Trabalho 4 Mateco Aline Araújo

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS – UFAM
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO – FTC117
ALINE NASCIMENTO DE ARAÚJO
MATERIAIS CERÂMICOS	 
MANAUS – AM
2017
Aline Nascimento de Araújo – 21454674 
MATERIAIS CERÂMICOS	 
Trabalho requisitado pelo professor João de Almeida Melo Filho, para obtenção de nota parcial na disciplina de Materiais de Construção (FTC117), do curso de Engenharia Civil da Universidade Federal do Amazonas - UFAM.
MANAUS - AMAZONAS
13 de Junho de 2017
	
INTRODUÇÃO
Os materiais cerâmicos talvez sejam os principais da contrução civil, sem eles a construção civil não teria se desenvolvido, muitos dos objetos que conhecemos e utilizamos são cerâmicos. A história desses materiais coincide com a evolução do homem. A cerâmica de marajoara, encontrada na região onde hoje é o Brasil, é um bom exemplo disso, a produção desse artesanato é por volta de 600 a.C, porém existem casos confirmados de cerâmicas datadas com idade de mais de 20 mil anos.
Cada dia novos materiais são desenvolvidos ou melhorados usando o artifício da mistura de componentes. O tijolo é um tipo de material cerâmico e esse material é estudado com frequência no mundo todo e sempre surgem novas descobertas, um exemplo atual é o tijolo ecológico.
DESENVOLVIMENTO
2.1. CERÂMICAS
O termo cerâmica vem do grego e significa “algo queimada”, isso significa que as propriedades desses materiais são obtidas por processos de tratamentos térmicos a elevadas temperaturas. A grande variedade de materiais que se enquadram nessa classificação inclui os compostos por argilominerais, cimento e vidro. As cerâmicas são tipicamente isolantes a passagem de eletricidade e calor e resistentes a altas temperaturas. Também são duras e quebradiças.
As cerâmicas são compostas de elementos metálicos e não metálicos, com ligações interatômicas iônicas ou predominantemente iônicas com alguma natureza covalente. A figura abaixo lista alguns exemplos de materiais cerâmicos e a natureza das suas ligações.
Uma grande vantagem na produção e utilização da cerâmica é o fato de os materiais usados na sua produção serem abundantes e baratos.
Figura 1: Alguns tipos de cerâmicas
2.1.1 Estruturas Cristalinas do Tipo AX
Representando o cátion por A e o ânion por X. Esses compostos com mesmo número de cátions e ânions são bem comuns e assumem estruturas específicas. Citam-se como exemplos:
Sal-gema (NaCl): O número de coordenação é 6 para cátions e ânions. A célula unitária para esta estrutura cristalina é gerada a partir de um arranjo CFC de ânions com um cátion situado no centro do cubo e um no centro de cada uma das 12 arestas do cubo. Uma estrutura cristalina equivalente resulta a partir um arranjo cúbico de face centrada de cátions. Assim, pode-se pensar que a estrutura cristalina de sal-gema seja constituída de duas redes CFC interpenetrantes, uma composta de cátions e a outra composta de ânions. Alguns dos materiais cerâmicos comuns que formam esta estrutura cristalina são NaCl, MgO, MnS, LiF e FeO. A seguir, observa-se a célula unitária do NaCl.
Figura 2: estrutura cristalina do NaCl
Cloreto de Césio (CsCl): o número de coordenação é 8 para cátions e ânions. Os ânions estão localizados em cada um dos cantos de um cubo, enquanto que no centro do cubo se encontra um único cátion. Há uma “intertroca” das posições entre os cátions e ânions nas células unitárias. Esta não é uma estrutura CCC porque íons de dois diferentes tipos estão envolvidos. Célula unitária do CsCl representada abaixo.
Figura 3: Estrutura cristalina do cloreto de césio (CsCl).
