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Materiais Cerâmicos

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Materiais Cerâmicos. Resumo histórico. Argilas cozidas ao sol e em fornos Torre de Babel Tijolo cerâmico + betume Assírios e Caldeus Pérsia Casas populares Egito Romanos Alvenarias revestidas com pedras e gesso Árabes Arquitetura maometana Inglaterra Incêndio em Londres em 1666.

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Presentation Transcript
resumo hist rico
Resumo histórico
  • Argilas cozidas ao sol e em fornos
  • Torre de Babel
    • Tijolo cerâmico + betume
  • Assírios e Caldeus
  • Pérsia
    • Casas populares
  • Egito
  • Romanos
    • Alvenarias revestidas com pedras e gesso
  • Árabes
    • Arquitetura maometana
  • Inglaterra
    • Incêndio em Londres em 1666
argilas
Argilas
  • Constituição
    • Definição
      • Minerais (silicatos de alumínio hidratados) que formam com a água uma pasta plástica suscetível de conservar a forma moldada, secar e endurecer sob a ação do calor
argilas1
Argilas
  • Solo que apresenta características marcantes de plasticidade; quando suficientemente úmido molda-se facilmente em diferentes formas, quando seco apresenta coesão bastante para constituir torrões dificilmente desagregáveis por pressão dos dedos; suas propriedades dominantes são devidas à parte constituída pelos grãos de diâmetros máximos inferiores a 0,005 mm
composi o qu mica
Composição química

O óxido de ferro é o responsável pela coloração avermelhada típica dos materiais cerâmicos

classifica o das argilas
Classificação das argilas
  • Conforme a estrutura
    • Estrutura laminar ou foliácea - adequadas para cerâmicas
      • Caulinita
      • Montmorilonita
      • Ilita ou micácea
    • Estrutura fibrosa
classifica o das argilas1
Classificação das argilas
  • Conforme o emprego
    • Infusíveis - porcelanas
    • Refratárias - produtos refratários
    • Fusíveis - deformam e vitrificam abaixo de 1200oC
      • Figulinas - tijolos e telhas
      • Grés - material sanitário
      • Magras (calcárias) - cimento
      • Ferruginosa - tijolos e telhas
classifica o das argilas2
Classificação das argilas
  • Quanto à plasticidade
    • Gordas (graxas) - alta plasticidade (alumina)
    • Magras - baixa plasticidade ( silica)
  • Quanto à origem
    • Argilas residuais (deposito no local)
    • Argilas sedimentares (deposito longe)
propriedades das argilas
Propriedades das argilas
  • Plasticidade

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
propriedades das argilas1

IP

LC

LP

LL

h (%)

