Aula ceramica

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Material cerâmico
Prof.ª Ana Carolina Marques
Aula baseada no capítulo 18 do livro Materiais de Construção – Falcão Bauer vol. 2 e 
no capítulo 18 do livro Materiais de Construção Civil – Editor Geraldo Isaia, vol.1
Introdução
• A argila foi o primeiro material manipulado
intencionalmente pelo homem (8000 A.C.),
por meio de queima (sinterização),
transformando-a de material plástico para um
outro com grande resistência.
Introdução
• Cerâmicas
• Compostas tipicamente de sílica, alumina,
magnésia ou cal  compõe o grupo da maioria
dos materiais de construção
• Agregados em geral
• Cimento, argamassa e concreto
• Cal
• Vidros
• Blocos, tijolos, louça sanitária, etc.
Introdução
• Propriedades características
– Boa resistência mecânica (ligação covalente) –
resistência à compressão é maior que à tração.
– Ruptura frágil
– Alta estabilidade química e térmica
– Baixa condutividade elétrica e térmica
– Elevada massa relativa
Custo de produção relativamente baixo 
Introdução
Definição:
Grego: “Keramos” – coisa queimada
Pedra artificial obtida pela moldagem, secagem e
cozedura de argilas ou de misturas contendo
argilas.
Materiais terrosos naturais que, quando misturados com água,
adquirem a propriedade de apresentar alta plasticidade.
ABNT  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.
Classificadas como gordas ou magras, conforme a maior ou 
menor quantidade de colóides.
Introdução
Tipos de argilas
• Argilas de cor de cozimento branca: caulins e argilas
plásticas
• Argilas refratárias: caulins, argilas refratárias e argilas
altamente aluminosas
• Argilas para produtos de grês
• Argilas para materiais cerâmicos estruturais, amarelas ou
vermelhas
Mais plásticas (devido à alumina deformam-se mais no cozimento)
Mais porosas e frágeis (devido ao excesso de sílica.
Introdução
Estudo dos componentes:
• Água:
• Água de constituição
– Faz parte da estrutura da molécula
• Água de plasticidade
– Adere à superfície das partículas coloidais
• Água de capilaridade (água livre ou de poros)
– Preenche os poros e vazios
Propriedades
Propriedades importantes:
• Mais importantes nas argilas: plasticidade,
retração e efeito do calor.
• Nas cerâmicas: peso, resistência mecânica,
resistência ao desgaste, absorção de água e
durabilidade.
Propriedades
Caracterização da matéria-prima
− Ensaios visando a caracterização física da argila
− distribuição granulométrica
− plasticidade
Limite de plasticidade (LP)
Mínimo teor de água em relação à argila seca (moldagem de
cilindros de 3mm de diâmetro e 100mm a 150mm de comprimento, sem
fissuras)
Limite de liquidez (LL)
Teor de água em relação à argila seca, acima do qual a massa
flui quando agitada (NBR 7180 método de Casagrande).
Índice de plasticidade
Diferença entre o LL e o LP
Propriedades
Caracterização da matéria-prima
• Ensaios realizados diretamente na matéria-prima
• Ensaios em corpos de prova
− Umidade de conformação
− Contração Linear
− Massa específica
− Porosidade
− Tensão de ruptura à flexão
Preparo dos corpos de prova
Determinação do teor de água ideal
Moldagem de corpos de prova retangulares medidos
Secagem em estufa até umidade inferior a 1%
Queima  velocidade e temperatura controladas
maromba
Propriedades
Caracterização da matéria-prima
• Ensaios em corpos de prova
− Umidade de conformação
− Contração Linear
− Massa específica
− Porosidade
− Tensão de ruptura à flexão
Contração volumétrica ao longo do 
processo de fabricação.
CP medido após a extrusão ou 
compactação, após a secagem e após o 
cozimento. 
Verificar deformações excessivas
Propriedades
Caracterização da matéria-prima
• Ensaios em corpos de prova
− Umidade de conformação
− Contração Linear
− Massa específica
− Porosidade
− Tensão de ruptura à flexão
- Massa de argila não cozida
- Após a secagem
- Após a queima
Propriedades
Caracterização da matéria-prima
• Ensaios em corpos de prova
− Umidade de conformação
− Contração Linear
− Massa específica
− Porosidade
− Tensão de ruptura à flexão
Função da argila e água necessária para 
moldá-la.
