MATERIAIS CERÂMICOS
DEFINIÇÕES
PEDRAS ARTIFICIAIS
Materiais que substituem as pedras em suas aplicações ou têm aparência geral semelhante MATERIAIS DE CERÂMICAS
MATERIAIS DE CIMENTO
CERÂMICAS
PEDRAS ARTIFICIAIS OBTIDAS PELA MOLDAGEM, SECAGEM, E COZEDURA DAS ARGILAS OU DE MISTURA CONTENDO ARGILAS
GRANDE DURABILIDADE
ISOLANTES ELÉTRICOS E TÉRMICOS DUROS, MAS FRÁGEIS
AS ARGILAS
MATERIAIS TERROSOS QUE, QUANDO MISTURADOS COM A ÁGUA, APRESENTAM ALTA PLASTICIDADE
ABNT: "As argilas são compostas por partículas coloidais de diâmetro inferior a 0,005 mm, com alta plasticidade quando úmidas e que, quando secas, formam torrões dificilmente desagregáveis pela pressão dos dedos"
→ ARGILO-MINERAIS
→ FELDSPATOS (FUNDENTES) → SÍLICA LIVRE (AREIA)
→ ÓXIDO DE FERRO
→ ALUMINA LIVRE (ÓXIDO DE ALUMÍNIO)
→ SAIS DE SULFATOS E CARBONATOS DE CÁLCIO → MATÉRIA ORGÂNICA
→ ÁGUA DE CONSTITUIÇÃO
→ ÁGUA DE PLASTICIDADE OU ADSORVIDA
→ ÁGUA DE CAPILARIDADE, LIVRE OU DE POROS
TIPOS DE DEPÓSITOS DE ARGILA
TIPOS DE ARGILA → Argilas de cor de cozimento branca → Argilas refratárias
→ Argilas para a produção de grés → Argilas para materiais cerâmicos estruturais, amarelas ou vermelhas
PROPRIEDADES DAS CERÂMICAS
CONSTITUIÇÃO, COZIMENTO, PROCESSO DA MOLDAGEM, ETC.
Alta RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO (1-30 MPa) POROSIDADE Baixa RESISTÊNCIA À TRAÇÃO NA FLEXÃO: FRATURA FRÁGIL Alta DUREZA e RESISTÊNCIA AO DESGASTE
A resistência mecânica é um índice de qualidade do material
ABSORÇÃO DE ÁGUA OU POROSIDADE APARENTE
SUCÇÃO OU ABSORÇÃO INICIAL
Péssimos CONDUTORES ELÉTRICOS E TÉRMICOS Bom ISOLANTE ACÚSTICO
Mas péssimo ABSORVENTE ACÚSTICO
DEGRADAÇÃO DAS CERÂMICAS Muito duráveis, no entanto:
Agentes físicos: Umidade e vegetação Resistência ao fogo
Agentes químicos: Eflorescências
Classificação dos materiais cerâmicos usados na construção
1) Materiais cerâmicos secos ao ar
2) Materiais cerâmicos de baixa vitrificação 3) Materiais cerâmicos de alta vitrificação 4) Refratários
Classificação dos materiais cerâmicos segundo a norma ISO 10545:
Classificação ISO 10545
Absorção de Água
Equivalente em Português
Ia < 0,5 % porcelana
Ib 0,5-3,0 % grés
IIa 3,0-6,0 % semi-grés
IIb 6,0-10,0 % semi-poroso
III 10,0-20,0 % poroso
FABRICAÇÃO DA CERÂMICA
1. EXPLORAÇÃO DA JAZIDA
- Localização
- Topografia do local
- Características geológicas, profundidade máxima da barreira - Características do barro relacionadas com a aplicação
2. PREPARAÇÃO DA MATÉRIA-PRIMA E DA MASSA (1) SAZONAMENTO
