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1.Resumo*
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consumidor! de! revestimentos! cer...
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3.4*O*porcelanato*
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! A!cadeia!produtiva!dos!pisos!do!tipo!porcelanato!esmaltado!se!inicia!nas!
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gradeamento.!O!minério!é!então!deixado!em!repouso!ao!ar!livre!para!secagem,!e!
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! No! interior! dos! moínhos! há! elementos! de! moagem! aproximadamente!
esféricos,!que!conforme!a!rotação!do!moính...
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! Comumente! são! utilizados! defloculantes! como! Silicato! de! Sódio!
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geometria! aproximadamente! esférica.! Essas! esferas! caem! por! gravidade! até! o!
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! O!engobe!e!os!esmaltes!são!confeccionados!a!partir!de!insumos!chamados!
fritas,!descritos!anteriormente.!
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cima!destes!ao!longo!de!toda!a!extensão!do!equipamento,!que!pode!chegar!até!
130!metros!ou!mais.!
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placas! cerâmicas! em! cada! uma! delas,! quais! sejam:! préCforno,! préCqueima,!
queima,!resfriamento!rápido,!resfr...
! 24!
3.6.7*Retífica*
! Os! porcelanatos! chamados! "retificados",! como! o! próprio! nome! sugere,!
passam!por!um!process...
! 25!
3.6.9*Embalagem*e*expedição*
! Após!classificadas!as!peças!seguem!automaticamente!para!a!embalagem,!
também! feita! ...
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indústrias,! institutos! de! pesquisa! e! universidade,! que! vêm! trabalhando! com!
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! 27!
! A!diferença,!ou!desnível,!entre!os!3!pontos!é!chamada!flecha.!Para!cada!
peça! analisada! foram! tomadas! as! medi...
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! Já! com! relação! à! massa! de! engobe! e! esmalte! aplicadas,! ou! seja,! à!
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! Assim,! podemos! relacionar! a! pressão! de! compactação! como! fato!
interferente!direto!no!empeno!observado!nas!...
! 31!
! O! resultado! disto! é! o! surgimento! de! tensões! residuais! que! podem! ser!
classificados! de! acordo! com! su...
! 32!
! Um!estudo!realizado!pelo!Departamento!de!Engenharia!de!Materiais!da!
Universidade! Federal! de! Santa! Catarina! p...
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! O!estudo!sugere!que!o!porcelanato!é!um!produto!sensível!ao!processo!de!
têmpera!ao!desenvolver!tensões!residuais!d...
! 34!
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Os!resultados!obtidos!seguem!abaixo!
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* Tabela*3:*Resultados*dos*ensaios*de*expansão*por*umidade*obtidos*para*18*am...
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porcelanato;! e! deveCse! questionar! se! o! método! de! fervura! é! eficiente! e! ilustra!
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6.! Altas! taxas! de! resfriamento! durante! a! transformação! alotrópica! da! sílica!
produz!microfissuras!ao!redor...
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3.! Contrapor! o! ganho! obtido! com! o! reforço! microestrutural! por! estruturas!
cristalinas!formadas!a!partir!do...
! 39!
7.!NORMA!ABNT!13818:1997!VERSÃO!CORRIGIDA:1997;!Placas!Cerâmicas!Para!
Revestimento!C!Especificação!e!Métodos!de!Ens...
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14.!ABCERAM:!Associação!Brasileira!de!Cerâmica,!INFORMAÇÕES!TÉCNICAS:!
DEFINIÇÃO!E!CLASSIFICAÇÃO,!disponível!em!
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ANÁLISE QUALITATIVA DOS FATORES CONTRIBUINTES PARA O EMPENO DIFERIDO EM PISOS DO TIPO PORCELANATO ESMALTADO

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ANÁLISE QUALITATIVA DOS FATORES CONTRIBUINTES PARA O EMPENO DIFERIDO EM PISOS DO TIPO PORCELANATO ESMALTADO

  1. 1. UNIVERSIDADE*FEDERAL*DE*SÃO*CARLOS* CENTRO*DE*CIÊNCIAS*EXATAS*E*TECNOLOGIA* DEPARTAMENTO*DE*ENGENHARIA*DE*MATERIAIS* * * * * ! ANÁLISE!QUALITATIVA!DOS!FATORES!CONTRIBUINTES! PARA!O!EMPENO!DIFERIDO!EM!PISOS!DO!TIPO! PORCELANATO!ESMALTADO! * * * * * * * ALUNO:*LUIS*HENRIQUE*OKUSU* ORIENTADOR:*PROF.*DR.*ANSELMO*ORTEGA*BOSCHI* * SÃO*CARLOS,*JANEIRO*DE*2013*
  2. 2. ! 2! SUMÁRIO! ! 1.RESUMO_____________________________________________________________________PÁGINA!4! 2.!OBJETIVOS__________________________________________________________________PÁGINA!5! 3.!INTRODUÇÃO_______________________________________________________________PÁGINA!5! ! 3.1!O!SETOR___________________________________________________________PÁGINA!5! ! 3.2!REVISÃO!BIBLIOGRÁFICA!E!CONCEITOS_______________________PÁGINA!6! ! 3.3!PLACAS!CERÂMICAS!___________________________________________!PÁGINA!10! ! 3.4!O!PORCELANATO_______________________________________________!PÁGINA!12! ! 3.5!MATÉRIASCPRIMAS_____________________________________________PÁGINA!12! ! 3.6!O!PROCESSO!DE!FABRICAÇÃO_________________________________PÁGINA!14! ! ! 3.6.1!MINERAÇÃO___________________________________________PÁGINA!15! ! ! 3.6.2!MOAGEM!VIA!ÚMIDA_________________________________PÁGINA!16! ! ! 3.6.3!ATOMIZAÇÃO_________________________________________!PÁGINA!18! ! ! 3.6.4!PRENSAGEM!E!SECAGEM____________________________!PÁGINA!19! ! ! 3.6.5!ESMALTAÇÃO_________________________________________PÁGINA!20! ! ! 3.6.6!QUEIMA________________________________________________PÁGINA!21! ! ! 3.6.7!RETÍFICA______________________________________________!PÁGINA!24! ! ! 3.6.8!CONTROLE!DE!QUALIDADE!E!CLASSIFICAÇÃO____!PÁGINA!24! ! ! 3.6.9!EMBALAGEM!E!EXPEDIÇÃO_________________________!PÁGINA!25! 4.!O!PROBLEMA!DO!EMPENO______________________________________________!PÁGINA!25! ! 4.1!MEDINDO!O!EFEITO____________________________________________!PÁGINA!26! ! 4.2!RESULTADOS!E!CAUSAS!PROVÁVEIS__________________________PÁGINA!27! ! 4.3!ALÍVIO!DE!TENSÕES!RESIDUAIS_______________________________PÁGINA!30! ! 4.4!EXPANSÃO!POR!UMIDADE_____________________________________PÁGINA!33! 5.!CONCLUSÕES_____________________________________________________________!PÁGINA!36! 6.!MINIMIZANDO!O!PROBLEMA___________________________________________!PÁGINA!37! 7.!SUGESTÕES!PARA!TRABALHOS!POSTERIORES________________________PÁGINA!37! 8.!BIBLIOGRAFIA____________________________________________________________PÁGINA!38!
  3. 3. ! 3! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Meus! sinceros! agradecimentos! à! todos! que! participaram!da!minha!vida!acadêmica!e!aos!que!estiveram!ao!meu!lado!durante! esta! jornada,! motivando,! incentivando,! ensinando! e! compartilhando! conhecimento.!
  4. 4. ! 4! 1.Resumo* ! O! Brasil! é! considerado! atualmente! o! segundo! maior! produtor! e! consumidor! de! revestimentos! cerâmicos! do! mundo,! ficando! atrás! apenas! da! China.!1! ! Dentre!as!diversas!classes!de!revestimentos!cerâmicos!o!país!se!destaca! na!produção!de!pisos,!sobretudo!os!de!massa!vermelha!produzidos!pelo!método! "via! seca".! No! entanto! há! uma! grande! atenção! mundial! para! os! pisos! do! tipo! porcelanato,! que! apresentam! melhores! qualidades! técnicas! e! maior! beleza! estética.!2! ! Dentre!os!pisos!do!tipo!porcelanato!existem!os!polidos,!que!apresentam!a! superfície! muito! brilhante! resultante! de! um! processo! de! polimento,! e! os! esmaltados,!categoria!na!qual!o!Brasil,!sobretudo!a!região!conhecida!como!Pólo! de! Santa! Gertrudes,! se! destaca.! O! porcelanato! esmaltado! mescla! a! qualidade! técnica! do! porcelanato! com! o! processo! de! esmaltação,! tradicionalmente! empregado!nos!pisos!cerâmicos!tradicionais.! ! No! entanto! o! processo! de! esmaltação! em! porcelanatos! revelou! um! comportamento!que!até!então!pouco!havia!sido!notada!nos!pisos!tradicionais:! uma! espécie! de! empeno! que! altera! a! curvatura! das! peças,! desviandoCas! da! planaridade.!Porém!as!peças!não!se!mostram!apenas!empenadas,!mas!observouC se! que! a! medida! do! empeno! de! cada! peça! varia! conforme! o! tempo,! por! um! período!observável!de!até!90!dias.!10! ! ObservouCse! também! que! esta! alteração! no! empeno,! conhecida! como! "desenvolvimento"!do!empeno!não!apresenta!um!padrão,!tornando!difícil!prever! como! será! o! empeno! das! peças! após! um! determinado! período! de! tempo,! e! impossibilitando!também!aos!fabricantes!estipular!qual!o!empeno!desejável!nas! peças!quando!estas!saem!do!forno.! ! A! presença! do! empeno! acarreta! sérias! dificuldades! para! os! fabricantes,! pois!uma!vez!que!trataCse!da!perda!de!planaridade!e!pode!prejudicar!a!estética! do!porcelanato,!seja!devido!a!pontas!erguidas!que!destoam!da!uniformidade!do!
