Apostila 03

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Materiais de Construção Civil II 
Materiais Cerâmicos
Materiais 
Cerâmicos -
Definições
Materiais 
Cerâmicos -
Definições
Chama-se cerâmica à pedra artificial obtida pela moldagem, secagem e cozedura de argilas
ou de misturas contendo argilas. Argilas são materiais terrosos naturais, que quando misturados
com água, adquirem a propriedade de apresentar alta plasticidade.
Assim, diz-se que os materiais cerâmicos são todos os materiais inorgânicos, não metálicos,
obtidos geralmente após tratamento térmico em temperaturas elevadas (secagem e cozimento
de materiais argilosos).
Materiais Cerâmicos
Devido a misturas durante sua formação e alterações de temperatura e pressão durante sua
consolidação, resulta de grande variedade com diferentes colorações, plasticidades,
composições químicas, etc.
São muitos os materiais argilosos, mas somente três têm importância para fabricação de
produtos cerâmicos: a caulinita, a montmorilonita e a ilita.
• Caulinitas: são mais puras e usadas na fabricação de refratários, porcelanas, cerâmicas
sanitárias.
• Montmorilonita: são pouco usadas por serem muito absorventes e de grande poder de
inchamento (são misturadas com as caulinitas por corrigir a plasticidade).
• Ilita: são mais abundantes e mais empregadas na fabricação de tijolos.
Materiais Cerâmicos
Os materiais cerâmicos são fabricados a partir de matérias-
primas classificadas em naturais e sintéticas.:
• Naturais: argila, caulim, quartzo, feldspato, filito, talco, calcita,
bauxita, grafita ...
• Sintéticas: alumina (óxido de alumínio) sob diferentes formas
(calcinada, eletrofundida e tabular), carbeto de silício e produtos
químicos inorgânicos os mais diversos.
Materiais Cerâmicos
Dependendo do produto a ser obtido e das propriedades desejadas, as
matérias-primas são selecionadas e submetidas a uma série de operações, sendo
que, pelo menos em uma delas, ocorre tratamento térmico em temperaturas
elevadas. Nesta operação, uma série de alterações podem ocorrer nas
características das matérias-primas, principalmente nas naturais, como: perda de
massa, composição química, estrutura cristalina. Portanto, em função do
tratamento térmico e das características das diferentes matérias primas são
obtidos produtos para as mais diversas aplicações.
O setor cerâmico é amplo e heterogêneo o que induz a dividi-lo em subsetores 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 - materiais com coloração avermelhada empregados na construção civil
Ex. tijolos, blocos, telhas e tubos cerâmicos/manilhas, e também argila expandida
(agregado leve), utensílios domésticos e adorno.
Materiais Cerâmicos
 Cerâmica ou materiais de revestimento - compreende aqueles materiais usados na
construção civil para revestimento de paredes, pisos e bancadas.
Ex.: azulejos, placas ou ladrilhos para piso e pastilhas.
Materiais Cerâmicos
 Cerâmica branca – é um grupo bastante diversificado, compreendendo materiais constituídos
por um corpo branco e em geral recobertos por uma camada vítrea transparente, e que eram
assim agrupados pela cor branca de massa, necessária por razões estéticas e/ou técnicas.
Ex. Louça sanitária, louça de mesa, isoladores elétricos para linhas de transmissão e de
distribuição, utensílios domésticos.
Materiais Cerâmicos
 Materiais refratários - têm como finalidade suportar temperaturas elevadas nas condições
específicas de processo e de operação dos equipamentos industriais, que em geral
envolvendo esforços mecânicos, ataques químicos, variações bruscas de temperatura e outras
solicitações.
Ex. Os óxidos de alumínio, sílica e magnésia.
 Isolantes Térmicos – podem ser classificados em:
a) Refratários isolantes que se enquadram no segmento de refratários;
b) Não refratários – diferente fabricação do item (a); podem ser utilizados até 1100°C.
Ex.: lã de vidro e lã de escória;
c) fibras ou lãs cerâmicas que apresentam características físicas semelhantes às citadas no
item (b), porém apresentam composições, que dependendo do tipo, podem chegar a
temperaturas de utilização de 2000°C ou mais.
Materiais Cerâmicos
 Fritas e Corantes - Estes dois tipos de produtos são importantes
matérias-primas para diversos segmentos cerâmicos cujos produtos
requerem determinados acabamentos.
• Frita (ou vidrado fritado) é um vidro moído, fabricado por indústrias
especializadas a partir da fusão da mistura de diferentes matérias-
primas. Este pó é aplicado na superfície do corpo cerâmico, que após a
queima, adquire aspecto vítreo. Este acabamento tem por finalidade
aprimorar a estética, tornar a peça impermeável, aumentar a resistência
mecânica e melhorar outras características.
