Cerâmica: história, definição e propriedades

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CERÂMICA 
Prof. João Manoel de Freitas Mota, Dr. 
Histórico da cerâmica 
A séculos vem se produzindo misturas da argila com outros 
materiais inorgânicos, com posterior calcinação à altas 
temperaturas. Os materiais resultantes são as louças, 
tijolos, esculturas, revestimentos cerâmicos etc. 
 
 
O termo CERÂMICA vem do grego "keramiké“ – a arte do 
oleiro 
Definição de materiais cerâmicos 
Os materiais cerâmicos podem ser definidos como sendo 
materiais formados por compostos de elementos 
metálicos (Al, Na, K, Mg, Ca, Si etc.) e um não-
metálicos. Ex.: SiO2 (sílica); Al2O3 (alumina);MgO. Esse 
último apresenta uma relação 1:1 entre átomos 
metálicos (Mg) e não-metálicos (O), onde encontra-se 
presente em materiais refratários - suporta altas 
temperaturas sem se dissociar ou fundir (CASCUDO et 
al. 2007). 
Esses materiais possuem predominantemente ligações 
iônicas 
Cerâmica tradicional 
 Tipos de argilas: 
 
- Caulinita: mais puras (porcelana, refratários e peça 
sanitária). 
 
- Montmorilonita: pouco usada por ser muito 
absorvente. Misturadas às caolinitas podem corrigir 
a plasticidade. 
 
- Micáceas (tijolos). 
 
Obs.: Tem-se o caulim (produto da argila caulinítica) 
como elemento que oferece o branco do papel, de 
modo que o material resultante a uma calcinação 
de ~ 850oC gera uma pozolana. 
 
Cerâmica tradicional, amplamente usada em 
edificações antigas 
Cerâmicas obtidas de resíduos rochosos 
 
 
Em pesquisa realizada em Portugal, Catarino et al (200?) 
foi verificado que a reciclagem da ardósia (SiO3 - 50% 
a 60% e Al2O3 - 20% a 25%, isto é, Quartzo, 
Hematita, Cloreto e Muscovita), através da 
compactação e sinterização do material, produzia 
produtos cerâmicos para pisos e cobertas com 
incrementos substanciais em suas propriedades 
(reduzindo a porosidade e resistência à tração) quando 
comparados aos obtidos a partir da argila. 
Materiais cerâmicos industrializados 
• tijolos; 
 
• blocos e as telhas cerâmicas; 
 
• cerâmicas – ladrilhos, azulejo, porcelanato (a alta 
temperatura de calcinação deixa-o duro, “sem riscar”), 
pastilhas e placas cerâmicas; 
 
• louças sanitárias; 
 
• cimentos; 
 
• cerâmicas avançadas (aplicações em eletro-
eletrônicas, térmicas, mecânicas, ópticas, químicas, 
biomédicas; 
 
• vidros; 
• materiais refratários. 
Química dos principais componentes em alguns 
silicatos cerâmicos 
produtos cerâmicos - propriedades 
Fonte: CARNEIRO (2008) 
Propriedades dos Materiais Cerâmicos 
- Elevada estabilidade térmica; 
- satisfatória resistência à compressão e ao cisalhamento; 
 - fratura frágil (*); 
- baixa condutividade elétrica. 
 
 
 
Materiais cerâmicos Materiais metálicos 
Fonte: CASCUDO et al. (2007) 
 
* Comportamento mecânico 
Cerâmicas vermelhas 
→ Tipos - cerâmica vermelha e cerâmica branca. 
 
 
→ Principais componentes - tijolos, blocos, telhas, tubos 
cerâmicos etc. 
 
→ Argilas são – solo natural de baixa granulometria (Ø ≤ 
2μm); sua composição é argilomineral contendo a caulinita - 
(Al2O3.2SiO2.2H2O);Fe2O3; Álcalis (Na2O e K2O); Cálcio 
(fundente); Sais Solúveis (K2SO4, Na2SO4, NaCl, Na2CO3); 
CaO e impurezas orgânicas e inorgânicas. 
 
→ Ensaios para caracterizar as propriedades – umidade, 
contração linear, massa específica, porosidade, absorção de 
água após a queima e tensão de ruptura à flexão. 
Classificação quanto ao emprego 
→ Infusíveis - constituída de caulim puro  porcelanas 
 
→ Refratárias - muito puras. Temperatura de 1500oC; 
 
→ Fusíveis - sãs mais importantes, haja vista que 
deformam-se e vitrificam-se à temperaturas inferiores a 
1200oC  tijolos e telhas. 
 
