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Materiais cerâmicos
Composição química e propriedades de cerâmicas 
brancas e vermelhas, vidros e cimentos.brancas e vermelhas, vidros e cimentos.
I t d ãI t d ãIntroduçãoIntrodução
Os materiais cerâmicos podem ser definidos como sendo materiais
formados por compostos de elementos metálicos:
(Al, Na,K, Mg, Ca, Si, etc.)(Al, Na,K, Mg, Ca, Si, etc.)
e um dos cinco seguintes elementos não‐metálicos:
(O, S, N, C e P)
EssesEsses elementoselementos sãosão unidosunidos porpor ligaçõesligações fortesfortes iônicasiônicas e/e/ouou
covalentescovalentes..
I t d ãI t d ãIntroduçãoIntrodução
I t d ãI t d ãIntroduçãoIntrodução
CaracterísticasCaracterísticas geraisgerais dos dos materiaismateriais cerâmicoscerâmicos
Devido às suas ligações iónicas e/ou covalentes as características típicas dos
cerâmicos são:
AltAlt dd‐‐AltaAlta durezadureza;;
‐‐BoaBoa resistênciaresistência mecânicamecânica ((resistênciaresistência àà compressãocompressão MAIORMAIOR queque resistênciaresistência àà
traçãotração));;traçãotração));;
‐‐RupturaRuptura frágilfrágil;;
‐‐AltaAlta estabilidadeestabilidade químicaquímica ee térmicatérmica;;AltaAlta estabilidadeestabilidade químicaquímica ee térmicatérmica;;
‐‐BaixasBaixas condutividadescondutividades térmicatérmica ee elétricaelétrica;;
‐‐CristalizamCristalizam comcom maiormaior dificuldadedificuldade queque metaismetais ((reaçõesreações lentaslentas  estruturasestruturas maismais
complexascomplexas))..
I t d ãI t d ãIntroduçãoIntrodução
Na construção civil, os materiais cerâmicos abrangem uma grande variedade 
de substâncias usadas na sua forma natural e processadasde substâncias usadas na sua forma natural  e processadas. 
I t d ãI t d ãIntroduçãoIntrodução
PropriedadesPropriedades dos dos materiaismateriais cerâmicoscerâmicos: : 
•Alta resistência a corrosão e a altas temperaturas;
•Mais leves que a maioria das ligas metálicas;•Mais leves que a maioria das ligas metálicas;
•Alta dureza;
M té i i b d t•Matéria‐prima abundante.
•Aplicação nas mais diversas áreas: construção civil, automotiva,
á i i f á i l ô i di i ili i õaeronáutica, informática, eletrônica, medicina, militar, comunicações,
química e etc...
I t d ãI t d ãIntroduçãoIntrodução
PropriedadesPropriedades dos dos materiaismateriais cerâmicoscerâmicos: : 
I t d ãI t d ãIntroduçãoIntrodução
EstruturaEstrutura dos dos materiaismateriais cerâmicoscerâmicos: : 
I t d ãI t d ãIntroduçãoIntrodução
ClassificaçãoClassificação quantoquanto à à aplicaçãoaplicação dos dos materiaismateriais cerâmicoscerâmicos
I t d ãI t d ãIntroduçãoIntrodução
Cerâmica tradicional x avançadaCerâmica tradicional x avançada
 
Cerâmica 
 
Matérias‐
primas
Estrutura Propriedades  Processamento Aplicações
Tradicional 
(silicatos)  naturais, minerais 
industriais 
(<98%
não‐
uniforme, 
porosa 
mecânica, 
estética
olaria, colagem, 
prensagem, 
extrusão, queima
construção, 
produtos 
domésticos
(<98% 
pureza)
Avançada 
(alto de‐
produtos 
químicos
homogêne
a menos
elétrica, 
magnética
prensagem 
isostática
eletrônica, 
estrutural(alto de
sempenho, 
alta tecno‐
logia) 
químicos 
industriais 
(>98% 
pureza) 
a, menos 
porosa
magnética, 
nuclear, ótica, 
mecânica, 
térmica, 
química
isostática, 
moldagem por 
injeção, 
sinterização, ligação 
por reação
estrutural, 
química, 
refratários
química, 
biológica
por reação
 
 
I t d ãI t d ãIntroduçãoIntrodução
Processos de Fabricação de Materiais CerâmicosProcessos de Fabricação de Materiais Cerâmicos
I t d ãI t d ãIntroduçãoIntrodução
Processos de Fabricação de Materiais CerâmicosProcessos de Fabricação de Materiais Cerâmicos
• Prensagem simples: pisos e azulejos
• Prensagem isostática: vela do carroPrensagem isostática: vela do carro
• Extrusão: tubos e capilares, tijolos baianos
• Injeção:pequenas peças com formas complexas e rotor de 
turbinas
• Colagem de barbotina: sanitários, pias, vasos, artesanato
í• Torneamento: xícaras e pratos
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Processos de Fabricação de Materiais CerâmicosProcessos de Fabricação de Materiais Cerâmicos
I t d ãI t d ãIntroduçãoIntrodução
Processos de Fabricação de Materiais CerâmicosProcessos de Fabricação de Materiais Cerâmicos
SSecagem
Na secagem ocorre perda
de massa e retração pelade massa e retração pela
remoção gradativa de
umidade. A peça seca pode
passar por uma etapa depassar por uma etapa de
acabamento:
– acabamento superficial e
montagem das peças (pormontagem das peças (por
exemplo, asas das xícaras).
