Aula 10 - Materiais Cerâmicos - Parte 1

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Aula 10 
 
MATERIAIS 
CERÂMICOS 
(Parte 1) 
Conteúdo dessa aula 
n  Definição de materiais cerâmicos e argilas 
n  Importância Histórica 
n  Argilas: constituição, depósitos, tipos, 
composição química, características, 
classificação, propriedades 
n  Fabricação de produtos cerâmicos 
n  Produtos cerâmicos para construção 
Profa. Sandra Dórea - DEC/UFS 2 
DEFINIÇÃO DE MATERIAIS 
CERÂMICOS 
São pedras artificiais obtidas pela modelagem, 
secagem e cozimento de argilas ou de 
misturas contendo argilas. 
Exemplos: tijolos, blocos, louças sanitárias, telhas, etc. 
E O QUE SÃO ARGILAS? 
São materiais terrosos naturais que, 
quando misturados com água, adquirem 
a propriedade de apresentar plasticidade 
 
O QUE DIZ A ABNT SOBRE AS 
ARGILAS? 
De acordo com a ABNT, as argilas 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 
IMPORTÂNCIA HISTÓRICA 
n  Por ser a Argila um Material barato, abundante na 
Natureza, ela tem sido usada desde os Homens pré-
históricos, que fechavam cestas de Vime com Barro 
n  Descobriu-se que o calor endurecia o barro – 
surgiu a cerâmica 
 
n  Incêndio em Londres (1666) destruiu 
muitas propriedades em Madeira, fez-se a 
substituição por Blocos cerâmicos. 
IMPORTÂNCIA HISTÓRICA 
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IMPORTÂNCIA HISTÓRICA 
n  Com o aparecimento das estruturas metálicas e do 
concreto armado, o bloco cerâmico passou a ser 
mais utilizado como elemento de vedação 
IMPORTÂNCIA HISTÓRICA 
n  Aparecimento do tijolo furado/bloco 
cerâmico – redução do peso próprio e 
maior conforto térmico 
ARGILAS 
CONSTITUIÇÃO 
ARGILA = conjunto de minerais, compostos 
principalmente de silicatos de alumínio 
hidratados 
Os materiais argilosos são unidades estruturais 
simples e se diferenciam uns dos outros pela: 
n  Relação entre sílica e alumina 
n  Quantidade de água de constituição e 
n  Sua estrutura 
ARGILAS 
n  CONSTITUIÇÃO 
 
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ARGILAS 
DEPÓSITOS DE ARGILA 
As argilas podem ocorrer: 
n  Na superfície das rochas, como 
resultado da decomposição superficial 
das mesmas 
n  Nos veios e trincas das rochas 
n  Nas camadas sedimentares, onde 
foram depositadas por ventos e chuvas 
ARGILAS 
DEPÓSITOS DE ARGILA 
As argilas são chamadas de: 
ü  Residuais - quando o depósito é 
no próprio local onde houve a 
decomposição da pedra 
ü  Sedimentares - quando o depósito 
fica longe do local onde estava a 
pedra 
ARGILAS 
DEPÓSITOS DE ARGILA 
ü  O depósito natural da argila é chamado 
BARREIRA 
ü  Para a exploração é retirada a camada 
superficial, que quase sempre apresenta 
grande quantidade de matéria orgânica 
ü  Logo abaixo, fica a argila mais pura, 
aproveitável, que é empregada na indústria 
cerâmica 
ARGILAS 
n  DEPÓSITOS DE ARGILA 
 