 
Obs.: Materiais de Grês Cerâmico - grês significa produtos 
com baixa absorção de água devido a textura quase 
compacta. São indicados para revestimento externo 
(absorção de água entre 0,5 a 3,0 %) e pisos (de 3,0 a 
6,0%). 
Caracterização da matéria prima 
 
Fonte: IBRACON (2007) 
Fabricação - cerâmica vermelha 
Fonte: KAZMIERCZAK (2007) 
Diferença de blocos 
Diferença de blocos 
Blocos antigos e novo... 
 
comprimento (mm) largura (mm) altura (mm) carga Tensão 
c1 c2 med l1 l2 med h1 h2 med kgf MPa 
Velhos 
1 22,1 22,4 22,3 10,4 10,5 10,5 12,8 12,5 12,7 18430 7,9 
5,2 
2 21,8 22,1 22,0 10,3 10,4 10,4 12,8 12,6 12,7 10950 4,8 
3 22,4 21,9 22,2 10,3 10,4 10,4 12,7 12,5 12,6 8470 3,7 
4 22 22,4 22,2 10,2 10,4 10,3 12,7 12,5 12,6 13800 6,0 
5 22,4 22,1 22,3 10,5 10,7 10,6 12,6 12,6 12,6 11150 4,7 
6 22 22,3 22,2 10,6 10,7 10,7 12,9 12,8 12,9 9390 4,0 
 
NOVOS 
1 18,8 18,8 18,8 8,7 8,6 8,7 18,6 18,6 18,6 10040 6,2 
4,7 
2 19 19,1 19,1 8,6 8,6 8,6 18,7 18,6 18,7 5890 3,6 
3 19 18,9 19,0 8,7 8,7 8,7 18,7 18,7 18,7 6280 3,8 
4 19 18,9 19,0 8,7 8,6 8,7 18,8 18,7 18,8 4180 2,6 
5 19 19,3 19,2 8,7 8,9 8,8 18,7 18,8 18,8 9040 5,4 
6 19 19,1 19,1 8,7 8,7 8,7 18,6 18,6 18,6 10830 6,5 
Patologia – Queima??? 
Alvenarias antigas 
Fabricação - cerâmica 
Sabe-se que o controle da etapa de secagem torna-se 
imperativo, haja vista que influencia substancialmente no 
resultado final do produto. 
 
Portanto, avaliando a evolução da resistência mecânica dos 
azulejos/ladrilhos de cerâmica secados industrialmente 
durante armazenamento, Amorós et al. (2002) em pesquisa 
realizada na Espanha, concluíram que a resistência mecânica 
desses materiais aumentou até 60% do valor inicial, tendo em 
vista a secagem durante o armazenamento em container livre 
de umidade. 
 
Sabe-se que a razão desse aumento de resistência mecânica é 
atribuída ao relaxamento das tensões desenvolvidas durante a 
rápida cura industrial. 
 
Componentes da cerâmica 
* Tijolos e blocos, exigências (resistência à compressão, 
permeabilidade, estabilidade volumétrica, compatibilidade com 
a argamassa etc). 
 
* Telhas, exigências (retilíneo e plano, estabilidade 
volumétrica, características visuais e sonoridade etc). 
 
* Tubos, exigências (resistência à compressão diametral, 
permeabilidade, resistência química etc). 
 
 
 
 
Telha cerâmica – telhas defeituosas (sem encaixe) 
Normas - Placas cerâmicas 
- Normas nacionais: 
 
NBR 13.816/1997 – Placas cerâmicas para revestimento: 
terminologia. 
 
NBR 13.817 – Placas cerâmicas para revestimento: 
classificação. 
 
NBR 13.818 – Placas cerâmicas para revestimento: 
especificação e métodos de ensaio. 
 
 
- Normas internacionais: 
 
Alemanha (DIN); Reino Unido (BSI); França (CSTB). 
Revestimento Cerâmico 
O revestimento cerâmico é um produto constituído 
 biscoito poroso, 
 coberto em uma face com vidrado 
 Tadoz (outra face) é a sua superfície de aderência 
 
As principais matérias-primas que entram na composição do biscoito 
são: calcário, caulim, argila, filito, talco, feldspato e quartzo. 
 Materiais fornecem a plasticidade, a coesão e a resistência necessárias ao 
produto final. 
 