Blenda de Zinco (ZnS): o número de coordenação é 4. Todos os íons estão tetraedricamente coordenados. Todas as posições dos cantos e das faces da célula cúbica estão ocupadas por átomos de S, enquanto que os átomos de Zn preenchem as posições tetraédricas interiores. Uma estrutura equivalente resulta quando as posições dos átomos de Zn e de S forem revertidas. Assim cada átomo de Zn está ligado a 4 átomos de S e vice-versa. Na maioria das vezes, a ligação atômica é altamente covalente em compostos exibindo esta estrutura cristalina, os quais incluem ZnS, ZnTe e SiC. A seguir tem-se a célula unitária da blenda de zinco.
Figura 4: célula unitário do ZnS
2.1.2 Estruturas Cristalinas Tipo AmXp
Quando as cargas dos cátions e ânions não são as mesmas, pode existir um composto com a fórmula AmXp, onde m é diferente de p.
Fluorita (CaF2): Possui número de coordenação igual a 8. Íons cálcio estão posicionados nos centros de cubos, com íons fluoreto nos cantos. Essa estrutura cristalina é similar àquela do CsCl, exceto pelo fato de apenas a metade das posições de centros dos cubos são ocupadas por íons Ca2+. Outros compostos que têm esta estrutura cristalina incluem UO2, PuO2 e ThO2. Observa-se abaixo o esquema da célula unitária da fluorita.
Figura 5: fluorita, célula unitária.
2.1.3 Estruturas Cristalinas do Tipo AmBnXp
É também possível para compostos cerâmicos terem mais de um tipo de cátion – A e B – suas fórmulas químicas são AmBnXp.
Titanato de Bário (BaTiO3): Possui dois cátions – Ba2+ e Ti4+ – na estrutura cristalina cúbica (em temperaturas superiores a 120oC para este composto) os íons Ba2+ estão situados em todos os 8 cantos do cubo e um único cátion Ti4+ se encontra no centro do cubo, com íons O2- localizados no centro de cada uma da 6 faces. A seguir tem-se a célula unitária do BaTiO3.
Figura 6: célula do totanato de bário
2.1.4 Cerâmicas à Base de Silicatos
Os solos, rochas, argilas e areias tem como principais componentes oxigênio e silício. E substâncias compostas por esses elementos são chamados silicatos. Caracteriza-se a estrutura cristalina desses compostos através de vários arranjos de um tetraedro de SiO44-. Cada átomo de silício está ligado a 4 átomos de oxigênio, que estão situados nos cantos do tetraedro; os átomos do silício estão posicionados no centro. Abaixo está representado o tetraedro silício-oxigênio (SiO44-).
Figura 7: sistema cristalino
Silicatos muitas vezes não são considerados iônicos, pois há um evidente caráter covalente nas ligações interatômicas Si-O, visto que estas são direcionais e relativamente fortes.
Sílica
Trata-se do silicato mais simples. É o dióxido de silício (SiO2). A estrutura cristalina do silício é formada através do arranjo dos tetraedros de SiO44- organizados tridimensionalmente com os átomos de oxigênio que estão localizados nos vértices sendo compartilhados pelos tetraedros adjacentes. 
Há três formas polimórficas para essa estrutura cristalina: o quartzo, a cristobalita e a tridimita. O caráter covalente das ligações interatômicas Si-O confere alta temperatura de fusão à sílica. Abaixo apresenta-se a célula unitária da cristobalita (polimorfo do SiO2).
Figura 8: célula unitária
2.2.5 Vidros
São cerâmicas bem presentes no cotidiano. Aplicadas em recipientes, janelas, fibra de vidro representam aplicações típicas. Tratam-se de silicatos não-cristalinos contendo outros óxidos, como CaO, Na2O, K2O e Al2O3, que influenciam as propriedades do vidro.
2.2. TIJOLO ECOLÓGICO
2.2.1 Definição
	Também conhecido como tijolo de solo-cimento ou tijolo modular, é uma composição de argila, água e cimento. 
Figura 9: Tijolo ecológico
Esses elementos, após pequeno período de cura, garantem resistência à compressão simples similar à dos tijolos maciços e blocos cerâmicos, sendo a resistência tanto mais elevada quanto maior for a quantidade de cimento empregada; esta, no entanto, deve ser limitada a um teor ótimo que confira ao material curado a necessária qualidade, sem aumento do custo de fabricação.
