Materiais ceramicos-Tiago

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Vitória 
2022 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Universidade Estácio de Sá 
Professor: Emerson Canzian Cararo 
Disciplina: Materiais de Construção 
 Curso de Engenharia Civil 
 
 
 
Aluno (a): Tiago dos Reis Mendonça Lampier 
Matricula: 202003048682 
 
 
 
 
 
MATERIAIS CERÂMICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. Introdução 
A cerâmica é o material artificial mais antigo produzido pelo homem, que 
atualmente é fabricado em massa e está presente em diversos setores como o 
eletrônico, automotivo, aeroespacial e no setor de construções civis. Caracterizada 
por sua versatilidade, durabilidade, acabamento e baixo custo de produção a 
cerâmica é um material indispensável para as construções sendo altamente 
resistente à corrosão e ao desgaste, uma vantagem técnica sobre outros materiais 
como o metal e os polímeros. 
 
2. Argila 
É um material natural de textura terrosa e de granulação fina constituída 
principalmente de argilominerais matéria orgânica e outras impurezas. Os materiais 
argilosos se diferenciam entre si pelas diferentes proporções de sílica, alumina e 
água em sua composição, além da estrutura molecular diferenciada. A argila 
apresenta alta plasticidade quando úmida e, quando seca, forma torrões dificilmente 
desagregáveis pela pressão dos dedos. Sua queima é indispensável para 
aglutinação e endurecimento da cerâmica, peças de argila secas que não passaram 
pelo processo de queima, tornam-se plásticas novamente quando úmidas. 
 
3. Origem das argilas 
 As argilas podem ocorrer na superfície das rochas, como resultado da 
decomposição superficial das mesmas; nos veios e trincas das rochas e nas 
camadas sedimentares, depositadas pela ação dos ventos e das chuvas. 
 
4. Composição da argila 
4.1 Calium 
Argila com alto teor de caulinita, mineral na forma de pó branco muito usado 
na produção da porcelana. A caulinita é a forma mais pura de argilominerais, mas 
geralmente está misturada com grãos de areia, óxido de ferro e outros elementos, 
essas substancias estranhas dão a caulinita uma pequena fusibilidade, o que 
confere a dureza das cerâmicas. 
 
 
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 4.2 Óxido de ferro 
Comum nas rochas ígneas, mistura-se geralmente com a caulinita e produz a 
cor vermelha ou amarelada da maioria das cerâmicas. Em outros casos, forma 
piritas ou manchas. Ele reduz a propriedade de a argila ser refratária. 
 
4.3 Sílica 
Na argila reduz a plasticidade, a retração, o trincamento e fissuras e facilita a 
secagem. Diminui a resistência mecânica, mas o pouco que funde no cozimento é 
que dá o vidrado endurecedor. 
 
4.4 Alumina 
Conforme o tipo pode aumentar ou diminuir o ponto de fusão. Reduz a 
plasticidade e a resistência mecânica, mas também diminui as deformações. 
 
4.5 Álcalis 
Baixam o ponto de fusão e dão porosidade, o que vem facilitar a secagem e o 
cozimento, mas também reduzem a plasticidade. 
 
4.6 Cálcio 
 Age como fundente e clareia a cerâmica. 
 
 4.7 Sais solúveis 
São prejudiciais, porque podem propiciar o aparecimento de eflorescências, 
manchas, expansões, fissuras e perda de desempenho do componente. 
 
 4.8 Matéria orgânica, 
 Embora dê mais plasticidade, torna a argila mais porosa. É ela que torna a 
argila escura antes do cozimento, mesmo assim a cor vermelha reapareçe depois da 
queima. 
 
 
 
 
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4.9 Água 
A Água de constituição é aquela que faz parte da estrutura da molécula da 
argila, já a de plasticidade adere à superfície das partículas coloidais, a água de 
capilaridade preenche os poros e vazios na argila e é facilmente eliminada. 
 