(2) ELIMINAÇÃO DAS IMPUREZAS GROSSEIRAS (3) MACERAÇÃO: DESINTEGRAÇÃO, TRITURAÇÃO (4) LOTEAMENTO DO BARRO
(5) AMASSAMENTO E MISTURA
3. MOLDAGEM
DAR A FORMA DESEJADA À PASTA CERÂMICA ADICIONANDO MAIS ÁGUA
⇓
FACILIDADE DE MOLDAGEM CONSUMO DE ENERGIA
CONTRAÇÃO E DEFORMAÇÃO NA SECAGEM TEMPO DE SECAGEM
3-1. MOLDAGEM COM PASTA FLUÍDA
30-50 % DE ÁGUA “BARBOTINA”
PORCELANAS, LOUÇAS SANITÁRIAS, PEÇAS PARA INSTALAÇÃO ELÉTRICA E DE FORMATO COMPLEXO
3-2. MOLDAGEM COM PASTA PLÁSTICA MOLE (BRANDA)
3-3. MOLDAGEM COM PASTA PLÁSTICA CONSISTENTE (DURA)
15-25 % DE ÁGUA: PROCESSO DE EXTRUSÃO
CASO DAS TELHAS
3-4. MOLDAGEM A SECO OU SEMI-SECO
5-10 % DE ÁGUA: COMPACTAÇÃO COM PRENSAS (5 E 700 MPa) Simplicidade das operações
Produção em massa
Tempo de secagem reduzido
Muito boa qualidade (não tem bolhas)
Investimento elevado e limitação dos formatos
LADRILHOS, AZULEJOS, PISOS, REFRATÁRIOS, ISOLADORES ELÉTRICOS, TIJOLOS E TELHAS DE QUALIDADE SUPERIOR
4. SECAGEM
EVAPORAR A MAIOR QUANTIDADE POSSÍVEL DE ÁGUA ANTES DA QUEIMA E TORNAR A PEÇA SUFICIENTEMENTE RESISTENTE
PARA PODER SER MANUSEADA
É NECESSÁRIO CONTROLAR A VELOCIDADE DE SECAGEM PELO CONTROLE DA To
SECAGEM NATURAL
SECAGEM POR AR QUENTE-ÚMIDO SECADORES DE TÚNEL
5. COZIMENTO (QUEIMA)
TRANSFORMAÇÕES FÍSICAS, ALOTRÓPICAS, REAÇÕES NO ESTADO SÓLIDO E RECRISTALIZAÇÕES EM DIVERSOS
INTERVALOS DE TEMPERATURA TEMPERATURA DE QUEIMA
TEMPO DE PERMANÊNCIA NUMA TEMPERATURA DADA
→ Até 110ºC: evaporação do resto da água de capilaridade e amassamento
→ ≅ 200-300ºC: perda da água adsorvida: a argila se enrijece
→ 400 - 800ºC: perda da água de constituição; combustão da matéria orgânica; decomposição da pirita FeS2 em óxido de
ferro Fe2O3; decomposição dos hidróxidos; transformação do
quartzo α em quartzo β
→ 800 – 950ºC: calcinação dos carbonetos; decompos. dos sulfetos → A partir de 950ºC: INÍCIO DA VITRIFICAÇÃO (OU SINTERIZAÇÃO)
⇓
COESÃO E RESISTÊNCIA PARA AS PEÇAS CERÂMICAS
POR REAÇÃO EM ALTA TEMPERATURA ENTRE ALGUNS DOS CONSTITUINTES DAS ARGILAS, FORMA-SE UM “VIDRO” LÍQUIDO
A BASE DE SÍLICA QUE AGLOMERA AS PARTÍCULAS MENOS FUSÍVEIS DANDO APÓS O RESFRIAMENTO DUREZA,
RESISTÊNCIA E COMPACTAÇÃO AO CONJUNTO
AS PROPRIEDADES DE UM ARTIGO CERÂMICO DEPENDE DA QUANTIDADE DE VIDRO FORMADO, QUE SERÁ ÍNFIMA NOS TIJOLOS COMUNS E GRANDE NAS PORCELANAS
FORNOS INTERMITENTES: cozimento de um lote de cada vez
Forno intermitente comum Forno intermitente de chama invertida
Forno de mufla Forno semi-contínuo