Influencia em várias propriedades da 
cerâmica
Ensaio: NBR 15270:2005
Aumento da porosidade  aumento da permeabilidade e 
queda da resistência, da massa específica e da 
condutibilidade térmica e elétrica.
Propriedades
Caracterização da matéria-prima
• Ensaios em corpos de prova
− Umidade de conformação
− Contração Linear
− Massa específica
− Porosidade
− Tensão de ruptura à flexão
Indicativo das propriedades mecânicas
Maiores temperaturas de queima  maior tensão de ruptura
Propriedades
Outras propriedades das argilas
• Retração
– Evaporação inicialmente rápida. Depois fica mais lenta devido à
movimentação de água da parte interna para a externa por
capilaridade.
– A retração é proporcional ao grau de umidade e varia com a
composição da argila (quanto mais caulinita maior retração)
– A retração não é uniforme e pode vir a deformar o elemento
– Todos os fatores que aumentam a plasticidade (bom) também
aumentam a retração (ruim)
Vazios
Retração
Propriedades
Outras propriedades das argilas
• Efeitos do calor sobre as argilas
– 20-50°C perda da água de capilaridade e amassamento.
– 150-600°C perda de água adsorvida (vai enrijecendo)
– A partir de 600°C alteração química
• Estágio 1  desidratação química (expulsa água de constituição)
• Estágio 2  Oxidação (carbetos são calcinados e se transformam em óxidos)
• Estágio 3 (950°C)  vitrificação (sílica de constituição e areias formam
pequena quantidade de vidro (aglutina demais elementos dando dureza,
resistência e compactação ao conjunto  cerâmica propriamente dita)
– Qualidade depende da quantidade de vidro formado.
• Ínfima nos tijolos comuns e grande nas porcelanas.
Alteração física
Propriedades
Cerâmicas
• Depende da constituição, cozimento, processo de
moldagem, etc.
• Peso Varia (existem mais leves do que a água e de grande peso
• Peso específico aparente
– É a relação entre o peso da peça seca ao ar e seu volume aparente.
• Resistência ao desgaste  Depende da quantidade de vidro
formado.
Propriedades
Cerâmicas
• Absorção de água
− Depende da compactação, das constituições iniciais, etc.
− Absorção ou porosidade aparente é a porcentagem de aumento de peso que a
peça apresenta após 24 horas de imersão em água.
• Resistência mecânica
− Mais resistentes quanto mais homogênea, fina e cerrada a
granulação. Também depende do cozimento.
− Depende da quantidade de água usada na moldagem.
− O excesso de água lava as partículas menores, que mais facilmente fundirão
para formar o vidrado.
Propriedades
Cerâmicas
• Fatores de desagregação das cerâmicas
− A desagregação é consequência de agentes físicos externos,
agentes químicos internos e agentes mecânicos.
Mais perniciosos: umidade, vegetação e fogo. Agem através dos poros
O fogo é altamente prejudicial para a cerâmica comum  reduz a resistência à
compressão à medida que aumenta a temperatura  pois os componentes se
dilatam desuniformemente.
Ex.: sais solúveis  a umidade absorvida do ar pode vir a dissolver esses sais que
cristalizarão na superfície eflorescência
Porosidade: índice da qualidade do produto e de sua duração
Além da má aparência pode causar o deslocamento e queda do revestimento
Propriedades
Cerâmicas
• Fatores de desagregação das cerâmicas− A desagregação é consequência de agentes físicos externos,
agentes químicos internos e agentes mecânicos.
Podem vir a destruir as peças.
Geralmente as cerâmicas têm maior resistência à compressão do que à flexão e
demais solicitações.
Também devem ter boa resistência ao choque (comum no transporte e uso)
Fabricação da cerâmica
• Preparação da massa
– Extração do barro
• Preparo da matéria prima
• Moldagem
• Secagem
• Cozimento
• Resfriamento
-Escolha do barro (influenciam no
resultado  teor de argila,
composição granulométrica,
profundidade da barreira, umidade,
etc.