  5. 5. ! 5! piso!assentado,!ou!em!menor!magnitude,!alterando!o!padrão!de!reflexão!da!luz,! gerando!padrões!indesejáveis,!comprometendo!a!estética!do!ambiente.! ! Em!maior!grau,!o!empeno!pode!se!desenvolver!em!peças!já!assentadas,! podendo!resultar!até!mesmo!no!destacamento!das!peças!mesmas.! ! Por!tratarCse!de!um!problema!relativamente!novo,!já!que!o!porcelanato! esmaltado!é!um!produto!com!pouco!tempo!de!inventado,!temCse!observado!uma! grande! preocupação! de! universidades,! institutos! de! pesquisa! e! indústrias! em! medir,!investigar!e!procurar!compreender!os!fatores!que!afetam!o!empeno!neste! tipo!e!produto,!de!modo!a!conseguir,!num!futuro!próximo,!minimizar!ou!eliminar! o!problema,!ou!ao!menos!conseguir!prever!o!comportamento!do!empeno!para! que!possam!estruturar!a!produção!e!obter!produtos!conforme!se!deseje.! ! 2.*Objetivos* ! O! presente! trabalho! tem! por! objetivo! fazer! uma! síntese! analítica! de! estudos! relacionado! ao! empeno! em! porcelanatos! esmaltados,! relacionando! os! fatores!que!interferem!no!problema,!traçando!um!panorama!de!como!tais!fatores! foram!identificados!e!de!que!maneira!interferem!no!empeno.! ! Os!dois!principais!fatores!abordados!são!o!alívio!de!tensões!residuais!e!o! efeito! da! expansão! por! umidade,! que! baseado! em! estudos! preliminares! realizados!por!indústrias,!universidade!e!institutos!de!pesquisa,!se!mostraram!os! dois!fatores!que!contribuem!de!maneira!significativa!para!o!problema.! ! 3.*Introdução** 3.1*O*setor* ! Dentre!os!diversos!produtos!cerâmicos!existentes,!o!Brasil!se!destaca!em! três! setores! como! sendo! referência! mundial,! quais! sejam:! refratários,! louça! sanitária!e!placas!cerâmicas!em!forma!de!pisos!e!revestimentos.!!
  6. 6. ! 6! ! O! Brasil! é! um! dos! principais! protagonistas! no! mercado! mundial! de! revestimentos,! ocupando! a! segunda! posição! em! produção! e! consumo,! atrás! apenas!da!China.!1,2! ! Segundo! dados! da! Associação! Nacional! dos! Fabricantes! de! Cerâmica! (ANFACER),!em!2011!o!Brasil!produziu!844,3!milhões!de!metros!quadrados!em! um!parque!industrial!com!capacidade!para!986,6!milhões!de!metros!quadrados.! ! Deste! total,! 834,7! milhões! de! metros! quadrados! foram! vendidos,! sendo! 774,7! milhões! para! o! mercado! interno! e! 60,1! milhões! para! exportação.! O! faturamento!esperado!para!2012!é!de!aproximadamente!R$10!bilhões.!1,2,3,6! ! Em! termos! de! comparação,! a! China,! líder! mundial! em! produção! e! consumo!de!revestimentos!cerâmicos!produziu!em!2011!cerca!de!6,5!milhões!de! metros! quadrados,! dos! quais! aproximadamente! 85%! (cerca! de! 5,5! milhões! de! metros!quadrados)!são!referentes!a!consumo!interno.! ! O! Brasil! produz! revestimentos! principalmente! por! via! seca,! sendo! que! apenas!28%!da!produção!é!realizada!por!via!úmida,!e!menos!de!10%!do!total! produzido! referemCse! a! pisos! do! tipo! porcelanato,! dado! que! existem! outros! produtos!que!também!são!produzidos!pelo!método!via!úmida.!2! ! A!região!que!compreende!as!cidades!de!Santa!Gertrudes,!Cordeirópolis,! Rio!Claro,!Limeira,!Ipeúna,!Piracicaba!e!Araras,!conhecida!como!“pólo!de!Santa! Gertrudes”!é!o!maior!pólo!cerâmico!de!revestimento!das!Américas,!com!cerca!de! 48!empresas!do!ramo.! ! As! empresas! brasileiras! de! pisos! e! revestimentos! concentramCse! nas! regiões!sudeste!(pólo!de!Santa!Gertrudes!C!SP)!e!sul!(pólo!de!Criciúma!–!SC),!em! sua! maioria,! e! a! quase! totalidades! delas! é! de! capital! nacional,! de! pequeno! ou! médio! porte.! EstimaCse! que! o! setor! seja! responsável! por! mais! de! 25! mil! empregos! diretos! entre! as! atuais! 127! empresas,! e! cerca! de! 250! mil! empregos! indiretos,!envolvendo!toda!a!cadeia!produtiva.! ! 3.2*Revisão bibliográfica e conceitos* ! Materiais! cerâmicos! podem! ser! definidos! aproximadamente! como:! “materiais! inorgânicos! nãoCmetálicos,! com! ligações! interatômicas! iônicas,! ou!
  7. 7. ! 7! predominantemente! iônicas! com! algum! caráter! covalente.! Geralmente! são! materiais!que!envolvem!processos!em!alta!temperatura,!seja!na!sua!fabricação,! seja!em!sua!aplicação.! ! Tal!relação!desta!classe!de!material!com!a!alta!temperatura!explica!um! parcialmente! a! origem! do! nome! cerâmica,! derivado! da! palavra! grega! “keramikos”,!que!significa!matériaCprima!queimada!ou!barroCqueimado.”!4,5,6! ! São!duas!as!grandes!classes!de!produtos!cerâmicos:! • Cerâmicas!tradicionais:!louça,!telhas,!tijolos,!porcelana!e!azulejos,!que!utilizam! apenas!argila!como!matériaCCprima.!O!vidro!também!pode!ser!considerado!nesta! categoria.!4,5 • Cerâmicas! avançadas:! componentes! eletrônicos,! sensores,! refratários,! revestimentos! para! altas! temperaturas,! entre! diversos! outros! que! utilizam! diversas! matériasCprimas! em! sua! formulação,! e! apresentam! características! bastante!particulares.5 Do! ponto! de! vista! de! aplicação,! o! número! de! categorias! aumenta! significativamente:4,5 • Eletrônicos:! substratos! cerâmicos! para! placas! de! circuito,! capacitores,! indutores,!isolantes!elétricos,!transdutores,!eletrodos,!ignitores,!entre!outros.! • Materiais! estruturais! avançados:! ferramentas! de! corte,! insertos! e! recobrimentos! cerâmicos! para! usinagem,! componentes! de! motores! (engrenagens,! roldanas,! bicos! injetores),! próteses! ortopédicas,! ortodônticas! e! endodônticas.! • Materiais!para!processos!químicos:!suportes!catalíticos!e!filtros!de!líquidos!e! gases.! • Refratários:! elementos! aquecedores,! isolantes! térmicos,! tijolos! estruturais! resistentes!a!altas!temperaturas,!recuperadores!de!calor,!filtros!e!moldes.! • Materiais! de! construção:! louça! sanitária,! telhas,! tijolos,! pisos,! cimento! e! concreto.! • Artigos!domésticos:!recipientes!culinários,!faiança!(porcelana!hoteleira:!xícara,! pirex,!bules),!produtos!decorativos,!entre!outros.! As! principais! propriedades! que! tornam! os! materiais! cerâmicos! importantes! e,! por!vezes!insubstituíveis!para!determinadas!aplicações,!são(8):!
  8. 8. ! 8! • Densidade:!geralmente!mais!baixa!que!dos!metais,!podem!ser!aplicados!com!o! intuito!de!reduzir!peso!e!aumentar!eficiência!energética!de!veículo,!por!exemplo,! sejam!eles!automóveis!ou!aviões.! • Estabilidade!química:!apresentam!altíssima!resistência!ao!ataque!químico,!por! isso! são! usados! como! frascos! de! produtos! químicos! (vidro),! próteses! e! revestimentos!de!equipamentos!industriais.! • Resistência! térmica:! resistem! a! altas! temperaturas,! sobretudo! pelo! fato! da! maioria!das!matériasCprimas!cerâmica!apresentam!elevados!pontos!de!fusão.! • Propriedades! eletrônicas! e! magnéticas:! podem! ser! isoladores,! semiCC! condutores,! condutores! ou! superCcondutores! de! eletricidade,! e! apresentam! interessantes! propriedades! elétricas! como! piezoeletricidade,! ferroeletricidade,! dieletricidade.! • Resistência!à!abrasão!e!ao!atrito:!é!a!classe!de!materiais!que!melhor!suporta! desgaste! por! atrito! ou! abrasão! por! serem! muito! duros.! São! usados! como! revestimentos!resistentes!ao!desgaste!ou!como!material!de!polimento.! • Propriedades! ópticas:! no! caso! dos! vidros,! por! serem! transparentes,! translúcidos!ou!opacos.!São!usados!também!em!corantes!e!esmaltes,!e!podem!ser! fosforescentes.! • Compatibilidade! biológica:! ossos,! dentes! e! unhas! são! materiais! cerâmicos,! portanto!alguns!materiais!cerâmicos!podem!ser!aplicados!no!corpo!humano!de! modo!a!“enganar”!o!organismo,!que!passa!a!tratáClos!como!naturais,!apesar!de! sintéticos.! • Propriedades! mecânicas:! altíssima! resistência! mecânica,! suportando! altas! cargas,!porém!frágil,!com!baixa!resistência!a!impactos.! • Via! seca:! processo! de! moagem! feito! em! equipamentos! conhecidos! como! granuladores,!cujo!teor!de!água!raramente!supera!os!9%.! • Via! úmida:! processo! de! moagem! feio! em! equipamentos! conhecidos! como! moinhos!de!bolas,!utilizados!na!fabricação!de!pisos!do!tipo!porcelanato,!cujo! teor! de! água! pode! ultrapassar! os! 30%,! formando! uma! suspensão! cerâmica! chamada!barbotina.! •Porcelanato:!tipo!de!piso!cerâmico!com!baixa!porosidade!e!absorção!de!água! inferior!a!0,5%,!geralmente!composto!por!massa!de!coloração!branca!ou!rósea!!
  9. 9. ! 9! •Porcelanato!polido:!piso!cerâmico!do!tipo!porcelanato!composto!de!uma!única! camada!de!material,!e!cuja!superfície!passa!por!um!processo!de!polimento!com! material!abrasivo!de!modo!a!tornar!sua!face!superior!lisa,!homogênea!e!com! aspecto!brilhante.!14! •Porcelanato! esmaltado:! piso! cerâmico! composto! de! basicamente! 3! camadas! (podendo! ser! apenas! 2)! em! que! a! camada! superior! trataCse! de! um! esmalte! composto! basicamente! por! material! vítreo,! na! presença! ou! não! de! óxidos! colorantes,! cuja! finalidade! é! dar! um! aspecto! liso! e! brilhante,! podendo! propositalmente!demonstrar!efeito!opaco.14! •Porcelanato!retificado:!é!o!piso!do!tipo!porcelanato!que!após!a!saída!do!forno! passa!por!um!processo!de!retífica!nas!laterais,!em!que!as!peças!passam!por!um! conjunto!de!rebolos!abrasivos!que!aparam!suas!laterais,!de!modo!a!ficarem!com! as!arestas!formando!ângulos!aproximadamente!retos.!Isto!permite!que!as!peças! sejam! assentadas! mais! próximas! umas! às! outras,! fazendo! com! que! o! rejunte! fique!quase!imperceptível.!A!este!efeito!é!dado!o!nome!de!"junta!seca",!quando! o! espaçamentos! entre! as! peças! é! mínimo.! No! entanto! a! junta! seca! se! aplica! apenas! a! pisos! do! tipo! porcelanato,! cuja! absorção! de! água! é! baixa,! pois! o! rejunte! existe! justamente! para! compensar! a! contração! e! expansão! dos! pisos! devido! à! absorção! de! água! que! se! se! aloja! nos! poros.! Pisos! cuja! absorção! é! grande!sofrem!expansão!de!maior!magnitude,!e!neste!caso!uma!junta!estreita! não!consegue!compensar!o!aumento!dimensional,!as!peças!passam!a!comprimir! umas!às!outras,!podendo!resultar!no!destacamento!do!piso.14! •Fritas:!material!"craquelado",!em!formato!de!escamas!ou!grânulos,!composto! por! materiais! inorgânicos! de! origem! vítrea! (silicatos! carbonatos,! aluminossilicatos,! boratos),! que! passam! por! um! processo! de! resfriamento! rápido!em!água!resultando!no!aspecto!tal!como!são!conhecidos.!São!utilizados! na!elaboração!de!esmaltes!e!engobes!cerâmicos.! •Acordo! dilatométrico:! consiste! na! compatibilidade! entre! os! coeficientes! de! expansão! térmica! do! suporte! (massa)! e! do! vidrado! (camada! de! engobe! +! esmalte),! que! devem! ter! valores! mais! próximos! possível.! Se! o! coeficiente! de! dilatação! térmico! do! vidrado! é! maior! que! do! suporte,! no! resfriamento! a! superfície! vítrea! se! contrai! mais! do! que! o! suporte,! fazendo! com! que! a! peça! adquira! curvatura! para! cima,! e! no! caso! extremo! promove! o! "lascamento"! da!
