Materiais de Construção II-Cerâmicas

Uso de cerâmica na Construção Civil

Profª: Aline PinheiroTurma: 2010.2 noite – 2010.2 tarde

Materiais cerâmicos

• Dá-se o nome de cerâmica à pedra artificial obtida por meio da moldagem, secagem e cozedura de argila ou mistura contendo argila.

• Larga aplicação na Engenharia - Tijolos, telhas, vidros, concretos, abrasivos, vidrados para porcelana, isolantes elétricos, etc.

• Propriedades dos materiais cerâmicos dependem de suas estruturas

• Os materiais cerâmicos têm alta resistência ao cisalhamento e baixa resistência à tração

• Devido à ausência de escorregamento entre os cristais ou grãos, os materiais cerâmicos apresentam as seguintes características: - Não tem ductilidade; - Podem ter alta resistência à compressão, desde que não se tenham poros presentes; - Têm possibilidade de apresentar um elevado limite de resistência.


•CLASSIFICAÇÃO DAS ARGILAS

• Argilas residuais -- São assim denominadas porque são formadas no mesmo local da rocha que lhe deu origem. O principal agente formador destas argilas é a água subterrânea que percola a rocha, provocando reações químicas que vão desgastando a rocha. A pureza da argila residual depende da natureza da rocha que lhe deu origem, da quantidade de impurezas removidas, etc.

• Argilas sedimentares -- Estas argilas são provenientes de materiais transportados por ações naturais: ventos, chuvas, ações glaciais, etc.


•CLASSIFICAÇÃO DAS ARGILAS

• Argilas puras – argilas de cor de cozimento brancas - caulins e argilas plásticas- argilas refratárias: caulim, argila refratária e argilas

altamente aluminosas

Argilas impuras: argilas comuns, normalmente contendo óxidos de ferro

- Argilas para materiais estruturais: argilas fusíveis ou terracota

- Argilas para produtos de grés: argilas vitrificáveis

As argilas vitrificáveis possuem uma maior porcentagem de sílica, que lhe reduz a plasticidade, mas também diminui a retração e facilita a secagem.


Segundo sua aplicação em cerâmica, as argilas são classificadas em:

• Cerâmica branca: Caulins residual e sedimentar.

• Materiais refratários com fusão acima de 1600ºC: Caulim sedimentar, argilas refratárias – Sílica plástica.

• Argilas para cerâmica vermelha (de baixa plasticidade, porem contendo fundentes): Ladrilhos, manilhas, telhas e tijolos furados • Argilas para louça de pó de pedra (plástica, contendo fundentes).

• Argilas para tijolos (plástica, contendo óxido de ferro); argilas para terracotas, argilas para tijolos comuns.

• Argilas fundentes contendo mais óxido de ferro.

Materiais cerâmicosPROPRIEDADE DAS ARGILAS

•Cor - A cor não tem muita importância em cerâmica porque é alterada no cozimento. Entretanto, para a indústria do papel, a cor é muito importante, devendo ser medida com muita precisão.

•Composição química - A composição química regula as aplicações especificas das argilas.

•Propriedades plásticas - As argilas mais finas são muito plásticas, porém certas argilas, mesmo de granulometria grosseira, mas contendo pequena quantidade de montmorilonita ou de matéria orgânica rica em humo podem ser plásticas. Normalmente se emprega os limites de Atterberg para determinar a plasticidade das argilas.

Materiais cerâmicosPROPRIEDADE DAS ARGILAS

•Retração por secagem - A retração por secagem e medida pela variação do comprimento ou do volume quando a amostra da argila é seca em estufa a 105 – 110º C. Esta propriedade é importante na moldagem das peças cerâmicas porque pode fissurar devido ao efeito da retração.

•Resistência de ruptura à flexão - Esta propriedade é importante para facilitar o manuseio entre o secador e o forno sem danificar. As argilas muito finas, principalmente aquelas que possuem montmorilonita e matéria orgânica húmica são as mais resistentes.

•Desagregabilidade em água - É importante conhecer o tempo de desagregação das argilas para se estabelecer o processo e equipamentos adequados para a obtenção da massa plástica no processo cerâmico. •Queima - As propriedades de queima; a retração, variações da porosidade, liberação e absorção de calor, perda de massa e mudanças petrográficas.


