Materiais Cerâmicos 2014

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Materiais Cerâmicos 
Preâmbulo Histórico 
• O emprego dos produtos cerâmicos, iniciou-se naqueles 
lugares onde escasseava a pedra e eram abundantes os 
materiais argilosos. 
 
• Registro históricos 
– Há registros da utilização de tijolos cerâmicos na construção da 
Torre de Babel (Gênesis). 
– Construção de palácios na Síria. 
– Biblioteca de Argila de Nínive. 
– Grande utilização de alvenaria de tijolos cerâmicos na Roma 
Antiga 
– Incêndio em Londres (1666), alerta os ingleses para a 
reconstrução da cidade usando tijolos. 
Introdução 
• Definições 
– Materiais cerâmicos 
• A palavra cerâmica tem origem no grego keramos que significa coisa 
queimada, em inglês ceramics, em francês céramique e em alemão 
keramik. 
• São pedras artificiais obtidas pela moldagem, secagem e cozedura de 
argilas ou de misturas que a contenham. 
– Argila 
• Segundo a ABNT, são os materiais compostos por 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. 
• Conjunto de minerais, compostos principalmente de silicatos hidratados de 
alumínio, que possuem a propriedade de formarem com a água uma pasta 
plástica suscetível de manter a forma moldada, secar, e endurecer sob a 
ação do calor. 
Argilas 
A matéria-prima 
Composição 
• Os Principais componentes das argilas são: 
– Caulinita (Al2O3.2SiO2.2H2O) 
• Predominante no caulim, argila muito plástica que, ao secar, 
apresenta alta retração e é infusível quando pura, mas outras 
substancias estranhas dão-lhe pequena fusibilidade. 
– Óxido de ferro (Fe2O3) 
• Encontrado nas rochas ígneas, dá a cor vermelha ou amarelada 
da maioria das argilas; reduz a propriedade de ser refratária e 
seu teor não ultrapassa, usualmente,7%. 
– Sílica livre (SiO2/areia = desengordurantes) 
• Reduz a plasticidade e o trincamento; diminui a retração e 
facilita a secagem; diminui a resistência mecânica, mas o pouco 
que funde no cozimento é que dá o vidrado endurecedor; 
forma ,em geral, de 40 a 80% da matéria-prima. 
 
Composição 
• Alumina (Al2O
3) 
– De acordo com o tipo pode aumentar ou diminuir o ponto de 
fusão da argila; reduz a plasticidade e a resistência mecânica, mas 
diminui as deformações; aparece ordinariamente em teores de 10 
a 40%; 
• Álcalis (Na2O e K2O) 
– Baixam o ponto de fusão e dão porosidade, facilitando a secagem 
e o cozimento; reduzem a a plasticidade; o teor de álcalis é da 
ordem de 10% 
• Cálcio 
– Age como fundente e clareia a cerâmica; 
• Sais Solúveis 
– São perniciosos, pois provocam a eflorescência no material 
cerâmico; 
• Água 
– De Constituição, de capilaridade e plasticidade 
Classificação 
• Quanto ao emprego: 
– Infusíveis 
• Praticamente constituída de caulim puro; 
– Refratárias 
• Não deformam à temperatura de 1500oC; 
– Fusíveis 
• São as mais importantes; deformam-se e vitrificam-se à temperaturas 
inferiores a 1200oC. 
• Quanto à plasticidade: 
– Gordas 
• Ricas em material argiloso (colóides) e pobre em desengordurantes, o que 
proporciona alta plasticidade e uma maior deformação no cozimento; 
– Magras 
• Pobres em material argiloso e ricas em desengordurantes o que torna as 
peças produzidas mais porosas, frágeis e menos deformáveis durante o 
cozimento. 
Propriedades das Argilas 
• Plasticidade 
– É a propriedade do corpo que 
submetido a uma força 
determinada, se deforma e 
conserva indefinidamente a 
deformação quando se anula a 
força. 
• A plasticidade nas argilas varia 
com a quantidade de água; 
• a argila seca tem plasticidade 
nula; 
• molhando-a, ela vai ganhando 
plasticidade até um máximo; 
• Com mais água as lâminas se 
separam, a argila vira um líquido 
viscoso. 
• Porosidade 
– A porosidade influencia algumas propriedades das argilas: 
– Condutibilidade térmica e elétrica 
• Diminui com o aumento da porosidade. 
– Resistência mecânica 
• Quanto menor os poros mais resistente são as peças. 
– Resistência a abrasão 
• Diminui com o aumento da porosidade. 
– São mais refratárias as argilas porosas 
• Resistência Mecânica (argilas secas) 
– Não depende exclusivamente do teor de colóides, mas também 
de uma granulometria adequada. 
– A composição mais adequada é aquela que tem substâncias 
argilosas em torno de 60%, estando o resto do material dividido 
igualmente entre silte, areia fina e média, PETRUCCI (1976). 
Materiais Cerâmicos 
Produto Pronto 
Produção 
• Tratamento 
– Meteorização 
• Expor a ação dos agentes atmosféricos. É um processo barato mas 
envolve a necessidade grandes áreas próximas às olarias. 
– Amadurecimento 
• Distribuir a umidade uniformemente na mistura. 
– Tratamento mecânico 
• Trituração e peneiramento. 
– Homogeneização 
• Mistura íntima entre os componentes (argila e desengordurantes) 
• Moldagem 
– Deve-se ser evitada qualquer descontinuidade na pasta, o que 
ocasiona gretas e fissuramentos durante secagem e posterior 
cozimento. 
• Queima 
– 1 – Desidratação 
• Evaporação da água; 
• A velocidade deste processo 
depende da quantidade de 
água,porosidade e textura da 
argila; 
• Este período é completo para uma 
temperatura em torno de 700 oC. 
– 2 – Segundo Período 
• Se completa aos 900 oC; 
• O material combustível é 
consumido 
– 3 – Vitrificação 
• Fechamento dos poros e 
aglutinação das partes 
• Secagem 
– Ao sair dos moldadores os produtos cerâmicos 
contém cerca de 7 a 30%. 
– Parte desta umidade é removida na secagem e o que 
sobra é removida no cozimento. 
 