  10. 10. ! 10! camada!vítrea.!Por!outro!lado,!se!o!coeficiente!de!dilatação!térmica!do!suporte! for!maior!que!do!vidrado,!a!base!se!contrai!mais!que!a!superfície,!fazendo!com! que! a! peça! adquira! curvatura! para! baixo,! e! no! caso! extremo! promove! o! "trincamento"!do!vidrado!,!formando!estruturas!similares!a!teiasCdeCaranha!e! recebe!o!nome!de!gretamento.!14! 3.3*Placas*cerâmicas ! ! ConstituiCse! de! peças! fabricadas! a! partir! de! um! suporte! de! natureza! argilosa! e! porosidade! variável,! com! ou! sem! recobrimento! de! natureza! essencialmente!vítrea.! ! O! termo! placas! cerâmicas! abrange! tanto! revestimentos,! aplicados! em! paredes!e!fachadas,!quanto!pisos!(também!chamados!pavimentos).!Os!primeiros! apresentam!maior!porosidade!de!modo!a!assegurar!sua!aderência!em!paredes;!já! os! pisos! apresentam! menor! porosidade! de! modo! a! otimizar! as! propriedades! mecânicas.! ! São! duas! as! tipologias! comuns! dentre! os! pisos! cerâmicos:! os! de! massa! vermelha,!que!utilizam!em!geral!um!ou!dois!tipos!de!argilas!na!composição!da! massa! cerâmica,! e! os! de! massa! branca! ou! brancaCrósea,! também! conhecidos! como! grêsCporcelanato,! que! empregam! em! sua! composição! até! dez! diferentes! tipos!de!minerais.!14 ! As! placas! cerâmicas! apresentam! uma! enorme! variedade! com! relação! a! formatos! (quadrados! ou! retangulares),! tamanhos! (comumente! variando! de! 10x10!cm!até!60x60!cm),!características!técnicas!(absorção!de!água,!resistência! mecânica,!resistência!à!abrasão)!e!decorações!(desenhos,!texturas!e!cores).!Esta! variedade! permite! uma! ampla! gama! de! aplicações! em! ambientes! residenciais,! industriais!e!áreas!comuns!tais!como!hospitais,!aeroportos,!centros!comerciais!e! escolas.! ! Dentre!as!características!apresentadas!pela!placas!cerâmicas!destacaCCse! a! absorção! de! água,! que! é! o! parâmetro! usado! para! classificar! pisos! e! revestimentos.! No! Brasil! a! classificação! é! feita! segundo! a! norma! ABNT! NBR! 13.818:1997!,!conforme!a!seguir.!7,14!
  11. 11. ! 11! Absorção*de*água Conformação Grupo!I!AA<!3% Grupo!II! 3%!<AA<6% Grupo!IIb! 6%<AA<10% Grupo! III! AA>10 % AIIa1 AIIb1 A*Extrusão AI AIIa2 AIIb2 AIII BIa!! Porcelanato!!!AA<0,5% B*Prensagem BIb! Grês!0,5%<AA<3% BIIa!! SemiCgrês BIIb! Semi!poroso BIII! Poroso C*Outros CI CIIa CIIb CIII * * Tabela*1:*Classificação*dos*pisos*segundo*a*absorção*de*água* ! Basicamente! as! placas! cerâmicas! esmaltadas! são! constituídas! de! 3! camadas!básicas:!(a)!suporte,!que!corresponde!à!base!da!placa!composta!pela! massa! cerâmica,! podendo! esta! ser! do! tipo! vermelha! ou! de! coloração! clara! tal! como!o!porcelanato;!(b)!o!engobe,!uma!camada!intermediária!que!visa!promover! o!acordo!dilatométrico!entre!o!suporte!e!a!camada!superficial;!e!o!(c)!esmalte!ou! vidrado,! a! camada! superficial! onde! reside! a! decoração! do! piso! que! deve! apresentar! boa! resistência! à! abrasão! por! ficar! exposta.! Há! alguns! modelos! de! pisos! que! empregam! ainda! uma! camada! adicional! ao! esmalte,! chamada! “protetiva”,! que! consiste! em! uma! camada! mais! resistente! à! abrasão,! sem! decoração,!cuja!finalidade!é!proteger!a!camada!decorada.!! Figura*1:*Esquema*de*um*piso*esmaltado*e*suas*camadas*
  12. 12. ! 12! 3.4*O*porcelanato* ! Segundo! a! norma! ABNT! NBR! 13.818:1997! citada! anteriormente,! o! que! classifica!pisos!cerâmicos!como!porcelanato!é!a!absorção!de!água!inferior!a!0,5%.! Tal! absorção! é! resultante! de! uma! baixa! porosidade,! bem! como! presença! predominante! de! poros! fechados,! cujo! formato! pode! ser! alongado! ou! esférico,! mas! que! não! apresentam! interligações! com! os! poros! vizinhos,! portanto! não! formam!uma!estrutura!do!tipo!"canais".!7,14! ! A! baixa! porosidade! apresentada! pelo! porcelanato! é! obtida! através! da! escolha! das! matériasCprimas! a! serem! utilizadas,! contendo! cerca! de! 50C65%de! fase! vítrea,! bem! como! das! características! granulométricas! das! mesmas.! Mas! fundamentalmente!o!fator!que!permite!a!obtenção!de!tão!baixa!porosidade!é!o! tipo! de! moagem! utilizado,! conhecido! como! moagem! via! úmida.! O! nome! faz! alusão!ao!alto!teor!de!fase!aquosa!utilizado!no!processo!de!moagem,!podendo! ultrapassar! 30%,! formando! uma! mistura! conhecida! como! barbotina;! ao! passo! que! na! moagem! via! seca,! utilizada! na! confecção! dos! pisos! tradicionais,! de! cerâmica! vermelha,! o! teor! de! água! adicionado! durante! a! moagem! raramente! atinge!os!9%.! ! A!diferenças!entre!ambos!os!processos!serão!detalhados!adiante.! ! 3.5*Matérias^primas** ! As! matériasCprimas! utilizadas! na! fabricação! de! pisos! e! revestimentos! cerâmicos! podem! variar! conforme! o! tipo! de! produto,! a! disponibilidade! de! matériasCprimas!ou!conforme!as!normas!e!interesses!da!empresa.! ! Em!comum!a!todas!elas!está!o!fato!de!todas!as!matériasCprimas!utilizadas! serem! naturais,! de! origem! mineral.! Uma! vez! que! são! extraídas! da! natureza! e! sofrem! pouco! ou! nenhum! beneficiamento,! os! produtos! que! as! utilizam! estão! sujeitos! a! variações! de! composição,! já! que! as! minas! ou! jazidas! de! onde! os! minerais!são!extraídos!não!são!homogêneos.!
  13. 13. ! 13! ! Como!a!composição!de!mineralógica!de!cada!matériaCprima!varia!de!lote! para! lote,! a! formulação! de! um! produto! cerâmico! deixa! de! ser! trivial,! considerando! que! a! maioria! dos! produtos! cerâmicos! que! utilizam! matériasC primas! naturais! o! fazer! por! meio! da! mistura! de! mais! de! uma! matériaCprima,! podendo! chegar! a! 10! diferentes! matériasCprimas! no! caso! dos! pisos! do! tipo! porcelanato.!Cada!uma!delas!tem!uma!função!específica,!e!proporções!distintas! de!minerais!que!devem!ser!ajustados!variandoCse!a!proporção!de!cada!uma!das! matériasCprimas!em!questão.!Tal!ajuste!deve!ser!feito!periodicamente,!conforme! os! lotes! de! materiais! que! chegam! para! serem! utilizados! na! produção.! Muitas! vezes!os!ajustes!são!feitos!diversas!vezes!numa!mesma!semana,!dependendo!da! demanda!de!matériasCprimas!da!indústria.8! ! Abaixo! citaCse! as! principais! matériasCprimas! e! suas! respectivas! características!e!funções!na!formulação!de!um!produto!cerâmico:8! * Argilas*plásticas:!são!matériasCprimas!de!queima!clara!devido!aos!baixos! teores!de!ferro!e!elementos!corantes!em!geral,!e!são!compostas!basicamente!de! caulinita!e!outros!argilominerais!acessórios,!tais!como!a!ilita!e!a!esmectita,!cujos! teores! de! quartzo,! feldspato,! micas! matériaCorgânica! variam.! Tem! por! característica! oferecer! plasticidade,! trabalhabilidade,! resistência! mecânica! e! refratariedade.!São!raras.! * Caulim:* ! material! composto! basicamente! pelo! argilomineral! conhecido! como!caulinita.!Pode!ser!adicionado!como!adição!ou!elemento!substituinte!das! argilas! plásticas.! Conferem! menos! plasticidade! e! resistência! mecânica! a! seco! inferiores,! mas! durante! a! queima! podem! ter! desempenho! semelhante! ou! superior,!além!de!terem!menor!teor!de!matériaCorgânica.! * Argilas* fundentes:* são! compostas! por! uma! mistura! de! argilominerais,! dentre! os! quais! a! ilita,! a! caulinita! e! a! esmectita,! com! proporção! variada! de! quartzo!e!outros!minerais!nãoCplásticos,!com!presença!de!óxidos!fundentes.!São,! na!verdade,!rochas!sedimentares!antigas!como!siltitos!e!argilitos,!conhecidos!no! meio!cerâmico!como!"taguá".!São!abundantes!no!polo!de!Santa!Gertrudes.! * Feldspato:*são!aluminoCsilicatos!potássico,!sódico!e!cálcico!que!em!geral! apresentam! alta! pureza! química! e! mineralógica,! mas! podem! ter! variações! de!