• Corantes: óxidos puros ou pigmentos inorgânicos sintéticos obtidos a
partir da mistura de óxidos ou de seus compostos. Os pigmentos são
fabricados por empresas especializadas.
Materiais Cerâmicos
 Cerâmicas Abrasivas - usadas para desgastar outro material através do atrito, devido a sua
alta dureza, friabilidade (capacidade de se partir criando novas arestas abrasivas) e
tenacidade.
Ex: óxido de alumínio, carbeto de silício, nitrito de boro.
Materiais Cerâmicos
 Vidro, Cimento e Cal – por suas particularidades, serão considerados à parte da cerâmica.
 Cerâmica de Alta Tecnologia - matérias-primas sintéticas de altíssima pureza e fabricadas por
meio de processos rigorosamente controlados.
Ex. peças para naves espaciais e satélites, usinas nucleares, implantes em seres humanos,
aparelhos de som e de vídeo, suporte de catalisadores para automóveis, sensores.
Materiais Cerâmicos
Composição da cerâmica:
 Argilas
Os materiais argilosos são unidades estruturais simples e se diferenciam uns dos outros
pela diferente relação entre sílica e alumina, pela quantidade de água de sua constituição e pela
sua estrutura.
As argilas são compostas de partículas coloidais de diâmetro inferior a 0,005mm, com alta
plasticidade quando úmidas e que, quando secas, formam torrões dificilmente desagregáveis
pela pressão dos dedos.
Composição química:
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Elementos Quantidade
Sílica - SiO2 40 a 80%
Alumina - Al2O3 10 a 40%
Óxido Férrico - Fe2O3 Até 7%
Cal - CaO Até 10%
Magnésia - MgO Até 1%
Álcalis - K2O, Na2O Até 10%
Anidros Carbônico e Sulfúrico- CO2, SO3 -
Classificação das argilas:
 Conforme a estrutura
• Estrutura laminar ou foliácea: caulinita, montmorilonita e ilita ou micácea.
• Estrutura fibrosa.
Materiais Cerâmicos
OBS! Somente as de estrutura laminar são usadas na indústria cerâmica. As
caulinitas são mais puras e usadas na fabricação de refratários, porcelanas,
cerâmicas sanitárias.
- As montmorilonitas são pouco usadas por serem muito absorventes e de
grande poder de inchamento; são misturadas com as caulinitas para corrigir
a plasticidade.
- As micáceas mais abundantes e mais empregadas na fabricação de tijolos.
Classificação das argilas:
 Conforme o seu emprego
a) infusíveis – Cor branca translúcida; boas para porcelanas.
b) refratárias –baixo coeficiente de condutibilidade térmica. São
largamente usadas para revestimento de fornos.
c) fusíveis – são as mais importantes. Deformam-se e vitrificam-se
em temperaturas inferiores a 1200°C.
d) figulinas - cor cinza azulado; ótimas para tijolos e telhas.
e) grés – material sanitário.
f) margas – argilas calcárias usadas na produção de cimento.
g) barro – argila ferruginosa amarelo - avermelhada (tijolos e
telhas).
Materiais Cerâmicos
 Conforme a plasticidade
• Gordas: alta plasticidade.
• Magras:baixa plasticidade.
 Conforme a origem
• Argilas residuais.
• Argilas sedimentares.
Propriedades das argilas:
 Plasticidade: é devida à água retida entre as partículas lamelares dos argilominerais + forças de atração
entre as partículas. Varia com a quantidade de água. A argila seca tem plasticidade nula: molhando-a,
ela vai ganhandoplasticidade até um máximo – com mais água, as lâminas se separam, a argila perde
plasticidade e se torna um líquido viscoso.
 Retração: É a capacidade que um material possui de reduzir de volume. É um processo lento e inerente
à secagem das argilas, sendo, portanto, consequência da perda de água presente nas argilas. Deve
ocorrer lentamente, pois, por não ser um processo uniforme, pode ocasionar a deformação do sistema e
condenar a utilização da peça. Argilas com maior quantidade de água, alumina e plasticidade
apresentam maior retração, já as com maior quantidade de sílica apresentam menos retração.
 Aquecimento: alterações físicas (Variação de densidade, dureza, resistência, plasticidade, textura,
condutibilidade térmica e elétrica) e químicas (Desidratação, decomposição e formação de novos
compostos).
Materiais Cerâmicos
Materiais Cerâmicos
Fabricação:
• Extração do barro
• Preparo da matéria prima
• Moldagem
• Secagem
• Cozimento
• Resfriamento
 Extração do barro
• Estudo qualitativo;
• Composição química da argila (teor de material
argiloso);
• Pureza;
• Características físicas (granulometria e umidade);
• Comportamento na secagem e queima;
DEFINE
• Estudo quantitativo (volume de material
disponível).
