Cerâmicas e Vidros: Introdução e Propriedades

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QUÍMICA DOS MATERIAIS
Aula 4 - Cerâmicas e Vidros
INTRODUÇÃO
Nesta aula, você irá compreender as cerâmicas e os vidros. A palavra cerâmica se origina da palavra grega keramikos que 
significa “material queimado”. Já o vidro surgiu pelo menos há 4.000 anos a. C. 
Julga-se, entretanto, que os egípcios começaram a soprar o vidro em 1.400 a. C., dedicando-se, acima de tudo, à produção de 
pequenos objetos artísticos e decorativos, muitas vezes, confundidos com belas pedras preciosas. Sua decomposição é de 
4.000 anos. A cada 1.000 kg de vidro leva-se 1.300 kg de areia.
O fato de que os materiais cerâmicos e o vidro vêm sendo utilizados cada vez mais em tecnologias de ponta, sejam como 
supercondutores, sejam como matérias isolantes, motivam suas pesquisas.
Bons estudos!
OBJETIVOS
Reconhecer as características e os comportamentos das cerâmicas;
Identificar as características e os comportamentos dos vidros;
Analisar as novas tecnologias e aplicações das cerâmicas e dos vidros. 
CERÂMICAS
Fonte da Imagem: Coprid / Shutterstock
Recebem o nome de cerâmicas os objetos, obtidos pela moldagem, secagem e cozimento de argila ou mistura de solos 
argilosos. Na fabricação deles, podem ser suprimidas algumas dessas etapas, contudo, a matéria-prima base para a 
fabricação de peças cerâmicas é a argila.
Nos processos de fabricação dos materiais cerâmicos, a argila fica aglutinada por uma pequena quantidade de vidro, que 
surge pela ação do calor ou cocção sobre os componentes da argila. 
Fonte da Imagem: N-sky / Shutterstock
A argila é um material terroso natural, que quando se mistura com água adquire comportamento altamente plástico.
As argilas são constituídas essencialmente de partículas cristalinas extremamente pequenas, formadas por um número 
restrito de substâncias, que recebem o nome de argilominerais. Uma argila pode ter um ou mais argilomineral.
Os argilominerais classificam-se da seguinte forma:
Os argilominerais classificam-se da seguinte forma:
AS ARGILAS, DE MODO GERAL, PODEM SER TIPIFICADAS DA SEGUINTE 
FORMA:
De cozimento branco: caulim e argilas plásticas.
Refratárias e altamente aluminosas.
Para produtos de grés.
Para materiais cerâmicos estruturais, amarelas ou vermelhas.
PROPRIEDADES FÍSICAS DAS CERÂMICAS
Em relação às argilas, material base para a concepção de cerâmicas, podemos destacar as seguintes propriedades:
FABRICAÇÃO DAS CERÂMICAS
A fabricação dos materiais cerâmicos segue, basicamente, a seguinte ordem:
USO NA ENGENHARIA
Os produtos mais comumente utilizados na Engenharia são: 
TIJOLOS
Fonte da Imagem: EvgeniiAnd / Shutterstock
São classificados basicamente em dois tipos: comuns e especiais.
Veja, a seguir, as características de cada tipo.
BLOCOS CERÂMICOS
Fonte da Imagem: Radovan1 / Shutterstock
Também chamados de tijolo baiano, é fabricado em um processo controlado de matérias-primas, o que exige que elas sejam 
melhor que as utilizadas no processo do tijolo comum. Hoje, encontra-se, no mercado, uma variedade muito grande de 
materiais, em relação à textura da superfície, quantidade e tipos de furos, espessura das paredes e em suas dimensões.
TELHAS CERÂMICAS
Fonte da Imagem: EvgeniiAnd / Shutterstock
São também chamadas de telhas comuns, isso porque hoje são fabricadas com diversos tipos de materiais, como concreto, 
polímeros, vidro, fibras, dentre outros. Nesta aula, tratamos apenas das telhas cerâmicas. 