  14. 14. ! 14! composição!dentro!de!uma!mesma!mina,!ou!entre!diferentes!minas.!Na!indústria! de!pisos!e!revestimentos!cerâmicos!não!é!utilizado!em!grande!escala!na!massa! cerâmica,!mas!sim!nas!camadas!de!engobe!ou!no!vidrado.!na!formulação!utilizaC se!outros!minerais!substituintes!ao!feldaspato,!tais!como!o!talco!!e!o!filito.! ! São!os!principais!formadores!de!fase!vítrea,!acelarando!a!sinterização!e! contibuindo!para!o!fechamento!de!poros!e!aumento!da!densificação! * Filito:*rocha!metassedimentar!muito!fina!constituída!principalmente!por! serecitina,!caulinita!e!quartzo,!com!teor!de!álcalis!de!até!7%,!que!conferemClhe!a! característica!fundente.!Devido!à!suas!características!químicas!e!mineralógicas!o! filito! apresenta! simultaneamente! propriedades! de! materiais! plásticos! e! nãoC plásticos,!podendo!compor!até!50%!das!massas!cerâmicas!de!via!úmida! * Talco:! mineral! filossilicático! contendo! magnésio.! É! utilizado! na! massa! cerâmica!via!úmida,!na!proporção!de!5%!para!a!fabricação!de!grês.! * Carbonatos:*o!grupo!das!matériasCprimas!carbonáticas!é!compostos!por! calcário,! calcita! e! dolomito,! e! é! de! fundamental! importância! na! produção! de! revestimentos!porosos,!podendo!ultrapassar!os!20%!da!composição!!da!massa.! No!entanto,!sua!utilização!requer!cuidado!com!granulometrias!muito!grossas!e! determinadas!impurezas!bastante!comuns.! ! 3.6*O*processo*de*fabricação* ! Atualmente!o!processo!de!fabricação!de!pisos!e!revestimentos!cerâmicos! é! feito! de! maneira! bastante! automatizada,! e! principalmente! com! conformação! por! de! prensagem! de! pó.! O! processo! de! extrusão! tem! sido! cada! vez! menos! utilizado,!sendo!que!no!Brasil!restam!ainda!cerca!de!5!empresas!que!utilizam!tal! processo,!e!fazem!produtos!bastante!específico!com!produtividade!limitada!e!fins! bastante!particulares.14! ! As!linhas!de!produção!geralmente!têm!grande!capacidade!de!produção,!e! necessitam! de! poucos! funcionários! operando! ao! longo! de! todo! o! processo! produtivo.!!
  15. 15. ! 15! ! A!cadeia!produtiva!dos!pisos!do!tipo!porcelanato!esmaltado!se!inicia!nas! minas! ou! jazidas! de! minério,! e! passam! pelos! setores! de! controle! de! matériasC primas! (laboratório),! moagem,! atomização,! prensagem,! secagem,! esmaltação,! queima,! retífica,! classificação,! controle! de! qualidade,! embalagem! e! expedição.! Cada!uma!das!etapas!do!processo!produtivo!será!detalhada!e!ilustrada!abaixo.! ! O! processamento! de! outros! tipos! de! produtos,! tais! como! porcelanatos! polidos!ou!pisos!cerâmicos!produzidos!por!via!seca!apresentam!algumas!etapas! diferentes!ao!longo!do!processo,!mas!não!vêm!ao!caso,!uma!vez!que!o!foco!neste! trabalho!são!os!porcelanatos!esmaltados.! ! 3.6.1*Mineração* ! Nas!jazidas,!ou!minas,!os!diferentes!minerais!utilizados!são!extraídos!por! meio!de!tratores!e!transportados!em!caminhões.!Muitas!vezes!se!faz!necessário!o! uso!de!explosivos!para!obtenção!do!minério!em!determinadas!regiões!da!jazida,! quando!o!material!é!de!difícil!mineração!ou!se!o!acesso!das!máquinas!é!difícil!ou! arriscado.! ! ! * * * Figura*2:*Escavadeira*extraindo*argila*numa*jazida* ! O!material!minerado!é!descarregado!em!regiões!descampadas!chamadas! terreiros,!onde!é!espalhado!de!maneira!homogênea!e!cominuido!por!tratores!que! puxam!espécies!de!rastelos,!grades!e!correntes,!num!processo!conhecido!como!
  16. 16. ! 16! gradeamento.!O!minério!é!então!deixado!em!repouso!ao!ar!livre!para!secagem,!e! então! o! material! seco! é! empilhado! e! armazenado! em! galpões. ! * * * Figura*3:*Argila*amontoada*para*secagem* ! 3.6.2*Moagem*via*úmida* ! As! matériasCprimas! são! dosadas! na! proporção! pré! estabelecida! e! transportadas!por!esteiras!até!um!moinho!de!bolas,!que!são!moinhos!cilíndricos,! rotativos,! dispostos! na! horizontal,! que! promovem! a! moagem! das! matériasC primas! em! um! meio! com! elevado! teor! de! água,! resultando! numa! suspensão! cerâmica! chamada! barbotina,! que! pode! variar! de! 30%! a! 70%! em! volume! de! sólidos,!e!com!adição!de!até!2%!de!aditivos!químicos!chamados!defloculantes,!no! estado!sólido!o!líquido.! ! * * * Figura*4:*Projeto*de*um*moínho*de*bolas*
  17. 17. ! 17! ! No! interior! dos! moínhos! há! elementos! de! moagem! aproximadamente! esféricos,!que!conforme!a!rotação!do!moínho!caem!por!gravidade!formando!um! "efeito!cascata",!promovendo!a!cominuição!das!matériasCprimas.!Tais!elementos! de! moagem! são! corpos! de! natureza! cerâmicos,! duros! e! densos,! e! podem! ser! compostos!por!esferas!de!alumina!de!diferentes!tamanhos,!ou!por!pedras!a!base! de!sílica!conhecidas!como!sílex.!Atualmente!há!uma!outra!rocha,!mais!barata!que! o!sílex!e!com!desempenho!equivalente,!chamada!Ágata,!que!vem!sendo!usada!em! substituição!aos!elementos!de!moagem!citados!anteriormente.! !!!!!!!!! ! * * * Figura*5:*Elementos*de*moagem*esféricos*de*alumina* ! A!frequência!de!rotação!dos!moínhos,!o!teor!de!água!e!defloculante!e!o! tempo!de!moagem!são!fatores!fundamentais!no!processo!de!moagem!a!úmido.!O! parâmetro! temperatura! deve! ser! cuidadosamente! acompanhado,! já! que! o! defloculante! tem! uma! faixa! de! temperatura! ótima! na! qual! atinge! seu! desempenho!esperado,!promovendo!a!viscosidade!desejada!para!a!barbotina.!a! viscosidade! da! barbotina! no! interior! do! moinho! deve! ser! acompanhada! freqüentemente,! já! que! interfere! diretamente! no! desempenho! do! processo! de! moagem.!O!pH!da!água!utilizada!também!afeta!o!desempenho!do!defloculante,!e! conseqüentemente!da!moagem,!já!que!tal!aditivo!atua!nas!cargas!eletrostáticas!e! nas!forças!de!atração/repulsão!entre!as!partículas.!
  18. 18. ! 18! ! Comumente! são! utilizados! defloculantes! como! Silicato! de! Sódio! (metassilicato,!dissilicato!ou!trissilicato),!Poliacrilato!de!Amônia,!Poliacrilato!de! Sódio,!Tripolifosfato!de!Sódio,!Tripolifosfato!de!Potássio,!HexaCmetaCfosfato!de! Sódio!ou!Potássio.! ! Após!a!moagem!a!barbotina!é!estocada!em!tanques!onde!permanece!em! constante! agitação! para! evitar! decantação! dos! sólidos! ou! floculação,! para! ser! utilizada!posteriormente!no!atomizador.! ! ! 3.6.3*Atomização* ! Uma!vez!que!a!barbotina!contém!alto!teor!de!água,!esta!mesma!deve!ser! retirada!para!que!o!material!possa!ser!conformado!em!um!corpo!sólido.! ! A!retirada!da!fase!líquida!é!feita!num!equipamento!chamado!atomizador,! que! consiste! em! uma! grande! câmara! cilíndrica! aquecida! por! meio! de! queimadores!de!combustível!(comumente!gás,!podendo!ser!óleo)!similares!aos! instalados!nos!fornos,!e!conta!com!um!fluxo!de!ar!forçado!em!seu!interior,!que! faz!o!ar!aquecido!circular!em!forma!de!ciclone.!A!parte!inferior!tem!forma!de! funil.! ! ! ! * * * Figura*6:*Esquema*de*um*atomizador*e*seus*componentes* ! A! barbotina! proveniente! dos! tanques! de! armazenamento! é! borrifada! através! de! bicos,! com! alta! pressão,! para! o! interior! deste! ambiente.! Quando! as! gotículas!da!suspensão!cerâmica!entram!em!contato!com!o!ar!quente!circulante!a! água! evapora,! resultando! em! um! aglomerado! oco! de! pó! fino! cerâmico! de!
  19. 19. ! 19! geometria! aproximadamente! esférica.! Essas! esferas! caem! por! gravidade! até! o! funil,!e!são!então!retiradas!por!uma!válvula,!enquanto!o!vapor!de!água!e!a!fração! mais!fina!do!pó!circulam!devido!ao!fluxo!de!ar!e!são!retirados!pela!lateral!do! atomizador,!passando!por!um!filtro!que!retém!a!parte!sólida!e!joga!o!vapor!de! água!para!a!atmosfera.! ! * * * Figura*7:*Partículas*de*pó*atomizado*de*formato*esférico,*ocas* ! A!geometria!esférica!do!pó!atomizado!confere!fluidez!ao!pó!cerâmico.!Ao! mesmo!tempo!que!os!grânulos!são!resistentes!o!suficiente!para!rolarem!entre!si! sem!se!desfazerem,!eles!são!frágeis!o!suficiente!para!se!desmancharem!quando! submetidos!a!uma!pequena!pressão.!Isto!é!de!grande!interesse!na!etapa!anterior,! de!prensagem.! ! Após! a! atomização! o! pó! segue! para! estocagem! em! silos,! onde! são! resfriados! e! terão! a! umidade! homogeneizada! (em! torno! de! 6,0%! ! 6,5%! de! umidade),!atingindo!as!condições!ideais!para!uso!posterior.! ! 3.6.4*Prensagem*e*secagem* ! O!pó!atomizado!é!levado!dos!silos!para!o!distribuidor!das!prensas!através! de!um!sistema!de!esteiras.!Chegando!na!prensa!o!pó!é!dosado!preenchendo!um! molde!chamado!estampo,!que!contém!as!dimensões!desejadas!para!o!compacto! verde,!podendo!conter!também!o!relevo!de!peças!com!alto!ou!baixo!relevo.! ! Quando!o!estampo!é!preenchido!com!o!pó,!devido!a!fluidez!do!mesmo,! obtémCse! um! preenchimento! homogêneo.! O! pó! é! então! prensado! em! um! primeiro! estágio,! com! uma! pressão! baixa! apenas! para! promover! uma! distribuição! homogênea! e! para! desmanchar! os! grânulos,! e! então! um! segundo! estágio!de!prensagem!é!realizado,!com!mais!carga,!de!modo!a!compactar!o!pó!