6. ESMALTAÇÃO
UM ESMALTE É UM VIDRADO CERÂMICO QUE SE APLICA EM PEÇAS NA FORMA DE UMA CAMADA HOMOGÉNEA
APLICAÇAÕ: PROCESSO DE BIQUEIMA PROCESSO DE MONOQUEIMA
IMPERMEABILIZAR, EMBELEZAR, AUMENTAR A RESISTÊNCIA MECÂNICA, AUMENTAR A RESISTÊNCIA AO DESGASTE, MELHORAR A HIGIENIZAÇÃO E A RESISTÊNCIA QUÍMICA
TRANSPARENTE, OPACO, BRILHANTE, FOSCO OU COLORIDO HOMOGENEIDADE (ESPESSURA, COR) AO LONGO DA PEÇA ALTA RESISTÊNCIA ÀS VARIAÇÕES DE TEMPERATURA E
UMIDADE, SEM GRETAR
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO DE CERÂMICA
TIJOLOS COMUNS
Porosidade alta Superfícies ásperas
Fabricados com pequena prensagem (extrusão) Resistência à compressão 1,5-15 MPa
FABRICAÇÃO
ARGILAS SEDIMENTARES (das margens de rios e lagos)
PROCESSOS MAIS ECONÔMICOS POSSÍVEIS
(1) Limpeza do barro
(2) Moldagem com pasta plástica consistente (3) Secagem em grandes telheiros
(4) Cozimento a 900-1000 °C
TIJOLOS COMUNS FURADOS (BLOCOS)
DIMENSÕES VARIADAS, mas atenção:
X Blocos de 90 x 190 x 190 ⇒ 40 m2
de alvenaria X Blocos de 87 x 159 x 188 ⇒ 32 m2
de alvenaria + 12 % argamassa de assentamento
INSPEÇÃO E ENSAIOS E CRITÉRIOS PARA ACEITAÇÃO
1. INSPEÇÃO GERAL: IDENTIFICAÇÃO E ASPECTO
1.1 IDENTIFICAÇÃO (PROCEDÊNCIA):
Em cada tijolo/bloco/telha deve constar: NOME DO FABRICANTE
CIDADE DE SUA FABRICAÇÃO NÚMERO DO LOTE
DIMENSÕES EM CENTÍMETROS
L (largura) x H (altura) x C (comprimento)
1.2 ASPECTO: VERIFICAÇÃO VISUAL: Trincas, arestas irregulares, cavidades, presença de corpos estranhos, furos, homogeneidade de cor
HOMOGENEIDADE DE COR
FACILIDADE DE CORTE: FRATURA DE GRÃO FINO HOMOGÊNEA E DE COR UNIFORME
RUIM BOM
CORES DESMAIADAS OU MIOLO ESCURO ⇒ MATERIAL CRU OU
(E) COM MATÉRIA ORGÂNICA NÃO OXIDADA
CORES MUITO CARREGADAS (brilho excessivo)
⇒ EXCESSO DE VITRIFICAÇÃO
Obs: SOM LIMPO (METÁLICO) ⇒ BOM COZIMENTO
SOM CAVO ⇒ TIJOLOS MAL COZIDOS
2. INSPEÇÃO POR ENSAIOS
2.1. CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS
- FORMA PARALELEPIPÉDICA QUASE PERFEITA
- PLANEZA DAS FACES
- REGULARIDADE DAS DIMENSÕES
Desvio máximo tolerado para cada dimensão: ± 3 mm
2.2. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS
ABSORÇÃO DE ÁGUA ENTRE 8 E 22 %
2.3. CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS
RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO (saturado):
Orientação dos furos ?
- Furos na vertical: MÍNIMA DE 3 MPa
- Furos na horizontal: MÍNIMA DE 1,5 MPa:
OPCIONAL: EFLORESCÊNCIAS
TIJOLOS COMUNS MACIÇOS
CLASSIFICAÇÃO DA EB-19
NÃO RESPEITADA!
