Materiais Ceramicos

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M
ATERIAIS CERÂM
ICO
S 
Engenharia Civil 
Setem
bro/2017 
PEDRAS ARTIFICIAIS 
 Série de materiais que substituem
 as pedras em
 suas aplicações ou tem 
aparência geral sem
elhante. 
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Materiais cerâm
icos 
Materiais de cim
ento 
CERÂMICA 
 Pedra artificial obtida pela moldagem, secagem e cozimento 
de argilas ou misturas contendo argilas. 
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ARGILAS 
 Materiais terrosos naturais que, quando misturados com água, 
apresentam alta plasticidade e, quando secas, formam torrões 
dificilm
ente desagregáveis pelos dedos. 
 São com
postas de partículas de diâmetro inferior a 0,005 m
m
. 
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CLASSIFICAÇÃO DAS ARGILAS 
 
9
 Infusíveis – porcelanas. 
9
 Refratárias - produtos refratários. 
9
 Fusíveis - deform
am e vitrificam abaixo de 1200 oC. 
- Figulinas - tijolos e telhas. 
- Grés - material sanitário. 
- M
argas (calcárias) – cimento. 
- Ferruginosa - tijolos e telhas. 
 
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CLASSIFICAÇÃO DAS ARGILAS 
 
9
 Gordas – alta plasticidade. 
9
 Magras – baixa plasticidade. 
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COMPONENTES DAS ARGILAS 
 Caulim 
9
Argila com am
plo predom
ínio de caulinita. 
9
 É a forma m
ais pura dos argilo-mineirais. 
9
 Geralm
ente está m
isturada com grãos de 
areia, óxido de ferro e outros elementos. 
9
 Usada para porcelana, louças, azulejos, 
refratários, etc.. 
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COMPONENTES DAS ARGILAS 
 Óxido de ferro 
9
 M
istura-se norm
alm
ente com a caulinita. 
9
 Dá a cor vermelha ou am
arelada da 
maioria das argilas. 
9
 Reduz a propriedade de ser refratária. 
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COMPONENTES DAS ARGILAS 
 Sílica livre (Areia) 
9
 Reduz a plasticidade e o trincamento. 
9
 Dim
inui a retração e facilita a secagem. 
9
 Dim
inui a resistência mecânica. 
9
 O pouco que funde no cozimento dá o 
vidrado. 
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COMPONENTES DAS ARGILAS 
 Alumina livre 
9
 Pode aum
entar ou diminuir o ponto de 
fusão. 
9
 Reduz a plasticidade e a resistência 
mecânica. 
9
 Reduz as deformações. 
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PROPRIEDADES IMPORTANTES 
9
 Plasticidade. 
9
 Retração. 
9
 Efeito do calor. 
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PLASTICIDADE 
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 Estado sólido 
 
 Estado líquido 
 (rígido, h = 0%
) 
 
 
 (líquido viscoso) 
Estado plástico 
Plasticidade - propriedade do corpo de deformar-se sob a ação de uma 
força e permanecer deformado após cessado o esforço. 
LIMITES DE CONSISTÊNCIA 
(Atterberg/1910) 
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sólido semi-sólido plástico líquido 
LC 
LP 
LL 
h (%
) 
IP 
LIMITES DE PLASTICIDADE 
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LIMITE DE LIQUIDEZ 
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RETRAÇÃO 
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EFEITO DO CALOR 
 
9
 Entre 20 e 150º: perde água de capilaridade e amassamento. 
9
 Entre 150 e 600º: perde água adsorvida e com
eça a enrijecer. 
9
 Após 600º: início das alterações químicas em três estágios. 
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ALTERAÇÕES QUÍMICAS 
 
