MATERIAIS CERÂMICOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL

5/11/2018 MATERIAIS CERÂMICOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL - slidepdf.com

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SENAI TAGUATINGA – DFDISCIPLINA: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

PROFESSORA: ALESSANDRA

MATERIAIS

CERÂMICOSNA CONSTRUÇÃO CIVIL

ALUNA: FERNANDA DE SOUZA



1. INTRODUÇÃO........................................................................................................ 41.CERÂMICA – DEFINIÇÃO.......................................................................................... 5

2.1 Definição Tradicional ..........................................................................................5

2.2 Definição Moderna .............................................................................................. 5

Metais e Não Metais ..................................................................................................5Exemplo de combinações ..........................................................................................6

3. MINERAIS E COMPOSTOS CERÂMICOS........................................................................ 63.1 Minerais do Grupo da Caulinita ..........................................................................6

3.2 Minerais do Grupo da Montmorilonita ou Esmectita .......................................... 6

3.4 Minerais Micáceos ..............................................................................................6

3.5 Minerais de Alumínio Hidratado ......................................................................... 7

3.6 Minerais Aluminosos ........................................................................................... 7

3.7 Magnesita, Calcita, Dolomita e Cromita .............................................................7

3.8 Fundentes ............................................................................................................ 8

3.9 Minerais Para Vidros, Esmaltes e Vidrados ........................................................8

3.10 Sílica ................................................................................................................. 83.7 Silicatos ...............................................................................................................9

4. TIPOS DE MASSAS CERÂMICAS.............................................................................. 104.1 ARGILAS .......................................................................................................... 10

4.2 Caulins ...............................................................................................................10

4.3 Argilas Refratárias (Fire Clays) .........................................................................10

4.4 Argilas Para Cerâmica Vermelha (Ferruginosas e Calcáricas) ..................... .... 11

4.5 Argilas Especiais ............................................................................................... 11

4.6 Massas Triaxiais das Cerâmicas Branca ............................................................12

5. MÉTODOS DE CONFORMAÇÃO................................................................................ 145.1 Método de Prensagem a Seco ............................................................................14

5.2 Método de Conformação por Extrusão ..............................................................15

5.3 Conformação de Peças Plásticas Moles .............................................................16

5.4 Colagem (slip casting) .......................................................................................17

5.5 Acabamento da Louça ....................................................................................... 18

6. VIDRADOS......................................................................................................... 196.1 Definição de Vidro ............................................................................................ 19

6.2 Vidrados .............................................................................................................19

Exemplos de Vidrados ............................................................................................19

7. FRITAS CERÂMICAS............................................................................................. 198. ESMALTES......................................................................................................... 19

8.1 Esmaltes Para Chapas de Ferro ou Aço .............................................................208.2 Esmaltes Para Ferro Fundido .............................................................................20

9. FORMAÇÃO DE COR EM VIDROS E VIDRADOS............................................................ 209.1 Cores Coloidais ..................................................................................................21

10. PIGMENTOS CERÂMICOS E CORES........................................................................ 2110.1 Espinélios Coloridos .......................................................................................21

10.2 Outros Pigmentos Coloridos ............................................................................22

11. PROCESSOS DE DECORAÇÃO............................................................................... 2311.1 Modelagem ..................................................................................................... 23

11.2 Métodos de Impressão da Decoração .............................................................. 23

12. FORNOS......................................................................................................... 24

12.1 Forno Periódico ............................................................................................... 24



12.2 Forno de Câmara ............................................................................................ 25

12.3 Forno Túnel .................................................................................................... 26

13. COMBUSTÍVEIS.................................................................................................. 2614. QUEIMA.......................................................................................................... 26ANEXOS................................................................................................................ 27

15. REVESTIMENTOS CERÂMICOS............................................................................... 2715.1 Características Físicas: .................................................................................... 27

16. TIPOS DE TIJOLOS............................................................................................. 2917. CONCLUSÕES................................................................................................... 3018. BIBLIOGRAFIA................................................................................................... 31

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1. INTRODUÇÃO

Há séculos se manipula o barro, transformando-o em utensílios domésticos,

objetos de culto, ornamentos, cosméticos, base para tratamentos terapêuticos, arte emais recentemente esta sendo empregando na indústria da tecnologia, tornando

possível a fabricação de supercomputadores, supercondutores, próteses dentárias,

medicamentos, semicondutores, revestimentos de naves espaciais, revestimentos de

alto-fornos, na construção, com diversas aplicações nas alvenarias, revestimentos,

louças, telhados, pintura...

Não há uma idade da cerâmica como acontece com os metais, como o ouro,

o cobre e o bronze que marcaram períodos distintos da evolução do homem. Isso

ocorre devido ao fato dos cerâmicos serem um dos primeiros materiais utilizados pelohomem.

A história dos cerâmicos se funde com a história do homem e se torna objeto

de documentação e identificação das sociedades antigas revelando a sua evolução,

cultura, crenças e comportamentos.

De acordo com a palavra grega “keramos” , cerâmica quer dizer coisa

queimada, termo que no dia a dia é usualmente aplicado para designar revestimentos

em forma de placas ou pastilhas aplicados nas fachadas e pisos de nossas casas ou

ao bonito vaso de flores que enfeita a mesa de jantar.

As explicações bíblicas para a criação do homem e de como as civilizações

antigas armazenavam o vinho e construíram a torre de Babel, o fato de muitos já

terem visto ou ouvido falar sobre o barro usado em olarias na fabricação dos blocos

furados ou maciços utilizados nas paredes de alvenaria. Senão, por vezes, as cores

desse material que variam entre amarelo, vermelho, creme, preto com texturas

terrosas fazem com que ele seja identificado com facilidade como sendo um material

cerâmico.

Mas nem todos os materiais cerâmicos são tão simples de serem

identificados como o tijolo, a telha e os bonitos vasos de cerâmica marajoara. Existe

uma infinidade materiais cerâmicos, com características muito diferentes daqueles que

são o resultado da queima da cerâmica vermelha. É o caso, por exemplo, da

porcelana odontológica e da porcelana elétrica.

O objetivo do nosso trabalho é discursar sobre esses materiais, suas

matérias primas, alguns métodos de conformação, decoração e um pouco das suas

infinitas aplicações na indústria da construção civil e correlacionadas.

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1. CERÂMICA – DEFINIÇÃO

2.1 Definição Tradicional

Minerais de composição inconstante e pureza duvidosa que geralmente sãoexpostos a tratamentos térmicos não-mensuráveis, que duram o suficiente para permitir

que reações desconhecidas ocorram de modo incompleto, formando produtos

heterogêneos e não-estequiométricos, conhecidos pelo nome de materiais cerâmicos.

2.2 Definição Moderna

Materiais cerâmicos são compostos sólidos formados pela aplicação de calor,

algumas vezes calor e pressão, sendo constituídos por ao menos:

• um metal (M) e um sólido elementar não-metálico (SENM) ou um não-metal (NM),

• dois sólidos elementares não-metálicos (SENM), ou

• um sólido elementar não-metálico (SENM) e um não-metal (NM).

Tabela 01. Tabela Periódica dos Elementos

Metais e Não Metais

• Metais (M): Na, Mg, Ti, Cr, Fe, Ni, Zn, Al...

• Não-metais (NM): N, O, H, halogênios, gases nobres...

• Sólidos elementares não-metálicos (SENM): isolantes (B, P, S, C ) ousemicondutores (Si, Ge).

19 K

20 Ca

21 Sc

22 Ti

23 V

24 Cr

25 Mn

26 Fe

27 Co

28 Ni

29 Cu

30 Zn

31 Ga

32 Ge

33 As

34 Se

35 Br

36 Kr

37 Rb

38 Sr

39 Y

40 Zr

41 Nb

42 Mo

43 Tc

44 Ru

45 Rh

46 Pd

47 Ag

48 Cd

49 In

50 Sn

51 Sb

52 Te

53 I

54 Xe

55 Cs

56 Ba

* La

72 Hf

73 Ta

74 W

75 Re

76 Os

77 Ir

78 Pt

79 Au

80 Hg

81 Tl

82 Pb

83 Bi

84 Po

85 At

86 Rn

87 Fr

88 Ra

**Ac

57 La

58 Ce

59 Pr

60 Nd

61 Pm

62 Sm

63 Eu

64 Gd

65 Tb

66 Dy

67 Ho

68 Er

69 Tm

70 Yb

89 Ac

90 Th

91 Pa

92 U

93 Np

94 Pu

95 Am

96 Cm

97 Bk

98 Cf

99 Es

100 Fm

101 Md

102No

71 Lu103Lw

2 He

5

B

6

C

7

N

8

O

9

F

10

Ne

13 Al

14 Si

15 P

16 S

17 Cl

18 Ar

1 H

3

Li

4

Be

11 Na

12 Mg III A

II A

IA

IVA

VA

VIA

VIIA

← VIII A →IB

III B

II B

IVB

VB

VIB

VIIB

VIII B

Líquido

GásSólido

*Lantanídeos

**Actinídeos

Sólidos ElementaresMetais Não-Metálicos

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Exemplo de combinações

• M + NM : MgO, Al2O3, BaTiO3, YBa2Cu3O7...

• M + SENM : TiC, ZrB2...

• SENM + SENM : SiC, B4C;

• SENM + NM : SiO2, Si3N4.