EXTRAÇÃO E TRATAMENTO DAS MATÉRIAS-PRIMAS

Dependendo do tipo de matéria prima, o preparo vai exigir processos e equipamentos diferentes para redução das dimensões das partículas extraídas. Os principais métodos de redução ou fragmentação das partículas são:•Compressão simples;•Compressão por impacto;•Britagem.

CLASSIFICAÇÃO DAS PARTÍCULAS

As partículas podem ser classificadas por peneiramento, por meio de água e por meio de ar.

Materiais cerâmicosTRATAMENTOS DAS MATÉRIAS-PRIMAS

A matéria prima pode sofrer os seguintes tratamentos. Químicos – As matérias primas não são tratadas quimicamente, exceto as utilizadas nos vidrados ou refratários especiais.

Separação magnética – A separação magnética e utilizada para remover resíduos de minerais de ferro presentes nos feldspatos.

Flutuação pela espuma – Neste processo, o minério é pulverizado em água com agente espumante para separar as partículas prejudiciais.

Filtragem – A filtragem é empregada para remover sais solúveis da argila.

Secagem – A secagem é feita a céu aberto, sob cobertura ou em câmara quente.

Materiais cerâmicosTRATAMENTOS DAS MATÉRIAS-PRIMAS •Moldagem – Os métodos de moldagem são os seguintes; Manual, prensagem a seco, extrusão, moldagem plástica e colagem. A moldagem manual ainda é muito comum nas pequenas olarias, onde se emprega um processo semi-artesanal, onde a massa é moldada em formas de madeira ou de metal.

•Prensagem a seco – Este processo é aplicado para fabricação de ladrilhos, azulejos, isolantes elétricos, telhas e produtos refratários.

•Conformação por extrusão – Neste processo a massa plástica é forçada através de um molde, formando uma peça contínua que é cortada nos comprimentos estabelecidos para o produto que está sendo fabricado. A extrusão pode ser feita por maromba e por pistão. É um processo utilizado para a fabricação de tijolos, manilhas, etc.

•Colagem - A colagem é um processo próprio para a fabricação de peças domésticas.

Materiais cerâmicosPRODUTOS CERÂMICOS PARA CONSTRUÇÃO CIVIL

Os produtos cerâmicos podem ser classificados da seguinte forma: Porosos: Tijolos, telhas, ladrilhos, azulejos, pastilhas, manilhas, etc.

Louça: Calcária, feldspática e sanitária.

Não porosos: Grês cerâmico e porcelana.

Refratários: Silicosos, silício-aluminosos, aluminosos, magnesita, cromomagnesita e cromita.


TIJOLOS

• Os tijolos são materiais de largo uso na construção de edifícios. São produzidos em todas as regiões do país, por processos que vão do mais rude empirismo aos mais evoluídos mecanicamente.

• A pasta de barro, depois de convenientemente amassada, é moldada por extrusão, cuja fieira contínua é cortada no comprimento desejado.

• Os tijolos são secos á sombra ou artificialmente, antes do cozimento que é feito em fornos intermitentes e contínuos

• Os tijolos devem ser leves, resistentes e de fácil .

• São aplicados nos edifícios para a construção das alvenarias das paredes divisórias e de fachadas, representando cerca de 15% do valor total da construção


TIJOLOS

• NBR-7170 especifica a resistência à compressão para cada tipo de tijolos em duas categorias, estabelecendo o valor mínimo individual e o valor médio.


EXIGÊNCIAS DE QUALIDADE

• Porosidade - o tijolo deve ter uma absorção de água que permita a sua conveniente aderência às argamassas, por outro lado, deve ser capaz de expulsar facilmente essa água que escorreu.

• Estabilidade e resistência mecânica - Deve ter em serviço a resistência suficiente para serem autoportantes, tanto, para as cargas verticais como normais aos seus planos. Desde que resistam aos esforços resultantes da ação do vento, sismos, choques, etc. pode considerar-se que satisfazem as exigências pretendidas. Quanto às alvenarias resistentes as exigências são maiores, devendo em serviço a parede ser estável sob ação das cargas verticais e horizontais que suporta, participando no contraventamento da construção.