Seu processo de fabricação é muito parecido com o do tijolo comum, ou seja, é feita a moldagem, que, nesse caso, pode 
ocorrer por pressão ou extrusão, seguida da secagem e do cozimento.
As telhas cerâmicas podem ser agrupadas em dois tipos: 
As de encaixe apresentam, em suas bordas, saliências e reentrâncias permitindo o acoplamento entre elas. Os modelos são: romana, 
francesa e termoplan.
As telhas cerâmicas de capa e canal apresentam formato meia cana, geralmente fabricadas por processos de prensagem. 
Caracterizam-se por apresentar canais que se apoiam sobre ripas e peças convexas (capas) que se apoiam nos canais. Os modelos 
mais comuns são: colonial, paulista e aplan.
TIJOLEIRAS E LADRILHOS
Fonte da Imagem: -Taurus- / Shutterstock
São tijolos de pequena espessura; tijoleiras têm, em média, 2cm de espessura e ladrilhos de 5 a 7cm. São, normalmente, 
empregados em pavimentações e revestimentos. 
Costuma-se dar o nome de tijoleira quando se trata de uma cerâmica comum e ladrilho quando se trata de cerâmica 
prensada.
MATERIAIS DE GRÉS CERÂMICO
Fonte da Imagem: Vagnergamba / Shutterstock
Apresentam-se de três formas:
Alta vitrificação: azulejos, pastilhas e louça sanitária;
Manilha de grés: manilhas, conexões e tubos;
Ladrilhos de grés: também conhecidos como lito-cerâmica.
Os materiais de grés cerâmico são classificados basicamente de duas formas: 
Classe PEI, que se refere à abrasão superficial; 
Classes de absorção de água/ módulo de ruptura.
O índice PEI classifica a peça cerâmica em relação ao desgaste por abrasão, em função da apresentação de defeitos após a 
aplicação de um esforço de abrasão, realizado em certo número de ciclos desta aplicação.
MATERIAIS DE LOUÇA BRANCA
Fonte da Imagem: SOMMAI / Shutterstock
São feitos com pó de louça, proveniente de argila branca. Os produtos de louça apresentam alta dureza, granulometria fina e 
uniforme, com a superfície normalmente vidrada.
Existem quatro tipos básicos de louça: 
Calcária (louça de mesa e artística); 
Feldispática (azulejos e cerâmicas sanitárias); 
Mista;
De talco.
Destaca-se para o uso desses materiais a fabricação de:
Azulejos — são placas de louça que apresentam pouca espessura, vidrados em uma das faces, na qual normalmente são aplicados 
corantes ou estampas. O processo de fabricação dos azulejos permite com que eles sejam produzidos em diversos tamanhos.
Pastilhas de louça — são fabricadas pelos mesmos processos do azulejo. Normalmente apresentam-se em peças de 2,5 x 2,5cm, e para 
facilitar a comercialização, são coladas em folhas de papéis ou telas sintéticas, que agilizam o processo de colocação.
VIDROS
As principais matérias primas utilizadas na fabricação do vidro são:
Além dos produtos, citados que são extraídos, é possível a utilização de alguns produtos obtidos por processos industriais 
como:
Outros compostos são utilizados em menor escala para o processo de fabricação do vidro como:
AGENTES AFINANTES
Normalmente é utilizado o sulfato de sódio, mas pode ser usado o sulfato de cálcio, de bário ou cloreto de sódio. A finalidade dos 
agentes afinantes é fazer com que os gases que se formam durante o processo de fusão, se desprendam, mantendo a estrutura do vidro 
homogênea.
COLORANTES E DESCOLORANTES
Para conferir cor ao vidro é adicionada a sua composição uma combinação de óxido colorante, como, óxido de ferro, cobalto, manganês, 
níquel, cromo etc. Ao passo que quando se deseja conferir ao vidro aspecto de transparência é só impedir a presença desses óxidos.