3. MINERAIS E COMPOSTOS CERÂMICOS

3.1 Minerais do Grupo da Caulinita

Caulinita – A maioria das argilas puras contém, principalmente, o mineral

caulinita. A caulinita é utilizada na fabricação de porcelana, cerâmica, comprimidos e, sepossuir um grau de pureza muito alto, apresentará uma coloração muito alva, o quepossibilita seu uso pela indústria do papel.

3.2 Minerais do Grupo da Montmorilonita ou Esmectita

Montmorilonita - Esse mineral é encontrado em bentonitas (rochas derivadasde cinzas vulcânicas). É caracterizado por partículas lamelares muito finas. É o únicomineral em que as moléculas de água penetram espontaneamente, entre as lamelascausando inchamento.

Outros Tipos de Minerais do Grupo da Montmorilonita – Há muitos mineraissimilares a montmorilonita que são encontrados em argilas e solos. Esses minerais sãode maior interesse para a mineralogia geologia do que para os cerâmicos.

3.4 Minerais Micáceos

Esses minerais em forma microscópicas são encontrados em muitas argilas,argilitos, folhelhos e xisto. As micas são de ocorrência comum em vários tipos de rochase tem sua composição variável.

Micas – Na forma de filme é usada como dieletros em capacitores, aumentandosua durabilidade.

O maior consumo de lâminas de mica (splitting ) é para a produção de folhas de

mica, das quais se faz fitas isolantes, chapas de modelagem, chapas para aquecedores,chapas flexíveis e placas segmentadas, estas últimas utilizadas em motores e geradores.

A mica moída é aplicada na produção de tintas e nas indústrias de materiais detransportes, eletrodos, cerâmica e na perfuração de poços de petróleo. A mica moída aseco é inerte, flexível e não é abrasiva, além de apresentar grau de brancura de 75%.Devido a essas características, essa forma da mica é muito utilizada em tintas, papel,borracha e plástico.

Os fragmentos ou pó de mica, após lavagem e apuração de seu teor podem ser transformados em folhas de mica, para a obtenção de uma série de produtos através daadição de resinas e prensagem das folhas. Os fragmentos, após um processo demoagem e peneiramento, são utilizados como adensador e estabilizador na indústria detintas, como composto para aumenta a resistência e flexibilidade de cimentos à base degesso e, como aditivos em lamas de perfurarão.

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3.5 Minerais de Alumínio Hidratado

Os minerais gibsita e diásporo são usados na indústria cerâmica comocomponentes naturais em argilas.

Gibsita ou Hidragilita – Esse mineral consisti numa simples estruturas lamelar,

de ligações fracas que adquiri pelo aquecimento uma estrutura porosa.Diásporo – Esse mineral de origem hidrotermal, é muito importante na indústria

de refratários pela facilidade em formar coríndon em temperaturas relativamente baixas.

Bauxito – Esse minério comum de alumínio é antes uma mistura de gibsita,caulinita, limonita e outros minerais do que um mineral específico.

3.6 Minerais Aluminosos

Coríndon – Na forma pura é conhecido como esmeril, esse mineral é usadocomo abrasivo na fabricação de rebolos de esmeril e refratários.

Pirofilita – Esse mineral é usado em massas cerâmicas para aumentar aresistência ao choque térmico.

Topázio – Em cerâmicos tem o uso limitado a refratário.

Dumortierita – È constituinte desejável dos produtos de cerâmica branca.

3.7 Magnesita, Calcita, Dolomita e Cromita

Devido ao alto ponto de amolecimento e estabilidade em contato com muitasescórias, os materiais básicos descritos são de particular interesse para a fabricação de

refratários. Todavia a cal e a magnésia são usadas em algumas massas da cerâmicabranca, vidrados, esmalte e, em maior quantidade em vidros, cal para construção e emestuques.

Compostos de Cromo são empregados em cerâmica como pigmentos.

Magnésia - É uma importante matéria-prima para a indústria de refratários,sendo usada na forma de sinter ou de grãos eletrofundidos. As principais fontes paraobtenção destes materiais são a magnesita natural (MgCO3) e o óxido de magnésioobtido da água do mar ou salmoura.

Os produtos a base de magnésia, em suas várias formas e composições, têminúmeras aplicações e em diversos setores, tais como siderurgia, cobre, cal, cimento evidro.

Calcita – É um mineral composto de um carbonato de cálcio. É aplicada comofundente auxiliar e para minimizar o problema de trincas; em massas para produção decorpos vítreos e semivítreos; na composição de fritas e esmaltes (vidrados) e nafabricação de cimento aluminoso.

Dolomita - É um mineral de Carbonato de cálcio e magnésio, muito abundantena natureza na forma de rochas dolomíticas, utilizado como fonte de magnésio e para afabricação de materiais refratários.

Cromita - A cromita ou minério de cromo, terminologia usada indistintamente,encerra na sua composição proporções variadas de óxidos de cromo, ferro, alumínio emagnésio, além de outros elementos. È usada na cerâmica como refratário, na forma de

tijolos queimados e também como oxido de crômio e outros compostos usados comocorantes e pigmentos.

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3.8 FundentesMinerais de Bário – São usados em vários ramos da cerâmica, agem como

fundentes em vidrados, vidros, esmaltes e formam o sulfato de bário insolúvel, para evitar

manchas e inflorescências nas peças de cerâmica vermelha para uso estrutural.Fluorita – É um mineral usado em muitos vidros ópticos e esmaltes.

Minerais Fosfáticos – Seu principal uso é na cerâmica, mas também participana composição de vidros, esmaltes e porcelana branca.

Talco – É um mineral filossilicato. As principais propriedades que o habilitampara uso industrial são a alta resistência ao choque térmico, leveza, baixo teor deumidade, alto poder de absorção de óleo e graxa, baixa condutividade térmica e elétricae inércia química. È utilizado na indústria de papel e papelão, indústria da borracha,indústria química (tintas e vernizes, defensivos agrícolas), indústria de matérias plásticos,

indústria têxtil...

Feldspato – É um mineral usado como fundente na indústria cerâmica e é oprincipal constituinte de muitas rochas ígneas. Na indústria cerâmica são aplicados osfeldspatos potássicos, usados na produção de cerâmica branca, e os feldspatos desódio, empregados na fabricação de vidros e vidrados.

3.9 Minerais Para Vidros, Esmaltes e Vidrados

Compostos de Chumbo – Em cerâmica moderna, sais de chumbo sãopreparados quimicamente e, assim, são de alta dureza. Os sais comumente usados sãozarcão e alvaiade. São usados em vidros, vidrados e esmalte como um fundente básico.O silicato de chumbo insolúvel é aconselhado quando possível, pois não é prejudicial àsaúde.

Composto de Zinco – Oxido de Zinco e Carbonatos de zinco quimicamentepreparados. São utilizados na fabricação de vidrados Bristol.

Composto de Boro – Boro na forma de óxido ou bórax, é usado em vidros,esmaltes, e em fritas para vidrados. O boro age como um formador de vidros e como umfundente.

Óxido de Estanho – Esse óxido é usado como um opacificante para

vidrados, porém, devido ao seu alto custo vem sendo substituído peloscompostos de titânio.

3.10 Sílica

Os depósitos de sílica são encontrados universalmente e são provenientes devárias eras geológicas. A maioria dos depósitos de sílica que são minerados paraobtenção das "areias de sílica" consistem de quartzo livre, quartzitos, e depósitossedimentares como os arenitos.

O quartzo é um mineral de natureza dura, inerte e insolúvel. Suporta totalmentea vários processos de ação de agentes atmosféricos (intempéries) e é encontrado desdetraços até grandes quantidades em várias rochas sedimentares. A areia é compostapredominantemente de quartzo.

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Comercialmente, a sílica é fonte do elemento silício e é usada em grandequantidade como um constituinte de materiais de construção. Na sua forma vítrea émuito utilizada na indústria do vidro como componente óptico.

A Sílica é um material básico na indústria de vidro, cerâmicas e refratários, e éuma importante matéria prima na produção de silicatos solúveis, silício e seus derivados;carbeto de silício e silicones.

Indústria/atividade Operação específica/tarefa Fonte do material

Construção

Abrasivos para jateamento deestrutura, edifícios. Construção deauto-estrada e túneis. Escavaçãoe movimentação de terra.Alvenaria, trabalho com concreto,demolição...

Areia e concreto. Rocha Soloe rocha Concreto, argamassae reboque.

Vidro incluindo fibra devidro

Vidro incluindo fibra de vidroAreia, quartzo moído Materialrefratário.

Cimento Processamento da matéria prima Argila, areia, pedra calcária,terras diatomáceas.

AbrasivosProdução de carbeto de silício.Fabricação de Produtos Abrasivos

Areia, tripoli e arenito

Cerâmicas, incluindotijolos, telha, porcelanasanitária, porcelana,olaria, refratários,esmaltes vitrificados.

Misturas, moldagem, Coberturavitrificada ou esmaltada,acabamento.

Argila, pedra, areia "Shale"Quartzito, terras diatomáceas.