EXIGÊNCIAS DE QUALIDADE

• Estanqueidade - Deriva da maior ou menor suscetibilidade que os elementos cerâmicos apresentam à absorção de água uma vez que a penetração da mesma se processa por capilaridade.

• Resistência térmica e química – Em geral, a maioria dos materiais cerâmicos possuem baixas condutividades térmicas. Devido a sua elevada resistência ao calor, os materiais cerâmicos são usados como refratários.

A resistência química é elevada, sobretudo quando são vitrificados


http://www.engenhariacivil.com/paredes-tijolos-ceramicos-exigencias-qualidade


TIJOLO ESTRUTURAL TIJOLO MACIÇO

TIJOLO 8 FUROS TIJOLO PARA LAJE PRÉ-MOLDADA


CLASSIFICAÇÃO E DIMENSÕES DOS BLOCOS FURADOS


TELHAS

• São materiais cerâmicos utilizados para cobertura

• Mesma matéria-prima dos tijolos

• A argila deve ser fina e homogênea, pois a telha devido ao seu uso deve ser impermeável, e não deve provocar grandes deformações durante o cozimento.

• Devem apresentar bom acabamento, com superfície pouco rugosa, sem deformações e defeitos (fissuras, esfoliações, quebras e rebarbas)

• Devem emitir um som metálico, quando suspensas por uma extremidade e devidamente percutidas


TELHAS

Além das características mencionadas, o conjunto de normas técnicas brasileiras estabelece para as telhas cerâmicas as seguintes condições específicas:

• impermeabilidade - as telhas cerâmicas submetidas a uma coluna de água com 25 cm de altura, durante 24 horas consecutivas, não devem apresentar vazamentos ou formação de gotas na face oposta à da ação da água;

• absorção de água - o nível deve ser inferior a 20%;

• resistência à flexão - a carga de ruptura à flexão das telhas cerâmicas de encaixe deve ser igual ou superior a 70 kgf, elevando-se para 100 kgf nas telhas de capa e canal;


TELHAS

• Tolerâncias dimensionais - dimensões ≥ 50 mm tolerância ± 2% ⇒ dimensões < 50 mm tolerância ± 1 mm⇒ espessura tolerância ± 2 mm ⇒

empenamento - em relação ao plano de apoio, as telhas não devem apresentar empenamento superior a 5 mm.


TIPOS DE TELHAS

• TELHAS DE ENCAIXE – Francesa, Romana e Termoplan – Apresentam em suas bordas saliências que permitem o acoplamento entre as mesmas na execução do telhado.

• TELHAS DE CAPA E CANAL – Colonial, Paulista e Plan - são telhas com formato de meia-cana fabricadas pelo processo de prensagem e caracterizadas por peças côncavas (canais), que se apoiam sobre as ripas, e por peças convexas (capas), que apoiam sobre os canais.


PADRÕES COMPARATIVOS ENTRE TELHAS


LADRILHOS CERÂMICOS

São materiais cerâmicos prensados a seco e cozidos a 1300 0C, com certo grau de vitrificação e espessura em torno de 5 a 7 mm. São empregados no revestimento de pisos e paredes, sendo encontrados no mercado nos mais variados formatos.

Materiais cerâmicosLADRILHOS CERÂMICOS


LADRILHOS CERÂMICOS


PROPRIEDADES DAS PLACAS CERÂMICAS

• ABSORÇÃO DE ÁGUA – Função direta da porosidade da peça e associa-se a outras características, como resistência mecânica, resistência ao gelo entre outras.

• RESISTÊNCIA À FLEXÃO E CARGA DE RUPTURA – Dependem tanto do material quanto da espessura da peça


RESISTÊNCIA À FLEXÃO E CARGA DE RUPTURA – Dependem tanto do material quanto da espessura da peça

• DILATAÇÃO TÉRMICA E EXPANSÃO POR UMIDADE – aumento da peça mediante variações de temperatura e umidade.

