1. PCC USP 4/6/2007
Definição de materiais
cerâmicos
Grego: “KERAMOS” - COISA QUEIMADA
Materiais constituídos de produtos químicos
Materiais inorgânicos, excluindo os metais, utilizáveis após
tratamento em altas temperaturas.
cerâmicos (American Ceramic Society)
Componentes de construção obtidos por moldagem,
Responsáveis: secagem e cozimento de misturas à base de argilas.
Silvia Selmo
Antonio Figueiredo
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Histórico dos materiais
ARGILAS
cerâmicos
Surgem como materiais alternativos à pedra; NBR6502 - Rochas e Solos
Assírios - 4000 a. C., registros de cerâmica vidrada Solo com características de plasticidade com água,
Egípcios - utilização na construção moldagem fácil de formas, coeso quando seco,
Gregos - pouco uso difícil desagregação por pressão dos dedos,
Romanos - Alvenarias cúpulas partículas menores que 5 µm argilominerais
Século VII - Porcelana chinesa
Árabes - Valorizam na Espanha
Londres - Incêndio de 1666 (substituição das edificações SOUZA SANTOS (1975) - rochas constituídas
em madeira por alvenarias de tijolos) essencialmente por argilominerais ( < 2 µm),
Brasil - introduzidos pelos portugueses durante o Império podendo conter outros minerais, matéria
Com o aparecimento de estruturas de aço / concreto - orgânica e outras impurezas.
função de vedação;
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Estrutura atômica dos
Constituintes das argilas
argilominerais
Argilominerais - silicatos hidratados de
Sílica - SiO2 (40 - 80%)
alumínio, ferro e magnésio, com pequeno
↓ plasticidade,
teor de alcalino-terrosos
↓ retração por secagem (argilas)
(1) Estrutura atômica da maioria dos Nos produtos calcinados:
argilominerais, tetraedros de ↓ resistência à tração,
(a)
(1) sílica e octaedros de alumina. resistência ao choque térmico
refratariedade
(2) Estrutura da caulinita Fonte: Investigacion y Ciencia, 1979
α,
(b) (2)
(c)
(d)
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Constituintes das argilas Constituintes das argilas
Óxido de alumínio - Feldspatos sódicos,
Al2O3 (10 - 40%) potássicos ou cálcicos Sais solúveis
↑ refratariedade < 70% ou > ↓ refratariedade,
80% (cai neste intervalo) ponto de fusão (K2SO4, Na2SO4, NaCl, Na2CO3)
plasticidade
Óxido de ferro - ↓ plasticidade e refratariedade
↑ densidade de massa,
Fe2O3 (< 8%) resistência causam eflorescências
Confere cor avermelhada estanqueidade produtos
↓ plasticidade Carbonatos ou sulfatos de cálcio
↓ refratariedade
Silicatos e fosfatos de cálcio
Fundentes
Matéria orgânica
↑ plasticidade, retração e porosidade
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Principais propriedades das Principais propriedades das
argilas argilas
Quanto à retração por secagem Granulometria
• redução de volume porosidade
• inicia na superfície capacidade de empacotamento natural da argila
• Difusão de água
• tensões por retração diferencial
tratamento das argilas:
• depende controle da porosidade da cerâmica
• teor de umidade,
• finura da argila
• comp. Mineralógica
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Produção de Componentes
Componentes Cerâmicos
Cerâmicos - Queima
Cerâmica branca
Pó de pedra (absorção de água 10-20%)
placas de revest. (azulejo), peças sanitárias
retração
Grês cerâmico (aa 0,5-2%)
pastilhas, ladrilhos*, anti-ácidos, peças sanitárias
Porcelana (aa “nula”)
pastilhas, porcelana “elétrica”
Fonte: IOSHIMOTO & THOMAZ
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Componentes Cerâmicos Componentes Cerâmicos
Cerâmica vermelha
Vidrados Refratários Vidros
Porosos
tijolos maciços comuns ladrilhos* (vidrados/esmaltados) placas planas
tijolos laminados silicosos
tijolos maciços prensados blocos e telhas
tubos sílico-aluminoso
tijolos laminados fibras de vidro
(vidrados internamente/ vidrado
aluminosos
blocos vazados
interna e externamente e não de magnesita domus
painéis pré-fabricados vidrados) de cromita lâmpadas, luminárias
telhas, comp. para lajes
Argila expandida
ladrilhos*, lajotas e outros.
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Fabricação dos Materiais Fabricação dos Materiais
Cerâmicos Cerâmicos
Quanto à umidade de moldagem:
Seco ou semi-seco .................... 4 - 10% (prensagem)
Quanto à queima:
Pasta plástica Baixa vitrificação 900 - 1100 oC
consistente ................. 20 - 35% (extrusão)
mole ........................... 25 - 40% (moldes/torno) Alta vitrificação 1250 oC
Pasta fluida .............................. 30 - 50% (moldes de gesso)
Refratários 2500 oC
Seco Consistente Mole Fluida
Placas de pisos
e de
revestimentos, Tijolos, tubos,
pastilhas, blocos vazados, Tijolos maciços Louças sanitárias
refratários, telhas, refratários,
isoladores tijolos para lajes
elétricos, mistas
tijolos, telhas
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Propriedades dos Materiais
Propriedades dos materiais
Cerâmicos cerâmicos
(cont.)
