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Ceramica Revisada Ss24jun06

  1. 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 1 2 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; 3 4 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) 5 6 PCC 339. Direitos reservados 1
  2. 2. PCC USP 4/6/2007 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 7 8 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 9 10 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 11 12 PCC 339. Direitos reservados 2
  3. 3. PCC USP 4/6/2007 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. 13 14 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 15 16 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 PCC 339. Direitos reservados 3
  4. 4. PCC USP 4/6/2007 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. 19 20 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 21 22 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 23 24 PCC 339. Direitos reservados 4
  5. 5. PCC USP 4/6/2007 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, % 25 26 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 27 28 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 29 30 PCC 339. Direitos reservados 5
  6. 6. PCC USP 4/6/2007 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 31 32 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 33 34 PCC 339. Direitos reservados 6

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