sólido semi-sólido plástico líquido

Propriedades das argilas
  • Limites de consistência – Atterberg (1910)
classifica o das argilas pela consist ncia tb 3 45 nomenclatura t orica
Classificação das argilas pela consistência - TB 3/45 (nomenclatura téorica)
  • Argilas muito moles
  • Argilas moles
  • Argilas médias
  • Argilas rijas
  • Argilas duras
propriedades das argilas2
Propriedades das argilas
  • Resistência da argila seca
    • Qualidades da argila
      • Máxima plasticidade quando úmida
      • Resistência mecânica máxima quando seca
      • Retração mínima durante a secagem
    • Fatores determinantes
      • Argila (partículas coloidais e cristalinas) - 60%
      • Granulometria - silte, areia fina e média
perda de peso
Perda de peso
  • Água na argila
    • Água de absorção ou plasticidade
      • Elimina-se até 110oC
    • Água zeolítica
      • Moléculas intercaladas na rede cristalina do mineral
      • Elimina-se a 300, 400oC
    • Água de constituição
      • Constante para cada tipo de argila
      • Elimina-se a uma temperatura fixa (t > 400oC) para cada mineral
absor o e libera o de calor
Absorção e liberação de calor
  • Transformações
    • Exotérmicas
    • Endotérmicas
  • Analise térmico-diferencial (ATD)
    • Identificação de argilas
porosidade
Porosidade
  • Porosidade real
    • Poros abertos e fechados
  • Porosidade aparente
    • Poros abertos
porosidade1
Porosidade
  • Aumento da porosidade
    • Matérias carbonosas
      • Serragem de madeira, carvão moído
    • Matérias porosas
      • Vermiculita, terras de infusórios
    • Criação de uma fase gasosa estável durante a secagem e a queima
      • Alumínio ou zinco mais hidróxidos alcalinos
      • Decomposição de CaCO3 por ácido - CO2
      • Hidrólise de CaC2 - C2H2
porosidade2
Porosidade
  • Diminuição da porosidade
    • Vitrificação da argila por fundentes - CaO
    • Adição de eletrólitos - álcalis, hidróxido de cálcio, ácidos, etc.
  • Ação da porosidade
    • Absorção de água
    • Massa específica aparente
    • Condutibilidade térmica e elétrica
    • Resistência mecânica
    • Refratariedade
impurezas
Impurezas
  • Material retido na # 200
  • Impurezas do ponto de vista técnico
    • Desengordurantes  CaCO3, MgCO3
    • Fundentes  SiO2, Fe2O3, FeO, CaO, MgO, K2O, Na2O, TiO2
  • Impurezas segundo o tamanho
    • Substâncias inseparáveis por decantação
    • Substâncias separáveis por decantação
    • Substâncias separáveis por decantação via mecânica
impurezas1
Impurezas
  • Impurezas segundo a procedência (GRANGE)
    • De origem
      • Quartzo, mica
    • Acidentais
      • Piritas, carbonatos de metais alcalinos e alcalinos terrosos
    • Recentes
      • Materiais orgânicos, turfas e betumes
impurezas2
Impurezas
  • Impurezas segundo a composição (SEARLE)
    • Sílica
      • Diminui a plasticidade, a retração durante a secagem e a queima
      • Aumento da brancura
      • Reduz a resistência à tração
      • Influi no coeficiente de dilatação térmica e na refratariedade
    • Compostos de alumínio
      • Fundentes
      • Diminuem a plasticidade
      • Aumentam a resistência, a densidade e a impenetrabilidade
impurezas3
Impurezas
  • Impurezas segundo a composição (SEARLE)
    • Compostos de ferro
      • Coloração avermelhada
      • Diminuem a plasticidade e a refratariedade
    • Compostos cálcicos
      • Causam eflorescências
      • Expandem na hidratação e na carbonatação
    • Material carbonoso
      • Influi na plasticidade
      • Aumenta a retração na queima e a porosidade
      • Emprego na fabricação de agregados leves
        • Queima rápida
purifica o da argila
Purificação da argila
  • Processos mecânicos
    • Lavagem com sedimentação ou filtração
    • Peneiramento
    • Moagem ou laminação
  • Processos químicos
    • Têmpera
    • Queima regular - ceramização
    • Adição de substâncias - formação de compostos estáveis
  • Processos físico-químicos
    • Flotação - filtros eletromagnéticos
fabrica o de produtos cer micos1
Fabricação de produtos cerâmicos
  • Exploração de jazidas
    • Estudo qualitativo
      • Composição da argila - teor de material argiloso
      • Pureza
      • Características físicas
      • Comportamento na secagem e na queima

Define

    • Estudo quantitativo
      • Volume de material argiloso disponível
    • Escavação
      • Sangas
      • Rampas

Produtos a serem fabricados

Eventuais correções

Equipamento a ser utilizado

fabrica o de produtos cer micos2
Fabricação de produtos cerâmicos
  • Tratamento da matéria prima
    • Depuração
      • Eliminação de impurezas
    • Divisão
      • Trituração e moagem de desengordurantes
    • Homogeneização
      • Argila + desengordurantes + água = pasta
    • Umidificação
      • A consistência da pasta é função do processo de moldagem
tratamento de mat ria prima
Tratamento de matéria prima
  • Processos naturais de tratamento
    • Mistura
      • Composição de argilas e desengordurantes - pasta adequada
    • Metereorização
      • Exposição da argila e desengordurantes em camadas alternadas (80 cm) ao intemperismo
        • Dissolução de sais
        • Oxidação de minerais
        • Desagregação de torrões
tratamento de mat ria prima1
Tratamento de matéria prima
  • Processos naturais de tratamento
    • Amadurecimento
      • Repouso da argila ao abrigo da intempéries (24hs)
        • Homogeneização da umidade
    • Levigação
      • Lavagem e purificação