Os processos de fabricação se classificam como: via seca e via úmida. 
 
Biqueima 
 
Biscoito prensado e estampado forno (T = 1100ºC) selecionado 
resfriado esmaltação (decorado ou serigrafado)  requeimado (T = 1000ºC 
ou 1500ºC) 
 
Monoqueima: produção de piso. 
 
 As peças são decoradas e esmaltadas ainda cruas queima conjunta do 
“biscoito” e vidrado dificulta o defeito de gretagem e melhora a resistência 
da peça não proporciona brilho à peça. 
 
 Monoporosa: produção de azulejo (15 x 15 cm e 10 x 10 cm) 
 
 queima-se o produto uma única vez. 
 
Massa porosa e de menor resistência  prensada, esmaltada e monoqueimada 
em 850ºC ou 900 ºC . Permite uma superfície brilhante. Utiliza-se apenas um 
forno. 
 
O esmalte é um produto meio pastoso, feito com vidro moído, resinas e corantes, óxidos de 
argilas de cores diversas. Toda esta mistura é chamada de "fritas" pelos ceramistas. 
Processos de Queima 
Tipos de Revestimentos 
Tijoleiras e Ladrilhos- São tijolos de 
pequenas espessuras usadas para pavimentação 
e revestimento 
 
 Tijoleiras – são fabricadas com cerâmica 
comum, em diversos tamanhos. Os mais 
comuns são o quadrado e o retangular liso. 
Apresentam espessuras de 2 cm. 
 
 Ladrilhos – são produzidas com cerâmica 
prensada a seco e devem ter, na face 
inferior, rugosidades e saliência para 
aumentar a aderência. As temperaturas de 
cozimento variam de 1250ºC a 1300ºC, 
tornando o material compacto e 
impermeável. Apresenta-se, geralmente, de 
cor vermelha, ou de diversos pigmentos. 
Apresentam espessuras de 5 a 7 mm. 
 
Tipos de Revestimentos 
Materiais de Grês Cerâmico 
 
 A nomenclatura grês significa produtos com 
baixa absorção de água, por apresentarem 
textura quase compacta. 
 Os produtos grês são indicados para 
revestimento externo (absorção de água 
entre 0,5 a 3,0 %) e pisos (de 3,0 a 6,0%). 
É resultado de matéria-prima selecionada e 
temperatura de queima entre 1120ºC e 
1200ºC. 
 
Pisos e azulejos - São materiais cerâmicos de 
revestimento 
 
Há centenas de anos são conhecidos os azulejos 
utilizados no revestimento de paredes, sobretudo 
exteriores. 
 Devido às suas características de 
impermeabilidade e higiene; 
 Passaram a ser utilizados em cozinhas e 
banheiros 
 
No início dos anos 70 é desenvolvido o forno de 
rolos monoestrato (sem material portante), 
utilizado para a produção de cerâmica do tipo 
monoqueima grés prensada. 
 O consumo de pisos cresce mais do que o de 
azulejos. 
 
 
Tipos de Revestimentos 
 
Os artigos de louça são feitos com pó de 
argila branca, também chamada da faiança 
(caulim quase puro); 
 
Resultam em produtos duros, de 
granulometria fina e uniforme, com superfície 
normalmente vidrada. 
 
 Um dos tipos de louça usada na 
construção civil é a louça feldspática (os 
azulejos, pastilhas e cerâmica sanitária); 
 O vidrado é aplicado após um primeiro 
cozimento, seguindo-se então o 
recozimento quando se transforma em 
vidro. 
 
Materiais de Louça Branca 
Materiais de Louça Branca 
 
Pastilhas (ou mosaicos) – São fabricadas 
pelos mesmos processos dos azulejos. 
 
 São peças de pequenas dimensões 
(2,5 x 2,5 cm, 5 x 5 cm), quadradas 
ou hexagonais, com acabamento 
porcelanizado; 
 Para tanto são submetidas a duas ou 
três queimas; 
 Como revestimento são os mais 
duráveis (a vida útil chega até 60 
anos); 
 Revestimento de paredes, pisos, 
piscinas. 
 Elas vem em placas (colocadas em 
faixas de papel) e podem ser foscas, 
brilhantes ou texturizadas 
(antiderrapante) . 
 