9
 1º estágio: desidratação química, expulsão da água de 
constituição, endurecimento e queima da matéria orgânica. 
9
 2º estágio: carbonetos são calcinados e se transformam em 
óxidos. 
9
 3º estágio: a partir de 950º quando há a vitrificação. A sílica 
forma um
a pequena quantidade de vidro que aglutina os demais 
elementos dando dureza, resistência e compactação ao 
conjunto. Surge a cerâmica. 
FABRICAÇÃO
 DE PRO
DU
TO
S CERÂM
ICO
S 
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Exploração 
de jazidas 
Tratam
ento e regularização da 
m
atéria –prim
a 
M
oldagem
 
Secagem
 
Q
ueim
a 
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EXPLORAÇÃO DE JAZIDAS 
 •
Estudo qualitativo: 
- Composição da argila - teor de material argiloso. 
- Pureza. 
- Características físicas . 
- Comportamento na secagem
 e na queima. 
 
 
Define 
 
•
Estudo quantitativo: 
Volum
e de material argiloso disponível. 
 Produtos a serem fabricados 
 Eventuais correções 
 Equipamento a ser utilizado
 
Exploração 
de jazidas 
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TRATAMENTO E REGULARIZAÇÃO DA MATÉRIA-PRIMA 
 
Tratam
ento da m
atéria-prim
a: 
 
•
Depuração: eliminação de im
purezas como grãs duros, sais 
solúveis, nódulos de cal, etc.. 
 
•
Divisão: redução do material a pequenos fragmentos. 
 
•
Um
idificação: inserção de água na pasta de modo a facilitar a 
homogeneização. A quantidade de água deve ser limitada em função 
da demanda de elim
inação dessa água no processo de fabricação 
da cerâmica. 
 
•
Hom
ogeneização: m
elhora a homogeneidade do material através 
da inserção de desengordurantes (areais e siltes). 
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TRATAMENTO E REGULARIZAÇÃO DA MATÉRIA-PRIMA 
 
Processos Naturais de Tratam
ento: 
 
•
Mistura: mistura com outras argilas ou desengordurantes (areias e siltes) para 
correções relacionadas à plasticidade e outras características. 
 
•
Meteorização: submeter a argila à ação de intempéries para que sofram lavagem e 
desagregação dos torrões maiores, dissolução de sais solúveis, etc.. 
 
•
Am
adurecim
ento: a argila é deixada em repouso ao abrigo de intempéries antes da 
preparação das pastas. 
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TRATAMENTO E REGULARIZAÇÃO DA MATÉRIA-PRIMA 
 
Processos Naturais de Tratam
ento: 
 
•
Apodrecim
ento: deixar a pasta em ambientes abrigados, frios, sem circulação de ar 
e com pouca luz para desenvolvimento de bactérias que melhoram a plasticidade das 
argilas. 
 
•
Levigação: processo de lavagem e purificação por decantação. Específico para a 
fabricação de peças especiais que demandam elevada pureza das argilas. 
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TRATAMENTO E REGULARIZAÇÃO DA MATÉRIA-PRIMA 
 
Processos Mecânicos de Tratam
ento: 
 
Trituradores. 
Peneiradores. 
Misturadores. 
Amassadores. 
Raspadores. 
Laminadores. 
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MOLDAGEM 
 
•
Pasta seca: Umidade de 4 a 10%
, prensagem, ex.: telhas. 
•
Pasta consistente: Umidade de 20 a 35%
, extrusão, ex.: blocos, tubos. 
•
Pasta fluida: Um
idade de 35 a 50%
, barbotina, ex.: louça sanitária. 
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SECAGEM 
 
•
Evaporação da água livre até o atingimento da umidade de equilíbrio. 
•
Controlada para que a retração ocorra de m
aneira uniforme. Deve 
ser realizada em locais protegidos de ventos e raios solares. 
 
QUEIMA 
 •
Marcha de aquecimento e esfriamento típica para cada produto. 
•
Mudança na estrutura. 
•
Vitrificação. 
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PRODUTOS CERÂMICOS PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL 
•
Blocos Cerâmicos: 
 
- M
aciços (tijolos). 
 