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ARGILAS 
n  TIPOS DE MATERIAIS ARGILOSOS 
 São muitos os tipos de materiais argilosos, 
mas somente três têm importância para a 
fabricação de produtos cerâmicos: 
Caulinita Ilita Montmorillonita 
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ARGILAS 
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS ARGILAS: 
n  SÍLICA (SiO2) – 40 a 80% 
n  ALUMINA ( Al2O3) – 10 a 40% 
n  ÓXIDO DE FERRO (Fe2O3) – máximo de 7% 
n  CAL (CaO) – menor que 10% 
n  MAGNÉSIA (MgO) – menor que 1% 
n  ÁLCALIS (Na2O e K20) – em torno de 10% 
n  ANIDRIDOS CARBÔNICO (CO2) e SULFÚRICO 
(SO3) 
ARGILAS 
CARACTERÍSTICAS DOS 
COMPONENTES DAS ARGILAS: 
n  Caulinita – pó branco que é a matéria-
prima da porcelana 
n  Óxido de ferro – dá a cor vermelha ou 
amarelada da maioria das argilas; reduz a 
sua propriedade de ser refratária 
ARGILAS 
CARACTERÍSTICAS DOS COMPONENTES 
DAS ARGILAS: 
n  Areia (sílica livre) – reduz a plasticidade e o 
trincamento, mas também diminui a retração e 
facilita a secagem. Diminui a resistência 
mecânica, mas o pouco que funde é 
responsável pelo vidrado endurecedor. 
n  Alumina livre – de acordo com o tipo, pode 
aumentar ou diminuir o ponto de fusão. Reduz 
a plasticidade a resistência mecânica, mas 
também diminui as deformações. 
ARGILAS 
CARACTERÍSTICAS DOS COMPONENTES 
DAS ARGILAS: 
n  Álcalis – baixam o ponto de fusão e dão 
porosidade, o que facilita a secagem e o 
cozimento, mas também reduz a plasticidade. 
n  Cálcio – age como fundente e clareia a 
cerâmica. 
n  Sais solúveis – são prejudiciais e favorecem 
a eflorescência. 
ARGILAS 
CARACTERÍSTICAS DOS COMPONENTES 
DAS ARGILAS: 
n  Matéria orgânica – contribui com a 
plasticidade, mas torna a argila mais porosa. 
n  Água – está presente sob três formas: 
n  Água de constituição – faz parte da estrutura da 
molécula 
n  Água de plasticidade ou absorvida – adere à 
superfície das partículas coloidais 
n  Água de capilaridade – chamada de água livre 
ou de poros, pois preenche os poros vazios 
ARGILAS 
CARACTERÍSTICAS DOS COMPONENTES 
DAS ARGILAS: 
n  Como se vê, muitos fatores são variáveis nas 
argilas, fazendo com que não existam duas 
argilas iguais 
n  Por isso é compreensível o fato de existirem 
materiais tão distintos entre as cerâmicas 
como: porcelana fina, azulejos, tijolos, 
refratários etc. 
n  Além disso, existem materiais porosos e 
impermeáveis, leves e pesados, fracos e 
resistentes. 
ARGILAS 
CLASSIFICAÇÃO DAS ARGILAS 
n  Segundo a sua estrutura, classificam-se 
em: 
a) Estrutura laminar ou foliácea 
(Grupo das caulinitas, montmorilonitas e 
micáceas) 
b) Estrutura fibrosa 
ARGILAS 
 CLASSIFICAÇÃO DAS ARGILAS 
 Somente as de estrutura laminar são usadas na 
fabricação de produtos cerâmicos: 
n  As cauliníticas são mais puras (refratários, 
porcelanas, louças, azulejos e cerâmica sanitária) 
 Porcelanas Azulejos 
ARGILAS 
 CLASSIFICAÇÃO DAS ARGILAS 
 As montmorilonitas são pouco usadas 
 (muito absorventes e grande poder de 
 inchamento – corrigem a plasticidade das 
 cauliníticas) 
 As micáceas são as mais abundantes e as 
mais utilizadas na fabricação de tijolos 
ARGILAS 
 Segundo a sua composição, as argilas 
 classificam-se em: 
n  Puras 
n  Impuras 
 As impurezas são substâncias 
encontradas nas argilas que prejudicam 
suas propriedades. Variam de caso a 
caso. 
ARGILAS 
 Segundo à plasticidade, classificam-se em: 
n  Gordas – muito plásticas e, devido à 
alumina, deformam-se mais no 
cozimento. 
n  Magras – devido ao excesso de sílica, 
são mais porosas e frágeis. 
ARGILAS 
PROPRIEDADES DAS ARGILAS 
A) PLASTICIDADE 
B) RESISTÊNCIA DA ARGILA SECA 
C) POROSIDADE 
PLASTICIDADE 
n  É a propriedade do corpo que, submetido a força 
determinada, se deforma e conserva 
indefinidamente a deformação quando se anula a 
força. 
n  A plasticidade nas argilas é proporcional à 
umidade, de modo que quando Seca apresenta 
Plasticidade Nula, enquanto que na presença de 
água excessiva, suas lâminas se separam essa vira 
um liquido viscoso 
PLASTICIDADE 
n  Como determinar a Plasticidade das Argilas? 
 
n  Limite de Plasticidade (LP) 
 
n  Limite de Líquidez (LL) 
 
n  Índice de Plasticidade (LL –LP) 
RESISTÊNCIA DA ARGILA SECA 
n  As características principais da argila são a 
plasticidade quando úmida e a resistência quando 
seca. 
n  A composição granulométrica da argila tem 
influência direta nas propriedades finais do 
produto. Caso a granulometria original deixe a 
desejar, as argilas devem ser corrigidas a fim de 
apresentar os seguintes parâmetros: 
n  Máxima plasticidade quando úmidas 
n  Máxima resistência à tração quando secas 
n  Mínima retração durante a secagem 
POROSIDADE 
n  É a relação entre o volume de poros e 
o volume total aparente do material. 
n  É representado por um valor constante 
correspondente a cada material. 
n  A porosidade pode ser uma 
característica desejada ou evitada, a 
depender da função desempenhada 
pelo produto final. 
POROSIDADE 
n  Porosidade Desejada ou Evitada?POROSIDADE 
n  A Porosidade é influenciada por: 
 