MODULAÇÃO RECOMENDA DAS DIMENSÕES
COMPRIMENTO / LARGURA / ESPESSURA: 4/2/1
ABSORÇÃO DE ÁGUA ENTRE 8 E 22%
EFLORESCÊNCIAS
TIJOLOS FURADOS X TIJOLOS MACIÇOS
ASPECTO MAIS UNIFORME, ARESTAS E CANTOS MAIS FIRMES, FACES PLANAS E MELHOR ESQUADREJADOS
Controle da qualidade da secagem e da queima mais fácil MENOS PESO POR UNIDADE DE VOLUME APARENTE
TRANSPORTE / MANUSEIO MAIS FÁCIL NO CANTEIRO
DIFICULTAM A PROPAGAÇÃO DE UMIDADE E FAVORECEM A DESSECAÇÃO DAS PAREDES
MAIOR ISOLAMENTO TÉRMICO
TIJOLOS APARENTES
PRODUTOS DE MELHOR QUALIDADE BOA APARÊNCIA
UNIFORMIDADE NA COR E DE TAMANHO MAIOR RESISTÊNCIA À ABRASÃO
menor absorção (8-15 %)
ARGILAS GORDAS ⇒ MAIOR GRAU DE VITRIFICAÇÃO
⇒ MENOR ABSORÇÃO (8-15 %)
TAVELAS
TIJOLOS USADOS NA FABRICAÇÃO DE LAJES MISTAS
TELHAS COMUNS
FABRICAÇÃO Barro mais fino e homogêneo do que p/ tijolos ⇒ Menor permeabilidade e maior resistência à flexão
MOLDAGEM Extrusão seguida por prensagem SECAGEM Mais lenta que para tijolos
⇒ Diminuir a deformação (barro usado mais fino) QUEIMA idem tijolos
A NORMA FIXA O SISTEMA DE ENCAIXE, O PESO, A ABSORÇÃO DE ÁGUA, A PERMEABILIDADE E A RESISTÊNCIA À FLEXÃO,
LIBERANDO A FORMA DAS PEÇAS À CONVENIÊNCIA DO FABRICANTE
1. IDENTIFICAÇÃO E ASPECTO
1.1 IDENTIFICAÇÃO (PROCEDÊNCIA):
Face inferior, gravada em alto ou baixo relevo: - marca do fabricante
- cidade de sua fabricação
1.2 ASPECTO VISUAL: Fissuras, cavidades, presença de corpos estranhos, furos, quebras, homogeneidade de massas e cor
ARESTAS FINAS E SUPERFÍCIES SEM RUGOSIDADES
COZIMENTO PARELHO, NÃO CONTER SAIS SOLÚVEIS
RUIM BOM
SOM METÁLICO
2. CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS
2.1 REGULARIDADE DE FORMA E DIMENSÕES
comprim. ≥ 50 cm ± 2 % comprim. < 50 cm ± 1 mm espessura ± 2 mm empenamento < 5 mm
2.2 EMPENAMENTO: < 5 mm
3. ENSAIOS
3.1 MASSA: < 3,0 kg
3.2 ABSORÇÃO DE ÁGUA: < 18 %
3.3 (IM)PERMEABILIDADE
24 horas: sem mancha
48 horas: manchas toleradas, mas sem gotejamento
3.4 CARGA DE RUPTURA À FLEXÃO (SATURADA): 70 kg
OBSERVAÇÃO: PROCESSO PARA VERIFICAR A QUALIDADE
TELHAS DE ESCAMAS (GERMÂNICA, URUGUAIANA)
TIPO CANAL COLONIAIS
TIPO CAPA-CANAL PAULISTA
TIPO CANAL ROMANAS TIPO CANAL PORTUGUESAS
TIPO TÉGULA TIPO PLAN TERMOPLAN
MANILHAS
TUBOS CERÂMICOS TIPO PONTA-BOLSA PARA CONDUÇÃO DE ESGOTOS SANITÁRIOS, REMOÇÃO DE DESPEJOS INDUSTRIAIS E
CANALIZAÇÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS
VIDRADAS internamente e externamente ou só internamente
PROCESSO DE FABRICAÇÃO
- Barro bastante fusível ⇒ Alta vitrificação ⇒ Alta deformação - Moldagem por extrusão
- Esmaltação
EB-5 Grupo A: com vidrado interno e externo Grupo B: com vidrado só interno
Devem ter estrias circulares na superfície interna da bolsa e na parte externa da ponta lisa.