PROPRIEDADES DO VIDRO
Fonte da Imagem: Verkhozina Ekaterina / Shutterstock
Entende-se por vidro a substância inorgânica, amorfa e fisicamente homogênea, obtida pelo resfriamento de uma massa em 
fusão que enrijece através de um aumento contínuo da viscosidade. 
As propriedades que o vidro apresenta são:
PROCESSO DE FABRICAÇÃO
Fonte da Imagem: Coprid / Shutterstock
O vidro é obtido a partir da fusão das matérias-primas. Esse processo ocorre em fornos, que produzem calor, dentro da 
necessidade que se deseja fundir os materiais. Os fornos trabalham em altas temperaturas, podendo chegar a 1600ºC, de 
acordo com o material a ser fundido.
Os fornos devem produzir e suportar altas temperaturas, apresentando características de qualidade, resistência e 
durabilidade, para que possa se obter o vidro dentro das exigências de tempo, uniformidade, qualidade e rentabilidade.
Os fornospodem ser constituídos basicamente de dois modos: queimadores laterais e queimadores frontais. No primeiro, os 
queimadores são posicionados nas paredes laterais do forno e no segundo são posicionadas na parte frontal, dividido em 
dois grupos, direito e esquerdo.
APLICAÇÃO NA ENGENHARIA
O vidro está presente, na Engenharia, nas mais diversas maneiras. Veja algumas de suas aplicações:
Fonte da Imagem: Paket / Shutterstock
Suas aplicações mais comuns estão em janelas, sob a forma de lâminas ou chapas planas ou até mesmo curvas.
Os vidros podem ser utilizados em blocos, janelas, portas, divisórias, como elemento decorativo (espelhos e vidros impressos), como 
parte de sistemas construtivos (fachadas, cortinas, fachadas “pelo de vidro”, e recentemente structural glazing [sistema que utiliza o 
vidro como fechamento, sendo que todos os elementos de fixação e da estrutura ficam “invisíveis”, quando visto o ambiente pelo lado de 
fora]).
Os vidros podem se apresentar incolores ou coloridos. No Brasil, encontramos os vidros nas seguintes cores: bronze, cinza e verde. 
Outras cores podem ser obtidas com vidros laminados.
Alguns vidros apresentam desenhos ou palavras em sua superfície e são conhecidos como vidros impressos ou fantasia. Outros podem 
receber filme metálico, conferindo-lhe em aspecto espelhado.
Pode-se ainda encontrar vidros com elevada resistência mecânica e características de segurança muito superiores, quando comparados 
com vidros comuns. Eles são conhecidos como vidros de segurança e, usualmente, são aplicados em automóveis, aviões, trens, ou em 
locais que exijam mais resistência como em portas, janelas baixas, sacadas, envidraçamento de banheiros e piscinas, claraboias e 
envidraçamento em grandes alturas.
Veja, a seguir, um exemplo de aplicação de vidro em cobertura:
Exemplos de vidros aplicado em cobertura. Museu do Louvre-Paris
Chegou a hora de exercitar o que você aprendeu!
Analise os itens abaixo e, em seguida, relacione as suas características.
1 - Vidro
2 - Cerâmicas
( ) São 100% recicláveis.
( ) São obtidas pela moldagem, secagem e cozimento de argila ou mistura de solos argilosos. 
( ) Para a sua fabricação é necessário realizar a escolha do barro em virtude das características 
desejadas e das variáveis presentes que podem influenciar nos elementos.
( ) Uma das suas aplicações na construção civil é o tijolo que é classificado basicamente em três 
tipos, conforme sua resistência à compressão. 
( ) É obtido a partir da fusão das matérias-primas. Esse processo ocorre em fornos, que produzem 
calor, dentro da necessidade que se deseja fundir os materiais.
A sequência correta é:
2 −1 −1 −2 −1
1 – 1 – 1 – 2 – 2
1 −2 −2 −2 −1
2 – 2 – 1 – 1 - 2
Justificativa
Glossário