- Vazados (vedação ou estrutural). 
•
Telhas 
•
Tubos (m
anilhas). 
•
Elementos vazados. 
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PRODUTOS CERÂMICOS PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL 
 
•
Pisos Cerâm
icos, Azulejos, Porcelanatos, Pastilhas. 
•
Louças Sanitárias. 
•
Materiais Refratários. 
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BLOCOS CERÂMICOS MACIÇOS 
•
Podem
 ser fabricados por extrusão ou prensagem
. 
•
Queima uniforme. 
•
Formato paralelepipédico. 
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BLOCOS CERÂMICOS VAZADOS 
 
•
Possuem
 furos paralelos a uma das faces. 
•
Os Blocos de Vedação suportam somente o seu peso próprio e 
pode ter furos tanto na vertical quanto na horizontal. 
•
Os Blocos Estruturais suportam as cargas previstas em
 
alvenaria estrutural e tem furos na vertical. 
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BLOCOS CERÂMICOS VAZADOS 
FONTE: ARTIGAS (2013) 
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ESPESSURA DE PAREDE PARA BLOCOS CERÂMICOS (NBR 15270:2005)FONTE: ARTIGAS (2013) 
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RESISTÊNCIA MÍNINA À COMPRESSÃO PARA BLOCOS CERÂMICOS 
FONTE: ARTIGAS (2013) 
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TELHAS CERÂMICAS 
•
Prim
eira etapa de fabricação: extrusão da argila, formando um
 
bastão que é cortado nas dimensões adequadas. 
•
Segunda etapa: prensagem em
 formas. 
•
Terceira etapa: secagem e queima (900º C a 1100º C). 
•
Algumas podem
 levar esmaltação (imperm
eabilidade, brilho e 
cor). 
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TIPOS DE TELHAS CERÂMICAS 
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TUBOS CERÂMICOS 
•
“Manilhas”. 
•
Canalização de águas pluviais e esgoto. 
•
Ponta e ponta / ponta e bolsa. 
•
Fabricados por extrusão. 
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ELEMENTOS VAZADOS 
•
Elem
entos não estruturais, para ventilação e ilum
inação. 
•
Tam
bém
 cham
ado de COBOGÓ (iniciais dos sobrenom
es de três 
engenheiros que o idealizaram
: Am
adeu Oliveira Coim
bra, Ernest 
August Boeckm
ann e Antônio de Góis). 
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REVESTIMENTOS CERÂMICOS 
 
•
Preparação. 
•
Conformação. 
•
Secagem, esmaltação e queima. 
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REVESTIMENTOS CERÂMICOS 
 
•
Preparação: Via líquida (barbotina): argila diluída em água, 
passa pelo m
oinho de bolas, até obtenção da plasticidade e 
granulometria desejadas. 
Engenharia Civil 
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bro/2017 
REVESTIMENTOS CERÂMICOS 
Engenharia Civil 
Setem
bro/2017 
REVESTIMENTOS CERÂMICOS 
 
Secagem, queima e esmaltação : 
•
Secagem
: eliminação da água, de forma lenta e gradual, a temperaturas 
variáveis entre 50 ºC e 150 ºC. 
 
•
Queim
a: tratam
ento térmico a tem
peraturas elevadas, que situam-se entre 
800 ºC a 1700 ºC. O ciclo de queim
a, dependendo do tipo de produto, pode 
variar de alguns minutos até vários dias. 
 
•
Esm
altação: cam
ada de esm
alte, que após a queima adquire o aspecto 
vítreo contribuindo para aspectos estéticos, higiênicos e melhoria de 
algum
as propriedades com
o a m
ecânica e a elétrica. São misturas de 
matérias-prim
as naturais e produtos químicos que aplicados à superfície do 
corpo cerâmico form
am uma camada delgada e contínua. 
Engenharia Civil 
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REVESTIMENTOS CERÂMICOS 
 
Queima: 
•
Mono queima ou bi queima. 
 
