Prof. Nara Miranda de O. Cangussu

Materiais cermicos so todos os materiais compostosem sua quase totalidade de argila, e que solargamente utilizados na construo civil.

Os materiais cermicos so polifsicos, contendoelementos metlicos e no metlicos. A existncia devrias fases cermica possibilita as combinaes detomos metlicos e no metlicos, formando muitosarranjos estruturais.

Isso possibilita a obteno de materiais cermicos parauma larga aplicao na engenharia. Os principaismateriais cermicos so: tijolos, telhas, concretos,abrasivos, etc.

As propriedades dos materiais cermicos dependem de suas estruturas.

Por exemplo: a baixa condutividade eltrica devida imobilidade dos eltrons das ligaes inicas covalentes.

Os materiais cermicos tm alta resistncia ao cisalhamento e baixa resistncia trao e conseqentemente, no apresentam fratura dctil.

Devido ausncia de escorregamento entre os cristais ou gros, os materiais cermicos apresentam as seguintes caractersticas:

No tem ductilidade;

Podem ter alta resistncia compresso, desde que no se tenham poros presentes;

Tm possibilidade de apresentar um elevado limite de resistncia.

A argila a matria-prima bsica da cermica, sendo portanto, importante conhecer sua natureza. A argila composta por grande quantidade de material amorfo, predominando o material cristalizado.

Os principais constituintes das argilas so:

Silicatos: so os principais constituintes das argilas.

Minerais do grupo caulinita: a caulinita faz parte da maioria das argilas. Tem forma de placas hexagonais irregulares.

Minerais do grupo Montmorilonita ou Esmecita: este mineral geralmente encontrado nas bentonitas que so rochas derivadas de cinzas vulcnicas. A gua penetra facilmente na montmorilonita provocando o seu inchamento.

Minerais micceos: as micas so encontradas em muitas argilas, argilitos e xistos.

Minerais de alumnio hidratados: Gipsita, constituinte dos solos laterticos, o principal mineral de alumnio. A bauxita um minrio comum do alumnio, sendo uma mistura de bauxita, caulinita, limonita e outros minerais.

Tipos de depsitos de Argila:

na superfcie das rochas, como resultado da decomposio superficial das mesmas, etc.

nos veios e trincas das rochas;

nas camadas sedimentares, onde foram depositadas por ventos e chuvas.

As argilas so chamadas residuais quando o depsito no prprio local onde houve a decomposio da pedra, e sedimentares quando o depsito fica longe do local onde estava a pedra.

No transporte por gua, a argila fica estratificada;

No transporte por vento, no fica estratificada, mas porosa, o chamado loess.

Folhelho argila estratificada; pode ser plstico ou duro.

O depsito natural de argila chamado barreira. Para sua explorao, retida inicialmente a camada superficial, que quase sempre apresenta grande porcentagem de matria orgnica. Abaixo fica a argila mais pura, aproveitvel, que , ento, empregada na indstria da cermica.

Tipos de Argila:

De maneira geral, podem-se ter:

Argilas de cor de cozimento branca: caulins e argilas plsticas;

Argilas refratrias: caulins, argilas refratrias e argilas altamente aluminosas;

Argilas para produtos de grs;

Argilas para materiais cermicos estruturais, amarelas ou vermelhas.

Plasticidade: Um corpo plstico definido como o que pode ser continuamente deformado, sem que sobrevenha a ruptura. No possui limite de elasticidade e tambm no pode ser encruado a frio. esse o caso das argilas molhadas.

-As argilas de superfcie so mais plsticas que as profundas, que receberam grande presso.

- A plasticidade depende, tambm, do tamanho, formato e comportamento dos gros e da presena de outros materiais, alm do argilo-minerais.

Retrao por secagem: A retrao por secagem medida pela variao do comprimento ou do volume quando a amostra da argila seca em estufa a 105 110 C. Esta propriedade importante na moldagem das peas cermicas porque pode fissurar devido ao efeito da retrao.

Efeitos do calor sobre a argila: Aquecendo a argila comum entre 20 e 150C ela perde gua do amassamento e de capilaridade. De 150 600C ela perde a gua de plasticidade, ou seja, endurece ,mas continua sendo argila. At este ponto no h alterao nas caractersticas qumicas, pois ,se a hidratarmos de novo, ela ainda volta s condies iniciais de plasticidade.

A partir de 600C comeam as alteraes qumicas. Na primeira fase, a gua de constituio da molcula de argila expulsa. Neste ponto a molcula alterada deixa de ser argila e j apresenta um endurecimento permanente. Nesta fase h a queima de materiais orgnicos existentes.