  20. 20. ! 20! gerando!o!compacto!verde,!que!irá!conferir!resistência!mecânica!suficiente!para! que! a! placa! cerâmica! não! queimada! siga! pelo! restante! da! linha! de! produção! íntegra,!até!o!forno.!A!prensagem!irá!possibilitar!também!a!porosidade!desejada! quando!a!peça!for!queimada.! ! ! * * Figura*8:*Esquema*do*estampo*da*prensa*que*molda*as*placas* ! Após! prensadas! as! placas! são! ejetadas! automaticamente! da! prensa! e! seguem!por!uma!esteira!até!o!secador,!uma!espécie!de!préCforno!que!trabalha! com!temperaturas!máximas!de!230°C,!cujo!objetivo!é!deixar!o!compacto!verde! com!umidade!em!torno!de!0,5%!apenas.! ! Os!secadores!são!curtos,!em!torno!de!15!a!20!metros,!e!a!passagem!das! peças!dura!cerca!de!1!minuto.! ! Após!a!secagem!as!placas!seguem!para!a!esmaltação.! ! 3.6.5*Esmaltação* ! As!peças!aquecidas!provenientes!dos!secadores!seguem!pela!esteira!em! direção!ao!setor!de!esmaltação,!onde!inicialmente!recebem!um!spray!de!água!na! superfície,!e!em!seguida!recebem!uma!camada!homogênea!de!engobe,!e!então! uma!de!esmalte,!ambas!aplicadas!por!meio!de!uma!cortina!em!uma!campana.!A! velocidade!com!que!as!peças!passam!através!da!cortina!(de!engobe!ou!esmalte)! determina! a! espessura! da! camada! aplicada,! que! tem! influência! direta! no! comportamento!das!peças!durante!a!queima,!e!interferem!também!no!empeno! dos!pisos!após!a!passagem!pelo!forno.!!
  21. 21. ! 21! ! O!engobe!e!os!esmaltes!são!confeccionados!a!partir!de!insumos!chamados! fritas,!descritos!anteriormente.! ! Determinados! modelos! de! revestimentos! cerâmicos! recebem! uma! camada!decorativa!com!diferentes!cores!e!detalhes,!que!são!aplicadas!por!meio! de!rolos!de!silicone!ou!telas!cilíndricas!com!malhas!muito!finas!(serigrafia)!que! contém!os!detalhes!que!devem!ser!"impressos"!na!superfície!da!placa.! ! A!decoração!é!feita!também!com!esmaltes,!e!é!aplicada!por!um!único!rolo! (ou!cilindro),!e!em!casos!mais!complexos!necessita!de!uma!seqüência!de!até!5! unidades!de!aplicação.! ! ! * * Figura*9:*Decoração*de*pisos*com*cilindros*de*silicone*(ROTOCOLOR)* ! Após!as!esmaltação!as!placas!são!estocadas!em!uma!espécie!de!estante! que!será!levada!até!a!entrada!dos!fornos,!onde!serão!descarregadas.! ! 3.6.6*Queima* ! As!estantes!são!instaladas!na!entradas!dos!fornos,!em!locais!específicos! para!tal!fim,!de!maneira!manual!ou!automatizada.!Estas!estantes!são!compostas! de! vários! andares,! cada! qual! formando! um! plano! de! pisos! que! variam! de! 4x4! peças!até!6x6!peças,!dependendo!do!tamanho!dos!pisos!e!da!largura!do!forno.! Podem!conter!de!15!a!30!planos!de!pisos.! ! Estes! planos! são! então! descarregados! automaticamente! nos! fornos,! de! maneira! que! os! pisos! são! descarregados! sobre! os! rolos! do! forno,! rolando! por!
  22. 22. ! 22! cima!destes!ao!longo!de!toda!a!extensão!do!equipamento,!que!pode!chegar!até! 130!metros!ou!mais.! ! No! interior! do! forno! formaCse! um! plano! de! pisos! que! ocupa! toda! a! extensão! do! mesmo,! fazendo! com! que! as! regiões! inferior! e! superior! ao! plano! formado! tenham! temperaturas! levemente! diferentes.! Esta! diferença! de! temperatura!é!necessária!porque!a!superfície!do!piso,!que!material!basicamente! vítreo,!tem!comportamento!distinto!da!face!inferior,!de!pó!cerâmico!prensado.! ! * * * Figura*10:*Saída*de*um*forno*contínuo,*a*gás* ! Ao! longo! da! extensão! do! forno! as! temperaturas! variam! conforme! uma! curva! de! queima! previamente! estabelecida! para! favorecer! o! desenvolvimento! das!reações!físicoCquímicas,!iniciando!com!uma!temperatura!mais!baixa!(abaixo! dos! 100°C)! que! aumenta! gradualmente! até! a! região! de! máxima! temperatura,! chamada! de! zona! de! queima,! que! trabalha! por! volta! dos! 1200°C,! seguida! de! outras! regiões! com! temperaturas! que! reduzem! gradualmente! até! a! saída! do! forno,!que!se!encontra!novamente!abaixo!dos!100°C.! ! As!placas!cerâmicas!levam!entre!40!e!60!minutos!para!atravessar!o!forno,! no!chamado!ciclo!de!queima.! ! O!forno!é!divido!em!diferentes!regiões,!conforme!a!faixa!de!temperatura! em! cada! uma! delas,! e! segundo! as! transformações/reações! que! ocorrem! nas!
  23. 23. ! 23! placas! cerâmicas! em! cada! uma! delas,! quais! sejam:! préCforno,! préCqueima,! queima,!resfriamento!rápido,!resfriamento!lento!e!resfriamento!final.!! ! Para!cada!região!observaCse!transformações!importantes,!como!seguem:9,14! Temperatura!(°C)! Transformação! Abaixo!de!150°C! Eliminação!da!água!livre! Entre!150!e!250°C! Eliminação!da!água!adsorvida!e! decomposição!de!alguns!minerais! ferrosos! Entre!250!e!650°C! Eliminação!da!água!de!estrutura! Entre!400!e!600°C! Combustão!da!matéria!orgânica! A!573°C! Transformação!de!quartzo!α!em! quartzo!β! Entre!700!e!800°C! Início!da!fusão!de!álcalis!e!óxidos! ferrosos! Entre!800!e!900°C! Decomposição!dos!carbonatos!e! oxidação!do!carbono! A!1000°C! Início!da!fusão!das!massas!com!CaO!e! FeO!com!formação!de!silicatos! Até!1200°C! Formação!da!fase!vítrea!com! fechamento!de!poros! * * Tabela*2:*Reações*ocorridas*no*forno*conforme*a*faixa*de*temperatura* ! Na! zona! de! queimas! as! matériasCprimas! fundentes! presentes! na! massa! cerâmica! se! transformam! em! fase! líquida! e! escoam! para! o! interior! dos! poros! presentes! no! corpo! cerâmico,! diminuindo! a! porosidade! e! conseqüentemente! aumentando!a!densidade.! ! Nas! zonas! de! resfriamento! há! uma! redução! mais! acentuada! na! temperatura,!e!os!pisos!podem!ser!submetidos!a!fluxos!de!ar!frio!para!acelerar!o! resfriamento.! ! ! !
  24. 24. ! 24! 3.6.7*Retífica* ! Os! porcelanatos! chamados! "retificados",! como! o! próprio! nome! sugere,! passam!por!um!processo!de!retífica!após!a!queima,!de!modo!a!terem!as!arestas! aparadas!permitindo!obter!um!efeito!chamado!"junta!seca"!quando!assentado.!! ! O! processo! de! retífica! não! será! detalhado! por! ter! sido! abordado! anteriormente.! ! Durante! o! processo! de! retífica! devem! ser! tomados! alguns! cuidados! básicos.!O!rigor!dimensional!é!um!deles,!já!que!o!processo!de!retífica!consiste!em! retirar!uma!determinada!quantidade!de!material!das!arestas!dos!pisos,!tornando! as!peças!menores.!Assim!sendo,!deveCse!tomar!atenção!com!relação!ao!tamanho! que! as! peças! saem! do! forno,! bem! como! a! quantidade! de! material! que! será! retirado,!ajustando!o!processo!de!modo!a!garantir!que!a!peça!final,!retificada,! tenha!as!dimensões!especificadas!no!projeto.! ! DeveCse! também! ter! especial! atenção! com! a! retífica! de! porcelanatos! esmaltados,!já!que!o!processo!de!retífica!nas!laterais!dos!pisos!pode!promover!o! lascamento!do!esmalte,!inutilizando!a!peça!lascada.! ! 3.6.8*Controle*de*qualidade*e*classificação* ! Após!a!saída!do!forno!ou!da!retífica!os!pisos!passam!por!um!controle!de! qualidade,! amostral,! feito! por! lotes,! que! verificam! a! qualidade! da! superfície,! a! precisão!dimensional,!presença!de!imperfeições!entre!outros!parâmetros.! ! As!técnicas!utilizadas!no!controle!de!qualidade!não!serão!abordadas!neste! trabalho.! ! As! peças! que! não! são! selecionadas! para! o! controle! de! qualidade! são! encaminhadas! para! classificação,! feita! de! maneira! automática,! em! que! equipamentos!classificam!as!peças!de!acordo!com!a!tonalidade!e!o!tamanho,!já! que! a! utilização! de! matériasCprimas! naturais! e! variações! no! processo! dão!! margem!para!desvios!do!padrão!de!cor!e!geram!peças!de!diferentes!dimensões! dentro!de!uma!determinada!margem!de!variação.! ! As!peças!são!agrupadas!conforme!cor!e!tamanho,!e!seguem!por!fim!para! embalagem.! ! !
