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CERÂMICAS

Prof Roberto Monteiro de Barros FilhoProf. Roberto Monteiro de Barros Filho

•Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho

HistóricoHistóricoAntiguidadeAntiguidade

Keramos = “coisa queimada” (grego)8000 A.C.: 1a peça cerâmica da História

Japão – cultura Jomon5000 A.C.: artefatos de argila (earthenware), louça g ( ), ç

de barro (pottery)3500 A.C.: torno de oleiro

1000 A.C.: porcelana (China)


Histórico BrasilHistórico - BrasilTrazida pelos Portugueses era toda importada e teve seu crescimento com aTrazida pelos Portugueses era toda importada e teve seu crescimento com a

vinda da corte para o Brasil.No início dos anos 70 é desenvolvido o forno de rolos monoestrato (sem

material portante) utilizado para a produção de cerâmica do tipomaterial portante), utilizado para a produção de cerâmica do tipo monoqueima grés prensada.

No Brasil, surge em 1993 o CCB (Centro Cerâmico do Brasil) - Instituto da Qualidade do Revestimento Cerâmico fundado pela ANFACER -Qualidade do Revestimento Cerâmico, fundado pela ANFACER -

Associação Nacional dos Fabricantes de Cerâmica para Revestimento, que inicia os seus ensaios em 1994 e começa a certificar as empresas em 1995. O Brasil foi o primeiro país do mundo a adotar a norma ISO 10.545 como aO Brasil foi o primeiro país do mundo a adotar a norma ISO 10.545 como a

sua própria. Brasil é 4o maior produtor mundial de produtos cerâmicos, atrás do Espanha,

China e ItáliaChina e ItáliaBrasil é 3o maior exportador mundial de produtos cerâmicos.


R f ê iReferências

Normas e Documentos de Referência Norma nacional NBR 13.818/1997: Placas Cerâmicas para Revestimento – Especificação e Métodos de Ensaio (descrição

dos parâmetros dos ensaios).

Laboratório Responsável pelos Ensaios Laboratório de Produtos Acabados do Centro de Tecnologia emLaboratório de Produtos Acabados do Centro de Tecnologia em

Cerâmica – CTC, credenciado pela Coordenação Geral de Credenciamento do Inmetro, localizado em Criciúma, Santa

C iCatarina.


i i C â iMateriais Cerâmicos

Materiais cerâmicos são inorgânicos formados t i i táli ã tálipor materiais metálicos e não-metálicos, com

ligações predominantemente iônica:

• Normalmente cristalinos (cerâmicas convencionais)Amorfos ( idros)• Amorfos (vidros)

• Cristalinos Devitrificados (vitrocerâmicos)• Argamassas (cimento, cal, gesso)


Classificação - Cerâmica

Convêncionais: estruturais, vidros, louças e cimento

Avançadas: eletrônicos, ópticos e biomateriais


Matéria Prima

Naturais: obtidos através de operações físicas– Argila, feldspato...

Sintéticas: obtidos através de processos químicos, a i dpartir de

– Matérias-primas naturais (magnesita, calcita...)O é i i i é i ( l i i ô i )– Outras matérias-primas sintéticas (alumina, zircônia...)


Cerâmica x Argamassa x Vidro

Seqüência deTipos Seqüência de processamento

Cerâmica pó → forma → calorVidro pó → calor → formap

Argamassa calor → pó → forma


Estabilidade Térmica e Química

Resistente a corrosão, oxidação, Cerâmica

CaracterísticaMaterial

altas temperaturasCerâmicaDegrada com solventes, altas

temperaturasPolímero

Suscetível a corrosão, oxidaçãoMetaltemperaturas


Condutividade Elétrica

10-6 a 1018Cerâmica

Resistividade elétrica (ohm-m)Material

10 a 10Cerâmica

108 a 1017Polímero

10-8 a 10-7Metal


Condutividade TérmicaParâmetro que caracteriza a habilidade de um matrial de

conduzir calor [Callister, 2002].

Condutividade térmica

1 a 500Cerâmica

Condutividade térmica(W/m-K)

Material

1 a 500Cerâmica

0,01 a 0,5Polímero

10 a 400Metal

, ,


Módulo de ElasticidadeRazão entre a tensão e a deformação, quando a deformação é totalmente elástica. Também, uma

medida da rigidez de um material [Callister, 2002].g [ , ]

60 a 430Cerâmica

Módulo de elasticidade (GPa)Material

60 a 430Cerâmica

0,002 a 5Polímero

30 a 400Metal

,


i ê i â iResistência Mecânica

100 a 1000Cerâmica

Resistência sob tensão (MPa)Material

100 a 1000Cerâmica

1 a 70Polímero

100 a 1700Metal


fDeformação

Cerâmica

Deformação (%)Material

-Cerâmica

1 a 1400Polímero

1 a 60Metal


Tenacidade à FraturaMedida da quantidade de energia que é absorvida por um

material a medida que este fratura.Valor crítico do fator de intensidade de tensão para o p

qual ocorre uma extensão da trinca [Callister, 2002].