•
Terceira queima: para acrescentar decoração que pode ser feita por 
diversos métodos, com
o serigrafia, decalcomania, pincel e outros 
com tintas que adquirem suas características finais após a queima 
das peça. 
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bro/2017 
Engenharia Civil 
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PLACAS CERÂMICAS 
•
Azulejos: peças porosas, destinadas a revestim
entos de paredes e 
vidradas em
 uma das faces. 
•
Pisos: mais compactos que a cerâmica vermelha e mais escuros que 
louça. 
•
Pastilhas: peças de pequena dimensão, coladas em
 folha de papel ou 
unidas por pontos de resina para facilitar o assentam
ento. 
•
Porcelanatos: é um
 produto cerâmico cujo material é prensado com 
absorção de água m
enor ou igual a 0,5%
 
Engenharia Civil 
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CRITÉRIOS DE CLASSIFICAÇÃO DOS REVESTIMENTOS 
CERÂMICOS SEGUNDO A NBR 13817/1997: 
•
Esmaltados (G - glazed) ou não esmaltados (U – unglazed). 
•
Métodos de fabricação. 
•
Grupos de absorção de água. 
•
Classes de resistência à abrasão superficial. 
•
Classes de resistência ao manchamento. 
•
Classes de resistência ao ataque de agentes químicos. 
•
Aspecto superficial. 
Engenharia Civil 
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MÉTODOS DE FABRICAÇÃO 
 
Conformação: 
•
Extrusão: 
 
- Tipo A. 
 
 
•
Prensagem
: 
 
- Tipo B (BI, BII, etc.). 
Engenharia Civil 
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bro/2017 
GRUPOS DE ABSORÇÃO DE ÁGUA EM FUNÇÃO DO MÉTODO DE 
FABRICAÇÃO 
Engenharia Civil 
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bro/2017 
GRUPOS DE ABSORÇÃO DE ÁGUA 
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CLASSIFICAÇÃO QUANTO A RESISTÊNCIA A ABRASÃO 
SUPERFICIAL 
PEI: Porcelain Enamel Institute (Instituto de Esmalte para Porcelana). 
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CLASSIFICAÇÃO QUANTO A RESISTÊNCIA AO MACHAMENTO 
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CLASSIFICAÇÃO DAS PLACAS CERÂMICAS QUANTO A 
RESISTÊNCIA A FLEXÃO 
Engenharia Civil 
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CLASSIFICAÇÃO QUANTO A QUALIDADE SUPERFICIAL DAS 
PLACAS CERÂMICAS 
 
•
Classe A (1ª): 95%
 das peças não tem
 defeitos visíveis a 1 m
 
(separação por bitolas, tonalidades, curvaturas e ortogonalidade de 
acordo com as normas). 
•
Classe B: defeitos visíveis a 1 m
. 
•
Classe C: defeitos visíveis a 3 m. 
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CLASSIFICAÇÃO QUANTO A QUALIDADE SUPERFICIAL DAS 
PLACAS CERÂMICAS CONFORME BNR 13818/1997 
 
•
Defeitos: rachaduras, base descoberta por falha do vidrado, depressões, 
crateras, bolhas, furos, pintas, manchas, defeitos do baixo esmalte, defeitos na 
decoração, cantos e laterais lascadas, despontados, saliências, incrustações 
de corpos estranhos, riscados ou arranhões e diferença de tonalidade em 
caixa com
 marcação idêntica. 
 
•
Am
ostragem
: conjunto de, no mínimo, 2m
2 ou pelo menos 30 placas. 
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LOUÇAS SANITÁRIAS 
 
•
Feitos com
 argila branca (caulim quase puro). 
•
Utiliza-se o processo da pasta fluida (barbotina), em
 moldes de 
gesso (também
 há processos de prensagem em
 moldes de 
plástico). 
•
Peças imperm
eáveis na superfície (vidrado) e porosas no 
interior; 
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TIJOLOS REFRATÁRIOS 
 
•
Blocos maciços. 
•
Suportam altas temperaturas, abrasão e ação química. 
•
Para o assentam
ento: argam
assas especiais (geralm
ente com 
cim
ento aluminoso –resiste à altas temperaturas).