TUBOS COM BORRACHA
ENSAIOS (1) Resistência à compressão diametral (2) (Im)permeabilidade
(3) Absorção de água
REVESTIMENTOS CERÂMICOS
REVESTIR OUTROS MATERIAIS PROTEÇÃO E ACABAMENTO
(1) AZULEJOS: PLACAS DE LOUÇA BRANCA (FELDSPÁTICA) - de pouca espessura; 15x15 e 10x10 cm ou retangular
- vidrados na face externa ⇒ impermeabilidade e durabilidade - não vidrados na face interna (tardoz) e nas arestas
(2) LADRILHOS OU TIJOLEIRAS: TIJOLOS DE PEQUENA ESPESSURA PAVIMENTAÇÃO E REVESTIMENTOS
COMUNS (POROSOS): TIJOLEIRAS
PRENSADOS: LADRILHOS (ESPESSURA < 8 mm) LAJOTAS (ESPESSURA > 8 mm)
* Alto grau de vitrificação compactos e impermeáveis * Face interna (tardoz) rugorosidades e saliências * Alta resistência ao desgaste (pisos)
* Coloridos, com ou sem vidrado, com ou sem decoração
* PROCESSO DE FABRICAÇÃO
MOLDAGEM a seco, PRENSAGEM, QUEIMA a 1000-1200°C VIDRADO biqueima ou monoqueima
OBSERVAÇÃO: GRÉS PORCELLANATO
MATÉRIAS-PRIMAS DE GRANDE PUREZA COM QUEIMA A 1250O
C NÃO É ESMALTATO
QUASE IMPERMEÁVEL: ABSORÇÃO DE ÁGUA < 0,1 % ⇓
MAIOR RESISTÊNCIA ÀS MANCHAS E FACILIDADE DE LIMPEZA MAIOR RESISTÊNCIA QUÍMICA (LABORATÓRIOS E INDUSTRIAS) MAIOR RESISTÊNCIA À ABRASÃO (ÁREAS DE ALTO TRAFEGO)
RESISTÊNCIA MECÂNICA > RESISTÊNCIA DO GRANITO EXISTEM PEÇAS ESPECIAIS: RODAPÉS, ANTIDERAPANTE
RESISTÊNCIA À ABRASÃO DE MATERIAIS DE REVESTIMENTO
PRINCIPAIS NORMAS PARA REVESTIMENTOS CERÂMICOS NORMAS INTERNACIONAIS ISO-DIS 10.545 E ISO-DIS 13.006
1.QUALIDADE SUPERFICIAL: presença de defeitos de fabricação: trincas, gretas, falta de esmalte, ondulações, depressões, furos, pontos, manchas, defeitos de decoração, cantos e arestas quebrados, diferenças de tamanho e de tonalidade.
Classe A: se verificar nenhum defeito a uma distância de 1 metro Classe C: se verificar algum defeito a uma distância de 1 metro Classe D: se verificar algum defeito a uma distância de 3 metros
2.ABSORÇÃO DE ÁGUA: classificação dos revestimentos
Absorção de água Conformação por extrusão Conformação por prensagem
< 0,5 % - B I a
0,5-3,0 % A I B I b
3,0-6,0 % A II a B II a
6,0-10,0 % A II b B II b
> 10 % A III B III
3.ASPECTO DIMENSIONAL: comprimento dos lados e espessura, retitude dos lados, ortogonalidade, planaridade de superfície, curvatura lateral, empeno
4.DILATAÇÃO TÉRMICA: varia entre 4 e 10.10-6 /o
C
5.CARGA DE RUPTURA: ambientes submetidos à circulação de cargas e a impactos (Ex.: cozinhas, pisos industriais, garagens, etc.)
Classe Absorção de água Resistência mecânica I a < 0,5 % altíssima
I b 0,5-3,0 % muito alta
II a 3,0-6,0 % alta
II b 6,0-10,0 % média III > 10 % média-baixa
6.RESISTÊNCIA AO IMPACTO: industrias, garagens, cozinhas, oficinas, etc. Classe 1: baixa resistência
Classe 2: resistência média-baixa Classe 3: resistência média-alta Classe 4: alta resistência
7.RESISTÊNCIA ÀS MANCHAS: hospitais, restaurantes, indústrias alimentícias, laboratórios, etc.