-Qualidade
-carbonato de cálcio ou compostos
sulforosos (cerâmica muito
fendilhada)
-Sujeira (matérias orgânicas)  será
muito porosa
-Cal (reagir quando receber
umidade)  estourando o reboco
Fabricação da cerâmica
• Preparação da massa
– Extração do barro
– Preparo da matéria prima
• Moldagem
• Secagem
• Cozimento
• Resfriamento
-Seleção em lotes de mesma
qualidade
-Apodrecimento (sazonamento) 
depósito ao ar livre, onde é revolvida
e passa por um período de descanso
(fermentação das partículas orgânicas
 ficam coloidais  aumentando a
plasticidade)
-Eliminação de impurezas grosseiras
-Maceração
-Correção
-Amassamento
-Grãos mais finos  maior plasticidade 
melhor contato entre os componentes.
-Britadores, moinhos, desintegradores e
pulverizadores (de acordo com o grau de
moagem)
Fabricação da cerâmica
• Preparação da massa
– Extração do barro
– Preparo da matéria prima
-Seleção em lotes de mesma
qualidade
-Apodrecimento  depósito ao ar
livre, onde é revolvida e passa por
um período de descanso (fermentação
das partículas orgânicas  ficam
coloidais  aumentando a
plasticidade)
-Usado para corrigir o efeito das
pressões sobre as argilas
-Eliminação de impurezas grosseiras
-Maceração
-Correção
-Amassamento
-Feita para dar a constituição desejada:
-Ex. 1: Cerâmica fina  lavar, deixar
sedimentar e depois filtrar (eliminando
os grãos graúdos)
-Ex. 2: Adição de areia fina  para
diminuir a retração e aumentar o
rendimento (produtos mais grosseiros)
Fabricação da cerâmica
• Preparação da massa
– Extração do barro
– Preparo da matéria prima
-Seleção em lotes de mesma
qualidade
-Sazonamento (Apodrecimento) 
depósito ao ar livre, onde é revolvida
e passa por um período de descanso
(fermentação das partículas orgânicas
 ficam coloidais  aumentando a
plasticidade)
-Usado para corrigir o efeito das
pressões sobre as argilas
-Eliminação de impurezas grosseiras
-Maceração
-Correção
-Amassamento
-Prepara a argila para moldagem
-Pode usar água ou não
-Pode ser feito manual ou mecânico
Fabricação da cerâmica
• Preparação da massa
– Extração do barro
– Preparo da matéria prima
• Moldagem
• Secagem
• Cozimento
• Resfriamento
-Dá a forma desejada à pasta de
cerâmica
-Moldagem a seco ou semi-seco
(com 4 a 10% de água)
-Moldagem com pasta plástica
consistente (com 20 a 35% de
água)
-Moldagem com pasta plástica
mole (com 25 a 40% de água)
-Moldagem com pasta fluida
(com 30 a 50% de água)
Depende do tipo e característica da 
matéria-prima, formato e 
constituição do produto acabado e 
tipo de forno
Fabricação da cerâmica
Preparação dos materiais cerâmicos - moldagem
Seco Consistente Mole Fluida
Prensagem Extrusão Moldes de madeira
/torno de oleiro
Moldes de 
gesso
Placas de pisos e de 
revestimentos, pastilhas, 
refratários, isoladores 
elétricos, tijolos, telhas
Tijolos, tubos, blocos 
vazados, telhas, 
refratários, tijolos para 
lajes mistas
Tijolos maciços Louças 
sanitárias
Fabricação da cerâmica
Preparação dos materiais cerâmicos - moldagem
Seco Consistente Mole Fluida
Prensagem Extrusão Moldes de madeira
/torno de oleiro
Moldes de 
gesso
Placas de pisos e de 
revestimentos, pastilhas, 
refratários, isoladores 
elétricos, tijolos, telhas
Tijolos, tubos, blocos 
vazados, telhas, 
refratários, tijolos para 
lajes mistas
Tijolos maciços Louças 
sanitárias
−Extrusão (força a massa a passar por
um bocal apropriado, sob pressão,
formando uma fila uniforme e
contínua)
Fabricação da cerâmica
Preparação dos materiais cerâmicos - moldagem
Seco Consistente Mole Fluida
Prensagem Extrusão Moldes de madeira
/torno de oleiro
Moldes de 
gesso
Placas de pisos e de 
revestimentos, pastilhas, 
refratários, isoladores 
elétricos, tijolos, telhas
Tijolos, tubos, blocos 
vazados, telhas, 
refratários, tijolos para 
lajes mistas
Tijolos maciços Louças 
sanitárias
Fabricação da cerâmica
Preparação dos materiais cerâmicos - moldagem
Seco Consistente Mole Fluida
Prensagem Extrusão Moldes de madeira
/torno de oleiro
Moldes de 
gesso
Placas de pisos e de 
revestimentos, pastilhas, 
refratários, isoladores 
elétricos, tijolos, telhas
Tijolos, tubos, blocos 
vazados, telhas, 
refratários, tijolos para 
lajes mistas
Tijolos maciços Louças 
sanitáriasVasos,
pratos e
xícaras.
