Os materiais cerâmicos são inorgânicos, não metálicos e formados pela ação do calor. São bons isolantes térmicos e elétricos e têm alta resistência mecânica e temperatura de fusão. As argilas são matérias-primas comuns em cerâmicas, sendo finamente divididas e adquirindo plasticidade na presença de água. A formulação envolve a mistura proporcional de argilas e outros componentes para obter propriedades desejadas.

1. MATERIAIS CERÂMICOS

2. MATERIAIS CERÂMICOS
DEFINIÇÃO: Os materiais cerâmicos são inorgânicos e não
metálicos, podendo ser cristalinos ou parcialmente cristalino. Eles
são formados pela ação do calor e subsequente resfriamento.
São bons isolantes e têm temperatura de fusão e resistência
muito elevadas. Além disso, apresenta elevado módulo de
elasticidade e um frágil módulo de ruptura.

3. HISTÓRIA DA CERÂMICA
A indústria cerâmica é uma das mais antigas do mundo devido à abundância
do barro e da facilidade de extração e fabricação. Os materiais cerâmicos
foram utilizados pela humanidade desde os mais longínquos tempos da sua
existência. Ela nasceu no momento em que o homem começou a utilizar-se do
barro endurecido pelo fogo. Desse processo de endurecimento, obtido
casualmente, multiplicou-se. A cerâmica passou a substituir a pedra
trabalhada, a madeira e mesmo as vasilhas (utensílios domésticos) feitas de
frutos como o coco. As cerâmicas vidradas e vitrificadas surgiram mais tarde,
elas foram desenvolvidas pelos assírios que obtiveram cerâmicas vidradas
semelhantes aos azulejos que eram utilizadas no revestimento de paredes.

4. FORMULAÇÃO DOS MATERIAIS
CERÂMICOS
A formulação dos materiais cerâmicos é a etapa onde busca estabelecer quimicamente a
relação entre as matérias-primas para se viabilizar a obtenção de uma fase cerâmica.
A formulação de uma massa cerâmica envolve o conhecimento detalhado das matérias-primas
(MPs) de interesse e disponíveis, e as condições do processamento a ser utilizado, assim
como as propriedades finais desejadas.
A caracterização físico-química das matérias-primas é fundamental para a obtenção de peças
com propriedades finais desejadas, que juntamente ao conhecimento e controle de todas as
etapas do processo industrial, podem eliminar ou reduzir defeitos de fabricação, tais como:
trincas, retração, compactação, fundência, absorção de água e resistência mecânica.
Seu processo de fabricação é selecionado em função da geometria do produto e custos
envolvidos. A seguir, é escolhido um conjunto adequado de mps que ditarão a presença das
fases cristalinas presentes no produto final que, por sua vez, determinam as diversas
propriedades do corpo cerâmico.

5. FORMULAÇÃO DOS MATERIAIS
CERÂMICOS
Na etapa inicial da formulação, não são avaliadas as
influências do processamento sobre as propriedades do
corpo final, é feito somente uma previsão das fases
presentes no produto final, a partir da mistura e
sinterização (queima) de um conjunto de matérias-primas.
Para tal, duas ferramentas são necessárias:
 Análise química das matérias-primas.
 Diagramas de fase envolvendo os principais
componentes presentes nas matérias-primas.

6. FORMULAÇÃO DOS MATERIAIS
CERÂMICOS
Fatores que influenciam na queima e microestrutura final de um corpo
cerâmico:
 Fatores da massa: composição química, tipo e quantidade de impurezas
 Fatores de processamento: granulometria, densidade a verde
 Fatores relacionados a queima ou sinterização: tempo e patamar (tempo
de permanência) no forno; taxas de aquecimento e resfriamento

7. Triaxial Cerâmico
Diversos produtos de cerâmica tradicional podem
ser obtidos a partir da mistura de argila, quartzo e
feldspato. Muitas vezes, com pequenas
quantidades de metais alcalino-terrosos. A essa
mistura, dá-se o nome de triaxial cerâmico.
Massas triaxiais cerâmicas são compostas,
normalmente, por argilas cauliníticas ou no
feldspato é quartzo com pequenas quantidades de
metais alcalino-terrosos como impurezas e
exigências da massa projetada.