5. Tipos de argila 
Argilas de cor de cozimento branca, argilas refratárias, argilas para produtos 
de grês, argilas para materiais cerâmicos estruturais, amarelas ou vermelhas. As 
argilas também podem ser classificadas em gordas e magras, as argilas gordas são 
mais puras muito plásticas e, em razão da alumina, deformam-se muito mais no 
cozimento. As argilas magras, devido ao excesso de sílica e tamanho dos grãos, são 
mais porosas e frágeis de difícil trabalhabilidade. 
 
6. Propriedades da argila 
6.1 Plasticidade 
Um material possui plasticidade quando se deforma sob a ação de uma força 
e mantém essa deformação após cessar a força que a originou. A plasticidade das 
argilas é em função da quantidade de água presente no material. Quanto mais pura 
a argila, mais plástica é a sua mistura com água e quanto maior a temperatura, 
menor a plasticidade, porque a quantidade de água é reduzida. A plasticidade 
depende, também, do tamanho, formato e comportamento dos grãos e da presença 
de outras substâncias, além dos argilominerais. 
 
6.2 Retratibilidade 
 Durante o processo da secagem a distância entre as partículas do material 
diminui e a argila sofre retração. Essa retração é proporcional ao grau de umidade e 
varia também com a composição da argila: quanto mais caulinita, maior a retração. 
Todos os fatores que aumentam a plasticidade consequentemente aumentam a 
retração. 
 
 
 
 
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6.3 Efeitos do calor sobre as argilas 
Nas argilas, a ação do calor pode ocasionar variação na densidade, 
porosidade, dureza, resistência, plasticidade, textura, condutibilidade térmica, 
desidratação e formação de novos compostos químicos. 
 
7 Fabricação de produtos cerâmicos 
7.1 Extração 
 Normalmente a argila vermelha, extraída em laterais de rios ou barrancos, é 
utilizada para tijolos, telhas, lajotas e ladrilhos. As argilas claras, tipo caulim, 
utilizadas para azulejos, porcelanas, etc. 
 
7.2 Preparo da Matéria-Prima 
A argila é levada para depósitos ao ar livre, nos quais é revolvida 
sumariamente e passa por um período de descanso. Tem por finalidade principal a 
fermentação das partículas orgânicas, que também ficam coloidais, aumentando a 
plasticidade. O apodrecimento também serve para corrigir o efeito das pressões 
sobre as argilas. É feita a eliminação de impurezas grosseiras e classificação, o que 
se consegue por levigação, sedimentação, centrifugação, flotação, aeração etc. 
7.2.1 Segue-se o preparo da pasta propriamente dita nos processos de: 
7.2.1.1 Maceração 
 Processo realizado para se obter menores partículas, grãos finos e, com isso, 
maior plasticidade, melhor contato entre os componentes etc. 
 
7.2.1.2 Correção 
É realizada para dar à argila a constituição que se deseja. Por exemplo, para 
se obter cerâmica fina, deve-se lavar, deixar sedimentar e depois filtrar, eliminando-
se, por esse processo, os grãos graúdos. 
 
7.2.1.3 Amassamento 
Preparação da argila para a moldagem. Conforme o tipo de barro e o tipo de 
moldagem, é usada ou não água e o amassamento se dá por processos manuais ou 
mecânicos 
 
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8. Moldagem 
Com pasta seca ou semi-seca (4 a 10% de água) molda-se com prensas 
(azulejos, pisos, tijolos e telhas). Com pasta plástica consistente (20 a 35% de água) 
molda-se em formas de madeira ou torno de oleiro (vasos, potes, etc.). Com pasta 
fluida (30 a 50% de água) molda-se em formas porosas de gesso e, depois de seca, 
a peça descola desta (porcelanas, louças sanitárias e peças de formato complexo). 
 
9. Secagem 
A secagem e a queima fazem parte da etapa denominada processamento 
térmico, que é de fundamental importância para obtenção dos produtos cerâmicos; o 
tratamento térmico é responsável pelo desenvolvimento das propriedades finais dos 
produtos. É muito importante pois, após a moldagem, dependendo do tipo utilizado, 
ainda permanecem de 5 % a 35 % de água no produto no estado “verde”. 
 