Fabricação da cerâmica
Preparação dos materiais cerâmicos - moldagem
Seco Consistente Mole Fluida
Prensagem Extrusão Moldes de madeira
/torno de oleiro
Moldes de 
gesso
Placas de pisos e de 
revestimentos, pastilhas, 
refratários, isoladores 
elétricos, tijolos, telhas
Tijolos, tubos, blocos 
vazados, telhas, 
refratários, tijolos para 
lajes mistas
Tijolos maciços Louças 
sanitárias
Usada para porcelanas, louças sanitárias, peças para
instalação elétrica e peças de formatos complexos.
Fabricação da cerâmica
• Preparação da massa
– Extração do barro
– Preparo da matéria prima
• Moldagem
• Secagem
• Cozimento
• Resfriamento
Se a argila estiver úmida quando for
ao forno  água aprisionada 
tensões internas  fendilhamento
-Tão importante quanto o cozimento
-Secagem natural
-Secagem por ar quente úmido
-Secadores de túnel
-Secagem por radiação
infravermelha
Artificial
Fabricação da cerâmica
• Preparação da massa
– Extração do barro
– Preparo da matéria prima
• Moldagem
• Secagem
• Cozimento
• Resfriamento
-Tão importante quanto o cozimento
-Secagem natural
-Secagem por ar quente úmido
-Secadores de túnel
-Secagem por radiação
infravermelha
Secagem não uniforme  distorções
na peça
Muito lenta antieconômica
Pode demorar de 3 a 6 semanas para
as argilas moles ou 1 semana para as
rijas (secagem natural)
Secagem  retração das peças (perda
de água absorvida)
Fabricação da cerâmica
• Preparação da massa
– Extração do barro
– Preparo da matéria prima
• Moldagem
• Secagem
• Cozimento
• Resfriamento
Fabricação da cerâmica
• Preparação da massa
– Extração do barro
– Preparo da matéria prima
• Moldagem
• Secagem
• Cozimento
• Resfriamento
Evitar emprego de temperatura muito
alta de uma só vez
-Ocorrem reações químicas variadas
-Interesse em obter o máximo
rendimento e menor perda por
irradiação
-Principal cuidado: dar uniformidade
de calor ao forno e obter
temperaturas ideais exatas.
-Ideal 2 aquecimentos:
-1° aquecimento biscoito
-Reaquecimento vidrado
Aproveita para dar o vidrado nas
peças esmaltadas
Fornos contínuos e intermitentes
Materiais de construção
• Alvenaria
• Cobertura e canalizações
• Revestimento
• Acabamento
Materiais de construção
Produtos básicos de cerâmica
- Porosidade relativamente alta
- Superfícies ásperas
- Fabricados apenas com pequena prensagem
- Tijolo maciço
- Moldagem pasta plástica consistente- Secagem em telheiros, aproveitando o calor do forno
- Utilizado para alvenaria de vedação ou aparente (tijolo à
vista)
- Formato regular, arestas firmes e vivas, absorção e
resistência adequadas.
-Recebimento em obra  grande porcentagem de quebra 
material fraco recusar
Alta absorção de água e 
menor duração
Materiais de construção
- Tijolo maciço
- Normas
- NBR 6460:1983, NBR 7170:1983, NBR 8041:1983, NBR
15873:2010
- Classificação
- Comuns
- Especiais podem ter forma e especificações diferentes
Categoria Resistência à compressão (MPa)
A 1,5
B 2,5
C 4,0
Dimensões nominais
Comprimento Largura Altura
190 90 57
190 90 90
Compressão entre 1,5 a 20MPa
Elevada absorção de água entre 15% e 25%
Facilidade de corte
Materiais de construção
− Bloco cerâmico
− Linha de produção bem definida
− Matéria-prima de melhor qualidade
− Fabricados por extrusão
− Normas:
− NBR15270-1:2005, NBR15270-2:2005 e NBR15270-
3:2005.