Fabricação de ferro e açoFabricação (manipulação) de

refratários e reparos em fornos

Material refratário

Construção civil emanutenções (reparos)

Abrasivo para jateamento Areia

Borrachas e plásticos Manuseio de matéria primaFunis alimentadores (tripoli,terras diatomáceas)

Tintas Manuseio de matéria primaFunis alimentadores (tripoli,terras diatomáceas, sílicaflour)

Asfalto e papelãoalcatroado

Aplicação como enchimento egranulado

Areia e agregado, terradiatomáceas.

Tabela 02. Aplicações da Sílica

3.7 Silicatos

Os silicatos são a base sobre a qual a cerâmica é construída.A unidade fundamental do silicato é o tetraedro silício-oxigênio, esses tetraedros

são agrupados de várias maneiras para formar os silicatos.

Ortossilicato – Essas estruturas são de interesse como refratários, devido aoseu elevado ponto de amolecimento. Os tetraedros independentes constituem umaestrutura de boa qualidade.

Dissilicatos – Estruturas em folhas de particular interesse, pois, constituem abase dos argilo-minerais.

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4. TIPOS DE MASSAS CERÂMICAS

As massas cerâmicas variam amplamente em composição, dependendo daspropriedades requeridas do produto manufaturado.

4.1 ARGILAS

As argilas são a espinha dorsal da cerâmica, portanto é fundamental aimportância do conhecimento de sua natureza. As argilas são predominantementeconstituídas de cristais definidos, porém minúsculos, agrupados em espéciesmineralógicas bem definidas.

As argilas variam em caráter dentro de uma larga faixa; algumas sãoparticularmente aplicáveis à indústria cerâmica, ou outras indústrias, como a do papel, ouainda metalúrgica, enquanto outras são tão impuras que não podem ser usadas nafabricação de produtos cerâmicos.

Alguns depósitos de argila são encontrados nos mesmos locais das rochasmatrizes das quais foram originados, enquanto outros foram depositados a grandesdistâncias do seu lugar de origem.

De um modo geral, as argilas são um produto secundário, na crosta terrestre,

produzido pela alteração de rochas do tipo pegmatítico. Dentro de uma classificaçãogeológica se dividem em secundárias e primárias.

4.2 CaulinsCaulins Residuais ou Primários – Os depósitos brasileiros de caulins são

conhecidos desde nordeste até ao sul. São provenientes da alteração de pegmatitos por intemperismo, Caulins de Pernambuco, Paraíba, Rio Grande do Norte, Minas Gerais, Riode Janeiro, São Paulo, Paraná e Rio Grande do Sul são amplamente usados nafabricação de cerâmica branca.

Caulins Sedimentares – Uma grande proporção dos caulins sedimentares é

usada como carga e cobertura de papel, bem como para carga em outras finalidades.A indústria cerâmica usa o caulim secundário em composições específicas decerâmica branca para a fabricação de refratários.

Ball Clays – De origem sedimentar, são normalmente encontradas em regiõespantanosas, por isso tem um elevado teor de matéria orgânica. São utilizadas quase queexclusivamente em massa cerâmica branca para conferir resistência mecânica eplasticidade antes da queima, pois os componentes restantes (caulim, quartzito efeldspato) quase não contribuem à resistência mecânica.

No Brasil são amplamente utilizadas como ball clays na fabricação de louçasanitária, louça doméstica, e mesmo porcelana, as argilas cinza da margem do rio

Tamanduá no município de São Simão. Essas argilas contêm propriedades bastantepróximas a da ball clay , é minerada em Oeiras, Piauí e usada na fabricação de azulejosem Recife.

4.3 Argilas Refratárias (Fire Clays)

Argilas Refratárias Tipo Flint – Essas argilas são duras, às vezes com texturanodular, altamente aluminosas. Desenvolvem pouca plasticidade, mesmo após amoagem. Todavia, quando misturadas a uma argila plástica como ligante, podemfuncionar como chamota (argila queimada de granulometria adequada) fornecendo umesqueleto ou arcabouço, que mantém a estabilidade dimensional dos tijolos refratáriosfabricados a partir da mistura.

No Brasil conhece-se argila tipicamente do tipo flint apenas em Montes Claros ,Minas Gerais e não são exploradas comercialmente.

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Argilas Plásticas Refratárias – Cada argila tem um uso especifico ao qualserve melhor a indústria refratária. Muitas argilas refratárias com baixa resistência aocalor, contêm apreciável teor de fundentes. Algumas dessas argilas são excelentes paratijolos refratários de revestimento e refratários plásticos.

Muitas dessas argilas são usadas como argamassa de assentamento,refratários plásticos e refratários moldáveis. No Brasil elas são abundantes na bacia doRio Tietê, próximo a São Paulo; algumas argilas não aluminosas de Poços de Caldas;Caulim Refratário ou argilito de Vargem Grande do Sul, São Paulo...

Argilas Refratárias Com Alto Teor em Alumina ou Argilas AltamenteAluminosas – Essas argilas são importantes na fabricação de tijolos refratários super duty e tijolos refratários aluminosos para serviços severos.

O Brasil possui amplos depósitos de argilas plásticas altamente aluminosas nosmunicípios de Uberaba e de Poços de Caldas, Minas Gerais e nos municípios de Suzanoe Moji das Cruzes, em São Paulo, usadas na fabricação de materiais refratários pararevestimento de fornos rotativos usados na fabricação de cimento portland devido a suaelevada resistência a abrasão.

4.4 Argilas Para Cerâmica Vermelha (Ferruginosas e Calcáricas)

Essas argilas contêm demasiado material fundente sendo impróprias para afabricação de material refratário e demasiado ferro para a aplicação na cerâmica branca.São, contudo aplicadas em materiais cerâmicos e produtos estruturais onde a elevadaresistência mecânica é obtida em temperatura de queima moderada.

Argilas Glaciais – No Brasil, essas argilas são utilizadas na fabricação detijolos de alvenaria, tijolos furados extrudados, telhas de vários tipos, revestimento deparedes, lajes para cobertura, lajotas, manilhas, e objetos como vasos ornamentais etalhas para água, são normalmente argilas sedimentares, quaternárias, de deposiçãorecente em várzeas e margens de rios; trata-se geralmente de indústria local e artesanal,

localizada em torno dos núcleos urbanos em todo o Brasil; em São Paulo, municípioscomo Leme e Valinhos e ao longo do rio Tietê, como Barra Bonita, notabilizaram-se pelaprodução de tijolos extrudados de 6 e 8 furos e de telha de alta resistência mecânica ebaixa porosidade aparente. Assim não há distribuição preferencial dessas argilas pelasregiões do Brasil, exceto o fato de se acharem nas bacias fluviais.

Quanto à fabricação de ladrilhos de piso de cor vermelha No estado de SãoPaulo, as argilas utilizadas são as argilas terciárias vermelhas creme-esverdeada domunicípio de São Caetano; folhelhos argilosos de Jarinu, próximo à cidade de Jundiaí, efolhelhos dos municípios de Itu e Moji-Guaçu.

As argilas glaciais de Moji-Guaçu são moídas e utilizadas para a fabricação demanilhas de uma grande faixa de dimensões.

4.5 Argilas EspeciaisAlgumas argilas especiais são alofânio, halosita e argilas ricas em fundentes

para barbotinas de esmalte cerâmico (slip clays) e folhelhos de Jarinu, Itu e Moji-Guaçu.Os mais interessantes na indústria de produtos para a construção são:

Argilas ricas em fundentes para barbotinas de esmaltes cerâmicos – Sãousadas em louças domésticas de corpo cerâmico avermelhado e em isoladores elétricoscomo esmalte cerâmico de cor marrom.

Folhelhos de Jarinu, Itu e Moji-Guaçu - As argilas verdes terciárias do vale doRio Paraíba, em São Paulo, são argilas desse tipo.

Argilas de Pó de Pedra – O nome “Pó de Pedra” é de origem britânica, uma

vez que uma pedra parcialmente caulinizada de Cornwall era moída, moldada e

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queimada a cerca de 1200º C, produzindo uma louça branca vitrificada conhecida pelonome de stone ware.

A tecnologia cerâmica brasileira desenvolveu a utilização de um minério muitoabundante no estado de São Paulo e Minas Gerais com características semelhantes asda argila de pó de pedra, para a fabricação de produtos prensados como pastilhas pararevestimento externo de edifícios, para elevar a resistência mecânica de refratáriosaluminosos, para a fabricação de sanitários, além de outros usos não-cerâmicos.

Bentonita – Essa argila é constituída essencialmente por montmorilonitapropriamente, pobre em ferro, composta por cinzas vulcânicas ácidas.

No Brasil, a única bentonita pobre em ferro e bem caracterizada comoproveniente da alteração de cinzas vulcânicas, é a existente associada às camadas decalcita no município de Ponte Alta, Minas Gerais. Há um extenso depósito de argilamontmorilonítica com razoável teor de ferro em Boa Vista próximo a Campina Grande,Paraíba, atualmente em exploração para diversas finalidades como; trabalhos emfundações para sustentação da terra na forma de lodo bentonítico, em construção, comomaterial de selamento, na elaboração de graxas lubrificantes...