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Produtos a serem fabricados
Eventuais correções
Equipamento a ser utilizado
 Preparo da matéria prima
• Depuração: eliminação de impurezas;
• Maceração: trituração dos torrões (aumento das partículas finas  moinhos e britadores);
• Homogeneização: argila + desengordurantes + água = pasta;
• Amassamento e moldagem: adição de água e processos mecânicos ou manuais.
 Moldagem: Processo que define as formas da cerâmica. Relacionada ao teor de água.
• Moldagem a seco ou semi-seco: com 4 a 10% de água – ladrilhos, azulejos;
• Moldagem com pasta plástica consistente: com 20 a 35% de água – tijolos, tubos cerâmicos,
telhas e refratários;
• Moldagem com pasta plástica: com 25 a 40% de água – vasos, tijolos brutos - camada
superficial áspera;
• Moldagem com pasta fluida: com 30 a 50% de água - porcelanas e louças sanitárias.
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 Secagem
Grande parte da umidade é retirada na secagem, o restante durante o processo de cozimento. A
perda de água é acompanhada da contração do produto e será tanto maior quanto for o grau de
umidade da pasta. A velocidade de secagem deve ser controlada para evitar retração excessiva
desuniforme, o que geraria fendas e deformações nos produtos.
Materiais Cerâmicos
 Cozimento ou queima
O principal cuidado no cozimento é manter a uniformidade do calor do forno, obtendo-se
temperaturas ideais exatas. Para cerâmicas de melhor qualidade o usual é que o material vá duas
vezes ao forno: aquecimento e reaquecimento.
No primeiro aquecimento resulta o que se chama biscoito.
O reaquecimento fixa o vidrado.
Queima lenta  maior qualidade e maior custo.
Queima rápida  menor qualidade e menor custo .
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Pós-processamento
• Fritas - Vitrificação
Materiais Cerâmicos
Pós-processamento
• Esmaltes Cerâmicos
Materiais Cerâmicos
Pós-processamento
• Impressão digital HD: personalização.
Materiais Cerâmicos
Materiais 
Cerâmicos -
Revestimentos
Materiais 
Cerâmicos -
Revestimentos
Revestimentos cerâmicos
 Ladrilho x Azulejo x Porcelanato
• Ladrilho: (NBR 13818 / 97) Moldados pelo método de prensagem a seco. As temperaturas de
cozimento são altas, de 1250 a 13000C, até alcançar um elevado grau de vitrificação,
tornando o material compacto e impermeável. Geralmente de cor vermelha, podendo
apresentar-se coloridos com uso de pigmentos adequados.
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• Azulejo: (NBR13818/97) São normalmente
constituídos de duas camadas: uma de argila
selecionada de espessura grande, e outra fina, de
um esmalte que recobre uma das faces e que lhe
proporciona impermeabilidade e alta durabilidade. O
azulejo tem por função revestir outros materiais
dando proteção e bom acabamento.
• Porcelanato: processo de produção mais complexo. Além da argila em
sua composição, ele recebe misturas com areias, filitos, caulins e outros
aditivos, quando necessário. Outra característica no processo de
fabricação do porcelanato está na temperatura de queima utilizada,
pode chegar a 1.200 ºC.
Especificações:
 Características Geométricas
• Dimensões: comprimento; largura; espessura.
• Forma: retitude lateral; ortogonalidade; planaridade - curvatura ou
empeno.
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 Características Físicas
• Absorção de Água: mede a porosidade da placa; resistência mecânica, manchas, 
aderência.
a) Porcelanatos: de baixa absorção e resistência mecânica alta;
b) Grês: de baixa absorção e resistência mecânica alta;
c) Semi-Grês: de média absorção e resistência mecânica média;
d) Semi-Porosos: de alta absorção e resistência mecânica baixa;
e) Porosos: de alta absorção e resistência mecânica baixa – apenas paredes.
• Módulo de Resistência à Flexão e Carga de Ruptura;
• Expansão por Umidade: especialmente em fachadas, piscinas, saunas;
• Resistência ao Gretamento: fissuras da superfície esmaltada.
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• Coeficiente de Atrito
• Resistência à abrasão: Existem dois métodos de avaliação.
- Superficial: para produtos esmaltados
- Profunda : para produtos não esmaltados.
Para os materiais esmaltados, o método PEI (Instituto de Esmaltes para Porcelana), orienta
o uso de acordo:
Coef. de atrito Definição
protegidos do sol e da chuva.
• Evite lugares muito úmidos ou com possibilidades de empoçamento de água.
• Mantenha as embalagens secas e em posição vertical.
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 Patologias
• Destacamento: falhas no assentamento, ausência de garras de fixação (tardoz liso),
expansão por umidade, ausência de juntas de expansão;
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• Eflorescência: ascensão de água pelo piso ou mesmo vazamento em tubulações. Solubiliza 
sais solúveis ou cal do emboço de assentamento;
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• Manchas: absorção de água nas cerâmicas não esmaltadas que apresentam alta porosidade;
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