9.1 Secagem natural 
 Comum nas olarias, é um processo demorado e que exige grandes 
superfícies. É feita em telheiros extensos, ao abrigo do sol e com ventilação 
controlada 
 
9.2 Secagem por ar quente e úmido 
O produto é posto nos secadores, nos quais recebe ar quente com alto teor 
deumidade, até que desapareça a água absorvida. Aí então recebe só ar quente, 
para perder a água de capilaridade. Com isso, as deformações são mínimas. 
 
9.3 Secadores de túnel 
São túneis de alguma extensão, pelos quais se faz passar o calor residual dos 
fornos (de 40° a 150°). As peças são colocadas em vagonetas (gaiolas), que 
percorrem lentamente o túnel no sentido da menor para a maior temperatura. 
 
9.4 Secagem por meio de radiação infravermelha 
É pouco usada, em razão do custo e dimensão limitada. No entanto, abrevia o 
tempo de secagem, proporciona alto rendimento e pouca deformação. 
 
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10. Queima 
Esta etapa é também conhecida por sinterização, na qual os produtos 
adquirem suas propriedades finais. As peças, após secagem, são submetidas à 
queima a temperaturas elevadas, em fornos contínuos ou intermitentes (queima-se 
um lote de cada vez). Durante essa queima ocorrem reações químicas as mais 
diversas. Os fornos intermitentes apresentam muitos inconvenientes, como o 
elevado consumo de combustível e de mão de obra e o desgaste da estrutura em 
razão das variações sucessivas de calor e frio. Apresentam, todavia, a vantagem do 
mais baixo custo de instalação e facilidade de execução. 
 
11. Desagregação da cerâmica 
As cerâmicas podem desagregar-se, normalmente como consequência de 
agentes físicos externos, agentes químicos internos e agentes mecânicos. 
 
11.1 Agentes físicos 
Umidade e vegetação agem nos poros da cerâmica, o fogo reduz a 
resistência a compressão e gera dilatação desuniforme e o gelo e degelo trincam as 
peças por expansão. 
 
11.2 Agentes químicos internos 
Sais solúveis podem reagir com a umidade externa absorvida pelos poros, 
dissolvendo-os. Estes então, cristalizam-se na superfície. 
 
11.3 Agentes mecânicos 
Transporte e manuseio podem acabar danificando as peças 
 
12 Classificação da cerâmica para a construção civil 
Os materiais de cerâmica podem ser classificados de diversas formas, 
levando em conta o tipo de argila, o tipo de moldagem, o tipo de queima, ou a 
utilização. 
 
 
 
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12.1 Materiais de cerâmica abrasivos 
Neste grupo de produtos para uso industrial encontram-se rolos (lixas 
fornecidas em rolos), discos (em fibra), rebolos (em formato de bloco/tijolo, em 
bastão/pedra canoa e pastas). 
 
12.2 Materiais de cerâmica refratários 
São materiais cerâmicos, naturais ou artificiais, conformados (moldados) ou 
não, normalmente não metálicos, que retêm a forma física e a identidade química 
quando submetidos a altas temperaturas (ABNT NBR 8826:1997). 
 
12.3 Materiais de argila secos ao sol ou adobe 
 Produtos fabricados com argila e simplesmente secos ao sol apresentam 
resistência mecânica limitada e sofrem com a agressividade do meio, 
particularmente com a presença de água; portanto, este tipo de produto não é 
cerâmica. 
 
12.4 Materiais cerâmicos de revestimento, materiais de grês cerâmico e 
de louça, materiais de acabamento 
Placas cerâmicas, louças sanitárias, em geral são materiais cerâmicos de alta 
vitrificação. 
 
13. Materiais de Argila Secos ao Sol 
Os materiais de argila secos ao sol, embora sejam produzidos com argilas, 
não são materiais cerâmicos, pois não passam pela etapa da queima. No entanto, 
constituem um grupo de materiais que ainda tem campo de aplicação, 
particularmente nas regiões interioranas. 
 
13.1 Vantagens 
Baixo consumo energético, pois a energia utilizada é principalmente solar; 
matéria-prima abundante, necessitando eventualmente de preparos e correção; bom 
comportamento térmico e acústico devido à grande inércia, material incombustível, 
não necessita de reboco, dependendo do clima, não tóxico, reciclável e reutilizável. 
 