Figura 10: mistura
2.2.2. Vantagens 
a) Podem, em geral, ser produzidos com o próprio solo local e no canteiro de obras, reduzindo ou evitando o custo de transporte;
b) A regularidade de suas formas, a planeza e a lisura de suas faces requerem argamassa de assentamento de espessura mínimae uniforme;
c) Podem dispensar o uso de revestimento, desde que protegidos da ação direta da água, sendo, portando, recomendáveis para paredes com tijolos à vista;
d) Não consomem combustível na fabricação, por dispensar a queima;
2.2.3. Descrição do processo
Para a fabricação de tijolos de solo-cimento usa-se basicamente uma mistura constituída de solo, cimento e água, devidamente prensada. Aprensagem é feita dentro de moldes e a forma variada destes possibilita produzir diversos tipos de tijolos.
Figura 11: processo de fabricação
Os elementos fabricados são estocados em uma área para cura e, mantidos úmidos, por um período nunca inferior a 07 dias.
Figura 12: carregamento da prensa
2.2.4. O cimento
Os cimentos que poderão ser utilizados deverão atender às seguintes especificações:
NBR 5732 – Cimento Portland comum
NBR 5733 – Cimento Portland de alta resistência inicial
NBR 5735 – Cimento Portland de alto forno
NBR 5736 – Cimento Portland pozolânico
2.2.5. A água
A água deverá ser isenta de impurezas nocivas à hidratação do cimento, supõem-se usáveis, água potáveis.
2.2.6. A fabricação
A mistura é transferida do misturador para a prensa; o molde da prensa é que dá a forma ao elemento (tijolo). Logo após a prensagem, o elemento produzido é expelido pela prensa sobre os pallets, e esta pronto para ser colocado na área de cura. Os elementos devem ser colocados na sombra, sobre uma superfície plana e empilhados até uma altura máxima de 15,00m. Após 06 (seis) horas de moldagem, e durante os 07 (sete) primeiros dias, os elementos devem ser mantidos úmidos por meio de sucessivas molhagens (a cada 02 horas) com regador ou similar, munido de chuveiro, afim de garantir a cura necessária. Há casos em que não há condições de cura em local coberto; se isto ocorrer deve-se proteger a pilha com lona ou material similar. Quando o solo utilizado for muito arenoso e não houver possibilidade de empilhamento, logo após a conformação dos elementos, costuma-se deixá-los no primeiro dia depositados sobre pallets, fazendo-se o empilhamento no segundo dia.
Figura 15: sistema elétrico
	O sistema hidráulico é apresentado intuitivamente como mostra a figura abaixo: 
Figura 16: sistema hidráulico
	Para cortar os tijolos devemos usar uma serra circular manual que garantirá a qualidade da operação. Com o auxílio da serra, devemos fazer pequenos sulcos nos tijolos, o suficiente para embutir os grampos que irão as colunas entre si.
	Para encher uma parede perpendicular usamos o meio tijolo no encontro de duas paredes.
CONCLUSÃO
A cerâmica é um dos materiais mais utilizados pelo homem e cada dia novas tecnologias são descobertas e uma delas é o tijolo ecológico, com ele surgiu uma nova maneira de construção, é fácil de assentar, possíveis ótimas qualidades térmicas, a instalação elétrica e hidráulica é mais facilitada, o sistema construtivo é mais rápido e eficaz, por tudo isso vemos que a utilização dessa tecnologia ainda vai crescer em larga escala, principalmente no Brasil, onde temos matéria prima em abundância.
BIBLIOGRAFIA
	
ROSETTO, Marcia. Os Novos Materiais Bibliográficos e a Gestão da Informação: livro eletrônico e biblioteca eletrônica na América Latina e Caribe. Ciência da informação, v. 26, n. 1, 1997.
VAN VLACK, L. H., Princípio de Ciência e Tecnologia dos Materiais, 4ª. ed. Dio de Janeiro, Campus, 1984.
CALLISTER, W. D., Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. John Wiley & Sons, Inc., 2002..
CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente. Disposições sobre resíduos na Construção Civil.