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Prof Juarez Ramos da Silva Materiais de Construção Civil I Prof Juarez Ramos da Silva juarezramosdasilva@gmail.com juarez.silva@unisantos.br 2020 Prof Juarez Ramos da Silva Materiais Cerâmicos Prof Juarez Ramos da Silva Bibliografia Recomendada Prof Juarez Ramos da Silva "O primeiro artesão foi Deus que, depois de criar o mundo, pegou o barro e fez Adão." Ditado Popular Paraibano Prof Juarez Ramos da Silva Estudiosos confirmam ser, realmente, a cerâmica a mais antiga das indústrias. Ela nasceu no momento em que o homem começou a utilizar-se do barro endurecido pelo fogo. A cerâmica passou a substituir a pedra trabalhada, a madeira e mesmo as vasilhas (utensílios domésticos) feitas de frutos como o coco ou a casca de certas cucurbitácias (porongas e cabaças). Prof Juarez Ramos da Silva A cerâmica (do grego κέραμος — "argila queimada") é a arte ou a técnica de produção de artefatos de objetos tendo a argila como matéria- prima. Qualquer classe de material sólido inorgânico, não-metálico que seja submetido a altas temperaturas (aproximadamente 540°C) na manufatura. Geralmente uma cerâmica é um óxido metálico, boreto, carbeto, nitreto, ou uma mistura que pode incluir ânions (fluoretos). Prof Juarez Ramos da Silva Quando saiu das cavernas e se tornou um agricultor, o homem encontrou a necessidade de buscar abrigo, mas também notou que precisaria de vasilhas para armazenar água, alimentos colhidos e sementes para a próxima safra. Tais vasilhas deveriam ser resistentes, impermeáveis e de fácil fabricação. Estas facilidades foram encontradas na argila, deixando pistas sobre civilizações e culturas que existiram milhares de anos antes da Era Cristã. Israel – porta joías – 1.100 a.C Peça resgatada em 2008 na mítica cidade submersa de Alexandria. A peça é datada do século I a.C. Prof Juarez Ramos da Silva A cerâmica é uma atividade de produção de artefato a partir da argila, que se torna muito plástica e fácil de moldar quando umedecida. Depois de submetida à secagem para retirar a maior parte da água, a peça moldada é submetida a altas temperaturas (ao redor de 1.000° C), que lhe atribuem rigidez e resistência mediante a fusão de certos componentes da massa e, em alguns casos, fixando os esmaltes na superfície. Ling Jiatan, na Província do Anhui, China (2002) (peças de 5.500 anos de idade) Guerreiros de Xian – China. Descoberta de 1974. Peças de terracota de 240 a.C. Peças de Atenas – período micênico Vasos antigos da Ilha de Creta Cerâmica Marajoara - Brasil Prof Juarez Ramos da Silva Aplicação da Cerâmica na Construção Civil A aplicação da cerâmica na indústria da construção civil é de enorme importância, e envolve uma grande gama de produtos que nela são aplicados. Os exemplos mais comuns de produtos originados da cerâmica são tijolos, telhas, ladrilhos, azulejos, pastilhas, manilhas, entre outros. Prof Juarez Ramos da Silva Aplicação da Cerâmica na Construção Civil Sem sombra de dúvidas, o produto mais utilizado na construção são os tijolos, que por sua vez devem ser leves, resistentes e de fácil manejo. São aplicados nos edifícios para a construção das alvenarias das paredes divisórias e de fachadas, representando cerca de 15% do valor total da construção. Nas pequenas construções, os tijolos funcionam como elemento de sustentação do teto e cobertura. Prof Juarez Ramos da Silva As propriedades dos materiais cerâmicos dependem de suas estruturas. Por exemplo: a baixa condutividade elétrica é devida à imobilidade dos elétrons das ligações iônicas covalentes. Os materiais cerâmicos têm alta resistência ao cisalhamento e baixa resistência à tração e consequentemente, não apresentam fratura dúctil. Prof Juarez Ramos da Silva Devido à ausência de escorregamento entre os cristais ou grãos, os materiais cerâmicos apresentam as seguintes características: 1) Não tem ductilidade; 2) Podem ter alta resistência à compressão; desde que não se tenham poros presentes; 3) Têm possibilidade de apresentar um elevado limite de resistência. Prof Juarez Ramos da Silva A argila e seus constituintes A argila é a matéria-prima básica da cerâmica, sendo portanto, importante conhecer sua natureza. A argila é composta por grande quantidade de material amorfo, predominando o material cristalizado. Os cristais da argila podem agrupar em espécies mineralógicas bem definidas. Prof Juarez Ramos da Silva Os principais constituintes das argilas são: Os silicatos - são os principais constituintes das argilas. Sua unidade fundamental é o tetraedro silício-oxigênio. Minerais do grupo caulinita. A caulinita faz parte da maioria das argilas. Tem forma de placas hexagonais irregulares. A composição química da caulinita é: Al2Si2O3(OH)4 ou Al2O3.2SiO2 .2H2O. Prof Juarez Ramos da Silva Os principais constituintes das argilas são: Minerais do grupo montmorilonita ou esmecita – Este mineral é geralmente encontrado nas bentonitas que são rochas derivadas de cinzas vulcânicas. A água penetra facilmente na montmorilonita provocando o seu inchamento. Minerais micáceos. As micas são encontradas em muitas argilas, argilitos e xistos. Prof Juarez Ramos da Silva Os principais constituintes das argilas são: Minerais de alumínio hidratados. A gibsita, constituinte dos solos lateríticos, é o principal mineral de alumínio. A bauxita é um minério comum do alumínio, sendo uma mistura de bauxita, caulinita, limonita e outros minerais. Prof Juarez Ramos da Silva Produtos cerâmicos para a construção civil Os produtos cerâmicos podem ser classificados da seguinte forma: Porosos: tijolos, telhas, ladrilhos, azulejos, pastilhas, manilhas, etc. Louça: calcária, feldspática e sanitária. Não porosos: grês cerâmico e porcelana. Refratários: silicosos, silício-aluminosos, aluminosos, magnesita, cromomagnesita e cromita. Japão Ímãs de Cerâmica Acidente com o Columbia - 1º fevereiro de 2003 Prof Juarez Ramos da Silva De acordo com a Geologia, as argilas classificam- se em: Argilas residuais: São assim denominadas porque são formadas no mesmo local da rocha que lhe deu origem. O principal agente formador destas argilas é a água subterrânea que percola a rocha, provocando reações químicas que vão desgastando a rocha. Argilas sedimentares: Estas argilas são provenientes de materiais transportados por ações naturais: ventos, chuvas, ações glaciais, etc. Prof Juarez Ramos da Silva Segundo sua aplicação em cerâmica, as argilas são classificadas em: Cerâmica branca: caulins residual e sedimentar. Materiais refratários com fusão acima de 1600C°: caulim sedimentar, argilas refratárias - sílica plástica. Prof Juarez Ramos da Silva Segundo sua aplicação em cerâmica, as argilas são classificadas em: Argilas para cerâmica vermelha (de baixa plasticidade, porém contendo fundentes): ladrilhos, manilhas, telhas e tijolos furados – argilas e folhelhos. Argilas para louça de pó de pedra (plástica, contendo fundentes). Prof Juarez Ramos da Silva Segundo sua aplicação em cerâmica, as argilas são classificadas em: Argilas para tijolos (plástica, contendo óxido de ferro); argilas para terracotas, argilas para tijolos comuns. Argilas fundentes contendo mais óxido de ferro. Prof Juarez Ramos da Silva Propriedades das argilas: Cor. Composição química. Retração por secagem. Propriedades plásticas. Resistência de ruptura à flexão. Desagregabilidade em água. Queima. Prof Juarez Ramos da Silva Queima de peças cerâmicas A queima das peças é feita em fornos próprios onde a elevação da temperatura deve ser controlada para que as transformações químicas se processem normalmente sem perturbar a estrutura da peça. Se a queima for muito lenta seria ótimo, mas haveria consumo exorbitante de combustível, devendo-se equilibrar a velocidade paraque seja técnica e economicamente satisfatória. Prof Juarez Ramos da Silva Azulejos para Revestimento O termo azulejo designa uma peça de cerâmica de pouca espessura, geralmente, quadrada, em que uma das faces é vidrada, resultado da cozedura de um revestimento denominado como esmalte, que se torna impermeável e brilhante. Esta face pode ser monocromática ou policromática, lisa ou em relevo. O azulejo é geralmente usado em grande número como elemento associado à arquitetura em revestimento de superfícies interiores ou exteriores ou como elemento decorativo isolado. Porto - Portugal Louças Sanitárias Cerâmicas Prof Juarez Ramos da Silva Tijolos Cerâmicos O tijolo (do espanhol tejuelo, diminutivo de tejo - caco de telha) é um produto cerâmico, avermelhado, geralmente em forma de paralelepípedo e amplamente usado na construção civil, artesanal ou industrial. É um dos principais materiais de construção. O tijolo tradicional é fabricado com argila de cor avermelhada devido ao cozimento e pode ser maciço ou furado. Atualmente, por motivos ecológicos, está se voltando a atenção para o adobe e bloco de terra comprimida, por não precisarem de cozimento e poderem ser feitas no local. Tijolo maciço comum Prof Juarez Ramos da Silva Tijolo Ecológico ou Prensado Tijolo Prensado ou Ecológico Produto paletizado: mais qualidade menos desperdício melhor logística maior custo Prof Juarez Ramos da Silva Questões de fixação: 1) Qual é o percentual (%) de materiais cerâmicos usualmente utilizados em obras da construção civil no que tange aos gastos da mesma? 2) Cite pelo menos quatro produtos cerâmicos usados normalmente nas obras de construção civil. 3) Qual é a matéria-prima das cerâmicas? Prof Juarez Ramos da Silva Faça um Quadro Comparativo citando vantagens e desvantagens entre os tijolos cerâmicos comuns e os tijolos ecológicos. VANTAGENS DESVANTAGENS
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