CERÂMICA – PARTE 3

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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL 2
UNICERP – PATROCÍNIO
PROFª: Rosa Helena Borges Péres
CERÂMICA – PARTE 3
Segundo o uso no mercado as cerâmicas se classificam em: 
Fusíveis: são infusíveis a altas temperaturas. Deformam-se e vitrificam-se a temperaturas menores que 1200ºC. São geralmente ricas em micas e óxidos de ferro. São usadas mais para fazer telhas, tijolos e azulejos. Podem ser usadas argilas com certo % de caulim. 
TIPOS X USOS
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Infusíveis: bastante puras, não deformam à temperatura de 1500ºC e tem baixo coeficiente de condutividade térmica. Usadas para materiais de revestimento e porcelanas (com caulim puro).
Refratários: mistura de componentes inclusive não argilosos que gerarão produtos finais altamente resistentes: a altas temperaturas, as variações bruscas de temperaturas, ataques químicos e esforços mecânicos. Uso: processos industriais, isolantes térmicos, revestimento de fornos.
TIPOS X USOS
Cerâmica seca ao ar ex.: tijolos de adobe e argamassa de barro
Cerâmica de Baixa Vitrificação, ex.: tijolo comum, bloco cerâmico, telhas cerâmicas, tijolos e telhas aparentes, tijoleiras e ladrilhos
Cerâmica de Alta Vitrificação, ex.: louça – azulejo, pastilhas e louça sanitária-, grês cerâmico, manilhas de grês e ladrilhos de grês
Refratários, ex.: tijolos especiais para construção de paredes de fornos e alto fornos
CLASSIFICAÇÃO USUAL
Quanto à plasticidade as argilas são:
Gordas (pobres em desengordurante/ricas em colóides)
Magras (silicosas, produtos frágeis/ baixo teor de colóides).
ARGILAS
Tipos de argila:
Argila vermelha;
Argila para grês;
Argila refratária;
Caulim;
Argilas de bola (azuladas ou negras, de grande plasticidade);
Bentonita: vulcânica, muito plástica, aumenta de 10 a 15 x seu volume quando em contato com água.
CLASSIFICAÇÃO DAS INDÚSTRIAS CERÂMICAS
A variedade de produtos depende :
Da origem da matéria-prima
Da composição da matéria-prima
 
Do processo produtivo
Da finalidade a que se destinará o produto final, se para alvenaria de vedação, ou estrutural, se para cobertura ou revestimento, se para piso, acabamentos ou utilitários.
CONDIÇÕES
Sobre a origem: se jazida é boa, se argilo-minerais são viáveis, distância, viabilidade econômica, impactos ambientais;
Sobre a matéria prima: conforme as condições geológicas de cada local é muito difícil ter argilas totalmente iguais. Cada local gera uma argila.
A Associação Brasileira da Indústria Cerâmica classifica os materiais mais usados para a produção: argilas, e outros minerais como sílica, quartzo, bauxita, pirirofilita, talco, tintas e vernizes diversos, dentre outros.
CONDIÇÕES
Processos produtivos assemelham-se parcial ou totalmente. Diferem conforme o produto acabado desejado e com as peculiaridades que cada tipo exige. 
No geral eles compreendem as seguintes etapas:
CONDIÇÕES
Extração da matéria-prima
Preparação da matéria-prima e da massa,
Moldagem - formação das peças,
Secagem 
Cozimento - tratamento térmico e acabamento - muitos produtos são submetidos a esmaltação e decoração.
Esfriamento
PROCESSO FABRICAÇÃO
Tratamento da matéria-prima, separadas por lotes:
Purificação – apodrecimento: fermentação das partículas orgânicas, gera melhoria na trabalhabilidade e eliminação das impurezas
Maceração/trituração: vários tipos: britadores, moinhos, desintegradores, pulverizadores;
Regularização/correção, ex.: areia fina para ↓ retração e ↑ Rendimento. Ácidos orgânicos e soluções alcalinas para ↓ Plasticidade. Argila muito pura retrai muito, por isso também colocar areia.
Umidificação e homogeneização: nem sempre é necessário adicionar H2O; quando via seca se faz o molde por prensagem com sua umidade natural.
PREPARO DA MATÉRIA-PRIMA
Pasta seca ou semi-seca: com de 4 a 10% de umidade, boa para prensagem, ex.: telhas, azulejos, refratários, tijolos; produto final sem bolhas e + resistente
Pasta plástica consistente: umidade de 20 a 35%, 
Boa para extrusão, ex.: blocos, tijolos, telhas, refratários
Pasta Plástica mole: umidade de 25 a 40%,ex.: vasos, tijolos brutos, pratos. Produto acabado mais aspero 
Pasta fluida: umidade de 30 a 50%, barbotina, ex.: louça sanitária; porcelana
MOLDAGEM
Via seca: as argilas e demais matérias-primas são preparadas para a conformação por prensagem com sua umidade natural, isto é, aquela com que foram extraídas da jazida. 
O beneficiamento destes materiais envolve somente misturas e desagregações para em seguida serem prensados, praticamente sem beneficiamento. 
MOLDAGEM
Via úmida: as argilas e demais matérias-primas são dosadas e com adição de água e são moídas. 
Esta mistura chama-se barbotina que é homogeneizada em grandes tanques e depois segue para um equipamento chamado atomizador ou spray-dryer, que a rigor é um grande e sofisticado secador. 
Neste equipamento a barbotina é pulverizada em forma de spray dentro de um grande ciclone (câmara) junto com ar quente. 