n  Natureza dos Constituintes 
n  Forma dos Constituintes 
n  Tamanho dos Constituintes 
n  Posição relativa das Partículas 
n  Processo de Fabricação do Material 
IMPUREZAS DAS ARGILAS 
n  Impurezas não são necessariamente 
indesejáveis, são mais uma classe de 
componentes importantes das Argilas 
n  Algumas impurezas melhoram a 
resistência, aumentam a plasticidade e 
a refratariedade 
n  Outras impurezas ocasionam defeitos 
sobre a argila crua ou sobre o produto 
cozido 
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IMPUREZAS DAS ARGILAS 
Existe uma determinação fácil das impurezas: 
1)  Dilui-se a argila em água quente; 
2)  Deixa-se repousar; 
3)  Agita-se a massa com pincel e filtra-se através da 
peneira nº 200; 
4)  Lava-se o que fica retido na peneira até sair água 
clara; 
5)  O resíduo é pesado e determinam-se os 
componentes com métodos próprios de análise. 
 
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FABRICAÇÃO DE PRODUTOS 
CERÂMICOS 
Etapas do processo de fabricação: 
n  Exploração das jazidas 
n  Tratamento da matéria-prima 
n  Moldagem 
n  Secagem 
n  Queima 
Etapas do processo de fabricação: 
 
n  EXPLORAÇÃO DAS JAZIDAS 
- Inicialmente deve ser feito um estudo 
completo das características do 
material que será explorado (teor de 
material argiloso) e do volume que se 
poderá dispor. 
- É importante também verificar o 
comportamento do material sob 
secagem e cozimento. 
Etapas do processo de fabricação: 
 
n  TRATAMENTO DA MATÉRIA-PRIMA 
 Esse tratamento compreende os processos de: 
 - Depuração (eliminação de impurezas 
indesejadas) 
 - Divisão (trituração/moagem) 
 - Homogeneização (mistura uniforme) e 
 - Umidificação (molhagem) adequada da 
matéria-prima 
Etapas do processo de fabricação: 
 
n  MOLDAGEM ou CONFORMAÇÃO 
 - Está estritamente relacionada com o 
teor de água da pasta de argila: 
 
 - Uma maior umidade equivale à maior facilidade 
na moldagem 
 -Porém, o aumento da quantidade de água resulta 
em maior gasto de combustível na queima, bem 
como inevitável aumento da contração na secagem 
e deformações no cozimento 
Etapas do processo de fabricação: 
 
n  MOLDAGEM ou CONFORMAÇÃO 
 Pode ser realizado por: 
 EXTRUSÃO 
 
 
 
 
Etapas do processo de fabricação: 
 
n  MOLDAGEM ou CONFORMAÇÃO 
 Pode ser realizado por: 
 PRENSAGEM 
 
 
 
Etapas do processo de fabricação: 
 
n  SECAGEM 
 - Os produtos cerâmicos, ao sair dos 
moldadores, contêm 7% a 30% de umidade. 
 - Grande parte dessa umidade é removida na 
secagem, que pode ser Natural ou Artificial, 
e a restante será removida durante o 
processo de cozimento. 
 - Durante a secagem evapora-se a chamada 
água livre, permanecendo no material uma 
umidade de equilíbrio. 
Etapas do processo de fabricação: 
 
n  QUEIMA 
 Durante a queima ocorrem transformações 
estruturais da argila, o que obriga a um 
aquecimento e resfriamento contínuos com 
temperatura crescente/decrescente, típica para 
cada produto. 
Etapas do processo de fabricação: 
 
n  QUEIMA 
 
PRODUTOS CERÂMICOS PARA 
CONSTRUÇÃO 
 Existem diversos tipos de produtos 
cerâmicos para construção que podem 
ser classificados da seguinte maneira: 
 
- Grupo I – Materiais de argila – cerâmica 
vermelha 
- Grupo II – Materiais de louça 
- Grupo III – Materiais refratários 
PRODUTOS CERÂMICOS PARA 
CONSTRUÇÃO 
Tijolos comuns 
- Possuem porosidade alta e superfícies ásperas. 
- Tipos: 
 Tijolos maciços comuns: dimensões com 
proporção 4:2:1, especificação NBR 7170 
 Blocos furados: especificação NBR 7171 
 Tijolos para lajes mistas: peças com função 
resistente, redutoras de peso, de 
complementação, utilizam argila de boa 
qualidade 
PRODUTOS CERÂMICOS PARA 
CONSTRUÇÃO 
Laje Mista 
PRODUTOS CERÂMICOS PARA 
CONSTRUÇÃO 
Telhas Comuns 
Tipos: 
 Planas: marselha (francesa), telhas de 
escamas 
 
