestimento cerâmico vem desde o século XV. Esses revestimentos podem ser obtidos através da extrusão ou prensagem, podem ou não apresentar uma face esmaltada e outra face porosa (face de assentamento). Os revestimentos cerâmicos possuem diversas características que auxiliam na escolha do material mais adequado a cada caso:
-Absorção de água: está relacionado à porosidade e a permeabilidade do material, quanto maior a qualidade, a menor a absorção de água.
-Resistência à absorção: resistência ao desgaste do material. Sendo classificado em 5 grupos: PEI I (baixa resistência, banheiros e sanitários), PEI 2 (média, ambientes sem portas para o exterior), PEI 3 (média alta, cozinhas corredores e sacadas), PEI 4 (alta, áreas comerciais, salões de vendas), PEI 5 (Altíssima, área públicas ou grande circulação).
-Resistencia a agentes químicos: podem ser classificadas em três classes: Classe A (elevada resistência agentes químicos), Classe B (Média resistência), Classe C (baixa resistência). 
-Facilidade de limpeza: os revestimentos podem ser classificados de 1 a 5, sendo 5 a máxima facilidade de remoção, 4 removível com produtos fracos, 3 removível com produto de limpeza forte, 2 removível com ácido clorídrico e 1 impossibilidade de remover manchas. 
	Materiais de louça branca
	São os materiais feitos com argila branca (caulim quase puro), os materiais de louça branca usam o processo da pasta fluida (barbotina), em moldes de gesso, ou processos de prensagem de em moldes de plásticos. O seu processo de fabricação conduz a produtos com superfícies vidradas (impermeáveis) e porosas no interior. Exemplos: lavatórios, bacias sanitárias e mictórios.