Aplicações na Construção 
Civil 
• Materiais de louça 
– São produzidos com argilas com pouco óxido de ferro; 
– Apresentam absorção que variam de 15 a 20%, e precisam receber uma 
camada de esmalte. 
• Materiais refratários 
• Tijolos Cerâmicos 
– 900oC à 1000oC; 
– 2, 3, 4, 6 e 8 furos; 
– devem possuir uma certa porosidade para facilitar a aderência das 
argamassas; 
– Geralmente tem pouca resistência a flexão. 
• Telhas Cerâmicas 
– Devem apresentar: 
• Baixa absorção de água e impermeabilidade; 
• Formas e dimensões regulares; 
• Ausência de trincas e fendas 
• Resistências mecânica a flexão. 
 
• Ladrilhos cerâmicos 
– 1250 oC à 1300 oC 
– A alta temperatura de cozimento serve para atingir 
um alto nível de vitrificação, deixando o material 
impermeável. 
– Podem ser classificadas segundo os seguintes 
critérios (NBR 13817/1997): 
• A) Acabamento Superficial 
– Esmaltadas (GL) 
– Não-esmaltadas (UGL) 
• B) Método de Fabricação 
– Prensado (A) 
– Extrudado (B) 
• Grupo de absorção de água 
 
 
• Classes de resistência a 
abrasão superficial 
 
• Resistência Química 
 
 
• Resistência ao manchamento 
– Classe de 1 (remoção impossível) 
a 5 (máxima facilidade de 
remoção) 
Informações do INMETRO 
• http://www.inmetro.gov.br/consumidor/produtos
/revestimentos.asp 
• ANFACER – Associação Nacional dos Fabricantes 
de Cerâmica para Revestimento, que reúne 46 
(quarenta e seis) empresas do Setor de Cerâmica, 
que são responsáveis por cerca de 60% da 
produção nacional, 71% do faturamento anual do 
setor e por 97% de toda a exportação brasileira. 
Ensaio PEI - Porcelain Enamel Institute. 
• Segundo site fundado em 
1930. 
 
• http://www.porcelainena
mel.com/about.htm 
Resíduos Cerâmicos 
• Resíduos de demolição 
– Utilização em argamassas de revestimento e 
assentamento. 
– Dá-se preferência para ambiente internos, pois, 
estão suscetíveis a menores solicitações. 
• Rejeito da fabricação de azulejos cerâmicos. 
– Utilizados na produção de cimentos alternativos.– Comportamento Pozolânico