8. DIAGRAMA TRIAXIAL

9. Triaxial cerâmico
 Argilas Cauliníticas:
O principal componente das argilas cauliníticas é a caulinita, de composição
Al2O3.2SiO2.2H2O . Outras argilas apresentam outros argilo-minerais, como micas,
montmorilonita e clorita, de composições semelhantes, porém com substituição
isomórfica do Al3+ e Si4+ por outros elementos. As argilas, na massa triaxial, são
responsáveis por conferir a plasticidade necessária durante o processamento.
 Quartzo (SiO2): é uma das formas polimórficas da sílica, é responsável pela
estrutura do corpo, tendo sua granulometria e nível de porosidade atingido no
produto final. O quartzo atua como preenchimento, sendo a fase estável à
temperatura de sinterização, reduzindo a retração, ou seja, atua no controle da
dilatação e na distorção da peça cerâmica. Também é utilizado para diminuir a
plasticidade da mistura de matérias-primas e aumentar a permeabilidade da
peça crua.

10. Triaxial Cerâmico
 Feldspatos:
São modificações da estrutura da sílica, onde parte
dos átomos de silício é substituída por alumínio. O Si3+
e Al4+ têm cargas elétricas diferentes e o
balanceamento é feito pela introdução de metais
alcalinos como Na, K e Ca. Os principais tipos de
feldspatos são: albita, Na (AlSi3)O8; ortoclásio, K
(AlSi3)O8; anortita, Ca (Al2Si2)O8.
O feldspato, no processamento de massas triaxiais é
usado como fundente ou formador de fase líquido, pois
apresenta ponto de fusão inferior aos demais
componentes.

11. ARGILAS
DEFINIÇÃO: Argilas são materiais terrosos naturais e com
granulometria fina, faz parte do grupo dos filossilicatos, que quando
misturados com a água adquirem a propriedade de apresentar alta
plasticidade e de formar torrões de difícil desagregação quando sob
pressão dos dedos. A argila é constituída por partículas cristalinas
extremamente pequenas chamadas de argilo-minerais, das quais a
caulinita é a mais abundante. É encontrada abundantemente na
natureza, nas margens dos rios e manguezais. É barata e fácil de
manipular.

12. CLASSIFICAÇÃO GENÉTICA
DAS ARGILAS
 Argilas residuais ou primárias: são formadas no mesmo local da rocha
mãe e têm sido pouco atacadas pelos agentes atmosféricos. Possuem
partículas mais grossas e coloração mais clara, são pouco plásticas,
porém de grande pureza e possuem alto nível de fusão. O caulino é uma
das argilas deste tipo.
 Argilas sedimentares ou secundárias: são as que são transportadas para
mais longe da rocha mãe pela água, pelo vento e incluindo ainda o
desgelo. As secundárias são mais finas e mais plásticas que as primárias,
no entanto contêm impurezas, pois misturaram-se com matérias orgânicas
e metais, durante todo o processo de transporte.

