N235 - MAT NATURAIS E ARTIFICIAIS_aula09

Prévia do material em texto

N235 - MAT NATURAIS E 
ARTIFICIAIS 
Aula 09 
2 
MATERIAIS CERÂMICOS 
• Denomina-se cerâmica a pedra 
artificial obtida por processos que 
iniciam na extração e preparação da 
matéria-prima, moldagem, secagem 
e cozedura (queima) de argilas ou 
de misturas contendo argilas. 
• A denominação cerâmica 
compreende todos os materiais 
inorgânicos, não metálicos, obtidos 
geralmente após tratamento térmico 
em temperaturas elevadas. 
DEFINIÇÃO 
• Nos materiais cerâmicos 
ocorrem ligações iônicas e/ou 
covalentes. 
• As composições químicas e 
estruturais desses materiais 
podem variar de maneira 
considerável. 
• Assim, as propriedades dos 
materiais cerâmicos também 
variam bastante devido às 
diferenças de suas ligações. 
INTRODUÇÃO 
INTRODUÇÃO 
• Cerâmica é a pedra artificialmente obtida pela moldagem, secagem 
e cozedura de argilas ou misturas contendo argilas. 
• A argila como material de construção começou a ser utilizada pela 
sua abundância, pelo custo reduzido e por ser um material que, na 
presença de água, pode ser moldado facilmente, secando e 
endurecendo na presença de calor. 
• Além disso, o uso dos produtos cerâmicos produzidos a partir do 
cozimento das argilas surgiu da necessidade de um material similar 
às rochas nos locais onde havia a sua escassez 
ARGILAS UTILIZADAS NA FABRICAÇÃO DE 
MATERIAIS CERÂMICOS 
• Caulinita: são as argilas consideradas 
mais puras. Utilizadas na fabricação de 
porcelanas, materiais refratários e em 
cerâmicas sanitárias. 
• Montmorilonita: por ser um material 
absorvente é pouco utilizada sozinha. 
É aplicada em misturas às caulinitas 
para corrigir a plasticidade. 
• Micáceas: são muito utilizadas na 
fabricação de tijolos. 
CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO EMPREGO 
• Fusíveis: são aquelas que se deformam a temperaturas menores de 
1200°C. Utilizadas na fabricação de tijolos e telhas, grés, cimento, 
materiais sanitários. 
• Infusíveis: são resistentes a temperaturas elevadas. Utilizadas para 
a fabricação de porcelanas. 
• Refratárias: não deformam a temperaturas da ordem de 1500°C e 
possuem baixa condutibilidade térmica, sendo utilizadas para 
aplicações em que o material deva resistir ao calor, como na 
construção e revestimentos de fornos. 
PROPRIEDADES DAS ARGILAS 
• Plasticidade: um material possui plasticidade quando se deforma sob a ação de 
uma força e mantém essa deformação após cessar a força que a originou. A 
plasticidade das argilas é em função da quantidade de água presente no material. 
Quanto mais água, até certo ponto, maior a plasticidade da argila e a partir desse 
ponto, se for adicionada mais água, a argila se torna um líquido viscoso. Quanto 
mais pura a argila, mais plástica é a sua mistura com água e quanto maior a 
temperatura, menor a plasticidade, porque a quantidade de água é reduzida. 
Existem substâncias que aumentam esta plasticidade (carbonatos, hidróxidos, 
silicatos e oxalatos) ou as que diminuem (ar incorporado, detergentes, sabões, pó 
de minerais, areia e pó de cerâmica). Estas substâncias são usadas como aditivo 
para correções na fabricação da cerâmica. A plasticidade depende também do 
tamanho, formato e comportamento químico dos grãos. 
PROPRIEDADES DAS ARGILAS 
• Ação do calor: nas argilas, a ação do calor pode ocasionar variação na 
densidade, porosidade, dureza, resistência, plasticidade, textura, condutibilidade 
térmica, desidratação e formação de novos compostos. As argilas cauliníticas 
perdem pouca água em temperaturas inferiores a 400°C, mas acima desta 
temperatura perdem água de constituição (água combinada quimicamente), 
modificando sua estrutura. As argilas em que predomina a montmorilonita 
perdem quase toda a água a 150°C e as micáceas a 100°C, sendo que ambas 
começam a perder água de constituição a partir de 400°C. 
• Retração e dilatação: a caulinita se dilata de modo regular, perdendo água de 
amassamento de 0°C a 500°C e contrai-se em temperaturas de 500°C a 1.100°C. 
As argilas micáceas dilatam-se progressivamente até 870°C, contraindo-se em 
seguida. 
PROPRIEDADES DAS ARGILAS 
• Porosidade: é a relação entre o volume de poros e o volume total de material. 
Quanto maior a porosidade, maior a absorção de água e menor a massa 
específica, a condutibilidade térmica, a resistência mecânica e a resistência à 
abrasão. Quanto maior a comunicação entre os poros, maior é a permeabilidade; 
ou seja, a facilidade de líquidos e gases de circularem pelo material. A porosidade 