 
PRODUTOS CERÂMICOS PARA 
CONSTRUÇÃO 
Telhas Comuns 
Tipos: 
 Capa e Canal: plan, colonial e paulista 
(curvas) 
 
 
PRODUTOS CERÂMICOS PARA 
CONSTRUÇÃO 
Telhas Comuns 
Classificação de acordo com ABNT: 
 
 
 
PRODUTOS CERÂMICOS PARA 
CONSTRUÇÃO 
Telhas Comuns 
 Características de Fabricação de 
Telhas Cerâmicas avaliadas (ABNT): 
 
 
 
n  Características visuais 
n  Absorção de Água 
n  Retilineidade 
n  Tolerância Dimensional 
n  Massa 
n  Sonoridade 
n  Planaridade 
PRODUTOS CERÂMICOS PARA 
CONSTRUÇÃO 
Telhas e Tijolos Aparentes (Especiais) 
 - Melhor qualidade, boa aparência, maior 
resistência à abrasão, uniformidade de 
tamanho 
 - Fabricação com altas prensagens na 
moldagem 
 - Grau de vitrificação mais elevado 
 - Não se prestam ao revestimento 
PRODUTOS CERÂMICOS PARA 
CONSTRUÇÃO 
Telhas e Tijolos Aparentes (Especiais) 
 
PRODUTOS CERÂMICOS PARA 
CONSTRUÇÃO 
Cerâmica de Alta Vitrificação 
 - Louça branca: matéria-prima quase 
isentas de óxido de ferro, argilas 
brancas (caulins quase puros). 
Ex.: azulejos, louça-sanitária, pastilhas. 
PRODUTOS CERÂMICOS PARA 
CONSTRUÇÃO 
Cerâmica de Alta Vitrificação 
 - Grés cerâmico: tubos sanitários, 
ladrilhos. 
PRODUTOS CERÂMICOS PARA 
CONSTRUÇÃO 
Cerâmica Refratária 
 - É a cerâmica que não funde, mesmo em 
altas temperaturas 
 - Feita com argila refratária, pobre em cal e 
óxido de ferro 
 - Não se deformam, abaixo de 1520ºC 
 - Altamente refratárias: 1785ºC 
 - Fabricação: prensagens altas, para evitar 
porosidade. A queima é feita com 
temperaturas superiores a dos tijolos 
comuns. 
PRODUTOS CERÂMICOS PARA 
CONSTRUÇÃO 
Cerâmica Refratária 
PRODUTOS CERÂMICOS PARA 
CONSTRUÇÃO 
Cerâmica Abrasiva 
 - É a cerâmica que não funde, mesmo em 
altas temperaturas 
 - Feita com argila refratária, pobre em cal e 
óxido de ferro 
 - Não se deformam, abaixo de 1520ºC 
 - Altamente refratárias: 1785ºC 
 - Fabricação: prensagens altas, para evitar 
porosidade. A queima é feita com 
temperaturas superiores a dos tijolos 
comuns 
PRODUTOS CERÂMICOS PARA 
CONSTRUÇÃO 
BLOCO CERÂMICO PARA ALVENARIA 
 - Bloco: componente de alvenaria que possui 
furos prismáticos e/ou cilíndricos, 
perpendiculares às faces que os contém 
 - Dimensão nominal: especificada pelo 
fabricante para as arestas 
 - Dimensão real: média das dimensões obtida 
da média de 24 blocos 
PRODUTOS CERÂMICOS PARA 
CONSTRUÇÃO 
BLOCO CERÂMICO PARA ALVENARIA 
 
Classificação: vedação e estruturais. 
 
 De vedação: não tem a função de suportar outras 
cargas além do seu peso próprio. São assentados 
com os furos na horizontal. 
 
 Estruturais: podem ser comuns e especiais. São 
assentados com os furos na vertical. 
REFERÊNCIAS 
Esta aula foi preparada tendo como base as seguintes 
referências bibliográficas: 
§  Materiais de Construção Civil e Princípios de Ciência e 
Engenharia de Materiais (2010). ed. Geraldo C. Isaia. 
2.ed. São Paulo, IBRACON, Vol. 1  
§  Ciências dos Materiais (2008). J. F. Shackelford. São 
Paulo, Pearson Prentice Hall. 
§  Materiais de Construção (1995). Eladio G. R. Petrucci. 
10.ed. São Paulo, Globo.  
§  Materiais de Construção (1994). Coord. L. A. Falcão 
Bauer. 5.ed. Rio de Janeiro, LTC. 
Profa. Sandra Dórea - DEC/UFS 62