13. ARGILA PRIMÁRIA
ARGILA CAULIM
ARGILA SECUNDÁRIA
ARGILA DE BOLA

14.  Argila natural: É uma argila que foi extraída e limpa, e que pode ser utilizada em seu estado natural,
sem a necessidade de adicionar outras substâncias.
 Argila refratária: argila que adquire este nome em função de sua qualidade de resistência ao calor. Suas
características físicas variam, umas são muito plásticas finas, outras não. Apresentam geralmente
alguma proporção de ferro e se encontram associadas com os depósitos de carvão. São utilizadas nas
massas cerâmicas dando maior plasticidade e resistência em altas temperaturas, bastante utilizadas na
produção de placas refratárias que atuam como isolantes e revestimentos para fornos.
 Caulim ou argila da china: argila primária, com baixo teor de ferro, de cor branca ou quase branca,
funde aos 1800 °C, é utilizada nas peças para dar liga em seu estado verde, além de proporcionar
plasticidade para a modelagem do corpo da peça quando na presença de água.
 Argilas de bola (ball-clay): são argilas secundárias muito plásticas, de cor azulada ou negra, apresenta
alto grau de contração tanto na secagem quanto na queima. Sua grande plasticidade impede que seja
trabalhada sozinha, fica pegajosa com a água. É adicionada em massas cerâmicas para proporcionar
maior plasticidade e tenacidade à massa. Vitrifica aos 1300°C.
TIPOS DE ARGILAS

15. TIPOS DAS ARGILAS
 Argilas grês: argila com grande conteúdo de sílica, de grão fino, plástica e refratária, que suporta
altas temperaturas, impermeável e muito resistente, cozidas entre 1200º e 1350ºC.
 Argilas vermelhas: São plásticas com alto teor de ferro resistem a temperaturas de até 1100°C porém
fundem em uma temperatura maior e podem ser utilizadas com vidrados para grês. Sua coloração é
avermelhada escuro quando úmida chegando quase ao marrom, quando biscoitada a coloração se
intensifica para o escuro de acordo com seu limite de temperatura de queima.
 Bentonita: Argila vulcânica muito plástica, contém mais sílica do que alumínio, se origina das cinzas
vulcânicas. Apresenta uma aparência e tato gorduroso, pode aumentar entre 10 e 15 vezes seu
volume ao entrar em contato com a água. Adicionada a argilas para aumentar sua plasticidade. Funde
por volta de 1200°C.
 Argilas expandida: A argila expandida é produzida em grandes fornos rotativos, utilizando argilas
especiais que se expandem a altas temperaturas (1100°C), transformando-as em um produto leve, de
elevada resistência mecânica, ao fogo e aos principais ambientes ácidos e alcalinos, como os outros
materiais cerâmicos. Suas principais características são: leveza,

16. Caulino ou argila da China Argila de Bola Argila Expandida
Grês Bentonita Argila Refratária
Argila Vermelha
Argila Natural

17. ARGILAS COMO MATÉRIA-PRIMA
CERÂMICA
Os objetos cerâmicos podem ser produzidos através da mistura de duas ou
mais argilas que misturadas irão adquirir uma característica própria e formarão o que
chamamos de massa cerâmica. Porém, desde que sejam compatíveis entre si, as argilas
ou massas cerâmicas podem ser utilizadas juntas para a execução de um corpo cerâmico.
Há misturas com argilas de tons diferentes o que possibilita um efeito muito interessante.
Mas para serem misturadas na modelagem, as argilas ou massas precisam ser testadas
quanto ao índice de retração, ou seja, a percentagens do encolhimento em função da
saída da água. Entendem-se como compatíveis as que encolhem em proporção
semelhante não apresentando, portanto rachaduras durante a secagem e a queima.
As pastas cerâmicas podem ser classificadas de maneira geral em dois grupos, no
primeiro as porosas (não vitrificadas), no segundo as não porosas, compactas ou
vitrificadas. São compostas por diferentes argilas e outros materiais cerâmicos.

18. PROPRIEDADES GERAIS DAS
ARGILAS

19. GRANULOMETRIA
As argilas são materiais geológicos finamente divididos,
com diâmetro esférico equivalente inferior a 2 μm. As
argilas de granulometria muito fina apresentam boa
plasticidade, mas precisam de uma considerável
quantidade de água para desenvolver completamente essa
plasticidade, têm alta resistência mecânica a seco e após a
queima.