– aplicação de esmaltes ou
vidrados.
I t d ãI t d ãIntroduçãoIntrodução
Processos de Fabricação de Materiais CerâmicosProcessos de Fabricação de Materiais Cerâmicos
Q iQueima
As peças são queimadas geralmente entre 900°C e 1400°C. Esta
temperatura depende da composição da peça e das propriedadestemperatura depende da composição da peça e das propriedades
desejadas. Durante a queima ocorre um aumento da densidade e da
resistência mecânica devido à combinação de diversos fatores ou
fenômenos como:fenômenos como:
– Eliminação do material orgânico (dispersantes, ligantes, material
orgânico nas argilas) pela sua decomposição
– Formação de novas fases (formação de alumina, mulita e vidro aFormação de novas fases (formação de alumina, mulita e vidro a
partir das argilas)
– Sinterização (eliminação da porosidade e densificação)
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
SilicatosSilicatos
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
SilicatosSilicatos
Composição química dos principais componentes 
presentes em alguns silicatos cerâmicos
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
SilicatosSilicatos
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
SilicatosSilicatos
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
SilicatosSilicatos
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
SilicatosSilicatos
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
SilicatosSilicatos
C â i t di i iC â i t di i i
ArgilomineraisArgilominerais x Argilax Argila
Cerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
• Os argilominerais são um grupo de silicatos hidratados;
• São silicatos hidratados de alumínio, ferro e magnésio com
pequenas % de álcalis e alcalinos terrosos.
– Álcali = nome dado ás bases especialmente às correspondentes ao Lí, Na, K, Rb e Cs.
– Alcalino terroso= metal bivalente (2 valências). Ex.: Ca, Ba, etc.
• As argilas são materiais terrosos naturais de baixa
granulometria (finas), que adquirem plasticidade quando
misturados com uma quantidade limitada de água emisturados com uma quantidade limitada de água e
compostas de partículas cristalinas de argilomenerais
• Uma argila pode ser composta de 1 ou mais tipos de
argilominerais
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Argilas Argilas ‐‐ composição  composição  
• Sílica (SiO2): 40‐80% do total de matéria‐prima;
‐Sílica livre (areia)‐ reduz a plasticidade, o trincamento, a retração e facilita a secagem
• Alumina (Al2O3): 10‐40%Alumina (Al2O3): 10 40%
‐ reduz a plasticidade, aumenta a resistência mecânica, e as deformações
• Cal (CaO): abaixo de 10%
‐ Cálcio – age como fundente e clareia a cerâmicaCálcio age como fundente e clareia a cerâmica
• Álcalis (Na2O e K2O): 10%
‐ reduzem o ponto de fusão e aumentam a porosidade mas reduzem a plasticidade;
• Óxido de ferro (Fe O ): <7%• Óxido de ferro (Fe2O3): <7%
‐dá a cor vermelha e age como fundente;
• Magnésia (MgO): <1%
• Anidrido carbônico (CO)• Anidrido carbônico (CO2)
• Anidrido sulfúrico (SO3)
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Outros componentes de cerâmicas tradicionaisOutros componentes de cerâmicas tradicionais
Caulim
É uma argila composta basicamente de caulinita e haloisita, que apresenta
também pequenas quantidades de óxido de ferro e álcalis. Tem a
finalidade de clarear as peças e é muito usado em porcelanas.
Feldspatos
Os feldspatos são aluminosilicatos de sódio (NaAlSi3O8), potássio (KAlSi3O8)Os feldspatos são aluminosilicatos de sódio (NaAlSi3O8), potássio (KAlSi3O8)
e cálcio (CaAl2Si2O8). São usados em massas cerâmicas como fundentes.
São usados em cerâmica branca, esmaltes cerâmicos, massas de
porcelana faianças e outrosporcelana, faianças e outros.