Num segundo estgio h a oxidao: os carbonetos so calcinados e se transformam em xidos. Por fim, a partir dos 95 C, h a vitrificao. Aparece ento a cermica, difcil de desagregar deformar ou quebrar.

Propriedades das Cermicas

bastante extensa a faixa de variao de propriedades da cermica, dependendo da constituio, cozimento, processo de moldagem etc.

Em relao ao peso, por exemplo, h cermicas mais leves que a gua, e outras de grande peso.

A resistncia ao desgaste depende muito da quantidade de vidro formado.

A absoro de gua depende da compactao, das constituies iniciais etc.

A experincia demonstrou que os produtos cermicos so tanto mais resistentes quanto mais homognea, fina e cerrada a granulao e, quanto melhor o cozimento, melhor a vitrificao.

A resistncia mecnica depende muito da quantidade de gua usada na moldagem. O excesso de gua lava as partculas menores, que mais facilmente fundiro para formar o vidrado.

Fatores de Degradao da Cermica

As cermicas podem desagregar-se e isso normalmente conseqncia de agentes fsicos externos, agentes qumicos internos e agentes mecnicos.

Os AGENTES FSICOS mais perniciosos so a umidade, vegetao e o fogo. Os dois primeiros agem atravs dos poros e deduz-se a a importncia da porosidade;

A porosidade um ndice da qualidade do produto e de sua durao. O fogo tambm altamente prejudicial para a cermica comum; esta tem sua resistncia compresso diminuda medida em que se aumenta a temperatura. Como os componentes se dilatam desuniformemente, o calor pode facilmente desagregar uma pea.

Os AGENTES QUMICOS internos tambm podem ser altamente perniciosos. Assim, por exemplo, uma cermica com sais solveis. A umidade absorvida do ar pode dissolver esses sais, os quais viro a se cristalizar na superfcie, ocasionando o que se chama eflorescncia, que, alm de dar m aparncia, pode at ocasionar o deslocamento e queda do revestimento.

Os AGENTES MECNICOS, por seus esforos, podem vir a destruir as peas. Geralmente as cermicas tm maior resistncia compresso do que flexo e demais solicitaes. Decorre da o seu emprego naquele tipo de solicitao. As cermicas tambm devem ter boa resistncia ao choque, que to comum no transporte e no uso.

Fatores de Degradao da Cermica

CLASSIFICAO DOS MATERIAIS CERMICOS USADOS NA CONSTRUO:

Materiais cermicos secos ao ar;

Materiais cermicos de baixa vitrificao;

Materiais cermicos de alta vitrificao:- Materiais de loua;-Materiais de grs cermico.

Refratrios.

FABRICAO DA CERMICA:

Obedece s seguintes fases:

Explorao da jazida ( extrao do barro);

Preparao da matria-prima;

Moldagem;

Cozimento;

Esfriamento;

Vitrificao especial (s vezes).

Explorao da jazida (Extrao do barro)

Cada tipo de cermica requer um tipo prprio de barro.

Caractersticas do barro relacionadas com a aplicao: teor de argila, profundidade da barreira, granulometria, umidade, etc;

Remoo de sujeira(matria orgnica), para evitar cermica muito porosa;

Muita cal, pode vir a queimar quando receber umidade, estourando o reboco ou parede;

Localizao: barreiras localizadas a grande distncia das fbricas.

Preparao da matria-prima:

A argila, j na prpria jazida, pode ser feita a seleo em lotes de mesma qualidade (composio, dureza, plasticidade etc.);

Apodrecimento da argila: serve para corrigir o efeito de presses sobre as argilas. levada para depsitos ao ar livre, onde passa por um perodo de descanso, que tem por finalidade, a fermentao das partculas orgnicas;

Eliminao das impurezas grosseiras (sedimentao, centrifugao, etc.);

Macerao: Desintegrao, triturao, peneiramento: para a obteno de partculas menores;

Correo: feita para dar a argila a constituio que se deseja;

Loteamento do barro: Correo para dar mistura a constituio desejada relacionada aplicao;

Amassamento: prepara a argila para moldagem.

Moldagem:

Operao que vai dar a forma desejada pasta cermica. H quatro processos bsicos de moldagem:

- Moldagem a seco ou semi-seco (com 4 a 10% de gua);

- Moldagem com pasta plstica consistente ( com 20 a 35% de gua);

- Moldagem com pasta plstica mole (com 25 a 40% de gua);

- Moldagem com pasta fluida (com 30 a 50% de gua).