A medida que a umidade é extraída a barbotina agrega-se em pequenos grãos, com forma e umidade muito adequada para uma boa prensagem. Os grãos são prensados no formato desejado, adquirindo a compactação desejada, resultando no “biscoito” cru.
MOLDAGEM
Os fabricantes optam por um tipo desses processos baseados nos critérios:
 Investimento: na via seca praticamente não existe setor de massa. Não há moinhos, tanques, bombas, fornalhas e nem atomizadores.
 Econômico: na via seca o processo é muito primário e simples permitindo uma diminuição enorme de energia, manutenção, mão-de-obra e conseqüentemente custo.
 Qualidade: a opção de via úmida é pela melhor qualidade. Neste processo as matérias-primas moídas e homogeneizadas permitem uma melhor reação pela interação entre os materiais e um melhor controle do processo. É comum os pequenos fabricantes utilizarem o processo de via seca.
ESCOLHA DO PROCESSO
É de grande importância, pois após moldagem as peças ainda ficam com cerca de 5 a 35% de água. O tijolo comum por exemplo fica com 1 kg de água após moldagem.
Secagem antes de ir ao forno, deve ser controlada e precisa garantir uniformidade entre as peças
Argilas moles levam de 3 a 6 semanas na secagem
As argilas rijas 1 semana
SECAGEM
A secagem gera muita retração se não for bem conduzida pode gerar deformações.
A retração acontece com a água absorvida. A água dos poros não gera retração pois logo que sai entra o ar.
T entre 50ºC e 150ºC
Tipos de secagem:
Natural
Ao ar quente úmido
Túnel
infravermelho
SECAGEM
Aí acontecem muitas reações químicas, é um processo complexo. Algumas reações precisam acontecer no início, outras no final. Outras necessitam ser controladas para não acontecerem. Por isso o processo deveria ser muito bem controlado, com fornos bem equipados. O que se espera do material:
Uniformidade de calor no forno
Temperaturas ideais e gradualmente ascendentes
Qualidade: levar ao forno 2 vezes= aquecimento( biscoito) e reaquecimento (vidrado)
Obter bom rendimento do combustível
COZIMENTO
Várias transformações ocorrem em função dos componentes da massa, tais como: perda de massa, desenvolvimento de novas fases cristalinas, formação de fase vítrea e a soldagem dos grãos.
 Aí ocorre a Vitrificação, como já foi falado
A qualidade e a resistência da cerâmica vão depender da quantidade de vidro formado, mas não pode ser excessivo porque o material poderia ficar muito quebradiço
COZIMENTO
Vários tipos de fornos: contínuos e descontínuos.
Descontínuos: > consumo de combustível, maior desgaste nas paredes devido constantes alterações de temperatura, baixo custo de instalação, menor controle no processo
Contínuos: > controle processo, > durabilidade, > qualidade no produto final porém > custo de instalação
Temperaturas variam conforme processo e produto, mas a maioria entre 800 – 1700º C
FORNOS
Meda
Intermitente comum
Semi- contínuo
Intermitente- chama invertida
Mufla
Combinado
Cuba
Hoffman
Túnel
FORNOS
É necessário antes de colocar o material em local com temperatura ambiente, para ir aos poucos
atingindo temperaturas < 200ºC. 
O resfriamento rápido pode trincar o revestimento.
Ideal é deixar o material em câmaras próximas do forno para irem perdendo o calor aos poucos
ESFRIAMENTO
Monoqueima: técnica de produção de piso (pavimento cerâmico), na qual se queima o produto uma única vez. As peças são decoradas e esmaltadas ainda cruas. 
Tanto o “biscoito” como o vidrado são queimados em um único processo, proporcionando melhor interação entre a superfície (vidro) e o “biscoito”. Isto dificulta o defeito de gretagem e melhora a resistência da peça, tanto à quebra quanto à abrasão, porém não proporciona brilho à peça. 
PROCESSOS DE QUEIMA
Biqueima: neste sistema, o "biscoito" passa pela prensa, é estampado e levado ao forno à temperatura de 1100ºC. 
Depois de selecionado, é resfriado. 
Em seguida passa pela linha de esmaltação para ser decorado ou serigrafado, se for o caso. 
Então é requeimado a 1000ºC ou 1500ºC sempre um pouco abaixo da primeira queima para não romper o "biscoito".
PROCESSOS DE QUEIMA
Monoporosa: técnica de produção de azulejo (revestimento cerâmico), na qual queima-se o produto uma única vez. 
Utiliza-se uma massa porosa e de menor resistência. A massa é prensada, esmaltada e monoqueimada em 850ºC ou 900 ºC . Permite uma superfície brilhante. Utiliza-se apenas um forno. 
Produtos cerâmicos mais resistentes exigem queima a temperaturas mais altas. As peças sofrem um encolhimento sendo separadas quando apresentam grandes diferenças de bitolas – GERA muita perda. 
PROCESSOS DE QUEIMA
O esmalte utilizado no vidrado é um produto meio pastoso, feito com vidro moído, resinas e corantes, óxidos de argilas de cores diversas.
Esta mistura é chamada de "fritas" pelos ceramistas. As "fritas" são responsáveis pelo aspecto esmaltado da peça, e, por serem feitas de vidro, este resultado final também é chamado no mercado de vitrificação.
Mas não confundir com a vitrificação da queima que ocorre dentro da cerâmica, a altas temperatura, quando há formação de vidro devido à sílica presente nas misturas
PROCESSOS DE QUEIMA
VIDRADO- ACABAMENTO