Tenacidade a fratura

0 5 a 6Cerâmica

Tenacidade a fratura (MPa-m-1/2)

Material

0,5 a 6Cerâmica

0,5 a 6Polímero

20 a 90Metal

,


Moagem (seca ou úmida)Moagem (seca ou úmida)ColisãoColisão

MoagemgBolas

PlanetárioAtritorRolos

ColisãoJato frio


7] 10]

ho mm

ler,

1993

:

mm

ler,

1993

:

oinh [T

hüm

[Thü

m

e M Moinho de Bolas Moinho Atritor

os d

e

r, 19

93:1

0]

r, 19

93:1

3]

Tipo

[Thü

mm

ler

[Thü

mm

ler

T

Moinho Planetário Moinho Rolo


M i h d B lMoinho de Bolasm

ler,

1993

:7]

[Thü

mm

Moinho de Bolas Esferas cerâmicas desgastadas com o tempog p


Processo produtivoProcesso produtivomoagem úmida e atomização

Incefra 2010


Incefra, 2010

SSecagem

Estágios da remoção de água em corpos cerâmicos: (a) corpo molhado; (b) corpo parciamente seco; (c) corpo completamente seco [Callister, 2001:14].

Perda de água por evaporação(externa) e por difusão (interna):Conseqüência Positiva: diminuição da separação interparticular,

contração no volume, aumento da resistência mecânicaç ,Conseqüência Negativa: contarção de volume não-uniforme com o

empenamento, distorções e aparecimento de trincas,


Si t i ãSinterização

Poro

Alterações micro-estruturais em um compacto de pós cerâmicos durante o cozimento: (a) partículas após a prensagem; (b) coalescência das partículas e formação dos poros no início da sinterização; (c) após a sinterização os poros mudam de

forma e tamanho[Callister 2001:14}

Empescoçamento

Contorno de Grão

forma e tamanho[Callister, 2001:14}

C l ê i d tí l d ó dif ã f iCoalescência de partículas de pós por difusão, para formar uma massa mais densa, cuja a força motriz é redução da área superficial [Callister, 2001:14].


Sinterização


Si t i ãSinterização

Microscopia eletrônica de Varredura de um compacto de pó de óxido de alumínio que foi sinterizado a 1700 oC durante 6 min.

De, W. D. Kingery, H. K. Bower e D.R. Uhlmann, Introducion to Ceramics, 2nd edition p.143. Copyright© 1976 por Jonh Wiley & Sons New YorkCopyright© 1976 por Jonh Wiley & Sons, New York.

Coalescência de partículas de pós por difusão para formar uma massaCoalescência de partículas de pós por difusão, para formar uma massa mais densa, cuja a força motriz é redução da área superficial

[Callister, 2001:14].


Para a boa qualidade na prensagemPara a boa qualidade na prensagem de placas cerâmicas é necessário:

• Alta pressão na prensa• Pó muito fino

• Pó com granulometria variadaPó com granulometria variada• Baixa umidade do pó• Pó de forma esférica• Pó de forma esférica


Para a boa qualidade na queima dePara a boa qualidade na queima de placas cerâmicas é necessário:

• Uma pré-queima para a retirada da umidade• Temperatura próxima porém abaixo do ponto de

fusão do corpo cerâmicop• Uso de fundentes na massa cerâmica

• Elevado tempo de queima• Elevado tempo de queima


Classificação por propriedadesfísicas e mecânicas:físicas e mecânicas:

• Tratamento Térmico• Absorção d’água

• Resistência a flexão• Resistência a abrasão superficial• Resistência a abrasão profundap

• Expansão por umidade e expansão térmica• Dureza Mohs• Dureza Mohs

• Resistência ao gretamentoR i tê i l t• Resistência ao congelamento

• Resistência ao deslizamento


Tratamento TérmicoTratamento TérmicoGrupo B - placas prensadas

• MONOQUEIMA : é o método mais atual que existe. Neste processo a massa e o esmalte são queimados juntosprocesso a massa e o esmalte são queimados juntos.

• BIQUEIMA: Primeiro é feito a queima da base do produto e após aplicação do esmalte sofre uma nova queima Obs : Osapós, aplicação do esmalte sofre uma nova queima. Obs.: Os azulejos são produzidos por este sistema.