• RESISTÊNCIA A GRETAGEM – ocorre em placas cerâmicas esmaltadas em decorrência da dilatação/expansão e a camada de esmalte não se acomoda a esse movimento.


• RESISTÊNCIA À ABRASÃO - Abrasão superficial – para produtos esmaltados, classificados em PEI- Abrasão profunda – para produtos não-esmaltados


PEI 1: Produto recomendado para ambientes residenciais onde se caminha geralmente com chinelos ou pés descalços. Exemplo: banheiros e dormitórios residenciais sem portas para o exterior.

PEI 2: Produto recomendado para ambientes residenciais onde se caminha geralmente com sapatos. Exemplo: todas as dependências residenciais, com exceção das cozinhas e entradas.

PEI 3: Produto recomendado para ambientes residenciais onde se caminha geralmente com alguma quantidade de sujeira abrasiva que não seja areia e outros materiais de dureza maior que areia (todas as dependências residenciais).

PEI 4: Produto recomendado para ambientes residenciais (todas as dependências) e comerciais com alto tráfego. Exemplo: restaurantes, churrascarias, lojas, bancos, entradas, caminhos preferenciais, vendas e exposições abertas ao público e outras dependências.

PEI 5: Produto recomendado para ambientes residenciais e comerciais com tráfego muito elevado. Exemplo: restaurantes, churrascarias, lanchonetes, lojas, bancos, entradas, corredores, exposições abertas ao público, consultório, outras dependências.


PROPRIEDADES DAS PLACAS CERÂMICAS

• RESISTÊNCIA AO CHOQUE TÉRMICO – significa que a placa resiste a grandes variações de temperatura

• RESISTÊNCIA AO GELO – outra característica associada à absorção da peça. Em regiões frias, a água penetra nos poros da cerâmica e congela.

• RESISTÊNCIA À MANCHAS – indica facilidade de limpeza da superfície cerâmica


• RESISTÊNCIA AO ATAQUE QUÍMICO – A resistência ao ataque químico é dividida em duas classes: a residencial, que é a resistência a produtos domésticos, obrigatória a toda placa; e a industrial, que é a resistência à ácidos fortes, concentrados e quentes.

• DETERMINAÇÃO DE CHUMBO E CÁDMIO – necessária em ambientes onde o material cerâmico não deve liberar chumbo e cádmio na presença de ácido acético.


• ESCORREGAMENTO – medido pelo coeficiente de atrito

• ESTABILIDADE E DIFERENÇA DE TONALIDADE – sob a ação da luz, mesmo os raios ultravioletas, não provoca perda de cor nem desbotamento da superfície cerâmica mantendo estáveis sua cor.


• RESISTÊNCIA AO FOGO - Os revestimentos cerâmicos são a prova de fogo em qualquer temperatura. A cerâmica não queima nem propaga o fogo, e sua superfície não exala qualquer tipo de gás tóxico ou vapores durante a presença do fogo.

• HIGIENE - A superfície dos revestimentos cerâmicos não retém líquidos, não absorvem vapores, odores nem fumaça. São portanto adequados a ambientes onde a higiene é essencial.

• CONDUTIVIDADE ELÉTRICA - Materiais cerâmicos são isolantes elétricos. Entretanto, eles não acumulam cargas eletrostáticas substanciais. Consequentemente, choques devido a cargas eletrostáticas ocorrem raramente dos pisos cerâmicos. Em áreas onde cargas eletrostáticas podem ameaçar a segurança de pessoas ou o bom funcionamento de equipamentos eletrônicos delicados (tais como em salas cirúrgicas de hospitais ou salas de computadores), revestimentos cerâmicos eletro-condutores anti-estática, devem ser utilizados.


• RESISTÊNCIA AO FOGO - Os revestimentos cerâmicos são a prova de fogo em qualquer temperatura. A cerâmica não queima nem propaga o fogo, e sua superfície não exala qualquer tipo de gás tóxico ou vapores durante a presença do fogo.

• HIGIENE - A superfície dos revestimentos cerâmicos não retém líquidos, não absorvem vapores, odores nem fumaça. São portanto adequados a ambientes onde a higiene é essencial.