20. SUPERFÍCIE ESPECÍFICA
A superfície específica de uma argila é definida como a
(área da superfície externa)+(a área da superfície interna
das partículas constituintes), por unidade de massa,
expressa em m²/g. A superfície específica exprime o teor em
fração argilosa ou o teor relativo de finos, médios e grossos
bem como o grau de dispersão/agregação das partículas
constituintes de argila

21. TROCA OU PERMUTA DE ÍONS
A capacidade de troca iônica que um mineral
argiloso ou argila pode adsorver e trocar é uma
propriedade que resulta do desequilíbrio das suas
cargas elétricas. Este desequilíbrio deve-se a
substituições isomórficas, as quais influenciam
fortemente nas propriedades físico-químicas e
tecnológicas.

22. VISCOSIDADE
A viscosidade de um fluído traduz a resistência que
ele oferece à fluência. No sistema argila/água o
comportamento reológico assemelha-se ao de um
fluído constituído por um número infinito de
moléculas lamelares que, quando em movimento,
deslizam umas sobre as outras. A viscosidade não é
mais do que a medida da fricção interna das suas
moléculas e a fluidez é o inverso da viscosidade.

23. PLASTICIDADE
Plasticidade de uma argila é a propriedade que se
manifesta na mudança de forma sem ruptura de uma
massa feita com argila e água por aplicação duma
força exterior e pela retenção da forma quando a
força é removida ou reduzida abaixo de um certo
valor, correspondente à chamada tensão de
cedência.

24. ENDURECIMENTO APÓS SECAGEM
OU COZIMENTO
Durante a secagem dos corpos cerâmicos ocorrem
contrações de volume e já secos, adquirem certa
resistência mecânica que podem ser maiores ou
menores em função de parâmetros como sejam a
forma e espessura do corpo cerâmico, tipo e teor de
argila, bem como finura e forma das partículas.

25. RETRAÇÃO
 É a propriedade de variar de volume com a variação
de umidade;
 Pode gerar fissuração.

26. Fabricação dos
Produtos Cerâmicos

27. Fluxograma básico para fabricação de
um produto cerâmico convencional
MOAGEM/FORMULAÇ
ÃO
EXTRAÇÃO/BENEFICIA
MENTO DA MATÉRIA-
PRIMA
CONFORMAÇÃO
SECAGEM/EXTRAÇÃO
DE ADITIVOS
QUEIMA PRODUTO FINAL

28. Exploração das jazidas
• Localização
• Acesso
• Facilidade de transporte
• Existência de água

29. Tratamento da Matéria
prima
 Depuração (eliminação das impurezas)
• Trituradores ( moinhos de rolos e martelos)
• Peneiradores com lavagens
• Misturadores (pás helicoidais em dupla fila)
• Amassadores (amassamento e mistura podem ser simultâneos)
• Laminadores (dão maior homogeneidade à massa)

30. Moldagem
Métodos de moldagem:
• Moldagem a seco ou semi-seco (ladrilhos, azulejos e tijolos e telhas de
qualidade superior)
• Moldagem com pasta plástica consistente (tijolos, telhas, tubos cerâmicos,
refratários, etc.)
• Moldagem em pasta plástica mole (vasos, pratos, etc. E produção rudimentar
de tijolos)
• Moldagem com pasta fluida (peças de formato complexo como aparelhos
sanitários, porcelanas, etc.)

31. CONFORMAÇÃO
 Objetivo:
Dar forma de uma peça a um material sem forma. Existem muitos
tipos de processos para fabricação de um material cerâmico. A
escolha do mesmo depende tanto da forma final da peça quanto
das propriedades desejadas.

32. Maromba a Vácuo

33. Secagem
• Grande parte da umidade é retirada na secagem, o restante
durante o processo de cozimento.
• A velocidade de secagem deve ser controlada para evitar
retração excessiva desuniforme, o que geraria fendas e
deformações nos produtos.
• Evaporação da água livre até a umidade de equilíbrio com o
ambiente.