  25. 25. ! 25! 3.6.9*Embalagem*e*expedição* ! Após!classificadas!as!peças!seguem!automaticamente!para!a!embalagem,! também! feita! de! maneira! automática.! Um! braço! robótico! rotaciona! as! peças! agrupadas! por! tamanho! e! cor! enquanto! um! bico! aplica! a! cola! que! fechará! a! embalagem!e!outro!braço!envolve!os!pisos!na!embalagem!de!papelão.! ! Em!seguida!a!caixa!já!selada!passa!por!uma!impressora!que!identifica!o! modelo!do!piso,!o!tamanho!e!a!cor,!e!um!outro!braço!mecânico!separa!a!caixa!no! "palete"! correspondente,! contendo! outras! caixas! com! pisos! de! mesmas! especificações.! ! Por!fim,!quando!o!palete!é!completado!com!o!número!máximo!de!caixas! um!operador!o!coleta!com!uma!empilhadeira!e!armazena!na!região!correta!do! depósito,!ou!leva!os!pisos!para!carregamento!imediado.! ! 4.*O*problema*do*empeno* ! O! empeno! observado! em! pisos! esmaltados,! também! chamado! "empeno! diferido"! devido! a! origem! espanhola! do! termo! (originalmente! "curvatura! diferida")!consiste!na!perda!de!planaridade!apresentada!pelas!placas!cerâmicas,! fazendo!com!que!a!peça!fique!côncava!ou!convexa,!dependendo!do!caso.9,10! ! O!efeito!do!empeno!é!mais!notável!quanto!maior!forem!as!dimensões!da! peça,! logo,! atingem! de! maneira! significativa! os! pisos! do! tipo! porcelanato,! que! possibilitam! obter! placas! de! tamanhos! maiores! do! que! as! obtidas! com! massa! vermelha,!produzidas!por!via!seca.! ! !!!!!!!!!!! ! * Figura*11:*Ilustração*de*um*piso*empenado.*Observa^se*a*perda*de*planaridade* ! Com! a! popularização! do! porcelanato! esmaltado! no! Brasil,! devido! à! boa! aceitação! do! mercado! e! facilidade! de! fabricação! a! partir! dos! equipamentos! utilizados!na!produção!de!pisos!por!via!seca,!associado!à!tendência!crescente!de! produzir! pisos! com! dimensões! cada! vez! maiores,! o! problema! do! empeno! vem! atingindo!cada!vez!mais!fabricantes!e!consumidores,!despertando!o!interesse!de!
  26. 26. ! 26! indústrias,! institutos! de! pesquisa! e! universidade,! que! vêm! trabalhando! com! empenho! crescente! nos! últimos! anos! tendo! como! finalidade! compreender! as! causas! do! fenômeno! e! desenvolver! estratégias! para! eliminar! ou! reduzir! a! magnitude!do!defeito.! ! As! causas! do! problema! não! são! completamente! conhecidas,! e! os! mecanismos!de!como!o!empeno!ocorre!ainda!estão!sendo!compreendidos,!mas! diversos! trabalhos! abordam! o! tema! e! a! maioria! deles! apontam! para! duas! principais! causas! para! tal:! o! alívio! de! tensões! residuais! e! o! fenômeno! de! expansão! por! umidade! da! camada! vítrea.! Cada! um! dos! temas! será! abordado! adiante.13! ! 4.1*Medindo*o*defeito* ! Para!que!se!possa!avaliar!o!empeno!imediatamente!na!saída!do!forno,!e! fazer!um!acompanhamento!da!evolução!da!curvatura!ao!longo!do!tempo,!deveCse! adotar!uma!metodologia!para!realizar!a!medição.9,10! ! Todos! os! trabalhos! tomados! como! referência! utilizaram! um! relógio! comparador,! que! consiste! em! uma! espécie! de! relógio,! digital! ou! analógico,! contendo! um! mostrador! ou! uma! escala! com! ponteiros,! e! é! capaz! de! medir! diferenças!dimensionais!da!ordem!de!mícrons,!para!mais!ou!para!menos.! ! Para!medir!o!empeno!de!pisos!o!relógio!comparador!foi!acoplado!a!um! sistema! de! hastes! de! 3! pontos,! de! modo! que! o! apoio! central! é! o! relógio! comparador!e!os!apoios!das!extremidades!são!fixos.!Quando!os!3!pontos!de!apoio! se! situam! à! mesma! altura! o! mostrador! do! relógio! comparador! indica! "0".! A! calibração! é! feita! tarando! o! relógio! comparador! sobre! uma! pedra! plana,! de! referência.! !!!!!!!!!!!!! ! * ********Figura*12:*Relógio*comparador*para*medida*do*empeno*de*pisos*cerâmicos*
  27. 27. ! 27! ! A!diferença,!ou!desnível,!entre!os!3!pontos!é!chamada!flecha.!Para!cada! peça! analisada! foram! tomadas! as! medidas! da! flecha! nas! 4! arestas,! e! eventualmente! das! 2! diagonais! da! peça,! afim! de! mensurar! e! mapear! o! comportamento!da!curvatura!diferida.! ! 4.2*Resultados*e*causa*prováveis* ! Na!edição!de!2008!do!QUALICER,!o!Congreso!Mundial!!de!la!Calidad!del! Azulejo!y!del!Pavimento!Cerámico!(World!Congress!on!Ceramic!Tile!Quality)!que! acontece! na! espanha! e! é! tido! atualmente! como! o! evento! mais! expressivo! relacionado!ao!setor,!foi!apresentado!um!trabalho!desenvolvido!no!Instituto!de! Tecnología! Cerámica! de! Castellon! relacionando! fatores! como! teor! de! quartzo,! feldspato!e!pressão!de!compactação!com!o!empeno.11! ! Em!2009!foi!publicado!na!revista!Cerâmica!Industrial!o!primeiro!trabalho! realizado!no!Brasil!referente!ao!empeno!diferido,!desenvolvido!em!uma!empresa! na!região!de!Santa!Gertrudes,!baseado!no!trabalho!citado!anteriormente.10! ! No! estudo! foram! formuladas! duas! diferentes! composições! de! massa! cerâmica,!diferindo!no!teor!de!quartzo.!Cada!uma!das!massas!foi!prensada!em!3! diferentes!pressões!de!compactação:!330!kgf.cmC2,!370!kgf.cmC2!e!400!kgf.cmC2,! no!formato!50x100!cm.!! ! Foram!testadas!também!diferentes!espessuras!de!camadas!de!esmalte!e! engobe,!em!combinações!com!208,!297!e!386!gramas!de!engobe,!208,!297!e!386! gramas! de! esmalte! por! peça,! que! resultam! em! espessuras! diferentes! destas! camadas.! ! Como!a!medida!da!quantidade!de!esmalte!ou!engobe!é!feita!através!da! massa!aplicada!em!uma!bandeja!padrão!com!medidas!41x41!cm,!as!massas!de! 208,!297!e!386!gramas!correspondem!respectivamente!a!70,!100!e!130!gramas! de!engobe!ou!esmalte!na!bandeja!padrão.! ! ObservaCse! um! reflexo! significativo! da! pressão! de! compactação! e! o! empeno!(médio)!apresentado!pelas!peças,!por!até!72!horas!após!a!queima,!sendo! que! quanto! maior! for! a! pressão! de! compactação,! menor! é! a! tendência! de! empeno.!
  28. 28. ! 28! ! Figura*13:*Testando*diferentes*pressões*de*prensagem*para*uma*massa*cerâmica*com*baixo*teor*de* feldspato* ! ! Figura*14:*Testando*diferentes*pressões*de*prensagem*para*uma*massa*com*alto*teor*de*feldspato*
  29. 29. ! 29! ! Já! com! relação! à! massa! de! engobe! e! esmalte! aplicadas,! ou! seja,! à! espessura!destas!camadas,!não!se!observa!grande!influência!na!medida!da!flecha,! pois! combinações! diferentes! nas! camadas! resultam! em! comportamentos! similares.!O!que!se!observa!é!que!a!massa!P01,!com!menor!teor!de!feldspato,!é! mais!sensível!ao!efeito!nas!primeiras!48!horas!após!a!saída!do!forno.! ! NotaCse!também!que!após!72!horas!a!partir!da!saída!do!forno!o!empeno! tende!a!se!estabilizar.! ! Figura* 15:* Comparando* diferentes* espessuras* de* camada* de* esmalte* para* diferentes* massas* cerâmicas* ! ! Figura*16:*Diferentes*espessuras*de*camada*de*esmalte*e*engobe*para*diferentes*massas*cerâmicas*
  30. 30. ! 30! ! Assim,! podemos! relacionar! a! pressão! de! compactação! como! fato! interferente!direto!no!empeno!observado!nas!peças!nas!primeiras!72!horas!após! a! queima,! e! descartaCse! a! influência! das! espessuras! das! camadas! de! engobe! e! esmalte,!e!sim!do!teor!de!feldspato!presente!nestas.!10! ! O! aumento! da! pressão! de! compactação! resulta! em! menores! tensões! residuais!nas!peças!queimadas,!e!menores!teores!de!feldspato!as!tornam!mais! sensíveis!ao!empeno,!portanto!menos!quantidade!de!fase!vítrea.!Logo,!sugereCse! que!a!fase!vítrea!contribua!no!sentido!de!conter!o!efeito!do!empeno.! ! Os! feldspatos,! bem! como! os! quartzos,! são! materiais! que! não! aportam! plasticidade!em!presença!de!umidade,!eles!correspondem!à!fração!de!partículas! de!maior!tamanho!na!mistura,!normalmente!com!tamanhos!máximos!de!até!63! μm.!Por!esta!razão,!favorecem!o!empacotamento!de!partículas!durante!a!etapa!de! compactação!e!a!saída!de!água!durante!a!secagem!das!peças.!Além!do!mais,!as! partículas! cristalinas! provenientes! desses! materiais! ou! cristalizadas! durante! a! queima! desenvolvem! um! importante! papel! reforço! da! microestrutura,!! contribuindo!para!que!a!placa!cerâmica!adquira!maior!resistência!ao!empeno.! ! Baseado!nisso!foram!realizados!estudos!mais!recentes!relacionando!o!do! empeno!com!o!teor!de!feldspato!e!fase!vítrea!presentes!na!formulação.! ! ! 4.3*Alívio*de*tensões*residuais* * ! Os!ciclos!de!queima!utilizados!atualmente!são!os!mais!rápidos!possível,! focando!no!aumento!da!produtividade.!Ocorre!que!o!ciclo!e!a!história!térmica! determinam!de!maneira!fundamental!muitas!das!propriedades!do!produto!final.!! ! No!que!diz!respeito!à!etapa!de!resfriamento,!industrialmente!se!faz!o!mais! rapidamente! possível! com! escasso! controle! sobre! as! variáveis! próprias! dessa! etapa! da! queima,! respeitandoCse! apenas! a! temperatura! de! transformação! alotrópica!do!quartzo!(573°C),!onde!se!reduz!a!taxa!de!resfriamento!para!evitar! o! rompimento! das! peças,! voltando! a! aumentar! até! a! saída! do! forno.! Dada! a! velocidade!da!queima!as!reações!de!fusão,!cristalização!e!dissolução!dificilmente! chegam!a!seus!estados!de!equilíbrio!termodinâmico.!13!