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13.2 Desvantagens 
Necessita de grande área de secagem na fabricação; o tempo de secagem é 
longo e totalmente dependente do clima; limitações técnicas com a resistência 
mecânica e baixa resistência à água. 
 
14. Produtos cerâmicos para a construção civil 
Os produtos cerâmicos são representados no mercado de materiais de 
construção por uma ampla variedade, conforme a origem, a matéria-prima, o 
processo de fabricação, e a finalidade a que se presta determinado produto. 
Conforme a finalidade, os produtos podem ser agrupados em: Componentes para 
alvenaria (alvenaria de vedação e estrutural);componentes para cobertura (telhas e 
complementos);componentes para canalizações (tubos cerâmicos ou manilhas); 
produtos para revestimento (de parede interna/externa e de piso), denominados 
placas cerâmicas, e compreendem, por exemplo, grês, monoporosas e 
porcelanatos; produtos de acabamento e utilitários, denominados cerâmica branca 
ou de louça, tais como cantoneiras, cabideiros, louças sanitárias e acessórios e 
produtos especiais, como as cerâmicas refratárias (na construção civil, normalmente 
usadas para alvenarias) e produtos especiais para indústrias. 
 
15. Bloco 
O bloco cerâmico também conhecido como “tijolo baiano”, é o bloco com furos 
horizontais, classificado, segundo a nomenclatura da ABNT NBR 15270-1:2017, 
como bloco de vedação. Já os blocos vazados na vertical, são os blocos estruturais. 
De forma geral, os blocos são fabricados com matéria-prima (barro) em uma linha de 
produção bem definida, com preparação da matéria-prima em equipamentos como 
desagregadores, homogeneizadores e laminadores, consistindo em uma matéria-
prima de qualidade superior à utilizada na fabricação dos tijolos comuns. São 
moldados em marombas saindo da boquilha em fieiras contínuas e, então, cortados 
nos tamanhos desejados quanto ao seu comprimento, já que a largura e a altura são 
definidas pela boquilha ou matriz.Ocorre que a variedade de matrizes existentes no 
mercado é muito grande e, por esta razão, são muitos os tipos de blocos fabricados. 
Encontram-se variações nas texturas das faces dos blocos, na quantidade e tipo de 
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furos, na espessura das paredes e também nas dimensões, o que acaba limitando o 
domínio do profissional de engenharia sobre esse tipo de produto. 
 
16. Telhas 
São basicamente de dois tipos: as planas e as curvas. Nas planas destaca-se 
a “francesa” e a de “escamas”, que é uma placa. Entre as curvas são comuns a 
“capa-canal”, a “romana”, a “portuguesa” e a “italiana”. Devido à relativa facilidade de 
se modificar a fabricação, surge, de vez em quando, algum outro tipo de telha, do 
qual você ficar atento para a qualidade, estudando as possibilidades de utilização, 
impermeabilidade, encaixe, etc. As telhas devem apresentar absorção máxima de 
20%, não podem permitir a percolação e nem vazamentos nos encaixes. 
 
17.Tijolo: Fabricação dos tijolos maciços 
A moldagem se dá com pasta plástica consistente, em máquinas de fieira ou 
em moldes de madeira. Eventualmente, podem ser fabricados tijolos com moldagem 
manual, com pasta plástica. A secagem é realizada em grandes telheiros, que 
aproveitam o calor do forno. É comum e aconselhável que esses telheiros sejam 
cercados por tábuas horizontais graduáveis, semelhantes a venezianas, para melhor 
controle da secagem. O cozimento pode ser feito tanto no forno continuo quanto no 
intermitente, mas o usual é o intermitente nas pequenas olarias, e o forno de 
Hoffmann (ou variantes) nas grandes olarias. 
 
18. Tijoleiras, ladrilhos e outros produtos 
As tijoleiras e ladrilhos são tijolos de pequena espessura, usados em 
pavimentações e revestimentos. Por isso existem desde os tipos porosos, comuns, 
até os tipos prensados. Costuma-se chamar tijoleiras quando se trata de cerâmica 
comum, e ladrilhos quando se trata de cerâmica prensada. As tijoleiras são 
fabricadas em diversos formatos, mas os mais usuais são o quadrado e o retangular 
liso. Há também peças especiais para arremates: peitoris, pingadeiras etc. 
Geralmente, apresentam 2 cm de espessura. Os ladrilhos prensados devem ter, na 
face inferior,rugosidades e saliências para facilitar a fixação com a argamassa. 
Como são muito vitrificados, não aderem bem. 
 