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Outros componentes de cerâmicas tradicionaisOutros componentes de cerâmicas tradicionais
Quartzo
Forma pura de óxido de silício (SiO2). É um material não plástico que, aop ( 2) p q ,
ser misturado em massas cerâmicas, diminui a plasticidade das mesmas, e
aumenta a resistência das peças.
Talco
É constituído principalmente por silicato hidratado de magnésio
[Mg Si O (OH) ] Aumenta a resistência ao choque térmico o que[Mg3Si4O10(OH)2]. Aumenta a resistência ao choque térmico, o que
favorece ciclos de queima rápida. Aumenta também a resistência mecânica
das peças.
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Outros componentes de cerâmicas tradicionaisOutros componentes de cerâmicas tradicionais
Dolomita
A dolomita é um carbonato de cálcio e magnésio [CaMg(CO3)2]. É usada
na produção de “biscoitos” (peças) porosos e vidrados cerâmicos. Os
óxidos de magnésio e cálcio, clareiam as massas, e diminuem a
resistência ao choque térmico.
Filitos
Sã d i d li i i i fiSão compostos de uma mistura de caulinita, mica moscovita finamente
dividida [KAl2(AlSi3O10)(OH)8], e quartzo (SiO2), em proporções variáveis.
São materiais de baixa plasticidade e são fundentes, podendo substituir o
feldspato.
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cerâmicas a base de argilasCerâmicas a base de argilas
PrincipaisPrincipais matériasmatérias primasprimas::
• Feldspato• Feldspato 
• Sílica e 
• Argila• Argila
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cerâmicas a base de argilasCerâmicas a base de argilas
DeDe acordoacordo comcom oo materialmaterial ee técnicastécnicas utilizadasutilizadas,, asas cerâmicascerâmicas
tradicionaistradicionais podempodem serser classificadasclassificadas emem::
a)a) TerracotaTerracota –– argilaargila queimadaqueimada nono fornoforno,, semsem serser vitrificadavitrificada,, emboraembora
possapossa serser pintadapintada;;
b)b) CerâmicaCerâmica vidradavidrada –– colocaçãocolocação dede umauma camadacamada vitrificadavitrificada sobresobre oo)) çç ff
materiaismateriais azulejosazulejos;;
c)c) GrêsGrês –– cerâmicacerâmica vidradavidrada,, asas vezesvezes pintadapintada,, feitafeita dede pastapasta dede
quartzoquartzo feldspatofeldspato argilaargila ee silicasilica;;quartzoquartzo,, feldspatofeldspato,, argilaargila ee silicasilica;;
d)d) FaiançaFaiança –– louçalouça finafina obtidaobtida dede pastapasta porosaporosa queimadaqueimada emem altasaltas
temperaturastemperaturas,, esmaltadaesmaltada ee decoradadecorada..
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cerâmicas a base de argilasCerâmicas a base de argilas
Devido a grande variedade de rochas que contem materiais argilosos
com composição química variada (pureza) e também as características
t t i i d i â i b d il dque estes materiais adquirem, as cerâmicas a base de argilas podem
ser classificadas em:
a) Cerâmicas brancas (caulim residual e sedimentar) 
b) Cerâmicas refratárias (caulim sedimentaer e argila refratária)
c) Cerâmica vermelha (argila de baixa plasticidade contendoc) Cerâmica vermelha (argila de baixa plasticidade, contendo
fundentes)
d) Cerâmica de louça (argila plástica, com fundente e vitrificante)
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cerâmicas a base de argilasCerâmicas a base de argilas
a) Cerâmica branca: massa de coloração branca, em geral recobertos
por uma camada vítrea transparente e incolor:
Exemplos: louças de mesa louças sanitárias isoladores elétricos etcExemplos: louças de mesa, louças sanitárias, isoladores elétricos, etc.
b) Cerâmica de revestimento: usados para revestimento de paredes,
pisos, bancadas, piscinas e ambientes internos/externos.
Exemplos: azulejos, pastilhas, porcelanatos, grês, lajotas, etc.
c) Cerâmica vermelha: de coloração avermelhada muito empregada na
construção civil.
Exemplos: tijolos, blocos, telhas, elementos vazados, lajes, etc.
d) Cerâmicas refratárias: suportam temperaturas elevadas (>1450OC).
Uso em equipamentos industriais (sujeitos a ataques químicos térmicosUso em equipamentos industriais (sujeitos a ataques químicos, térmicos
entre outruas adversidades).