34. Processos de Secagem
 Natural: contra vento e sol
 Artificial: Estufas

35. Queima
Durante a queima, dão-se as transformações estruturais da
argila, havendo necessidade de uma marcha típica de
aquecimento e resfriamento de cada produto. A vitrificação
ocorre em torno dos 1200°C (formação de vidro que ocupa
os poros do material aumentando sua resistência e
reduzindo sua permeabilidade).

36. Queima
• Contração e fechamento dos poros
• Queima lenta → menor perigo, mas maior custo
• Queima rápida → economicamente interessante, mas a qualidade
poderá ser afetada.
• A queima de produtos cerâmicos em fornos túneis, que são contínuos,
é feita em aproximadamente 24h.

37. Estágios da Queima
– Desidratação - até 700 o C
• evaporação da água livre
• queima da matéria carbonosa
– Oxidação - até 900°C
• Fe 2 O 3 ⇒ fe 3 O 4 (mais estável)
– vitrificação – ocorre a cerca de 1200 0 C
• contração e fechamento dos poros

38. FORNOS CONTÍNUOS

39. Fornos Intermitentes

40. Características e
Propriedades dos Produtos
Cerâmicos

41. Características
 A característica comum a estes materiais é serem constituídos de elementos
metálicos e elementos não metálicos, ligados por ligações de caráter misto,
iônico-covalente.
 Reações Termoquímicas: Aumento da resistência mecânica quando o produto
é aquecido em altas temperaturas.
 São substancias inorgânicas, não-metálicas.
 Matéria prima de custo relativamente baixo

42. Propriedades
 Alta dureza
 Alta fragilidade
 Estrutura cristalina complexa
 Elevado ponto de fusão
 Bom isolamento térmico e elétrico, embora possam
existir materiais cerâmicos semicondutoras, condutores
e até mesmo supercondutores

43. Classificação das cerâmicas
 Cerâmicas vermelhas
 Cerâmicas brancas
 Cerâmicas avançadas (alta tecnologia)
 Vidros
 Abrasivos
 Cimento
 Materiais refratário

44. Produtos cerâmicos usados nas
construções
 Blocos de cerâmicas para alvenarias
 Telhas
 Tubos cerâmicos
 Placas cerâmicas para revestimentos

45. NBR 15270/1, 2 e 3
 Ausência de defeitos visuais sintéticos
 Trincas
 Quebras
 Superfícies irregulares
 Deformações
 De uniformidade na cor
 A absorção de agua de ser superior a 8% e
inferior a 25%.
Blocos cerâmicos para alvenaria

46. Número de tijolos dos lotes e das
amostras

47. Ensaio de compressão

48. Número de aceitações e rejeições na
inspeção por ensaio

49. Telhas
NBR 15310/2005
 Tipos de telhas
 Curvas – (coloniais, paulistas e portuguesas)
 Planas – (ou de escamas)
 De encaixe – ( francesa ou de Marselha)
 Ter como características de qualidade:
 Retilineidade e planaridade
 Tolerância dimensional (estabilidade volumétrica)
 Massa
 Absorção de agua (permeabilidade)

50. Plana ou
escamada
De encaixe Curva

51. Ensaio de absorção
Procedimentos segundo a NBR 15310/2009

53. Tubos cerâmicos
NBR 5645/90
 Exigências:
 Resistencia a compressão diametral
 Permeabilidade
 Aspecto visual
 Absorção da agua
 Resistencia química

54. Placas cerâmicas para revestimento
(esmaltadas e não esmaltadas)
 Propriedades
 Adaptado ao clima brasileiro
 Facilidade de limpeza (resistência a manchas)
 Durabilidade e resistência – material inerte
 Antialérgico
 Anti-inflamável
 Diversas possibilidades de decoração
 Exigências
 Resistencia ao ataque químico;
 Resistencia ao choque térmico

55. OBRIGADO!