Secagem:

A secagem resultar em retrao das peas, e conseqentemente, em deformao, se no for bem conduzida. Essa retrao ocorre enquanto evapora a gua absorvida. J a gua dos poros no causa deformao, porque substituda imediatamente por ar.

H quatro processos bsicos de secagem:

Secagem natural

Secagem por ar quente-mido;

Secadores de tnel;

Secagem por radiao infravermelha.

Os produtos cermicos podem ser classificados da seguinte forma:

Porosos: Tijolos, telhas, ladrilhos, azulejos, pastilhas, manilhas, etc.

Loua: Calcria, feldsptica e sanitria.

No porosos: Grs cermico e porcelana.

Refratrios: Silicosos, silcio-aluminosos, aluminosos, magnesita, cromomagnesita e cromita.

Os tijolos so materiais de largo uso na construo de edifcios.

Por este processo, a pasta de barro, depois de convenientemente amassada, moldada por extruso, cuja fieira contnua cortada no comprimento desejado.

Os tijolos so secos sombra ou artificialmente, antes do cozimento que feito em fornos intermitentes e contnuos. Deste modo, desenvolveram-se formas mais aperfeioadas para o produto e melhoraram sua qualidade.

Os tijolos devem ser leves, resistentes e de fcil manejo.

So aplicados nos edifcios para a construo das alvenarias das paredes divisrias e de fachadas, representando cerca de 15% do valor total da construo.

As telhas so materiais de cobertura com formas que se classificam em: planas ou francesas, com seo transversal curva (coloniais, portuguesas) e planas tipo escama. As telhas devem atender aos seguintes requisitos:

Apresentar estrutura homognea, granulao fina e no conter na sua massa gros de pirita e de cal;

No apresentar manchas ou eflorescncias;

Ter cantos vivos;

Ter um som claro;

No ter irregularidades de forma;

Ter baixa permeabilidade;

Ser resistente flexo.

As pastilhas cermicas so materiais de loua, empregados para revestimentos de paredes e nos pisos. As pastilhas so fornecidas coladas em folhas de papelo. A dimenso de cada pastilha de 15x15 mm ou de 20x20 mm e 5 mm de espessura.

O assentamento das pastilhas feito com argamassa de cimento e areia com trao 1:3 em volume, pulverizando-se com cimento branco para evitar o aparecimento de argamassa nas juntas. Aps a secagem, retira-se a folha de papelo e faz o polimento superficial, as pastilhas so classificadas em vitrificadas e foscas.

Os azulejos tambm so peas de loua, empregados para revestimento de paredes, principalmente nos banheiros, cozinha e em ambientes que se exigem muita higiene.

As dimenses mais usuais dos azulejos so: 15x15 cm e s vezes 10x10 cm, ou em formato retangular.

O assentamento dos azulejos pode ser em argamassa de cimento e areia, trao 1:6 em volume, ou aplicado diretamente sobre o emboo com pasta de cimento ou cola epxica. Antes da aplicao, o azulejo deve estar chapiscado com argamassa de cimento e areia, trao 1:3 em volume e depois mergulhado na gua durante 24 horas para saturao.

As manilhas cermicas so utilizadas nos esgotos sanitrios, industriais e pluviais. As manilhas podem ser de barro ordinrio ou de grs cermico. As de barro ordinrio no servem para efluentes cidos, somente guas pluviais. As manilhas de grs cermico so resistentes aos cidos porque, alm de melhor qualidade de matria-prima,

tem acabamento superficial

que lhe d maior resistncia

qumica ao desgaste

superficial.

Os ladrilhos cermicos, comumente chamados de cermica, so peas de pequena espessura e formato variado. Os ladrilhos so empregados para revestimento de fachadas de edifcios, so durveis e possuem alta resistncia a abraso.

Quanto ao acabamento, os ladrilhos so classificados em:

Comuns (cermica vermelha)

Coloridos

Vitrificados

Comuns

Vitrificados

A loua um produto cermico para a fabricao de utenslios, aparelhos sanitrios, pias, etc. Os materiais de loua so revestidos por um vidrado cuja finalidade torna-los impermeveis e resistentes aos cidos.

Os refratrios so matrias resistentes a altas temperaturas sem sofrer variaes de volume significativas, sem amolecer e resiste ao dos gases quentes. Alm destas condies, os refratrios devem atender os seguintes requisitos:

Boa resistncia compresso em altas temperaturas;

Apresentar uniformidade ao aquecimento e resfriamento;

Ser resistentes aos vapores, aos cidos e s escrias em temperaturas elevadas;

Ser resistentes oxidao e a reduo.