  31. 31. ! 31! ! O! resultado! disto! é! o! surgimento! de! tensões! residuais! que! podem! ser! classificados! de! acordo! com! sua! magnitude:! macroscópicas! quando! se! manifestam!ao!longo!de!vários!grãos!ou!ao!longo!de!toda!a!espessura!do!corpo;! ou!microscópicas,!quando!se!manifestam!em!grãos!individuais!ou!em!parte!deles,! entre! fases! ou! grãos! dispersos! na! matriz.! Há! também! as! tensões! residuais! em! escala!interatômica!que!não!serão!abordadas!neste!trabalho.! ! Nos! vidros! são! empregadas! elevadas! taxas! de! resfriamento,! que! associadas!à!baixa!difusividade!térmica!do!material,!resultam!em!um!gradiente! térmico! entre! a! superfície! e! o! interior,! de! modo! que! as! camadas! externas! se! resfriam!mais!rapidamente,!retraem!e!atingem!sua!rigidez,!enquanto!as!camadas! mais! interiores! ainda! encontramCse! quentes! e! no! estado! viscoso.! Quando! o! interior!do!material!resfria!suficiente!para!adquirir!rigidez!fica!impossibilitado! de!se!retrair!livremente!devido!à!resistência!oferecida!pelas!camadas!exteriores.! Desta!maneira!se!formam!os!gradientes!de!tensão!ao!longo!de!toda!a!espessura! do! material,! tornando! as! camadas! mais! externas! sob! compressão! e! as! mais! internas!em!tração,!quando!o!equilíbrio!térmico!é!atingido.!10,!11,!13! ! No!porcelanato!o!surgimento!de!tensões!residuais!macroscópicas!ocorre! de! maneira! similar,! mas! levandoCse! em! conta! que! os! coeficientes! de! dilatação! térmica! entre! o! suporte! e! a! camada! vítrea! de! esmalte! e! engobe! podem! apresentar! diferenças! bastante! significativas,! causando! gretamento! ou! lascamento!do!piso,!conforme!mencionado!anteriormente.! ! Já! as! tensões! residuais! microscópicas! são! originadas! em! função! dos! diferentes! coeficientes! de! expansão! térmica! das! partículas! de! fases! diferentes,! em!especial!das!partículas!cristalinas!e!da!matriz!vítrea.!No!caso!do!porcelanato! as!maiores!tensões!são!aquelas!desenvolvidas!pelas!partículas!de!quartzo,!que! apresentam! variação! significativa! de! volume! na! transformação! alotrópica! de! quatrzoCα! para! quartzoCβ.! Dependendo! da! magnitude! das! tensões! geradas! as! partículas!de!quartzo!presentes!na!matriz!vítrea!podem!se!desprender!gerando! microfissuras!que!aliviam!as!tensões!residuais,!funcionando!como!mecanismo!de! tenacificação.! ! Isto!sugere!que!o!teor!de!quartzo!deve!interferir!de!maneira!significativa! nas!tensões!residuais,!e!conseqüentemente!no!empeno.!
  32. 32. ! 32! ! Um!estudo!realizado!pelo!Departamento!de!Engenharia!de!Materiais!da! Universidade! Federal! de! Santa! Catarina! preparou! corpos! de! prova! com! uma! composição!típica!utilizada!!pelas!indústrias!cerâmicas!para!fabricação!de!pisos! do!tipo!porcelanato,!e!os!submeteu!a!7!condições!distintas!de!resfriamento,!de! modo!a!observar!a!influência!das!taxas!de!resfriamento!empregadas!e!o!nível!de! tensões! residuais! macroscópicas! gerado.! Dentre! as! condições,! um! grupo! teve! resfriamento!respeitando!a!faixa!de!temperatura!de!transformação!do!quartzo! com! taxas! menores,! enquanto! outro! grupo! manteve! a! taxa! de! resfriamento! constante!até!a!temperatura!ambiente.! ! Os! resultados! apontam! que! os! resfriamentos! forçados! geram! tensões! residuais! macroscópicas! de! compressão! na! superfície! dos! corposCdeCprova,! sendo! que! os! maiores! níveis! de! tensões! são! obtidos! com! as! maiores! taxas! de! resfriamentos!para!o!grupo!que!respeitou!a!transformação!do!quartzo.! ! Adicionalmente,! a! superfície! em! compressão! resultou! no! aumento! de! resistência!mecânica!dos!corpos!de!prova.13! ! Já! o! grupo! de! corposCdeCprova! que! não! respeitou! a! transformação! do! quartzo! apresentou! menor! tensão! residual! macroscópica,! associado! a! maior! geração! de! defeitos! microestruturais! resultantes! da! alta! taxa! de! resfriamento! durante! a! transformação! do! quartzo,! promovendo! a! deterioração! da! microestrutura.! A! principal! causa! é! provavelmente! a! grade! diferença! entre! os! coeficientes!de!expansão!térmica!do!quartzo!e!da!matriz!vítrea,!evidenciada!pelo! surgimento!de!microfissuras!ao!redor!das!partículas!de!quartzo!observadas!em! MEV.!13! !!!!!!!!!!!!!! ! Figura*17:*Micro*trincas*ao*redor*de*um*grão*de*quartzo*e*deterioração*da*microestrutura*
  33. 33. ! 33! ! O!estudo!sugere!que!o!porcelanato!é!um!produto!sensível!ao!processo!de! têmpera!ao!desenvolver!tensões!residuais!durante!resfriamentos!rápidos,!típicos! de!processos!industriais.!! ! Quando! elevaCse! o! nível! de! tensões! residuais! macroscópicas! de! compressão!na!superfície,!observaCse!aumento!na!resistência!mecânica!também,! assim! como! ocorre! no! processo! de! têmpera! de! vidros.! Porém! a! existência! de! gradientes! térmicos! entre! a! superfície! e! o! interior! da! peça! durante! a! transformação!alotrópica!do!quartzo!resulta!em!deterioração!da!microestrutura,! prejudicando!a!resistência!mecânica.! ! 4.4*Expansão*por*umidade* ! Uma! vez! que! os! pisos! cerâmicos,! conhecidos! como! "pisos! frios"! são! resistentes! à! água! é! comum! que! se! faça! uso! de! água! em! abundância! para! a! limpeza!e!manutenção!dos!mesmos.! ! Além!disso,!pisos!e!revestimentos!cerâmicos!são!aplicados!também!para! ambientes!externos,!ficando!sujeitos!a!contato!intenso!com!água!e!umidade.! ! As!matériasCprimas!que!compõem!as!placas!cerâmicas!contém!água!em! suas!moléculas,!em!forma!de!umidade!ou!água!de!estrutura.!No!entanto,!durante! o!processo!de!queima!essa!água!é!volatilizada,!inclusive!a!estrutural.! ! Porém,!após!o!processo!de!queima!ocorrerá!a!reChidratação!do!material,! por!adsorção!em!forma!de!vapor!da!umidade!natural!ou!devido!ao!contato!da! água!do!ambiente!em!que!o!piso!estiver!submetido.!! ! Esta!reincorporação!da!água!provoca!aumento!do!tamanho!da!moléculas! minerais,!fazendo!com!que!o!corpo!se!expanda.! ! Tal! fenômeno! é! chamado! como! "expansão! por! umidade"! ou! "dilatação! higroscópica",!e!se!inicia!imediatamente!quando!a!peça!sai!do!forno!e!entra!em! contato!com!o!meioCambiente.12! ! Segundo! a! norma! NBRC13.818,! o! limite! de! expansão! por! umidade! recomendo! é! de! no! máximo! 0,6%,! de! modo! a! evitar! problemas! como! descolamento!das!placas.!No!caso!de!pisos!a!expansão!promove!uma!espécie!de! "estufamento"!do!piso,!resultante!do!descolamento!das!placas!e!do!movimento! que!as!placas!exercem!umas!sobre!as!outras,!empurrandoCse!mutuamente.!Mas! em!revestimentos!de!parede!o!problema!é!mais!sério,!uma!vez!que!as!placas!são!
  34. 34. ! 34! assentadas! na! vertical,! em! paredes,! e! podem! se! soltar! totalmente! e! cair! de! alturas!consideráveis!quando!ocorre!o!descolamento.! ! Um!estudo!realizado!por!uma!consultoria!especializada!em!revestimentos! cerâmicos,!na!cidade!de!Água!Branca,!interior!de!São!Paulo,!submeteu!pisos!com! idades!entre!8!e!10!anos,!nas!cores!azuis!e!vermelha,!de!lotes!que!apresentaram! problemas!de!descolamento!a!ensaios!de!expansão!por!umidade,!por!meio!de!3! diferentes!métodos!de!ensaio!propostos.! ! Inicialmente!todas!as!peças!deveriam!ser!requeimadas!em!mufla!a!550°C! durante!4!horas,!e!separadas!em!3!grupos.!O!primeiro!grupo!de!peças!foi!imerso! em! água! fervente! por! 24,! 48! e! 72! horas,! o! segundo! submetido! a! autoclave! a! 500kPa! durante! 2! horas! e! o! terceiro! grupo! submetido! a! autoclave! a! 700kPa! durante!5!horas.12! ! O!trabalho!compara!também!4!diferentes!normas!referentes!a!ensaios!em! placas!cerâmicas:!a!norma!NBR!13.818,!a!norma!ISO!10.545,!a!norma!BS!6431!e!a! norma!ASTM!C!370,!em!que!todas!realizam!os!teste!de!expansão!por!umidade! pela! imersão! em! água! fervente! por! 24! horas,! e! sugere! a! comparação! entre! os! método!por!imersão!e!por!uso!de!autoclave.! ! As! peças! foram! medidas! após! a! requeima! em! mufla! (Lo)! e! após! serem! submetido!à!imersão!ou!autoclave!(L);!a!EPU!é!obtida!pela!equação:! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! * * Equação*1:*Cálculo*da*Expansão*por*Umidade*(EPU)* ! ! ! ! ! ! ! ! !
  35. 35. ! 35! Os!resultados!obtidos!seguem!abaixo! ! * Tabela*3:*Resultados*dos*ensaios*de*expansão*por*umidade*obtidos*para*18*amostras* !! ! ComparouCse! então! os! resultados! obtidos! pelos! métodos! de! fervura! e! autoclave! e! verificouCse! que! os! resultados! obtidos! pelo! método! de! fervura! atingiram!2mm/m,!enquanto!o!método!autoclave!obteve!resultados!próximos!de! 3mm/m.! ! * * Figura*18:*Resultados*de*EPU*para*18*amostras! ! Os! resultados! demonstram! dois! importantes! pontos:! a! expansão! por! umidade!em!um!longo!tempo!pode!atingir!valores!superiores!aos!evidenciados! pelos! ensaios! de! EPU! utilizados! atualmente,! inclusive! em! pisos! do! tipo!