• CONDUTIVIDADE ELÉTRICA - Materiais cerâmicos são isolantes elétricos. Entretanto, eles não acumulam cargas eletrostáticas substanciais. Consequentemente, choques devido a cargas eletrostáticas ocorrem raramente dos pisos cerâmicos. Em áreas onde cargas eletrostáticas podem ameaçar a segurança de pessoas ou o bom funcionamento de equipamentos eletrônicos delicados (tais como em salas cirúrgicas de hospitais ou salas de computadores), revestimentos cerâmicos eletro-condutores anti-estática, devem ser utilizados.

• CONDUTIVIDADE TÉRMICA - Os revestimentos cerâmicos tem um desprezível coeficiente de condutividade térmica: (0.5 a 0.9 kcal/m.h.0C ) sendo portanto um excelente isolante térmico.


CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS

RECEBIMENTO DO MATERIAL

• Verifique se todas as caixas contêm produtos do mesmo tamanho, tonalidade, qualidade, lote e índice PEI (classe de abrasão superficial), e se essas especificações correspondem ao seu pedido e se estão discriminadas na embalagem.


COMO ARMAZENAR PEÇAS SOBRESSALENTES

• Armazene as embalagens que sobraram em ambientes protegidos do sol e da chuva.• Evite lugares muito úmidos ou com possibilidades de empoçamento de água.Mantenha as embalagens secas e em posição vertical.

LIMPEZA

• Nunca utilize ácido para a limpeza dos revestimentos cerâmicos, ele corrói o esmalte, propiciando a entrada de agentes agressivos sob sua base.• Sua conservação e limpeza podem ser feitas com uma simples solução de água e detergentes neutros.


PORCELANATOS

• As matérias-primas utilizadas são especiais: argilas e feldspato provenientes da Itália. A queima acontece acima de 1250°C produzindo peças de baixíssima absorção de água, em torno de 0,03%, e possui alta resistência mecânica (ideal para locais de altíssimo tráfego, como escolas, hospitais, shopping centers, aeroportos, indústrias e supermercados), química (como ácidos e álcalis,com exceção do ácido fluorídrico e seus derivados) a ácidos e álcalis (com exceção do ácido fluorídrico e seus derivados – somente os produtos na versão natural são considerados antiácido), altíssima resistência à abrasão, resistência aogelo.

• O brilho do porcelanato provém do polimento posterior à queima, de maneira semelhante ao processo utilizado com pedras naturais. O Porcelanato é compacto, homogêneo, denso e totalmente vitrificado.


PORCELANATOS

• O porcelanato tem espessura média de 8 mm, o que o torna mais leve e fácil de trabalhar do que pedras naturais, e com comprovada superioridade técnica.

• O porcelanato possui corpo uniforme, não apresenta as falhas próprias das rochas que resultam em desgaste precoce.

• Por sua alta resistência à abrasão profunda, ao gelo, aos ácidos e álcalis, alta impermeabilidade e uniformidade de cores, o porcelanato é indicado para ambientes de alto tráfego, podendo também ser instalado em ambientes residenciais, piscinas ou saunas.• Absorção de água: 0,1%. Alguns porcelanatos chegam até menos de 0,05%. É a menor absorção de água do mercado, o que significa maior impermeabilidade e resistência.

Materiais cerâmicosPORCELANATOS

Existem duas versões do porcelanato tradicional: rústico e polido. O primeiro é mais adequado para áreas que exigem um revestimento antiderrapante, como áreas externas ou rampas. O polido difere por sua textura superficial, totalmente brilhante.

Porcelanato polidoÉ a versão mais famosa e difundida do porcelanato. Possui um brilho único, superior ao das pedras naturais, que se conserva por anos, sem manutenção.

Porcelanato rústicoÉ a grande sensação dos mercados norte-americanos e europeus e também no Brasil nos últimos anos. É anti-derrapante a seco e a úmido, ideal para áreas externas e decks de piscinas. Porcelanato esmaltado

Possui as mesmas características do porcelanato técnico, porém acrescido de uma camada de esmalte no seu acabamento e é classificado por PEI.


DUREZA MOHS


CERÂMICA SOBRE CERÂMICA

Materiais de Construção II-Cerâmicas

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