Materiais cerâmicos

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ATIVIDADE 2 – Matérias-Primas e Técnicas de Caracterização 
IMPORTANTE: A ATIVIDADE É INDIVIDUAL. A CONSTATAÇÃO DE RESPOSTAS 
SIMILARES ENVIADAS POR ALUNOS SERÁ CONSIDERADA COLA E A NOTA 
ATRIBUIDA SERÁ ZERO PARA TODOS OS ENVOLVIDOS. 
Questões 
O Artigo intitulado “Defeitos de Queima Causados pelo Quartzo em 
Monoporosas” publicado na revista Cerâmica Industrial encaminhado em anexo 
apresenta um estudo sobre a formulação de placas cerâmicas denominadas 
monoporosas (azulejos). Nesse estudo são usadas várias técnicas de 
caracterização e testes necessários para compreender as propriedades finais 
das diferentes formulações de massas testadas, bem como para evitar defeitos 
nas placas produzidas. Essas placas são obtidas por prensagem. Leia o artigo 
com atenção e responda as seguintes questões: 
 
1. a) Indique as matérias-primas usadas e suas respectivas funções na 
formulação; (1,0 ponto) 
 
As matérias-primas utilizadas in natura foram: Duas Argilas, Calcário, Talco e 
Quartzo. 
Suas respectivas funções são: 
Em relação ao Carbonato é o facilitador de expansão por umidade do produto 
acabado e maiores teores elevam excessivamente a sua porosidade, já o uso 
de talco favorece a retração de queima linear e um grande intervalo de queima, 
ja´em massas com carbonato e feldspato são utilizados como fundentes. 
 
b) Explique a problemática envolvida com o teor de quartzo (sílica 
livre) na placa e a técnica usada para analisar as consequências da 
inversão de fase do quartzo. (2,0 pontos) 
 
O resultado mostra que a maior contribuição a formação da fase pós-queima 
pode ser atribuída os outros estágios iniciais, com exceção do quartzo, cuja 
proporção permaneceu constante nas sete massas, a presença de fases como 
enstatita e diopsita, com alto coeficiente expansão térmica linear, aumentar o 
coeficiente médio matriz e minimizar a diferença entre os coeficientes quartzo e 
matriz. 
Dessa forma, o dano causado pela presença de quartzo pode ser menor em 
formulações que eles promovem a cristalização dessas fases. 
De acordo com o artigo a técnica utilizada para avaliar a inversão do quartzo 
no coeficiente de variação térmica linear é a Dilatometria. 
 
2. Indique e comente as principais técnicas de caracterização usadas 
no estudo, ressaltando as informações importantes que cada uma 
fornece para o desenvolvimento desse produto. (2,0 pontos) 
 
A difração de Raio-X foi realizada a analise mineralógica que serviu para 
identificar as fases cristalinas realizadas através da comparação dos difrato 
gramas. 
A fluorescência de Raio-X foi utilizada para analisar a química em óxidos, 
também foi feita analises térmicas dilatométricas, diferencial e termogravimétrica 
que foram realizadas por Analise Térmica Simultânea, a compactação foi feita 
em prensa hidráulica com resolução da pressão aplicada, com massa ideal de 
alimentação para cada corpo, já a densidade aparente foi calculada por imersão 
em mercúrio no densímetro e a carga da ruptura foi feita através do ensaio de 
flexão em três pontos. 
Das matérias-primas foram retiradas uma alíquota para caracterização 
química numerológica, as quais que foram moídas adequando-as as técnicas 
DRX e FRX. 
Sua massa M0 que foi dosada, moída, seca, desagregada em britador e 
almofariz e então peneirada até não retenção do material em malha 325. Por 
quarteamento, selecionou-se uma amostra de 100 g para caracterização de M0 
por DRX, FRX e ATS e a curva de queima foi definida a partir dos resultados de 
Dilatometria e ATS de M0. 
 
3. Na aula vimos que a classificação de revestimentos cerâmicos é 
baseada no % A.A (percentual de absorção de água) e na resistência 
à flexão das placas cerâmicas. A tabela abaixo mostra em detalhes 
essa classificação, indicando também os valores de módulo de 
resistência à flexão e a carga de ruptura. 
 
 
Fonte: Schmitt, Leonardo Alfonso, TCC. 2019. 
 
 
Baseado nisso pesquise e explique: 
 
A) Como é realizado o Teste de Absorção de Água para revestimentos 
cerâmicos; (1,0 ponto) 
O teste é realizado usando placas de cerâmica secas e molhadas, a partir do 
peso da amostra seca e após imersão por um determinado tempo, é possível 
determinar a percentagem de água absorvida pela amostra. 
 
B) Como é realizado o Teste de Resistência à Flexão (ensaio de flexão 
a três pontos) e determinação do módulo de resistência à Flexão. 
(2,0 pontos) 
 
O ensaio de flexão a três pontos avalia a carga atuante na demanda de flexão 
em três pontos das amostras de cerâmica, a tensão na amostra é determinada à 
medida que ela sofre a aplicação de tensão controlada. 
O ensaio gera dados para verificação do módulo de resistência à flexão, para 
fins de análise de possíveis falhas, controle de qualidade e verificação do 
atendimento às normas técnicas, este teste pode ser realizado em produtos não 
conformes ou para determinar os limites de flexão de produtos acabados, 
controle de qualidade e verificação da conformidade com os padrões relevantes. 
O diagrama Tensão x Deformação gera dados de cálculo de resistência à 
flexão usados para controle de qualidade e para verificar o cumprimento das 
normas de revestimentos cerâmicos, este ensaio pode ser realizado em 
ladrilhos já assentados, mas para isso é necessário retirar o máximo possível do 
rejunte e argamassa aderidos ao ladrilho cerâmico. 
 
 
a) Como a porosidade residual da placa pode vir a influenciar as 
propriedades elásticas (módulo de elasticidade) e a resistência da 
peça. Há equações que descrevem a influência da porosidade 
nessas propriedades. (Dica: O livro Callister pode ajudar nessa 
resposta). (2,0 pontos) 
 
As técnicas de produção geralmente usam matérias-primas em pó mesmo 
após a compactação e sinterização, ainda pode haver poros ou vazios entre as 
partículas, a porosidade residual tem efeito negativo nas propriedades elásticas e 
de resistência do material. 
 
A equação que descreve a influencia é 𝜎𝑓𝑠 = 𝜎0 ⋅ exp(−𝑛𝑃), onde: 
 
𝜎0  =Resistencia a flexão do material não poroso; 
𝜎  = Resistencia a flexão do material poroso; 
𝑛 = Cte experimental; 
𝑃 = Fração volumétrica da porosidade. 
 
Callister, 5 ed. Cap. 13:13.1a a 13.3; 13.5; 13.7 a 13.10; Resumo; Cap 14: 14.1 
a 14.9; 14.15; 14.18; Resumo; Cap23: 23.9 a 23.11. 
Shackelford, Ciência dos materiais, 6ª ed., 2008, Cap.12; Cap.6: 6.1; 6.5 a 6.6 
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