Revestimento Cerâmico 
 
Porcelanato 
 
 As matérias-primas utilizadas são especiais: 
argilas e feldspato provenientes da Itália. 
 A queima acontece acima de 1250°C  Peças 
de baixíssima absorção de água (~ 0,03%,); 
 possui alta resistência mecânica , resistência 
química, altíssima resistência à abrasão, 
resistência ao gelo. 
 O brilho do porcelanato provém do polimento 
posterior à queima. O Porcelanato é compacto, 
homogêneo, denso e totalmente vitrificado. 
 
Lajotas 
 
 Revestimento cerâmico com um único tipo de 
argila, moldadas por extrusão, com dimensões 
de 30 x 30 cm, queimada com temperatura 
entre 700ºC e 750ºC. 
 São mais adequadas para áreas externas. 
 
 
Principais requisitos normativos 
- Expansão por umidade (EPU). 
 
- Absorção de água. 
 
- Resistência ao manchamento. 
 
- Resistência ao ataque químico. 
 
- Resistência à abrasão superficial. 
 
- Resistência ao gretamento. 
 
- Dureza segundo a escala Mohs. 
 
- Aspectos dimensionais. 
Absorção e resistência à Flexão - Placas 
Fonte: GASTALDINI; SICHIERI (2007) 
letra maiúscula (B) significa que o produto é prensado. O numeral romano (I, II, III) 
seguido pela letra minúscula (a, b) determina o grupo de absorção de água. 
Expansão por umidade (EPU) também mede a 
qualidade da queima, isto é, mal queima (NBR 13818) pode gerar 
EPU > 0,6 mm/m. 
Portanto, EPU > 0,6 mm/m ou 0,06% - no caso de placas 
cerâmicas – expandem em presença de umidade, destacando-
as. 
 
 
EXPANSÃO POR UMIDADE 
 
 
EXPANSÃO POR UMIDADE 
Classe de abrasão superficial das placas – PEI 
 
- O ensaio PEI (Instituto de porcelanato dos Estados 
Unidos) mede a resistência ao desgaste superficial dos 
esmaltes das cerâmicas. 
 
 Obs.: Todo produto é riscado com areia (quartzo). 
 
- Risco através de disco de aço: 1=baixa; 2=média; 
3=média alta; 4=alta e 5=altíssimo e de fácil limpeza após 
o desgaste . 
Nº CICLOS CLASSE PEI 
100 0 
150 1 
600 2 
750, 1.500 3 
2.100, 6.000, 12.000 4 
> 12.000 5 
 Fonte: COSTA e SIVA et al. (2002) 
Classe de abrasão superficial das placas – PEI 
Fonte: IBRACON (2007) 
Gretamento - Placas 
 
 
- Pequenas fissuras capilar limitada à camada esmaltada da 
placa cerâmica, devido a expansão higroscópica. 
 
 - Causa: expansão por umidade. 
 
- Formatos diversos: espiral, circular, variado. 
 
- Critério (qualitativo): Não ocorrência – em qualquer 
situação 
 
Dureza na escala Mohs 
- Resistência apresentada pelo vidrado ao riscamento 
imposto por elementos de dureza crescente, mediante uma 
força padronizada. 
 
- Classificação: 
 
RELAÇÃO DE ELEMENTOS 
1 – talco 6 – feldspato 
2 – gesso 7 – quartzo 
3 – calcita 8 – topázio 
4 – fluorita 9 – coríndon 
5 – apatita 10 - diamante 
 Fonte: COSTA e SIVA et al. (2002) 
Medida de dureza em cerâmicas tradicionais 
Pesquisa realizada na Coréia do Sul analisando 
quantitativamente a dureza de artigos cerâmicos (telhas) 
feitos de argilas ou pedras utilizando os testes de dureza 
Mohs, mostraram que a dureza de ambas as telhas depende, 
fundamentalmente, da microestrutura constituída de poros 
com matrizes complexas (HYUNGSUN KIM; TAEKYU KIM, 
200?). 
Mancha d’água 
- É a diferença visual de tonalidade observada no esmalte da 
placa quando em contato com a água que penetra pelas 
faces laterais e inferior. 
 
- Sabe-se que não está descrito na norma brasileira. 
 
- Quanto a classificação (CCB), pode ser: Classes A, B ou C. 
Fonte: COSTA e SIVA et al. (2002) 
Fonte: COSTA e SIVA et al. (2002) 
PATOLOGIAS NO REVESTIMENTO CERÂMICO 
- DESTACAMENTO – falhas na 
aplicação, tardoz liso, EPU, ausência 
e, ou juntas inadequadas. 
 