Classe Resistência às manchas 1 Impossível remover a mancha (recusado) 2 Mancha removível com solvente (recusado) 3 Mancha removível com produto de limpeza forte 4 Mancha removível com produto de limpeza fraco
5 Máxima facilidade de remoção da mancha (com água)
8.RESISTÊNCIA QUÍMICA: ensaios normalizados que simulam o comportamento da cerâmica ao ataque de várias substâncias químicas
Produto químico Simulação
Ácido clorídrico Produtos de limpeza ácidos Ácido cítrico Suco de limão, refrigerantes Hidróxido de potássio Produtos de limpeza alcalinos Cloreto de amônia Produtos de limpeza pesada Sulfato de cobre Produtos de limpeza leve Hipoclorito de sódio Água sanitária
⇓
Classe Resistência química A alta
B média C baixa
Observação: nenhum material cerâmico resiste ao ácido fluorídrico
9.EXPANSÃO POR UMIDADE: valor máximo recomendado é de 0,6 mm/m; importante p/ aplicação em fachadas, saunas, piscinas, etc.
10.COEFICIENTE DE ATRITO: resistência ao escorregamento Coeficiente de
atrito
Indicação
< 0,20 Totalmente desaconselhável p/ áreas externas
≥ 0,20 e < 0,39 Desaconselhável p/ áreas externas
≥ 0,40 e < 0,75 Recomendado p/ áreas externas em nível
≥ 0,75 Recomendado p/ áreas externas com aclive
11.RESISTÊNCIA AO RISCO: mede a deterioração da superfície (Dureza Mohs) que provoca uma redução gradual do brilho e torna a peça mais difícil de limpar.
OBSERVAÇÃO: PRODUTOS COM ALTO BRILHO E ESCUROS ESTÃO MAIS SUJEITOS A ESTE TIPO DE DEFEITO
12.RESISTÊNCIA À ABRASÃO: desgaste da superfície causado pelo movimento de pessoas e objetos provocando perda de brilho, variações de tonalidades, etc.
*ABRASÃO SUPERFICIAL: REVESTIMENTOS ESMALTADOS PEI
CLASSE 0 → USO COMO REVESTIMENTO DE PAREDE
*ABRASÃO PROFUNDA: REVESTIMENTOS NÃO ESMALTADOS Classe Resistência à abrasão (mm3)
BIa máximo 175 BIb máximo 275 BIIa máximo 345 BIIb máximo 540
BIII
MATERIAIS DE LOUÇA SANITÁRIA
ARGILAS QUASE ISENTAS DE ÓXIDO DE FERRO, CONTENDO QUARTZO E FELDSPATO FINAMENTE MOÍDOS
PROCESSO DE BARBOTINA
QUEIMA ≅ 1300 °C E, EM SEGUIDA É APLICADO O VIDRADO
A NORMALIZAÇÃO É AMPLA MAS POUCO OBEDECIDA
ABSORÇÃO DE TINTA imersão da amostra durante uma hora em tinta vermelha: exige-se penetração nula no vidrado e máxima de 1 mm na superfície de uma fratura
CERÂMICAS REFRATÁRIAS
CERÂMICAS REFRATÁRIAS Não se deformam abaixo de 1520°C
CERÂMICAS ALTAMENTE REFRATÁRIAS
Não se deformam abaixo de 1785°C
ESTABILIDADE DE VOLUME, RESISTÊNCIA MECÂNICA E RESISTÊNCIA QUÍMICA NAS ALTAS TEMPERATURAS
ARGILAS REFRATÁRIAS SÍLICO-ALUMINOSAS, ALUMINA
PRENSAGEM E QUEIMA ATÉ 2500 °C
TIJOLOS MACIÇOS
TIJOLOS ESPECIAIS PARA CHAMINÉS E ABÓBADAS
ASSENTAMENTO: ARGAMASSA REFRATÁRIA
Mesma argila do tijolo sem cimento ou cimento aluminoso