por decantação

tratamento de mat ria prima2
Tratamento de matéria prima
  • Processos mecânicos de tratamento
    • Trituração
      • Moinhos de rolos ou de martelos
    • Peneiração
      • Separação granulométrica e de impurezas
      • Cilindros rotativos crivados
    • Amassamento e mistura
      • Misturadores horizontais com pás helicoidais
    • Laminação – refino
      • Desintegração da argila e partículas grossas por atrito
      • Rolos laminadores com velocidades diferentes
moldagem
Moldagem
  • Processos da argila mole - pasta branda (h = 25%)
    • Moldagem manual
    • Conformação por bocal
moldagem1
Moldagem
  • Processo da argila rija - pasta dura (h = 15%)
    • Marombas com câmara de vácuo
    • Conformação por bocal
moldagem3
Moldagem
  • Processo de prensagem a seco - pasta seca (h = 5%)
    • Marombas com câmara de vácuo
    • Prensa revólver
secagem
Secagem
  • Evaporação da água livre até a umidade de equilíbrio com o ambiente
  • Mecanismo de secagem
    • Evaporação superficial
    • Difusão da umidade do interior para a superfície da peça
  • Secagem
    • Natural
      • Proteção contra vento e sol
    • Artificial
      • Estufas
queima
Queima
  • Curva temperatura x tempo
    • Análise térmico gravimétrica
    • Variações dimensionais x calor
    • Análise térmico diferencial

Evita-se

Deformação

Fissuras

Ruptura das peças

queima2
Queima
  • Estágios da queima
    • Desidratação - até 700oC
      • Evaporação da água livre
      • Queima da matéria carbonosa
    • Oxidação - até 900oC
      • Fe2O3  Fe3O4 (mais estável)
    • Vitrificação - a cerca de 12000C
      • Contração e fechamento dos poros
  • Fornos
    • Intermitentes
    • Contínuos
produtos cer micos para a constru o
Produtos cerâmicos para a construção
  • Classificação geral
    • Materiais de argila
      • Cerâmica vermelha
    • Materiais de louça
      • Isentos de óxido de ferro
    • Materiais refratários
produtos cer micos para a constru o1
Produtos cerâmicos para a construção
  • Materiais de argila
    • Porosos
      • Tijolos, telhas, ladrilhos, peitoris, etc
    • Vidrados ou gressificados
      • Ladrilhos, manilhas, drenos, etc
      • Revestimentos
        • Engobe
        • Vidrado
        • Esmalte
materiais de argila
Materiais de argila
  • Tijolo maciço cerâmico para alvenaria
  • NBR 8041 - padronização

Obs: 1 - unidade: mm

2 - tolerâncias:  3 mm

  • Tijolo especial: formas e dimensões diversas
tijolo maci o cer mico para alvenaria
Tijolo maciço cerâmico para alvenaria
  • NBR 7170 – Especificação
    • Características visuais
      • Ausência de defeitos sistemáticos
        • Trincas, quebras, superfícies irregulares, deformações e desuniformidade na cor
    • Características geométricas
      • Forma e dimensões: NBR 8041
      • Determinação das dimensões em amostra constituída por 24 tijolos
tijolo maci o cer mico para alvenaria nbr 7170
Tijolo maciço cerâmico para alvenaria - NBR 7170

Resistência mínima à compressão em relação à categoria

tijolo maci o cer mico para alvenaria nbr 71701
Tijolo maciço cerâmico para alvenaria – NBR 7170

Número de tijolos e dos lotes e das amostras

tijolo maci o cer mico para alvenaria nbr 71702
Tijolo maciço cerâmico para alvenaria – NBR 7170

Número de aceitações e rejeições na inspeção por ensaio

bloco cer mico para alvenaria
Bloco cerâmico para alvenaria
  • NBR 8042 – padronização
  • Bloco
    • Componente de alvenaria que possui furos prismáticos e/ou cilíndricos perpendiculares às faces que os contem
  • Área bruta
  • Área líquida
  • Blocos de vedação comuns
    • Projetados para serem assentados com os furos na horizontal
bloco cer mico para alvenaria1
Bloco cerâmico para alvenaria
  • NBR 8042 – padronização
  • Blocos portantes comuns
    • Projetados para serem assentados com os furos na vertical
bloco cer mico para alvenaria2
Bloco cerâmico para alvenaria

Tolerância:  3 mm

  • Blocos de vedação e portantes especiais
bloco cer mico para alvenaria3
Bloco cerâmico para alvenaria
  • NBR 7171 Substituta 15270
  • Características visuais
    • Ausência de defeitos visuais sistemáticos
      • Trincas, quebras, superfícies irregulares, deformações e desuniformidade na cor
bloco cer mico para alvenaria4
Bloco cerâmico para alvenaria
  • NBR 15270
  • Características geométricas
    • Formas e dimensões
bloco cer mico para alvenaria5
Bloco cerâmico para alvenaria
  • NBR 15270
  • Características geométricas
    • Desvio em relação ao esquadro - faces de assentamento e de revestimento - 3 mm
bloco cer mico para alvenaria6
Bloco cerâmico para alvenaria
  • NBR 15270
  • Características geométricas
    • Planeza das faces destinadas ao revestimento - 3 mm
bloco cer mico para alvenaria7
Bloco cerâmico para alvenaria
  • Resistência à compressão – NBR 15270
nbr 15270
NBR 15270
  • Para blocos com H/L > 0,8
  • Para blocos com H/L < 0,8
    • Usar dois blocos sobrepostos e rejuntados nas faces de assentamento
bloco cer mico para alvenaria8
Bloco cerâmico para alvenaria
  • NBR 15270 – Determinação da área líquida
    • M1 = massa do bloco saturado
    • M2 = massa do bloco saturado e imerso
    • H = altura do bloco
bloco cer mico para alvenaria toler ncias de fabrica o
Bloco cerâmico para alvenaria Tolerâncias de fabricação