Propriedades físicas Propriedades mecânicas
• Densidade de massa aparente (g ) - 1900 a 2100
kg/m3 • Resistência à compressão ( fc ):
• Umidade higroscópica de equilíbrio - 0,5 - 1,0 % Tijolos e blocos vedação - > 1,5 MPa (mín. exigido)
(expansão) Cerâmica vermelha estrutural -
• Absorção de água: 0 (porcelanas) Blocos estruturais 20 - 80 MPa
• 20 - 25% (cerâmica vermelha)
Placas de pisos até 150 MPa
• Resistência a agentes químicos: variável c/ porosidade
e absorção Porcelanas - até 200 MPa
• Movimentações higroscópicas reversíveis: 0 - 0,02% • Resistência à tração ( ft ): 15 a 20 % fc
• Coeficiente de dilatação térmica linear: 10-5 • Módulo de elasticidade: 6 GPa até 100 GPa ou mais
mm/mm.oC
• Calor específico (c): 0,21 cal/g.oC • Coeficiente de Poisson ( υ ): 0,20 a 0,30
• Coef. de condutividade térmica ( l ): 0,002 • Ruptura frágil Fonte: IOSHIMOTO & THOMAZ
cal.cm/oC.cm2.s 17 18
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Placas cerâmicas
NBR 13816/97:
Componentes
Cerâmicos Revestimento Placa cerâmica
cerâmico para
• Conjunto formado revestimento
por
• Componente ou
• placas material para
cerâmicas; revestir
• argamassa de • pisos e
assentamento, e
• paredes.
• rejunte.
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Revestimentos cerâmicos Revestimentos cerâmicos -
- Breve histórico - Propriedades genéricas
Incombustíveis; Absorção de água;
Antialérgicos; Facilidade de limpeza;
Uso decorativo na Babilônia, VI a.c.
Higiene;
No Brasil, introduzidos pelos portugueses
Efeito decorativo;
No século XX: aplicação c/ fins higiênicos em
Resistência à abrasão;
banheiros e cozinhas
Resistência ao impacto;
Durabilidade
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Placas cerâmicas - Placas cerâmicas -
Classificação Classificação - Acabamento
superficial-NBR 13817/97:
Quanto à Quanto ao
conformação - NBR
Esmaltadas
tratamento
13817/97 • GL ou G (glazed)
térmico
Prensadas Não esmaltadas
Biqueima
• tipo B
• UGL ou U (unglazed)
Extrudadas
• tipo A Monoqueima
Outros processos
• tipo C
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Placas cerâmicas - Placas cerâmicas -
Classificação - Absorção de Classificação - Quanto à
água - NBR 13817/97 absorção de água - ANFACER
tipo I (0 a 3%) Massa seca 110 +
• a : 0 a 0,5%; 5 oC Porcelanato < 0,5 %;
• b : 0,5 a 3%; • Mse Grês 0,5 % a 3 %;
tipo II (3 a 10%) Massa saturada p/ Semi-
Semi-grês 3 % a 6 %;
fervura durante 2 h
• a : 3% a 6%; Semi-
Semi-porosas 6 % a 10%;
• Msat
• b : 6% a 10%; Absorção Porosas 10 % a 20 %.
tipo III (> 10%) • Msat - Mse /Mse, %
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Placas cerâmicas - Placas cerâmicas -
propriedades sempre exigidas, propriedades sempre exigidas
Área >57 cm2
Tolerâncias Absorção de água de 0 a 3% Tolerância até
• açougues, saunas, laticínios, 10% em
dimensionais: matadouros, câmaras frigoríficas
relação aos
limites tipo Ia e
• lados Absorção de água 0 a 6% Ib
• espessura • Piscinas, pisos em postos de
• ortogonalidade gasolina, pisos industriais,
garagens, pisos públicos alto
• curvaturas tráfego, fachadas e terraços,
• empeno escadas e rampas
aspecto superficial Absorção de água de 0 a 20%
• Banheiros residenciais,
tonalidade churrasqueiras, lareiras, paredes
em geral
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Placas cerâmicas -
propriedades sempre Placas cerâmicas -
propriedades sempre exigidas
exigidas
Resistência ao PRENSADAS
gretamento
Conformação Placas tipo A (absorção, %)
<3 3-6 6 - 10 >10
23 20 17,5 8
MRF, Méd.
>
18 18 15 7
(MPa) Indiv.
e> 1100 950 900 600
CR, 7,5mm
>
e< 600 600 900 600
(N) 7,5mm
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Placas cerâmicas - Placas cerâmicas -
propriedades sempre exigidas propriedades para pisos
Placas tipo B (absorção, %) PEI 5 PEI 4
Conformação EXTRUDADAS
<0,5 0,5 - 3 3-6 6 -10 >10% • Pisos públicos de alto • Câmaras frigoríficas
35 30 22 18 15 tráfego: shoppings,
MRF, Méd. • Estabelecimentos
aeroportos, fast-foods comerciais
>
32 27 20 16 12
(MPa) Indiv. • Pisos industriais • Entradas de hotéis
• Postos de gasolina • Showroons, salões
e> 1300 1100 1000 800 600
CR, 7,5mm • Garagens de venda
>
e< 700 700 600 500 200 • Laticínios • Escadas e rampas
(N) 7,5mm • Açougues
• Matadouros
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Revestimentos
Placas cerâmicas - cerâmicos -
propriedades para pisos principais patologias
PEI PEI Descolamentos Defeitos precoces no
•3 1 Eflorescências piso, por deficiência
• residências: • Banheiros e Defeitos precoces impermeabilização
cozinhas, quartos em placas de base:
corredores, hall piso/parede • Eflorescências
0
de entrada e • Gretamento • Lascamento do
quintais • Desaconselhável esmalte
• Riscamentos
para pisos
•2 • Lascamentos (baixa
resistência a
• quartos sem impacto)
portas externas • Manchamentos
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