− Classificação
− Blocos de vedação
− Blocos estruturais
Materiais de construção
− Bloco cerâmico
Vedação
Furo na 
vertical
Paredes 
maciças
Estrutural
Furo na 
horizontal
Paredes 
vazadas
Perfurado
Materiais de construção
− Telhas
− Moldadas por extrusão seguida de prensagem
− Podem ser submetidas à esmaltação (maior
impermeabilidade e brilho)
− Principais exigências:
− Impermeabilidade
− Retilineidade
− Planaridade
– Massa da telha (peso do telhado)
– Resistência compatível com transporte e montagem e trânsito
eventual de pessoas depois de pronto o telhado
− Norma: NBR 15310:2005
Problemas de encaixe
Materiais de construção
− Telhas
− Moldadas por extrusão seguida de prensagem
− Podem ser submetidas à esmaltação (maior
impermeabilidade e brilho)
− Principais exigências:
− Impermeabilidade
− Retilineidade
− Planaridade
– Massa da telha (peso do telhado)
– Resistência compatível com transporte e montagem e trânsito
eventual de pessoas depois de pronto o telhado
− Norma: NBR 15310:2005
Materiais de construção
− Telhas
− Tipos
Plana de 
encaixe
Composta de 
encaixe
Simples de 
sobreposição
Plana de 
sobreposição
Paulista, plan, romana,
portuguesa, francesa,
colonial, cumeeira
Materiais de construção
− Materiais de louça branca
− Louça, azulejos e pastilhas
Materiais de construção
− Revestimentos cerâmicos
− Adequado ao clima brasileiro
− Facilidade de limpeza antialérgico
− Excelente durabilidade (se bem especificados e assentados)
− Não inflamáveis e de baixa condutibilidade térmica
− Diversas possibilidades de decoração e baixo custo
− Verificar as condições do local antes de especificar
(absorção de água, expansão por umidade, resistência
mecânica, resistência à ataque químico)
Menor absorção de água maior resistência
Materiais de construção
− Patologias
− Degradação dos materiais cerâmicos
− Desagregação por agentes físicos, químicos e mecânicos
externos e agentes químicos internos
Umidade e alta temperatura
Age através dos poros
Podem mudar a estrutura da cerâmica comum, 
diminuindo sua resistência mecânica  componentes 
dilatam-se desuniformemente
Provoca solicitações internas  fissuração
Gelo e degelo da água no interior dos poros 
desagregação do material
Fungos e limos
Materiais de construção
− Patologias
− Degradação dos materiais cerâmicos
− Desagregação por agentes físicos, químicos e mecânicos
externos e agentes químicos internos
Ex.: ácidos
Provê-los de algum revestimento ou compô-los de elementos 
mais resistentes aos agentes agressivos
Como não possuem característica elétrica de condução 
praticamente imunes à corrosão  úteis para a proteção de 
outros materiais em ambientes corrosivos.
Materiais de construção
− Patologias
− Degradação dos materiais cerâmicos
− Desagregação por agentes físicos, químicos e mecânicos
externos e agentes químicos internos
Ex.: compressão, flexão e impacto  modificam a estrutura do 
material e provocam fissuração  agentes químicos e físicos 
externos podem aumentar seu poder de desagregação
Geralmente possuem maior resistência à compressão do que à flexão
Materiais de construção
− Patologias
− Degradação dos materiais cerâmicos
− Desagregação por agentes físicos, químicos e mecânicos
externos e agentes químicos internos
Sais solúveis  absorção de água  lixiviação até a superfície 
 cristalizando  eflorescências  desagregação superficial 
do material, descolamento e queda do revestimento
Materiais de construção
1. Foi recebido um lote de 4000 blocos cerâmicos estruturais
de paredes maciças, com as dimensões mostradas na
figura abaixo. Baseado na figura e utilizando os valores
da tabela abaixo, determine a área bruta (Ab) média e o
índice de absorção de água médio para os blocos.
Amostra
L 
(mm)
H 
(mm)
C 
(mm)
Massa 
seca (g)
Massa 
úmida 
(g)
1a 115 190 290 4302 4818
1b 116 189 292 4315 4962
2a 114 191 289 4290 5319,6
2b 117 192 288 4320 5184
3a 113 190 293 4292 4764
3b 115 188 291 4295 5111
Fim