A espessura das paredes externas do bloco deve ser, no mínimo, igual a 7 mm

bloco cer mico para alvenaria absor o de gua
Bloco cerâmico para alvenaria Absorção de água

A absorção de água não deve ser inferior a 8% nem superior a 25%

produtos cer micos para a constru o2
Produtos cerâmicos para a construção
  • Materiais de louça
    • Pó de pedra (porosos)
      • Azulejos e materiais sanitários
        • Absorção = 15 a 20%
    • Grés (vitrificação mais avançadas)
      • Materiais sanitários, pastilhas e ladrilhos
        • Absorção = 1 a 2%
    • Porcelana (vitrificação completa)
      • Pastilhas, ladrilhos, azulejos e porcelana elétrica
        • Translúcido
        • Absorção  0%
produtos cer micos para a constru o3
Produtos cerâmicos para a construção
  • Materiais refratários
    • Ácidos
      • Silicosos
      • Silico-aluminosos
    • Básicos
      • Aluminosos
      • Magnesita
    • Neutros
      • Cromita
telha cer mica tipo francesa nbr 15310
Telha cerâmica tipo francesa NBR 15310
  • Massa
    • A massa de telha não deve ser superior a 3,0 kg
  • Absorção de água
    • A absorção de água não deve ser superior a 20%
  • Impermeabilidade
    • Submetida ao ensaio para a verificação da impermeabi-lidade, a telha não deve apresentar vazamentos ou formação de gotas em sua face inferior, sendo tolerado o aparecimento de manchas de umidade
  • Carga de ruptura a flexão
    • A carga de ruptura a flexão não deve ser inferior a 700 N (70 kgf)
materiais refrat rios
Materiais refratários
  • Propriedades desejáveis
    • Elevado ponto de fusão
      • Resistência piroscópia
    • Resistência a ação de gases e escórias
      • Ácidos
      • Básicos
      • Neutros
    • Alta resistência a abrasão a quente
    • Baixa condutividade térmica
materiais refrat rios1
Materiais refratários
  • Produtos refratários moldados
    • Tijolos
    • Blocos
    • Peças especiais
  • Produtos refratários não moldados
    • Concretos refratários densos
    • Concretos refratários isolantes
    • Argamassas refratárias
resist ncia da alvenaria de tijolos
Resistência da alvenaria de tijolos
  • Materiais constituintes
    • Tijolo  Et, Na
    • Argamassa  Ea, Na
  • Deformações diferenciadas
    • Longitudinal
    • Transversal

Aderência tijolo-argamassa  deformações iguais  estado de tensões

  • Fórmula de HALLER (Suíça)
manilhas eb 5
Manilhas - EB 5
  • int = 7,5 – 10 – 15 – 20 – 22,5 – 25 – 30 – 37,5 – 45 – 52,5 – 60 cm
  • Resistência à compressão diametral – MB 12
    • 1400 a 3500 kgf/m
  • Pressão interna – MB 13
    • 0,7 kgf/cm2 durante 2 min
    • 2,0 kgf/cm2 instantaneamente
manilhas eb 51
Manilhas - EB 5
  • Absorção por imersão em água em ebulição durante 1 hora – MB 14
    • Vidrado interno e externo: 10%
    • Vidrado só interno: 8%
  • Resistência à ação de ácidos – MB 210
    • Imersão em meio ácido durante 48 hs
    • Perda de peso máxima: 0,25%
ladrilho cer mico
Ladrilho cerâmico

Resistência à abrasão

materiais de lou a
Materiais de louça
  • Azulejos
    • Esmalte
    • Biscoito
materiais de lou a1
Materiais de louça
  • Aparelhos sanitários – EB 44
    • Bacias sanitárias, lavatórios, mictórios, etc
    • Dimensões: PB 6, PB 7, PB 10
ad