Aula 9 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 à 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 à 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 realizados diretamente na matéria-prima 
−  Ensaios visando a identificação da composição química e 
mineralógica da matéria-prima 
−  Ensaios visando a caracterização física da argila 
−  distribuição granulométrica 
− Influencia na distribuição dos poros, resistência mecânica, textura, etc. 
− Ensaios mais precisos: difração a laser e determinação da 
velocidade de sedimentação por absorção de raios X 
− Ensaio menos preciso: peneiramento 
Propriedades 
Caracterização da matéria-prima 
−  Ensaios visando a caracterização física da argila 
−  distribuição granulométrica 
−  plasticidade 
Ao adicionar água à duas fases 
No início se desagrega facilmente e no fim ela fica mole demais. 
Ponto de maior plasticidade é o intermediário que varia de acordo com a argila (10% 
para argila gorda até 50% para argila magra) 
Plasticidade depende do tamanho, formato e comportamento dos grãos e 
da presença de outros materiais, além dos argilo-minerais. 
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 à 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 à medidos 
 Secagem em estufa à até umidade inferior a 1% 
 Queima à 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 
Maior temperatura de queima à maior massa específica 
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 à 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 à 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 à 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 à perda da água de capilaridade e amassamento. 
–  150-600°C à perda de água adsorvida (vai enrijecendo) 
–  A partir de 600°C à alteração química 
•  Estágio 1 à desidratação química (expulsa água de constituição) 
•  Estágio 2 à Oxidação (carbetos são calcinados e se transformam em óxidos) 
•  Estágio 3 (950°C) à vitrificação (sílica de constituição e areias formam 
pequena quantidade de vidro (aglutina demais elementos dando dureza, 
resistência e compactação ao conjunto à 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 à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 à 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 à reduz a resistência à 
compressão à medida que aumenta a temperatura à pois os componentes se 
dilatam desuniformemente. 
Ex.: sais solúveis à a umidade absorvida do ar pode vir a dissolver esses sais que 
cristalizarão na superfície à 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 
resu l t ado à t eo r de a rg i l a , 
c o m p o s i ç ã o g r a n u l o m é t r i c a , 
profundidade da barreira, umidade, 
etc. 
- Qualidade 
- carbonato de cálcio ou compostos 
s u l f o r o s o s ( c e r â m i c a m u i t o 
fendilhada) 
- Sujeira (matérias orgânicas) à será 
muito porosa 
- Cal ( reagir quando receber 
umidade) à 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) à 
depósito ao ar livre, onde é revolvida 
e passa por um período de descanso 
(fermentação das partículas orgânicas 
à ficam coloidais à aumentando a 
plasticidade) 
- Usado para corrigir o efeito das 
pressões sobre as argilas 
- Eliminação de impurezas grosseiras 
- Maceração 
- Correção 
- Amassamento 
- Grãos mais finos à maior plasticidade à 
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 à depósito ao ar 
livre, onde é revolvida e passa por 
um período de descanso (fermentação 
das partículas orgânicas à ficam 
c o l o i d a i s à a u m e n t a n d o 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 à lavar, deixar 
sedimentar e depois filtrar (eliminando 
os grãos graúdos) 
- Ex. 2: Adição de areia fina à 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) à 
depósito ao ar livre, onde é revolvida 
e passa por um período de descanso 
(fermentação das partículas orgânicas 
à ficam coloidais à 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 
sanitárias	
  
Va s o s , 
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 à água aprisionada à 
tensões internas à fendilhamento 
- Tão importante quanto o cozimento 
- Secagem natural 
- Secagem por ar quente úmido 
- Secadores de túnel 
- S e c a g e m p o r r a d i a ç ã o 
infravermelhaArtificial 
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 
- S e c a g e m p o r r a d i a ç ã o 
infravermelha 
Secagem não uniforme à distorções 
na peça 
Muito lenta à antieconômica 
Pode demorar de 3 a 6 semanas para 
as argilas moles ou 1 semana para as 
rijas (secagem natural) 
Secagem à 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 
d e c a l o r a o f o r n o e o b t e r 
temperaturas ideais exatas. 
- Ideal 2 aquecimentos: 
- 1° aquecimento à biscoito 
- Reaquecimento à 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 à pasta plástica consistente 
-  Secagem à 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 à grande porcentagem de quebra à 
material fraco à 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 à 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: 
−  N B R 1 5 2 7 0 - 1 : 2 0 0 5 , N B R 1 5 2 7 0 - 2 : 2 0 0 5 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 se r submet idas à e sma l t ação (ma io r 
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 se r submet idas à e sma l t ação (ma io r 
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 à 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 à componentes 
dilatam-se desuniformemente 
à Provoca solicitações internas à fissuração 
à Gelo e degelo da água no interior dos poros à 
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 à 
praticamente imunes à corrosão à 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 à modificam a estrutura do 
material e provocam fissuração à 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 à absorção de água à lixiviação até a superfície 
à cristalizando à eflorescências à desagregação superficial 
do material, descolamento e queda do revestimento 
Fim