  36. 36. ! 36! porcelanato;! e! deveCse! questionar! se! o! método! de! fervura! é! eficiente! e! ilustra! realmente!o!fenômeno!de!absorção!de! água,!com!o!objetivo! de!garantir! que!a! norma! brasileira! estabeleça! de! fato! absorções! de! água! de! até! 0,5%,! ou! se! ela! camufla!uma!absorção!real!devido!à!má!escolha!do!método!utilizado.! ! Um!outro!trabalho!realizado!no!Laboratório!de!Revestimentos!Cerâmicos! (LaRC)!da!Universidade!Federal!de!São!Carlos!verificou!que!ocorre!expansão!por! umidade!inclusive!em!baguetas!de!vidro!submetidos!em!autoclave.! ! !5.*Conclusões* ! Os! trabalhos! analisados! relacionam! alguns! fatores! que! interferem! no! empeno!verificado!em!pisos!do!tipo!porcelanato!esmaltado,!quais!sejam:! 1.!O!empeno!tem!maior!magnitude!em!peças!com!maiores!dimensões,!por!isso! são!mais!notados!em!porcelanatos,!uma!vez!que!as!características!deste!tipo!de! piso!permitem!a!confecção!de!peças!de!maiores!tamanhos.! 2.! A! pressão! de! prensagem! tem! importância! relevante! principalmente! nas! primeiras!72!horas!após!a!queima,!sendo!que!pressões!de!compactação!maiores! levam! a! empenos! de! menor! magnitude,! já! que! pressões! maiores! implicam! em! menores!tensões!residuais.! 3.!A!espessura!da!camada!de!engobe!ou!esmalte!não!interferem!no!empeno,!e! sim!a!composição!destes,!relacionada!principalmente!com!o!teor!de!feldspatos.! Quanto!maio!menor!o!teor!de!feldspato,!menor!o!teor!de!fase!vítrea,!e!as!placas! cerâmicas!serão!mais!susceptíveis!ao!empeno.! 4.! O! empeno! diferido! resulta! dos! diferentes! coeficientes! de! expansão! térmica! entre!!a!camada!vítrea,!de!engobe!e!esmalte,!e!o!suporte!de!massa!cerâmica.!O! alívio! de! tensões! residuais! macroscópicas! e! microscópicas! promove! o! relaxamento!estrutural!da!camada!vítrea! 5.!Os!porcelanatos!esmaltados!são!sensíveis!à!têmpera!de!maneira!similar!aos! vidros.! Maiores! taxas! de! resfriamento! resultam! em! maior! nível! de! tensões! residuais,! Taxas! elevadas! produzem! altos! níveis! de! tensão! de! compressão! na! superfície,! que! pode! potencializar! o! efeito! do! empeno,! mas! contribui! para! o! aumento!da!resistência!mecânica.!
  37. 37. ! 37! 6.! Altas! taxas! de! resfriamento! durante! a! transformação! alotrópica! da! sílica! produz!microfissuras!ao!redor!das!partículas!de!quartzo,!podendo!aliviar!o!efeito! do!empeno,!mas!prejudicando!severamente!a!resistência!mecânica!da!peça.! 7.!O!teor!de!quartzo!e!de!feldspatos!interfere!diretamente!nas!tensões!residuais.! Eles! fornecem! partículas! cristalinas! ou! que! se! cristalizam! durante! a! queima! e! oferecem!reforço!mecânico,!aumentando!a!resistência!ao!empeno.! 8.!A!expansão!por!umidade!pode!ter!grande!influência!no!desenvolvimento!do! empeno,! atuando! tanto! no! suporte! quanto! na! camada! vítrea,! uma! vez! que! a! umidade!adsorvida!promove!expansão!em!diferentes!magnitudes!para!ambos.! 9.! A! metodologia! empregada! para! determinar! a! absorção! de! água! das! placas! cerâmicas!pode!não!refletir!o!fenômeno!tal!como!ocorre!na!realidade.! ! 6.*Minimizando*o*problema* ! Diante!dos!resultados!observados,!algumas!atitudes!podem!ser!tomadas! de!modo!a!minimizar!o!efeito!do!empeno!diferido:! 1.! Controle! das! etapas! de! resfriamento,! com! menores! taxas,! minimizando! as! tensões!residuais!resultantes.! 2.!Emprego!de!maiores!pressões!de!compactação,!afim!de!gerar!menores!níveis! de!tensões!residuais.! 3.! Adotar! massas! cerâmicas! e! composições! de! esmaltes! e! engobes! cujos! coeficientes!de!expansão!térmica!sejam!os!mais!próximos!possíveis.! 4.!Controlar!o!teor!e!a!granulometria!do!quartzo!e!dos!feldspatos,!favorecendo!a! formação!de!estruturas!cristalinas!que!ofereçam!reforço!microestrutural!para!a! placa!cerâmica.! ! 7.*Sugestões*para*trabalhos*posteriores* 1.!Elaborar!testes!em!escala!piloto!com!suportes!de!espessuras!menores,!visando! identificar!a!influência!da!camada!de!esmalte!e!engobe!no!empeno!de!peças!mais! finas.! 2.!Testar!matériasCprimas!que!forneçam!estruturas!do!tipo!agulha!de!mulitas!e! verificar! aumento! de! resistência! ao! empeno,! confeccionando! peças! e! submetendoCas!a!altas!taxas!de!resfriamento,!inclusive!durante!a!transformação! alotrópica!do!quartzo.!
  38. 38. ! 38! 3.! Contrapor! o! ganho! obtido! com! o! reforço! microestrutural! por! estruturas! cristalinas!formadas!a!partir!do!quartzo,!feldspatos!ou!por!agulhas!de!mulita!com! a!perda!oferecida!pela!deterioração!da!microestrutura!durante!o!resfriamento! severo!na!transformação!alotrópica!do!quartzo.! 4.!Avaliar!a!metodologia!usada!pelos!ensaios!de!absorção!de!água!previstos!em! norma! (imersão! em! água! fervente! por! 24! horas)! realizandoCos! para! tempos! prolongados,!verificando!a!absorção!para!48!e!72!horas.! ! 8.*Bibliografia* 1.!ASPACER!(Associação!Paulista!das!Cerâmicas!de!Revestimento),!DADOS! ESTATÍSTICOS,!disponível!em!www.aspacer.com.br/estatisticas.html! 2.!ANFACER!(Associação!Nacional!dos!Fabricantes!de!Cerâmica!para! Revestimento,!Louças!Sanitárias!e!Congêneres),!DADOS!DO!SETOR,!BRASIL,! MUNDO,!EXPORTAÇÃO!E!PRODUÇÃO,!disponível!em!www.anfacer.org.br! 3.!PANORAMA!E!PERSPECTIVAS!DA!INDÚSTRIA!DE!REVESTIMENTOS! CERÂMICOS!NO!BRASIL;!CABRAL!JR,!Marsis;!BOSCHI,!Anselmo!O.;!Motta,!José! Francisco!M.;!TANNO,!Luiz!C.;!SINTONI,!Ayrton;!COELHO,!José!M.;!CARIDADE,! Marcelo;!Revista!Cerâmica!Industrial;!Volume!15;!número!3;!Maio/Junho!2010,! disponível!em!www.ceramicaindustrial.org.br!! ! 4.!PRINCIPLES!OF!CERAMICS!PROCESSING;!REED,!James!S.;!2a!edição;!Editora! John!Wiley!&!Sons,!1995,!New!York.! ! 5.!MATERIALS!SCIENCE!AND!ENGINEERING:!AN!INTRODUCTION;!CALLISTER,! William!D.;!8a!edição,!Editora!Wiley!&!Sons,!2009,!New!York! ! 6.!PANORAMA!ATUAL!DA!INDÚSTRIA!DE!REVESTIMENTOS!CERÂMICOS;! BOSCHI,!Anselmo!O.;!Revista!Cerâmica!Industrial;!Volume!13;!Número!3;! Maio/Junho!2008,!disponível!em!www.ceramicaindustrial.org.br! ! ! !
  39. 39. ! 39! 7.!NORMA!ABNT!13818:1997!VERSÃO!CORRIGIDA:1997;!Placas!Cerâmicas!Para! Revestimento!C!Especificação!e!Métodos!de!Ensaio,!disponível!em! www.abntcatalogo.com.br/norma! ! 8.!AS!MATÉRIASCPRIMAS!CERÂMICAS.!PARTE!II:!OS!MINERAIS!INDUSTRIAIS!E! AS!MASSAS!DA!CERÂMICA!TRADICIONAL;!MOTTA,!José!F.!M.;!CABRAL!JR.,!M.;! TANNO,!Luiz!C.;!ZANARDO,!Antenor;!Revista!Cerâmica!Industrial;!Volume!7;! Número!1;!Janeiro/Fevereiro!2012,!disponível!em! www.ceramicaindustrial.org.br! ! 9.!ANÁLISE!E!MEDIDA!DOS!FATORESUE!AFETAM!AS!CURVATURAS! RETARDADAS!EM!PORCELANATO;!CANTAVELLA,!Vicente;!GarcíaCTen,!J.;! SÁNCHEZ!E.;!BANNIER!E.;!SÁNCHEZ!J.;!SOLER,!C.;!SALES,!J.;!Revista!Cerâmica! Industrial;!Volume!13;!Número!2;!Abril!2008! ! 10.!ANÁLISE!EXPERIMENTAL!DOS!PARÂMETROS!DE!PROCESSAMENTO!QUE! AFETAM!O!EFEITO!DE!CURVATURAS!DIFERIDAS!EM!REVESTIMENTOS! CERÂMICOS;!OLIVEIRA!C.!J.,!ROSSA!P.,!GAMA!R.!M.;!Revista!Cerâmica!Industrial;! Volume!14;!Número!6;!Dezembro!2009! ! 11.!MODELIZACIÓN!MECÁNICA!DEL!ENFRIAMENTO!RÁPIDO!EN!SISTEMAS!TIPO! GRES!PORCELÁNICO;!DAL!BÓ!M,!CANTAVELLA!V.,!SÁNCHEZ!E.,!HOTZA!D.,! BOSCHI!A.,!QUALICER!2012:!XI!Congresso!Mundial!de!la!Calidad!Del!Azulejo!y!del! Pavimento!Cerámico.! ! 12.!EXPANSÃO!POR!UMIDADE!DE!PLACAS!PARA!REVESTIMENTOS!CERÂMICOS;! BAUER!J.!R.!F,!RAGO!F.;!Revista!Cerâmica!Industrial;!Volume!5;!Número!3;!Junho! 2000! ! 13.!ESTUDO!DAS!PROPRIEDADES!MECÂNICAS!DE!PORCELANATO!ATRAVÉS!DA! AVALIAÇÃO!DE!TENSÕES!RESIDUAIS!MICROSCÓPICAS!E!MACROSCÓPICAS! ORIGINADAS!DURANTE!A!ETAPA!DE!RESFRIAMENTO!DO!CICLO!DE!QUEIMA;!! NONI!Jr.!A.;!Tese!de!doutorado!em!engenharia!de!materiais!pela!Universidade! Federal!de!Santa!Catarina;!Florianópolis;!2007! *
  40. 40. ! 40! 14.!ABCERAM:!Associação!Brasileira!de!Cerâmica,!INFORMAÇÕES!TÉCNICAS:! DEFINIÇÃO!E!CLASSIFICAÇÃO,!disponível!em! www.abceram.org.br/site/informacoesCtecnicas! ! ! ! ! ! !

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