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19. Tubos cerâmicos 
Também chamados manilhas cerâmicas, são produtos de grês cerâmico 
fabricados com argila bastante fusível, ou seja, com bastante mica ou até 15 % de 
óxido de ferro. A pasta não pode ser lavada e, por isso, há dificuldade em se 
encontrar barro apropriado, já naturalmente limpo, sem torrões de areia. Como esse 
barro é muito fusível, é marcante a vitrificação, o que o torna impermeável, mas, por 
outro lado, origina uma deformação acentuada que produz um grande número de 
peças de refugo. Nos tubos de grês, o vidrado é obtido por dois processos: um deles 
é a imersão, após a primeira cozedura, em um banho de água com areia silicosa fina 
com zarcão. No recozimento, essa mistura vitrifica-se. Outro processo, mais comum, 
é lançar sal de cozinha no forno em alta temperatura, que se volatizará formando 
uma película vidrada de silicato de sódio. A moldagem dos tubos é realizada em 
máquinas semelhantes às usadas para os tijolos (extrusão), com fieiras apropriadas. 
A pasta desce por gravidade até a mesa, na qual existe um molde para o bocal, ou o 
bocal é feito posteriormente, com moldes de madeira. Na outra extremidade do tubo 
deve haver ranhuras para aumentar a aderência da argamassa de rejuntamento. 
 
20. Revestimento Cerâmico 
O subsistema revestimento é constituído pelas placas cerâmicas, pela 
argamassa de assentamento e pelo material de rejuntamento. Define-se como placa 
cerâmica para revestimento o produto fabricado industrialmente, composto de argila 
e outras matérias-primas inorgânicas, moldadas, secadas e queimadas, geralmente 
utilizada para revestir pisos e paredes.Na execução de revestimento de pisos, 
internos e externos, podem ser utilizadas as placas cerâmicas assentadas sobre a 
base (superfícies de terraplenos ou lajes) com argamassas convencionais de 
cimento ou com argamassas colantes, além do material de rejunte (rejuntamento 
das placas cerâmicas). 
 
21. Azulejos e afins 
Os azulejos são obtidos a partir de uma mistura de argilas, caulins, areia e outros 
minerais (feldspato, quartzo, calcário, talco), prensando em moldes metálicos, 
queimada a mais de 900 °C e esmaltada numa das faces pela fusão de um esmalte, 
geralmente em segunda queima. Sua fabricação difere um pouco das demais 
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cerâmicas pois apresentam mais algumas etapas: atomização, prensagem, primeiro 
cozimento, esmaltação e segunda queima.O grande problema de sua fabricação é o 
vidrado; geralmente apresenta coeficiente de dilatação diferente do da massa, 
resultando no trincamento tão comum. Além disso, não ficam muito homogêneos, 
variando a cor e a espessura do vidrado, dando a impressão de ondulações na 
superfície. Eles variam muito nas diversas partidas, mesmo quando usadas 
matérias-primas semelhantes. O tipo de material para vidrado deve variar de acordo 
com a temperatura em que será cozida a peça. O vidrado é aplicado após uma 
primeira cozedura, seguindo-se, então, o recozimento, quando se transforma em 
vidro. A moldagem é realizada a seco e o cozimento se dá a 1250 °C. O vidrado é 
feito com uma pintura, geralmente obtida com óxido de chumbo, areia finíssima de 
grande fusibilidade, calda de argila e, conforme o caso, corante. 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
ABITANTE, André L.; LISBOA, Ederval de S. Materiais de Construção. Porto 
Alegre: Grupo A, 2017. 
 
MATERIAIS Cerâmicos. In: BAUER, L.A.F. Materiais de construção. 6. ed. Rio de 
Janeiro: LTC, 2019. v. 2, cap. 18, p. 89-166. ISBN 978-85-216-3660-1.