A. Argilas que queimam com cor branca (usadas em cerâmica branca)1. Caulins

a) Residualb) Sedimentar

2. Argila Tipo Ball Clay

B. Argilas refratárias (tendo um ponto de fusão acima de 1600º C, porém nãonecessariamente queimando com cor branca).

1. Caulim (sedimentar)2. Argilas Refratáriasa) Sílica (flint )

b) Plástica

C. Argilas para materiais de construção civil ou cerâmica vermelha (de baixa plasticidade,porém contendo fundentes).

Caulim (sedimentar)Argilas e folhelhos para manilhas

Argilas e folhelhos para telhas e tijolos furados

D. Argilas para louça de pó de pedraE. Argilas para tijolos (plásticas, contendo oxido de ferro).

Argilas para terracota2. Tijolo comum e para revestimento

F. Argilas Fundentes (contendo mais óxido de ferro)Tabela 3 – Classificação das Argilas Segundo o Uso

4.6 Massas Triaxiais das Cerâmicas Branca

Essas massas são as usuais para vários tipos de cerâmica branca. Chamam-setriaxiais porque são constituídas principalmente de argilas caulinitícas, feldspato equartzo, porém todas elas contêm pequenas quantidades de metais alcalino-terrososcomo impurezas ou por exigências da massa projetada.

Louça de “Pó de Pedra” Semivitrificada – Esse corpo é definido como tendouma absorção de 4 a 10% e nenhuma transparência. É normalmente de cor branca,porém, pode ser colorido. Tem temperatura de queima entre 1225ºC e 1250ºC.

Louça de Hotel (Hotel China) – Esse é um corpo desenvolvido nos EstadosUnidos para resistir a um grande número de impactos que ocorrem no manuseio e

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limpeza de bares e restaurantes, o processo de manufatura é simples e tem umaabsorção de 0 a 3,5% , é translúcido em seções delgadas. Uma louça mais levechamada de louça doméstica (household china) tem empregada à mesma composiçãoexceto pelo carbonato de cálcio.

Porcelana Elétrica – Esse corpo é usado para a maioria das porcelanaselétricas fabricadas atualmente. Amadurece a 1310ºC, com absorção nula, o biscoito e ovidrado são queimados juntos (monoqueima). A composição é mostrada na tabela-4.

Porcelana Dura – Esse corpo varia muito dependendo da temperatura dequeima. Os corpos mais ricos em fundentes amadurecem a 1260ºC enquanto aporcelana Copenhague é queimada entre 1485º - 1520ºC. O biscoito é queimado emtemperatura baixa para adquirir resistência mecânica para manuseio, e a queima paradar brilho (glostfire) é em temperatura alta com atmosfera redutora no fim do processopara reduzir o ferro, assim produzindo um corpo mais denso e uma cor mais branca.

Azulejos – Tem texturas porosas e vitrificadas do tipo triaxial. Recentemente

tem-se usado talco para os azulejos queimado a temperatura de 1260ºC.

Louça Sanitária Vitrificada ou Grês Sanitário – Esse é um corpo cerâmicopara monoqueima a temperatura de 1310ºC com uma composição semelhante a daporcelana elétrica.

Porcelana Dentária – Esse corpo é principalmente feldspático com algumasílica e pequena porcentagem de caulim e argila. Como porcelana parian, éautovitrificável e não poroso.

Tipo de Corpo Cerâmico

C a u l i m

A r g i l a B a l l

C l a y

F e l d s p a t o

S í l i c a ( F l i n t )

C a r b o n a t o

d e

C á l c i o

S u l f a t o d e

B á r i o

F r i t a

C i n z a d e O

s s o s

T a l c o

C i a n i t a

F e 2

O 3

M n O

2

Louça Sanitária 28 20 32 20Isolante Elétrico 21 25 34 20Ladrilho Vitrificado 27 29 33 11Louça de Hotel 34.8 7 22 35 1.2

Cerâmica BrancaSemivitrificada

24 28 13 35

Porcelana de Ossos 13 15 32 40Parian 30 10 60Porcelana Dura 35 15 25 25Louça de Belleek 35 15 20 30Louça de Basalto 30 15 30 19Louça de Jaspe 30 7 63Corpo Contendo Talco 18 7 75Corpo Contendo Talco 18 15 35 25 7Porcelana Dentária 5 81 14Porcelana Refratária 50 10 10 5 25

Tabela 4 – Composição de corpos de cerâmica branca.

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5. MÉTODOS DE CONFORMAÇÃO

Os métodos de conformação são geralmente divididos em quatro classes,baseadas na consistência da mistura. Esses são os métodos de prensagem a seco, deextrusão, de moldagem plástica e de colagem.

5.1 Método de Prensagem a SecoEsse método é usado na fabricação de pequenos isoladores elétricos, ladrilhosazulejos, telhas e refratários. O teor de água na mistura de prensagem é baixo, de 5 a15%, e a pressão é alta – centenas de quilogramas por cm².

Preparação da Mistura – A misturas para cerâmica branca é preparada,geralmente, passando os “bolos do filtro prensa (filter cakes)”, parcialmente secosatravés de um pulverizador e em seguida, por uma peneira. Por outro lado, algunsceramistas têm empregado a mistura a seco de argilas beneficiadas por moagem nociclone a ar (air floated clays). Misturas de chamotas (mistura de alumina e sílica) sãogeralmente preparadas em galgas (moedor) ou em misturadores especiais.

Uniformidade de Pressão – Um dos problemas na prensagem a seco é aobtenção de uma densidade uniforme dentro de todo o molde.

Por outro lado, se for usado um lubrificante nas paredes do molde ou namistura, ocorrera um aumento maior da uniformidade.

Por essa razão, pequenas peças geralmente contêm um lubrificante,principalmente quando contêm baixos teores de lubrificantes naturais, argilas ou talco.

Figura – 1. Distribuição da densidade num molde sob várias condições de prensagem:(a) prensado de um lado; (b) prensado dos dois lados; (c) prensado dos dois lados com umlubrificante.

Misturas Para Prensagem a Seco – As misturas para prensagem de peças decerâmica branca são semelhantes aquelas para moldagem plástica. Entretanto massasricas em talco, as quais podem faltar à plasticidade para outros métodos de

conformação, podem ser facilmente prensadas. Massas contendo apenas componentesnão plásticos, como óxidos fundidos, também podem ser prensadas quando são usadosplastificantes adequados. Na indústria de refratários, massas que contêm uma grandeproporção de chamotas são prensados com sucesso em moldes metálicos endurecidossuperficialmente.

Lubrificantes e Plastificantes – Compostos orgânicos como amidos, produtosderivados do milho e ceras, podem ser adicionados a mistura para aumentar aplasticidade ou escoamento e reduzir o atrito nas paredes do molde.

Métodos de Impacto (ramming ) – O método de prensagem, descritopreviamente, não é econômico para a fabricação de peças refratárias grandes uma vezque o custo do molde é elevado e a uniformidade seria muito difícil de ser obtida atravésde toda a massa. Nessas condições observou-se que é melhor “socar” a mistura aos

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poucos no molde com um martelo de ar comprimido. Cada adição deve ser adequadamente consolidada com a anterior para evitar laminações.

Prensas – Vários tipos de prensas são usadas na indústria. Pequenas peçaseram feitas com prensas de parafusos ou balancim, onde a massa em movimentocausava um impacto. Atualmente, as fábricas modernas usam prensas hidráulicasrápidas para a fabricação de ladrilhos, azulejos, e isoladores elétricos.

5.2 Método de Conformação por Extrusão

Esse método emprega a massa na forma de uma pasta plástica, porém rígida.Essa mistura, de um modo geral, é forçada através de um molde para formar uma colunacontínua, a qual pode ser cortada em comprimentos adequados.

Extrusão por Pistão – Algumas máquinas de extrusão, por exemplo, a prensapara manilhas, força a mistura através de um molde por meio de um pistão movimentadoa vapor ou pela pressão do ar. Porém esse processo é intermitente, pouco usado naindústria cerâmica em geral.

Marombas (augers) – A máquina usual de extrusão é a maromba. O nomeauger em inglês significa broca, daí o nome em português para maromba, porque oparafuso de alimentação tem essa aparência.

Um corte transversal é mostrado na figura - 2. O molde ou bocal pode ser dequalquer forma para produzir a coluna ou tarugo desejado, mesmo que o cortetransversal seja complicado.

Se a mistura for abrasiva, a maromba e o bocal podem ser feitos de um metalresistente ao desgaste, como estelita. Em muitos casos, o bocal é aquecido e lubrificadopara reduzir o atrito.

Muitas argilas têm melhorado a sua trabalhabilidade pela desaeração; assim asmarombas a vácuo são comumente usadas na indústria. A coluna extrudada é mais

homogênea e densa após esse tratamento a vácuo.

Figura 2 - Seção transversal de uma colunaextrudada em uma dada maromba

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Extrusão de Material Não-Plástico – Massas não plásticas, quando finamentedivididas, podem ser extrudadas através de um molde, desde que contenhamplastificantes.

Conformação por Injeção – Esse processo foi desenvolvido em alto grau, paraconformação em alta velocidade de precisão na indústria de plásticos orgânicos. Épossível usar esse mesmo método para forçar um não-plástico finamente dividido,misturado com cerca de 15% de resinas termoplástica e termofixa, a sair de uma câmaraaquecida para um molde resfriado e em seguida para a operação de queima. Esseprocesso é usado em peças pequenas como os corpos de alumina sinterizada para velasde ignição.

5.3 Conformação de Peças Plásticas Moles

Esse método é o mais antigo de conformação de argilas. Pode ser efetuadomanualmente na confecção de vasos, como é ainda feito em cerâmicas primitivas, ou emtornos de oleiros ( potter´s whell ). Os primeiros tipos de tijolos de alvenaria eram feitos

manualmente através de moldes de madeira, a partir de uma massa plástica.Atualmente ainda é usado no Brasil na cerâmica artística, sendo quase todafeita manualmente, porém o método também é usado em alguns processos de produção,principalmente em olarias regionais para tijolos e telhas.

Processo “Jigger” ou por Estampo - Esse processo é usado amplamente naindústria de cerâmica branca para moldar pratos e alguns tipos de peças usadas emestampos. Até recentemente, a moldagem normal em estampos, tinha o empregogeneralizado, porém agora muitas indústrias usam estampos automáticos para quasetudo.

A operação começa com uma porção da massa plástica, de peso adequado.Esta é moldada na forma de disco circular por batidas com instrumento de gesso ou

espalhando-a num molde de gesso em revolução ou estampo com uma ferramenta deponta que sobe e desce (fig. - 4). Sendo essa a única etapa do processo em que amassa é consideravelmente deformada, torna-se vital que o disco de massa acabadaseja completamente homogêneo. O disco é em seguida transferido a um estampo degesso, cuja superfície externa é moldada como a superfície superior de um prato (fig. -3). Esse molde é então colocado num mandril na extremidade superior de uma hastevertical que gira a uma velocidade de 300 a 400rpm. Uma ferramenta de perfil como aparte inferior de um prato (gabarito) é aplicada ao disco de massa plástica, agoralubrificado com água, formando de modo preciso à superfície, pela eliminação doexcesso de massa, como também pela penetração da massa no molde. O estampo e ogesso são tirados do mandril do jigger e colocados num secador contínuo.

Nos casos em que a baixa plasticidade da massa torna impossível o manuseiodo disco, como acontece com a porcelana de ossos e a porcelana pré-sinterizada, odisco pode ser moldado sobre um anel coberto para transferir para o molde, ou pode ser fundido através de uma barbotina no estampo e então moldado.

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Figura - 3. Seção transversal da cabeça de um torno ( jigger ) com um prato sendo conformado.Figura - 4. Operação do torno ( jigger ).

Modelagem Manual – Há muitos produtos, como, por exemplo, tijolo de

revestimento externo de edifícios e refratários especiais, que são moldados manualmentea partir de argilas plásticas. Um fragmento de argila de tamanho adequado é colocadonum molde e o excesso é cortado com um arame. Também as peças grandes deterracota são moldadas manualmente em moldes de gesso.

Prensagem Plástica – Recentemente as massas plásticas têm sido prensadasentre moldes de gesso duros e porosos, com a finalidade de eliminar a água dos porosem cada ciclo.

5.4 Colagem (slip casting)

Essa operação é usada para moldar diferentes tipos de peças cerâmicas. É

aplicada a toda peça cerâmica que não tenha o contorno de uma superfície de revoluçãoque seria possível obter no torno; inclui também formas como as das louças domésticase peças artísticas. É também usada para peças grandes da indústria de encanamentossanitários, grandes recipientes e para blocos de revestimentos de tanques.

Métodos de Colagem por Drenagem – Nesse método, a colagem é feita apartir de uma superfície, sendo, portanto, especialmente adaptada a peças finas. Não éaconselhável para barbotinas contendo chamota de granulometria grossa, uma vez que,nesse caso, a superfície interna drenada seria áspera.

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Figura - 5. Operação de colagem por drenagem: (a) montagem do molde; (b)despejamento da barbotina por fundição; (c) drenagem; (d) rebarbamento da parte superior; (e)desmontagem do molde e remoção da peça acabada.

Colagem Sólida – Deve haver aberturas para entrada da barbotina, respiros

para o escapamento do ar e um reservatório de barbotina para suprir a peça, sendofundida para recompensar a retração.

A fundição se processa por todos os lados simultaneamente, de forma que asparedes crescem até encostarem-se ao centro líquido com barbotina adicional até que apeça se torne sólida. De outra forma resultará numa peça oca, pois mesmo as melhoresbarbotinas tem uma retração de volume considerável.

Figura - 6. Operação de colagem sólida: montagem do molde: (a) montagem do molde; (b)enchimento do molde; (c) absorção da água da barbotina; (d) peça acabada, removida do molde eaparada.

5.5 Acabamento da Louça

O acabamento da louça é uma operação importante na fabricação de louças deelevada qualidade. Alguns dos processos mais comuns serão resumidos a seguir:

Eliminação de Rebarbas – Uma peça fabricada no torno deve ter os bordosaparados em um raspador e, então, passada uma espoja para alisar a superfície. A peçafundida deve ter o topo aparado e cortado, isto é, a parte extra que mantém a barbotinapara retração, comumente chamada de sobressalente como mostra a figura - 5.

Torneação – Algumas louças finas, após a moldagem e enquanto secasparcialmente, são colocadas em um torno e torneadas com ferramentas de aço até asdimensões desejadas. Os pés de xícaras são moldados dessa forma, assim como a

porcelana casca de ovo desenvolvida pelos chineses. Esse método foi muito utilizadopelos antigos gregos para moldar seus vasos de formatos especiais. Atualmente essemétodo é utilizado para fabricar grandes isoladores de alta tensão, torneando grandesestampos de massa cerâmica semi-seca.

Polimento – O aspecto brilhante de peças fabricadas por índios do sudeste dosEstados Unidos não é devido a um vidrado, mas um polimento, que é obtido esfregandoum seixo polido a superfície da peça semi-seca. O mesmo método pode ser aplicado demodo mais prático no torno mecânico.

Junção ou Aderência de Peças – Muitas peças cerâmicas são fabricadas empedaços e, então, são ligadas por meio de barbotina, agindo como um adesivo. Um

exemplo são as asas das xícaras ou uma parte de uma peça sanitária. Os bordos aserem reunidos são despolidos e, em seguida cobertos com barbotina e rapidamente

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unidos. É importante que as peças a serem unidas tenham o mesmo teor de umidade ede perda ao fogo. Observando-se essas condições, não há retração diferencial nasecagem após a queima.

6. VIDRADOS

6.1 Definição de VidroO vidro e definido como sendo um líquido resfriado de alta viscosidade, porém,

uma definição mais precisa dada por Morey: “um vidro é uma substância inorgânicanuma condição contínua e análoga ao estado líquido daquela substância, porém devidoao fato de ter sido resfriada de uma condição fundida, atingiu um grau de viscosidade tãoalto que é considerada rígida para todos os fins práticos”.

6.2 Vidrados

Um vidrado (glaze) pode ser definido como uma camada contínua de vidrosobre a superfície de um corpo cerâmico.

O vidrado é, geralmente, aplicado como uma suspensão em água dosingredientes que entram na sua composição, a qual seca formando uma camada fina devidro. O vidrado pode ser queimado simultaneamente com o corpo cerâmico(monoqueima) ou em uma segunda queima depois de aplicado ao biscoito.

O principal objetivo do vidrado é fornecer uma superfície dura, não-absorvente ede fácil limpeza. O vidrado também permite a obtenção de um número maior de texturase superfícies coloridas. São aplicados em louças sanitárias, listelos, filetes e faixasdecorativas para cozinha e banheiro, esmaltação e decoração dos revestimentoscerâmicos.

A partir dos vidrados podemos obter superfícies de acabamento, brilhantes,semifoscas, foscas, aveludadas, transparentes e opacas.

Exemplos de Vidrados

Vidrados Bristol – São usados em terracota e em louças de pó de pedra.

Vidrados Fritados – Esses vidrados são usados para louças semivitrificadas elouças de hotel.

Vidrados Reduzidos – Esses vidrados contêm óxidos de ferro e cobre queproduzem cores verdes ou vermelhas respectivamente, sob condições adequadas dequeima.

7. FRITAS CERÂMICASAs fritas cerâmicas são materiais de natureza vítrea preparadas por fusão, em

temperaturas elevadas (em torno de 1500°C), a partir da combinação de matérias-primasde natureza mineral (quartzo, feldspatos, caulins...) e química (boratos, carbonatos...).

As fritas permitem flexibilidade na aplicação das matérias-primas usadas nacerâmica, aumentam o range de queima dos esmaltes, permitem uma maior uniformidade no vidrado, reduzem o aparecimento de defeitos superficiais originários docorpo cerâmico e conferem ao produto acabado uma textura superficial mais lisa,brilhante e impermeável.

8. ESMALTES

Os esmaltes cerâmicos formam uma excelente camada protetora para metais.São duráveis e laváveis, podendo ser feitos em cor branca ou em outras cores. Aindústria de esmaltes cerâmicos para metais é em geral dividida em três partes:

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esmaltação de chapas de aço, esmaltação de ferro fundido e esmaltação de peçasespeciais e de metais tais como brochas e outros tipos de joalheria.

8.1 Esmaltes Para Chapas de Ferro ou Aço

O ferro para poder ser esmaltado, deve ter um baixo teor de impurezas, para

produzir uma boa cobertura, deve ser conformado por pressão ou por laminação e ser extremamente limpo por decapagem antes da esmaltação que começa pela aplicação deum esmalte de fundo, em seguida a primeira demão do esmalte de acabamento, queimade três minutos de 800 a 850º C, segunda demão e queima 10º C a menos que aprimeira.

Atualmente já existem esmaltes de acabamento que dispensam o fundo, o quereduz os custos da produção, porém, não dá boas propriedades mecânicas.

8.2 Esmaltes Para Ferro Fundido

O ferro fundido é do tipo normal cinzento com um teor alto de sílica para dar maleabilidade e evitar coquilhamento nas espessuras finas. As peças fundidas sãolimpas com um jato de areia para dar uma superfície brilhante, um esmalte de fundo, de

composição semelhante ao dos esmaltes usados em aço laminado é aplicado emcamadas finas sobre a superfície do ferro fundido.

O esmalte de acabamento para peças maiores é aplicado sobre a forma de umpó seco ao ferro aquecido. Esse processo produz um ótimo acabamento.

Esmaltes Resistentes a Ácido – Os esmaltes de acabamento usual sãofacilmente manchados por suco de frutas, de modo que atualmente, são usadosesmaltes mais estáveis pelo aumento do teor de sílica e uma mudança nos fundentes.

9. FORMAÇÃO DE COR EM VIDROS E VIDRADOS

Um dos assuntos mais fascinantes no campo da cerâmica é a produção de

cores. Cores cerâmicas são de uma grande variedade e, comparadas às outras cores,são notavelmente permanentes.

Propriedades de Luz – A luz visível é uma região muito estreita no espectroamplo das ondas eletromagnéticas ao se deslocarem no vácuo.

O olho humano é um instrumento maravilhoso que evolui durante milhões deanos, tendo como origem a pele de algum animal aquático. A visão da cor não é umaregra no reino animal, pois somente os homens, os macacos superiores, pássaros,lagartos, tartarugas e peixes as possuem.

Muito embora o mecanismo de funcionamento dos receptores de cores da retinahumana não seja, ainda, completamente compreendido, sabe-se que há respostas a trêsregiões do espectro, que combinadas, dão a sensação de cor. Se um ou dois desses

mecanismos de resposta falha, resulta a cegueira à cor.

Definição da Cor – Cor, para um físico, é uma vibração eletromagnética; paraum fisiologista, um estimulo à retina, e, para um químico, um pigmento. Um ceramistaconsidera a cor de forma relativa, uma vez que ele compara o produto cerâmico coloridocom alguma cor natural como indica os termos usados: lilás, sangue-de-boi, pêssego oupapoula.

Todas as cores, exceto as metálicas, são resultados da absorção relativaatravés de um meio transparente ou translúcido, porque a luz incidindo sobre ele,atravessa-o e é refletida novamente; no processo, porções das cores vermelho e azulsão absorvidas, deixando a cor amarela predominar no feixe emergente. É fatoconhecido que a cor aparente de um objeto depende da luz que o ilumina. Um papel

branco parece vermelho na luz vermelha, e as sombras sobre a neve recentementecaídas, parecem azuis, pois são iluminadas por uma luz azulada fraca, vinda do céu. É

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uma experiência comum observarem-se duas cores aparentemente iguais a luz do dia enotar que mais tarde sob a luz artificial, elas parecem bem diferentes.

Absorção Seletiva Por Íons – É conhecido o fato de que certos saisdissolvidos na água produzirem uma solução colorida. Isso é causado pela absorçãoseletiva de luz por um ou dois íons. Os íons absorvem a energia luminosa de três formas:(1) pela vibração do átomo com um todo, absorvendo na região infravermelha; (2) pelavibração dos elétrons, absorvendo na região ultravioleta; (3) Pelos saltos entre órbitas,absorvendo na região visível.

Íon

No Reticulado do Vidro Em Posição ModificadoraNúmero de

CoodenaçãoCor Número de

CoordenaçãoCor

Cr 2+ - - - AzulCr 3+ - - - 6 VerdeCr 6+ 4 Amarelo - - -Cu2+ 4 - - - 6 Verde-AzuladoCu+ - - - 8 Incolor Co2+ 4 Púrpura-Azulado 6-8 RosaNi2+ Púrpura 6-8 Verde-AmareladoMn2+ Incolor 8 Laranja-fracoMn3+ Púrpura 6 - - -Fe2+ 6-8 Verde-AzuladoFe3+ Marrom-Profundo 6 Amarelo-FracoU6+ Laranja 6-10 Amarelo-FracoV3+ - - - 6 VerdeV4+ - - - 6 AzulV5+ 4 Incolor - - -

Tabela - 5. Íons Coloridos nos Vidros.

9.1 Cores Coloidais

Cores Coloidais a Base de Ouro – Em algumas composições de vidro, o íonAu+, mais agentes redutores em condições especiais, conferem ao vidro a cor rubi.

Corantes Coloidais a Base de Cobre – Íons de cobre com pequenas reduçõesno resfriamento, forma o cobre metálico que conferirá ao vidro uma cor verde.

Cores Coloidais devidas à Prata – O íon prata juntamente com agentesredutores forma a cor amarela aos vidros.

Colóides de Carbono e Enxofre – Acredita-se que esses elementos formem

colóides em vidros, dando cores âmbar e marrom.Cores Cádmio e Selênio – O vidro vermelho muito usado em semáforos écomposto dos colóides formados por essas substâncias.

10. PIGMENTOS CERÂMICOS E CORES

10.1 Espinélios Coloridos

Um pigmento colorido pode ser feito a partir de cristais coloridos de solubilidadelimitada no vidrado. Por essa razão os espinélios muito estáveis são utilizados pelosfabricantes de cores. É comum também se falar em “decoração baixo esmaltes” e“decoração alto esmalte” para unglaze e overglaze.

Alguns espinélios coloridos estão listados na tabela - 6. Veremos que alguns

deles são instáveis e revertem as cores, em solução dos cátions, enquanto outrosmantêm a sua tonalidade original. Isso é indicado por S (estável) e OS (parcialmente

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estável), seguindo a descrição da cor. De um modo geral os aluminatos são os maisestáveis, seguindo os cromatos, sendo as ferritas as menos instáveis.

Espinélio Cor do CristalBaixo Vidrado de

PorcelanaBaixo Vidrado de

Chumbo

Num corpoCerâmico do Tipo

Parian

CoAl2O4 Azul-Profundo Azul-Intenso, OS Azul-Brilhante Azul, SCuAl2O4 Verde-Maçã Cinza-esverdeado Verde Cinza-EsverdeadoMnAl2O4 Castanho Castanho, S Castanho Marrom, S

NiAl2O4 Azul-Celeste VerdeAmarelo-

esverdeado, S Cinza-EsverdeadoBaCr 2O4 Verde-Escuro Verde-Discreto, S. Verde-Discreto, S Verde, S.CuCr 2O4 Verde-Escuro Verde-Discreto, S. Verde-Discreto, S Verde, S.

CoCrO4

Verde-Azulado-Intenso Azul-Esverdeado, S Azul-Esverdeado Azul-Esverdeado, s

MgCr 2O4

Verde-Azeitona-Escuro

Amarelo-Esverdeado, S Esbranquiçado, S

Amarelo-Esverdeado, S

MnCr 2O4 Marrom-Escuro

Amarelo-

Esverdeado, S Esbranquiçado, S Castanho, SNiCr 2O4 Verde-Folha Cinza-esverdeado Pigmentado Verde-EscuroSrCr 2O4 Verde-Escuro Verde , S Verde-Discreto, OS. Verde-Brilhante, SZnCr 2O4 Cinza-Esverdeado Marrom Pigmentado, S Marrom-ClaroBaFe2O4 Cinza-Médio Cinza-esverdeado Marrom MarromCaFe2O4 Cinza-Médio Cinza Castanho CastanhoCaFe2O4 Preto Cinza Cinza, S Cinza, SCuFe2O4 Marrom-Escuro Cinza Cinza CastanhoMgFe2O4 Marrom-Alaranjado Marrom OS Castanho, OS Marrom, SNiFe2O4 Preto Cinza Cinza MarromSrFe2O4 Cinza-Médio Cinza Castanho Marrom, S

ZnFe2O4 Cinza-Escuro Cinza Marrom-Alaranjado MarromTabela - 6. Cores Produzidas Pelos Aluminatos, Cromitas e Ferritas.

10.2 Outros Pigmentos Coloridos

Silicatos – Silicatos de cobalto obtidos pela calcinação de flint (quartzo), eóxido de cobalto, algumas vezes com pequenas quantidades de fundente comofeldspato, é um pigmento cerâmico de cor azul. Essa cor é chamada de azul-ultramarinho, sèvres, willow, canton ou azul-marinho.

Fosfatos – Fosfatos de cobalto calcinados com Al2O3, e algumas vezes comZnO, da uma cor agradável denominada “azul de Thénard”.

Fluoretos – Fluoreto de crômio dá uma cor verde-clara, muito empregada. Èfeita a partir de fluorita e óxido crômico. “Verde Vitória” requer além de fluorita, sílica ecal.

Antimoniatos – O “Amarelo de Nápoles”, muito usado em cerâmica, éessencialmente um antimoniato de chumbo, mas também pode conter cal, alumina,eóxido estânico, para estabilização.

Outras Cores Cristalinas – Óxidos de cobalto e magnésio formam uma cor chamada “rosa Berzélius”, a qual é muito estável.

Pigmentos Coloridos por Colóides – Os pigmentos rosa e vermelho de

crômio-estanho são muito usados como corantes bastantes estáveis.

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Pigmentos Coloidais de Ouro – São muito importantes para obter as coresrosa, púrpura e carmim em esmaltes cerâmicos, bem como para uso sob o vidrado emporcelanas queimadas em altas temperaturas.

Lustres ou Brilhos Metálicos – Esse tipo de decoração foi usado pelos persase mouros. Consiste em um filme de metal ou óxido sobre a superfície do vidrado. Há doistipos usuais, um produzido para queima redutora outro por condições oxidantes.

O brilho metálico pode ser colorido ou incolor.

Dourado – Essa é, realmente, uma decoração sobre o vidrado, sendo em geraluma camada de metal nobre, como ouro, prata, paládio e platina.

Nesse processo um sal solúvel de ouro é incorporado a um verniz e aplicado àsuperfície do vidrado.

Em outro processo o ouro metálico em pó é misturado a um fundente e aplicadoa um veiculo a óleo ou goma solúvel em água à peça vidrada. Após a queima a peçaapresenta uma cor marrom, sem brilho metálico e então é polida com um abrasivo maciopara apresentar a propriedade desejada.

11. PROCESSOS DE DECORAÇÃO

Há vários processos usados para decoração de peças cerâmicas. Mas aquivamos nos ater a aqueles que são aplicados na produção de louças sanitárias erevestimentos.

Peças que passam por determinados processos de decoração, se torna maisfinas e comercialmente mais valorizadas quando os acabamentos são de bom gosto eperfeitamente executados.

11.1 Modelagem

O primeiro tipo de cerâmica decorativa foi provavelmente a gravação em relevosobre a superfície; primeiro como um simples desenho riscado e mais tarde como relevosesculpidos.

Decoração em Relevo – uma peça cerâmica modelada pode ter um relevo nasuperfície aplicado diretamente com uma porção da mesma argila.

A modelagem é feita na superfície de um molde, no qual um conjunto de peçaspode ser conformado por moldagem manual ou colagem. Esse tipo de decoração éusada em revestimentos destinados à decoração de cozinhas e banheiros.

Relevos Aplicados – Consisti na moldagem da argila ou barbotina através deum molde de biscoito ou gesso, depois aplica-lo sobre a peça cerâmica, através de

pressão e em seguida retirar o molde.11.2 Métodos de Impressão da Decoração

A cerâmica decorada primitiva, era pintada a mão, o que a tornavademasiadamente cara. Em 1976, na Inglaterra, a invenção de Sadler e Green, de umprocesso que consistia em cobrir um prato de cobre gravado, com uma tinta especialcontendo um pigmento cerâmico, e transferir essa tinta a um papel fino, que podia entãoser aplicado à superfície da peça, esfregado para transferir à tinta a peça cerâmica ouvidrado. Esse princípio é inerente aos princípios mais modernos de produção de massade decoração cerâmica.

Decalcomanias – Esse tipo de decoração vem sendo amplamente utilizado,

porque é barato e permite múltiplas cores. Apesar de estar sendo substituído peloprocesso de serigrafia, é ainda importante quando várias cores são desejadas.

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As decalcomanias ou decalques são impressas em papel especial duplo, feitocom papel-suporte grosso aderido levemente a uma película delgada de tecido ou de umalto polímero; a película é colada na superfície externa e a ela é aplicada a decoraçãopor litografia normal ou pelo processo de impressão off-set, usando até oito cores.

As tintas são feitas com pigmentos para alto esmalte, em um veículo insolúvelem água, tal como um verniz que endurece sobre a película. No processo de asperção,somente o verniz é impresso na película e o pigmento cerâmico é polvilhado sobre ela,aderindo apenas ao verniz.

Serigrafia (Silk Screen) – É uma das técnicas mais difundidas, devido àfacilidade da aplicação nas linhas de vitrificação. A técnica consiste em imprimir adecoração por meio de uma ou mais telas que contém aberturas apenas na região dodesenho a ser reproduzido e por onde as tintas penetram pela força de um rolo,imprimindo assim a figura desejada na superfície da cerâmica.

Outra forma de decoração bastante utilizada é a de rolo, que consiste numaseqüência de três rolos por onde as peças passam e recebem a decoração.

Decoração Embutida – Alguns dos ladrilhos de piso das antigas catedraisinglesas possuem decoração embutida que tem suportado a séculos de desgaste. Esseprocesso é executado pela prensagem da argila colorida num molde contendo umdesenho para formar o ladrilho ou tijolo e incluir o desenho abaixo da superfície. Apósuma leve secagem do ladrilho, uma outra argila colorida é comprimida no desenho ousuperfície externa. A peça é em seguida queimada para obter uma estrutura durável.Algumas lajotas coloniais brasileiras para pavimentação eram fabricadas dessa forma;hoje estão sendo reproduzidas artesanalmente.

12. FORNOS

12.1 Forno PeriódicoÉ um forno de calota ou garrafão típico, de chama invertida, usado na indústria

de refratário e na indústria de material cerâmico de construção. O combustível é carvão,queimado numa série de fornalhas. A uniformidade de temperatura não é muito boanesse tipo de forno, porém, isso não tem muita importância, no caso de materiaiscerâmicos de construção e alguns tipos de refratários.

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Figura - 7. Tipos de fornos periódicos: (a) fornos escova para tijolos de construção; (b) forro decorrente ascendente para cerâmica vermelha; (c) forno redondo de corrente descendente paraporcelana dura; (d) forno redondo de corrente descendente para tijolos refratários; (e) forno decorrente horizontal; (f) forno mufla para terracota.

12.2 Forno de Câmara

Têm grande vantagem sobre os demais fornos, porque a carga pode ser

removida da câmara por meio de um carro. Isso permite que os tijolos sejam empilhadose descarregados em pilhas mecanicamente, reduzindo o tempo em que uma câmara ficaafastada do ciclo de aquecimento. Isso adicionado ao uso de ventoinhas para acelerar otempo de queima, torna o forno de grande utilidade na indústria cerâmica.

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Figura – 8. Forno de câmara.

12.3 Forno Túnel

São fornos que dispõe de ventiladores, macaco hidráulico e carrinhomotorizado, para a transferência de peças cruas e queimadas.

Um forno túnel circular para queima de peças de cerâmica branca usageralmente empilhamento aberto e não-muflado. Os carros ficam dispostos em círculoque se movimentam lentamente como um carrossel. A pequena seção transversalassegura uma distribuição uniforme de temperatura, facilidade de empilhamento eretirada numa dada posição.

13. COMBUSTÍVEIS

Os primeiros fornos foram aquecidos pela combustão de lenha, um excelente

combustível, que, porém requisita muita mão-de-obra.O carvão foi muito usado na indústria de louça doméstica, porém esta agoralimitado a fornos de refratários e cerâmica estrutural.

Óleo combustível é usado em muitos fornos, especialmente em fornos-túneis,onde a eficiência térmica elevada compensa o alto custo do combustível. É tambémutilizado em alto fornos para a fusão do vidro.

Gás natural é muito usado na indústria cerâmica porque produz um calor “limpo”e por ser facilmente controlável.

14. QUEIMA

Nessa operação, conhecida também por sinterização, os produtos adquiremsuas propriedades finais. As peças, após secagem, são submetidas a um tratamento

térmico a temperaturas elevadas, que para a maioria dos produtos situa-se entre 800 ºCa 1700 ºC, em fornos contínuos ou intermitentes que operam em três fases:

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• Aquecimento da temperatura ambiente até a temperatura desejada;• Patamar durante certo tempo na temperatura especificada;• Resfriamento até temperaturas inferiores a 200 ºC.

O ciclo de queima compreendendo as três fases, dependendo do tipo de

produto, pode variar de alguns minutos até vários dias. Durante esse tratamento ocorreuma série de transformações em função dos componentes da massa, tais como: perdade massa, desenvolvimento de novas fases cristalinas, formação de fase vítrea e asoldagem dos grãos. Portanto, em função do tratamento térmico e das característicasdas diferentes matérias-primas são obtidos produtos para as mais diversas aplicações.

ANEXOS

15. REVESTIMENTOS CERÂMICOS

Durante a etapa de queima do processo produtivo, que ocorre a mais de 1.000

graus centígrados, as características geométricas das placas cerâmicas sofremvariações devido às alterações físico-químicas sofridas pelo esmalte e pela argila.Essas variações são previstas pela ABNT, que especifica as tolerâncias das

dimensões e fornece os limites máximos para o esquadro, a curvatura, o empenamento ea variação de espessura das placas cerâmicas para revestimento, característicasrelacionadas ao molde e ao corte da peça.

Apresentaremos algumas desses requisitos a serem observados, abaixo:

15.1 Características Físicas:

Absorção de ÁguaUm dos parâmetros de classificação das placas cerâmicas é a absorção de

água, que tem influência direta sobre outras propriedades do produto. A resistência

mecânica do produto, por exemplo, é tanto maior, quanto mais baixa for à absorção.As placas cerâmicas para revestimentos são classificadas, em função da

absorção de água, da seguinte maneira:Porcelanatos: de baixa absorção e resistência mecânica alta (BIa Þ de 0 a

0,5%);Grês: de baixa absorção e resistência mecânica alta (BIb Þ de 0,5 a 3%);Semi-Grês: de média absorção e resistência mecânica média (BIIa Þ de 3 a

6%);Semi-Porosos: de alta absorção e resistência mecânica baixa (BIIb Þ de 6 a

10%);Porosos: de alta absorção e resistência mecânica baixa (BIII Þ acima de 10%)

A informação sobre o Grupo de Absorção deve estar presente na embalagemdo produto e é de fundamental importância para que os produtos se adequem àsnecessidades do local onde será assentado. Para locais mais úmidos, como banheiros,por exemplo, recomenda-se a utilização de revestimentos com absorção de água menor e vice-versa.

É importante ressaltar que as placas cerâmicas classificadas como BIII, comabsorção de água acima de 10%, são recomendadas para serem utilizadas comorevestimento de parede (azulejo), justamente por possuírem alta absorção e, portanto,resistência mecânica reduzida.

Expansão por Umidade (EPU)

Esse fator é considerado crítico, principalmente, quando o produto se destina aorevestimento de ambientes úmidos, tais como piscinas, fachadas e saunas.

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Produtos resultantes de uma etapa de queima incompleta, quando submetidosa diferenças extremas de temperatura, podem apresentar variações em suas dimensões(dilatação ou contração).

A expansão por umidade é uma das causas do estufamento e da gretagem.

Resistência ao Gretamento

O termo "gretamento" refere-se às fissuras da superfície esmaltada, similares aum fio de cabelo. Seu formato é, geralmente, circular, ou espiral, ou em forma de teia dearanha e é resultante da diferença de dilatação entre a massa e o esmalte. O ideal é quea massa dilate menos do que o esmalte.

A tendência ao gretamento é medida submetendo a placa cerâmica a umapressão de vapor de cinco atmosferas, ou seja, a uma pressão cinco vezes maior que apressão normal, por um período de duas horas.

Esse processo acelerado reproduz a EPU (Expansão por Umidade) que a placasofrerá ao longo dos anos, depois de assentada.

Índice de Resistência a AbrasãoOs revestimentos cerâmicos também são classificados segundo teste de

resistência do esmalte da peça ao desgaste por abrasão. Essa classificação é conhecidacomo Índice PEI, onde são indicados os ambientes mais adequados para sua aplicação.

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

PEI 2: Produto recomendado para ambientes residenciais onde se caminhageralmente com sapatos. Exemplo: todas as dependências residenciais, com exceçãodas 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 outrosmateriais de dureza maior que areia (todas as dependências residenciais).

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

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

As cerâmicas de qualidade inferior são embaladas separadamente ecomercializadas com preços menores, possuindo, inclusive nomenclatura diferente (B, C,D, etc.), que varia de acordo com cada fabricante.

No entanto, é preciso considerar que a qualidade do revestimento cerâmico sóestá garantida quando for feito um bom trabalho de assentamento. Caso contrário estarácomprometida, não só a eficiência do material, como também a sua estética.

Identificações Nas Embalagens (Rotulagem)

De acordo com a ABNT, as informações que devem estar presentes naembalagem do produto são:

Marca do fabricante ou marca comercial e o país de origem;

Identificação da qualidade do produto (extra ou comercial);Tipo de placa cerâmica (grupo de classificação) e referência às Normas NBR13.818 e ISO 13.006;

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Tamanho nominal, dimensão de fabricação e formato modular ou não modular da peça;

Natureza da superfície, com um dos seguintes códigos: GL – esmaltado(glazed) ou UGL – não esmaltado (unglazed);

Classe de abrasão (PEI);Nome ou código de fabricação do produto;Tonalidade;Código de rastreamento do produto (por exemplo: data de fabricação, turno, lote

de fabricação, etc.);Número de peças por caixa;Metros quadrados cobertos pelas placas;Especificação de uma junta pelo fabricante.

16. TIPOS DE TIJOLOS

Tijolo de vidro – Devido ao preço, são usados em locais específicos, parailuminar e também para conseguir determinados efeitos estéticos, especialmente quando

se usa iluminação projetada para tirar proveito da luminosidade e características dereflexão do material.

Tijolos de Solo-Cimento – Uma boa alternativa aos blocos de concreto, ótimasolução para habilitações populares. Construções feitas com solo-cimento resultam emambientes com ótimo conforto térmico, devido à grande massa da parede que lheconfere inércia térmica, ou seja, demora a esquentar durante o dia, com o sol, e demoraa esfriar durante a noite, deixando mais estável a temperatura interna.

Tijolo de Barro Cru – Também conhecido como “Adobe”, já foi muito utilizadona antiguidade, mas hoje praticamente caiu em desuso, pois precisa de cuidadosespeciais para resistir às intempéries.

Tijolo de barro cozido – Também chamados de “Tijolinho” ou “Tijolo comum”.É uma evolução do tijolo de barro cru.

Tijolo refratário – Um tipo especial de tijolo cozido, feito com argila enriquecidade materiais que diminuem a retração mecânica quando exposto ao forte calor.Funcionam também como isolantes térmicos.

Tijolo laminado – Estes, por sua vez, são uma evolução do tijolo de barrocozido, tendo maior resistência mecânica e menos porosidade, com menor absorção deágua. O modelo mais comum tem 21 furos cilíndricos e mede aproximadamente 24 x

11,5 x 5 cm, sendo indicados para alvenaria aparenteTijolo furado – Também chamados de “Tijolo baiano”, têm na parte externa

uma série de rachaduras para facilitar a aderência da argamassa de revestimento e seuinterior tem pequenos canais prismáticos ou, como se diz popularmente, “furos”. Emgeral se encontra os de 6 furos e de 8 furos, mas há uma grande variedade de tijolosfurados. Suas vantagens são a rapidez na execução, baixo peso e preço acessível.

16.1 Como saber se o tijolo é bom?

Testes mais específicos, para selecionar o material em obras deresponsabilidade maior, precisam ser feitos em laboratório. Mas com um pouco de

experiência e algumas dicas básicas será possível fazermos um bom exame preliminar:

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• O tijolo bem cozido produz um som peculiar quando batido com a colher de pedreiro. Através da sonoridade pode-se distinguir o grau de cozimento, quandomais metálico e firme for o som melhor será o tijolo.

• Outro teste para saber se o tijolo é bom é quebrá-lo e verificar seu interior.Se o meio ainda estiver meio barrento ou com cor mais escura é sinal de que o tijolo

está mal cozido.• A superfície do bom tijolo é porosa e áspera, suas arestas são vivas e

duras. Quando quebrado apresenta saliências e reentrâncias.• A absorção da água deve estar por volta de 7% do peso do tijolo, que

deveria variar entre 2 a 3 kg, mas infelizmente hoje se encontra tijolos até mesmo de 1kg...

• O lote de tijolos deve apresentar uniformidade de cor e diferença média deum tijolo para outro deve ser de no máximo mais ou menos 3mm.

17. CONCLUSÕES

Os materiais cerâmicos são compostos por diversas matérias-primas derivadas

do silício, alumínio, ferro, magnésio, carbono, oxigênio, hidrogênio encontradas nos solos

constituindo inúmeros minerais formados a partir de intemperismos, lixiviação,

percolação dos solos e rochas. Esses minerais encontram-se espalhados pela crosta

terrestre e dependendo do local de extração constituem diversas argilas, caulins, e outras

massas cerâmicas de composição, cor e texturas bastante variadas.

Os materiais cerâmicos têm uma extensa aplicação na construção civil, devido

as suas propriedades térmicas, mecânicas e ópticas que tornam possível a fabricação e

utilização de isoladores térmicos, isoladores elétricos, condutores, cimentos, vidros,

tintas, pigmentos, abrasivos, revestimentos, argamassas, texturas. Além das aplicações

nas indústrias correlacionadas com a da construção civil como acontece nas

metalúrgicas e siderúrgicas.

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Os métodos de fabricação de materiais cerâmicos são relativamente simples,

consistem na obtenção da matéria prima adequada; adição quando necessário, de

fundentes, plastificantes, lubrificantes; conformação, como por exemplo: por extrusão,

colagem, torneação; decoração como a esmaltação, decalcomania, modelagem; e

queima na temperatura adequada à massa cerâmica, para produzir as propriedades

desejadas ao produto de acordo com a sua aplicação.

Devido à evolução da tecnologia em diversos setores como o de produção de

materiais e pesquisa, os materiais cerâmicos vem sendo aplicados à nanotecnologia,

cibernética, biologia e eletrônica. Nesse caso exigindo matérias-primas mais puras e

processos de produção mais complexos.

Apesar de todos esses avanços tecnológicos e da modernização das indústrias

produtoras de materiais cerâmicos, muitos produtos como os revestimentos, tijolos e

telhas, são produzidos com as mesmas bases tecnológicas do passado. Isso explica o

fato desses materiais estarem presentes em todo mundo desde as civilizações antigas

até a atualidade .

18. BIBLIOGRAFIA

F.H.NORTON, 1986 – Introdução à Tecnologia Cerâmica.Wikipédia – Enciclopédia livre - http://pt.wikipedia.org/ABC – Associação Brasileira de Cerâmica - www.abceram.org.br Inmetro – Instituto Nacional de Metrologia - http://www.inmetro.gov.br/

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http://pt.wikipedia.org/

http://www.abceram.org.br/

http://www.inmetro.gov.br/


http://pt.wikipedia.org/

http://www.abceram.org.br/


MATERIAIS CERÂMICOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL

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