das argilas depende dos seus constituintes, da forma, tamanho e posição das 
partículas (argilas de grãos grossos são mais permeáveis que as de grãos finos) e 
dos processos de fabricação. A porosidade age diretamente na capacidade 
calorífica do material, já que em um poro a propagação do calor só é possível por 
radiação, ou seja, exemplificando, um forno revestido com material mais poroso 
(um refratário) pode ser aquecido e resfriado muito mais rapidamente e 
eficientemente. 
PROPRIEDADES DAS ARGILAS 
• Composição e impurezas: alguns constituintes presentes nas argilas podem melhorar 
suas propriedades, enquanto alguns podem ocasionar defeitos aos produtos. Compostos de 
sílica e de alumínio fazem parte da constituição principal das argilas. A sílica pode estar 
presente de maneira livre ou combinada. Quando livre, aumenta a brancura do produto 
cozido, diminui a plasticidade, reduz a retração, diminui a resistência à tração e à variação 
de temperatura e causa variações na refratariedade. Os compostos de alumínio diminuem 
o ponto de fusão e a plasticidade e aumentam a resistência, a densidade e a 
impenetrabilidade do produto cozido. Compostos alcalinos e de ferro diminuem a 
plasticidade e a refratariedade, sendo que o último dá cor vermelha ao material. 
Compostos cálcicos desprendem calor e aumentam de volume, podendo ocasionar 
rompimento da peça. A fim de eliminar ou reduzir as impurezas, a argila pode passar por 
processos de purificação. Esses processos podem ser de natureza física como uma 
lavagem ou peneiramento e de natureza química, que envolvem modificação na 
temperatura, combinação entre alguns compostos e inibição da atividade de outros. 
OBTENÇÃO DA CERÂMICA 
• a) Extração de argila e composição: normalmente a argila vermelha, extraída em laterais 
de rios ou barrancos, é utilizada para tijolos, telhas, lajotas e ladrilhos. As argilas claras, 
tipo caulim, utilizadas para azulejos, porcelanas, etc. 
• b) Preparo da matéria prima: constitui-se nas misturas e na maceração das argilas, para 
eliminação de nódulos que comprometeriam a qualidade do produto final. Nas pequenas 
olarias, de trabalhos manuais, essa maceração é feita de maneira rudimentar com um 
moinho de tração animal. Nas olarias de telhas, o equipamento utilizado é chamado 
“maromba”. 
• c) Moldagem: é diferente para os diversos produtos cerâmicos. Com pasta seca ou semi-
seca (4 a 10% de água) molda-se com prensas (azulejos, pisos, tijolos e telhas). Com pasta 
plástica consistente (20 a 35% de água) molda-se em formas de madeira ou torno de oleiro 
(vasos, potes, etc.). Com pasta fluida (30 a 50% de água) molda-se em formas porosas de 
gesso e, depois de seca, a peça descola desta (porcelanas, louças sanitárias e peças de 
formato complexo). 
OBTENÇÃO DA CERÂMICA 
• d) Secagem: se a cerâmica for úmida para o forno aparecem tensões internas e o 
consequente fendilhamento. Um tijolo, por exemplo, contém cerca de 1 kg de água após a 
moldagem, e a secagem é feita ao ar livre e leva de 3 a 6 semanas, em pequenas olarias. 
Nas olarias maiores pode-se utilizar a secagem por ar quente-úmido e por radiação 
infravermelha, o que dá um controle rigoroso dessa fase, com custo elevado. 
• e) Cozimento: é a fase final do processo produtivo da cerâmica. Nas pequenas olarias os 
fornos são à lenha, onde os materiais crus são colocados manualmente (empilhados). 
Como a lenha é posta na parte inferior, obtém-se geralmente,tijolos supercozidos nas 
primeiras camadas, bons tijolos nas fiadas intermediárias e tijolos quase crus nas 
superiores. Os outros tipos de fornos têm produtos mais satisfatórios porque são 
contínuos, isto é, os materiais entram sobre vagonetes e recebem toda a caloria do 
processo. 
• f) Esfriamento: Nesta fase o único cuidado é evitar um resfriamento muito brusco, que 
pode fendilhar a peça pela rápida retração. 
PRODUTOS CERÂMICOS 
Tijolos e telhas 
• Tijolo comum (maciço) 
• Tijolo furado 
• Telhas cerâmicas 
PRODUTOS CERÂMICOS 
Azulejos e afins 
• Os azulejos são obtidos a partir de uma mistura de argilas, caulins, areia e outros 
minerais, prensando em moldes metálicos, queimada a mais de 900°C e 
esmaltada numa das faces pela fusão de um esmalte, geralmente em segunda 
queima. 
• Na fábrica a classificação é feita visualmente num conjunto de peças colocadas 
num painel devidamente iluminado, como o observador a: 
→1 metro de distância – sem defeitos visíveis = classe A 
→1 metro de distância – com defeitos visíveis = classe B 
→3 metros de distância – com defeitos visíveis = classe C 
 
 BIBLIOGRAFIA DA AULA 
 
- BIBLIOGRAFIA DISCIPLINA