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cimento Cimento ‐‐ IntroduçãoIntrodução
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cimento Cimento ‐‐ IntroduçãoIntrodução
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cimento Cimento ‐‐ IntroduçãoIntrodução
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cimento Cimento ‐‐ IntroduçãoIntrodução
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cimento Cimento ‐‐ definiçãodefinição
•É definido como um aglomeranteaglomerante hidráulicohidráulico produzido a partir do
clinquer e adições de sulfatos de cálcio (gesso) que, em contato
com a água, produz umauma reaçãoreação exotérmicaexotérmica dede cristalizaçãocristalização de
produtos hidratados, ganhando assim resistência mecânica.p , g
•É composto essencialmente por fases cristalinas de tipos de
silicatos de Ca e aluminatos de Ca contendo Fe e Al (C S alitasilicatos de Ca, e aluminatos de Ca contendo Fe, e Al (C3S‐alita,
C2S‐belita, C3A‐celita ou aluminato e C4AF‐Ferrita ou
ferroaluminato)
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Cimento Cimento ‐‐ IntroduçãoIntrodução
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Cimento Cimento ‐‐ IntroduçãoIntrodução
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Cimento Cimento ‐‐ IntroduçãoIntrodução
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Cimento Cimento ‐‐ IntroduçãoIntrodução
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cimento Cimento ‐‐ históricohistórico
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cimento Cimento ‐‐ históricohistórico
Apesar do desenvolvimento tecnológico, o princípio básico 
de fabricação permaneceu o mesmo até os dias de hoje.
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cimento Cimento –– panorama brasileiropanorama brasileiro
Produção em 2013
71 milhoes de toneladas7 milhoes de toneladas
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Cimento Cimento –– panorama brasileiropanorama brasileiro
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionaisCimento Cimento –– panorama brasileiropanorama brasileiro
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cimento Cimento –– panorama brasileiropanorama brasileiro
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
CimentoCimento
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CimentoCimento
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CimentoCimento
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CimentoCimento
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CimentoCimento
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Cimento Cimento ‐‐ fabricaçãofabricação
Assistir o vídeo: O O CimentoCimento
Produzido pelo Sindicato das indústrias de cimento ‐ SNICp
(encontra‐se no plano de aula e também disponível em:
http://www snic org br/processo asp)http://www.snic.org.br/processo.asp)
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cimento Cimento PortlandPortland ––Hidratação e pegaHidratação e pega
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cimento Cimento PortlandPortland ––Hidratação e pegaHidratação e pega
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Cimento Cimento PortlandPortland ––Hidratação e pegaHidratação e pega
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Cimento Cimento PortlandPortland ––Hidratação e pegaHidratação e pega
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cimento Cimento PortlandPortland –– propriedades/característicaspropriedades/características
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cimento Cimento PortlandPortland –– propriedades/característicaspropriedades/características
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cimento Cimento PortlandPortland –– propriedades/característicaspropriedades/características
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cimento Cimento PortlandPortland –– NormalizadosNormalizados––Tipos básicosTipos básicos
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cimento Cimento PortlandPortland –– NormalizadosNormalizados––Tipos especiaisTipos especiais
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cimento Cimento PortlandPortland –– NomenclaturaNomenclatura
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cimento Cimento PortlandPortland –– Composição dos tipos básicosComposição dos tipos básicos
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cimento Cimento PortlandPortland –– Composição dos tipos básicosComposição dos tipos básicos
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cimento Cimento PortlandPortland –– AplicaçõesAplicações
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Cimento Cimento PortlandPortland –– AplicaçõesAplicações
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Vidros e Outras Cerâmicas não CristalinasVidros e Outras Cerâmicas não Cristalinas
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
VidrosVidros
Cerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
VidrosVidros
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Vidros Vidros ‐‐ composiçãocomposição
Cerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Vidros Vidros ‐‐ estruturaestrutura
C â i t di i iC â i t di i iCerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Vidros Vidros ‐‐ classificaçãoclassificação
Classificação dos vidros, segundo a ABNT NM 293/2004
Cerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Resistente à abrasão
Cerâmicas tradicionaisCerâmicas tradicionais
Vidros Vidros ‐‐ DurabilidadeDurabilidade
Resistente à abrasão.
Resistente ao ataque químico.
Resistente à chuva ácidaResistente à chuva ácida.
O vidro tem boa resistência à maioria dos ácidos com pouco tempo
de exposiçãode exposição.
Produtos alcalinos podem atacar a composição química da superfície
d id (d i / )do vidro (deixam opaco/rugoso).
Respingos de soldas ‐ As partículas quentes se fundem com a
fí i d id d i d fsuperfície do vidro ou caem deixando um furo.
C â i dC â i dCerâmicas avançadasCerâmicas avançadas
C â i dC â i dCerâmicas avançadasCerâmicas avançadas
Características especiais:Características especiais:
C â i dC â i dCerâmicas avançadasCerâmicas avançadas
Exemplos:Exemplos:
C â i dC â i dCerâmicas avançadasCerâmicas avançadas
Exemplos:Exemplos: