Materiais cerâmicos., Notas de aula de Construção e Pré-fabricação

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Materiais

Cerâmicos

Histórico

 (^) O emprego dos produtos cerâmicos, iniciou-se naqueles lugares onde escasseava a pedra e eram abundantes os materiais argilosos.  (^) Registros históricos:  (^) Há registros da utilização de tijolos cerâmicos na construção da Torre de Babel (Gênesis)  Construção de palácios na Síria  Biblioteca de Argila de Nínive  (^) Grande utilização de alvenaria de tijolos cerâmicos na Roma Antiga  Incêndio em Londres (1666), alerta os ingleses para a reconstrução da cidade usando tijolos

Formação

As argilas são provenientes de rochas sedimentares e do

solo

 Argilas residuais

 Encontradas no mesmo local da rocha da qual derivou



Argilas sedimentares

 Provenientes de níveis mais elevados, lavados e

transportados até lagos e lagoas

Argilo-minerais: silicatos hidratados de alumínio, ferro e

magnésio, com alguma porcentagem de álcalis e alcalino-

terrosos, e também sílica, alumina, ferro, cálcio, magnésio

etc.

Composição  Caulinita (Al 2 O 3 .2SiO 2 .2H 2 O)  Predominante no caulim, argila muito plástica que, ao secar, apresenta alta retração e é infusível quando pura, mas outras substancias estranhas dão-lhe pequena fusibilidade.  Óxido de ferro (Fe 2 O 3 )  (^) Encontrado nas rochas ígneas, dá a cor vermelha ou amarelada da maioria das argilas; reduz a propriedade de ser refratária e seu teor não ultrapassa, usualmente,7%.  Sílica livre (SiO 2 /areia = desengordurantes)  (^) Reduz a plasticidade e o trincamento; diminui a retração e facilita a secagem; diminui a resistência mecânica, mas o pouco que funde no cozimento é que dá o vidrado endurecedor; forma ,em geral, de 40 a 80% da matéria-prima.  Alumina (Al 2 O 3 )  (^) Pode aumentar ou diminuir o ponto de fusão da argila; reduz a plasticidade e a resistência mecânica e as deformações; aparece em teores de 10 a 40%;

 (^) Sílica livre  reduz a plasticidade e a resistência à tração  (^) Compostos de alumínio  diminuem a plasticidade da argila; aumentam a resistência, densidade e impenetrabilidade das cerâmicas  Compostos alcalinos  reduzem a refratariedade e a plasticidade  (^) Compostos de ferro  diminuem a plasticidade e a refratariedade  (^) Compostos cálcicos  desprendem calor e aumentam de volume  Matéria carbonosa  aumenta a porosidade e pode aumentar a retração na queima

Impurezas

Classificação

 (^) Quanto ao emprego:  (^) Infusíveis  (^) Praticamente constituída de caulim puro  porcelanas  Refratárias  Também muito puras. Não deformam à temperatura de 1500 o C;  Fusíveis  São as mais importantes; deformam-se e vitrificam-se à temperaturas inferiores a 1200 o C  tijolos e telhas

Propriedades das Argilas

 (^) Plasticidade  (^) É a propriedade do corpo que submetido a uma força determinada, se deforma e conserva indefinidamente a deformação quando se anula a força.  (^) A plasticidade nas argilas varia com a quantidade de água;  (^) a argila seca tem plasticidade nula;  (^) molhando-a, ela vai ganhando plasticidade até um máximo;  (^) Com mais água as lâminas se separam, a argila vira um líquido viscoso.

 (^) Porosidade  (^) A porosidade influencia algumas propriedades das argilas:  (^) Condutibilidade térmica e elétrica diminuem com o aumento da porosidade.  Quanto menor os poros mais resistente são as peças.  (^) Resistência a abrasão diminui com o aumento da porosidade.  (^) As argilas porosas são mais refratárias.  (^) Resistência Mecânica (argilas secas)  (^) Não depende exclusivamente do teor de colóides, mas também de uma granulometria adequada.  (^) A composição mais adequada é aquela que tem substâncias argilosas em torno de 60%, estando o resto do material dividido igualmente entre silte, areia fina e média, PETRUCCI (1976).

Propriedades das Argilas

Produção

 (^) Extração do barro  (^) Grande variabilidade do barro, dependendo da profundidade da barreira (depósito natural de argila), composição granulométrica, teor de argila, umidade.  (^) Devem ser tomados alguns cuidados:  (^) Evitar excesso de carbonato de cálcio e compostos sulforosos que causam na cerâmica o aparecimento de fendas.  (^) Evitar matéria orgânica como raízes mortas que tornam a cerâmica muito porosa.  (^) Evitar a cal que pode hidratar na parede, estourando o reboco.

Produção

 Tratamento  (^) Depuração  (^) Eliminação das impurezas (grãos duros, nódulos de cal, sais solúveis)  (^) Divisão  (^) Redução a fragmentos pequenos  (^) Homogeneização  (^) Mistura íntima entre os componentes (argila e desengordurantes)

Produção

 (^) Moldagem  (^) Mais água  facilita a moldagem; maior contração na secagem, maior deformação no cozimento, maior consumo de combustível  (^) Tipos de pasta: Moldagem Processo %água Aplicação Seco ou semi- seco Prensagem 4 a 10 ladrilhos, azulejos, refratários, isoladores elétricos, tijolos e telhas de alta qualidade Pasta plástica consistente Extrusão 20 a 35 tijolos, tubos cerâmicos, telhas e refratários Pasta plástica mole Manual, torno de oleiro 25 a 40 tijolos brutos, vasos, pratos, xícaras Pasta fluida Barbotina 30 a 50 porcelanas, louças sanitárias, peças para instalações elétricas e peças de formato complexo

 Secagem  (^) Eliminação da umidade superficial do material  (^) Ao sair dos moldadores os produtos cerâmicos contém cerca de 7 a 30% de umidade.  (^) Parte desta umidade é removida na secagem e o que sobra é removida no cozimento.  Secagem natural  material exposto a lugares bem aerados, sem ventos e raios solares  (^) Empilhamento  contato das faces com materiais absorventes

Produção

 (^) Queima ou cozimento  (^) 1 – Desidratação  Evaporação da água;  (^) A velocidade deste processo depende da quantidade de água, porosidade e textura da argila;  (^) Este período é completo para uma temperatura em torno de 700 o C.  2 – Oxidação  Se completa aos 900 o C;  (^) O material combustível é consumido  (^) 3 – Vitrificação  Fechamento dos poros e aglutinação das partes

Produção

 (^) Queima ou cozimento

Produção