- ESCURECIMENTO – elevada 
porosidade que geram elevada 
absorção, normalmente em 
cerâmicas sem esmaltes. 
 
 - EFLORESCÊNCIA – surge devido a 
penetração de água pelas juntas, 
por ascensão capilar o vazamentos 
de tubulações. Portanto, sais 
solúveis ou cal são lixiviados para 
superfície. 
Fonte: GASTALDINI; SICHIERI (2007) 
Juntas entre placas 
Fonte: IBRACON (2007) 
Material refratário 
Fonte: BROSNAN (2004) 
Propriedades das argamassas 
- A aderência é uma propriedade relevante para as 
argamassas, especificamente no que concerne ao 
desempenho e durabilidade. 
Local Acabamento Ra 
Parede Interna Pintura ou base para reboco ≥ 0,20 
Cerâmica ou laminado ≥ 0,30 
Externa Pintura ou base para reboco ≥ 0,30 
Cerâmica ≥ 0,30 
Teto ≥ 0,20 
Fonte: CARVALHO JR; BRANDÃO & FREITAS (2005) 
Argamassas, NBR 13749/2013 
- Espessuras admissíveis de revestimentos internos e 
externos: 
 
- Revestimento: parede interna ▪ 5 ≤ e ≤ 20 mm 
 
- Revestimento: parede externa ▪ 20 ≤ e ≤ 30 mm 
 
- Tetos: e ≤ 20 mm 
Argamassas - Patologia 
Ensaio de aderência, NBR 13528/2010 
 
Fonte: CARASEK (2005) 
Argamassas Industrializada, NBR 14081:2015 
Propriedade Método 
de ensaio 
Unid. Argamassa colante Industrializada 
ACI ACII ACIII E 
Tempo em aberto NBR 
14083 
Min. ≥ 15 ≥20 ≥20 Argamas
sa do tipo 
I,II ou 
III, com 
tempo em 
aberto 
estendido 
em no 
mínimo 
10 min. 
do 
especifica
do nesta 
tabela. 
Resistência de aderência 
a tração a 28 dias em : 
Cura normal 
Cura submersa 
Cura em estufa 
NBR 
14084 
 
 
MPa 
MPa 
Mpa 
 
 
≥0,5 
≥0,5 
- 
 
 
≥0,5 
≥0,5 
≥0,5 
 
 
≥1,0 
≥1,0 
≥1,0 
Deslizamento 1 NBR 
14085 
mm ≤0,7 ≤0,7 ≤0,71 O ensaio de deslizamento não é necessário para argamassa utilizada em aplicações 
com revestimento horizontal. 
Argamassas, aderência??? (reboco de teto) 
Cerâmica, aderência??? (Ed. Florianópolis) 
Patologia – Salinidade. 
PEIXOTO, ANA (2008) - UFRPE 
Referência para juntas 
- Juntas horizontais 3m e vertical 6m 
(fachada cerâmica) 
 
- Como estrita referência tem-se CARNEIRO (2007): 
 
▪ 32 m2 com dimensão máxima de 8m: revestimento 
parede/piso interno; 
 
▪ 24 m2 com dim. máx. 6m: cerâmica externa; 
 
▪ 20 m2 com dim. Máx. 4m: piso externo; 
 
▪ 100 m2 com dim. Máx. 10m: pintura externa. 
 
 
 
Patologia – Lixiviação/eflorescência. 
Patologia - Lixiviação/eflorescência. 
 
Patologia - Lixiviação/eflorescência - REJUNTAMENTO 
 
Patologia - REJUNTAMENTO 
 
Patologia – estrutural. 
Patologia – Cuidados com diversos 
substratos; descolamento (cor da 
cerâmica e localização) 
Patologia – descolamento (cor da 
cerâmica e localização) 
DURABILIDADE de Revestimentos 
antigos 
Forte muito antigo – 
próximo à ilha de 
Florianópolis 
Fortaleza de Santa 
Cruz de Anhatomirim – 
Século XVIII 
DURABILIDADE ??? 
Névoa salina, Porto de Galinhas 
CUIDADOS Com execução 
de revestimentos em 
fachadas 
CUIDADOS Com execução 
de revestimentos em 
fachadas 
CUIDADOS com manutenção (oitavo andar) 
Manutenção? 
CUIDADOS – substrato da 
fachada! 
CUIDADOS COM A POSIÇÃO 
DA FACHADA!