• TERCEIRA QUEIMA: Processo usado para aplicação de• TERCEIRA QUEIMA: Processo usado para aplicação de materiais especiais, tais como: granilhas, ouro, prata. Sobre o pro-duto já queimado (bases + bases) é aplicado o material especial e novamente queimado.


Tratamento TérmicoGrupo B - placas prensadas

Incefra, 2010


Absorção d’águaAbsorção d águaGrupo B - placas prensadas


Resistência a FlexãoResistência a FlexãoGrupo B - placas prensadas


Abrasão SuperficialGrupo B - placas prensadas

Incefra, 2010


Abrasão ProfundaAbrasão ProfundaGrupo B - placas prensadas


Dureza MohsDureza MohsGrupo B - placas prensadas


Resistência ao Choque TérmicoGrupo B - placas prensadasp p p

Expansão por UmidadeG B l dGrupo B - placas prensadas


R i tê i G t tResistência ao GretamentoGrupo B - placas prensadas

Resistência ao CongelamentoGrupo B - placas prensadasGrupo B - placas prensadas


Resistência ao EscorregamentogGrupo B - placas prensadas


Classificação por propriedadesClassificação por propriedadesquímicas:

• Resistência ao manchamento• Resistência a ataques químicosResistência a ataques químicos


Resistência a Ataques QuímicosGrupo B - placas prensadasp p p


Resistência ao ManchamentoGrupo B - placas prensadasp p p


Classificação por propriedades geométricas

• Lados e espessura• Ortogonalidade, retidão lateral e “planaridade”

A norma NBR 13818 permite uma variação admissível de atéA norma NBR 13818, permite uma variação admissível de até 0,5 % da bitola.

Normalmente somente os porcelanatos são retificadosNormalmente somente os porcelanatos são retificados.


Classificação por propriedades visuaisClassificação por propriedades visuaisDefeitos e Tonalidades

Produto A ( extra): pelo menos 95 % das peças emProduto A ( extra): pelo menos 95 % das peças em conformidade.

P d t B ( i l) d f it i í i 01 tProduto B ( comercial): defeitos visíveis a 01 metro de distância, podendo ter bitolas e tonalidades

dif t lé d t d f id ddiferentes, além de outras deformidades.Produto C ( caco): defeitos visíveis a 03 metros de

distância, possuindo grandes deformidades.


Cl ifi ã i d d i iClassificação por propriedades visuais

Incefra, 2010

Incefra 2010


Incefra, 2010

Como Especificar

Absorção d’água PEI ouR i t Q í iTipo Li bilid dResist. Flexão Dureza

BIb PEI 4

Resist. Química

GLA

Tipo

Grês

Limpabilidade

4


Patologias• Cerâmica soltando sem

argamassa no verso• Argamassa aplicadaArgamassa aplicada

com o cordão dadesempenadeira nãoesmagadoesmagado.


Patologias

• Cerâmica soltando comargamassa no verso.Parede sem argamassanenhuma fixada sobre oreboco.


Patologias

• Cerâmica soltando por falta de junta de dilatação(expansão por umidade ou expansão térmica)


Patologias

• Cerâmica soltando por ser aplicada sobresuperfície pintada


Patologias

• Gretamento emplacas cerâmicasplacas cerâmicas.Trincas desordenadasno esmalte

• CAUSAS:DilatamentoDilatamentodiferenciado entre oesmalte e a base da

â icerâmica.


Patologias• Cerâmica soltando semCerâmica soltando sem

argamassa no seu verso.Tardóz da cerâmicaimpresso na argamassaimpresso na argamassa.Nenhuma aderênciaaparente.

• CAUSAS: Argamassacom tempo em abertoultrapassado ou excessoultrapassado ou excessode engobe no tardóz dacerâmica.

Engobe


Engobe

Patologias• Cerâmica soltando sem

argamassa no seu verso.Tardóz da cerâmicaimpresso na argamassa.Nenhuma aderênciaaparente.

• CAUSAS: Argamassacom tempo em abertoultrapassado ou excessode engobe no tardóz dagcerâmica.

Engobe


Engobe

PatologiasO T dó ( ) d â i• O Tardóz (verso) da cerâmicadeve ser limpo com uma escovaseca ou pano levementeumedecido e as cerâmicas nuncadevem ser molhadas quando usa-se argamassa industrializadas.g


Engobe

Patologiasg

• Cerâmica soltando porJunta de Dilatação

J t d M i t ãfalta de juntas demovimentação.

SOLUÇÃO R f

Junta de Movimentação

• SOLUÇÃO : Reforma comjunta de movimentação.


Patologiasg

A li d t i l dArgamassa aplicada em pontos isoladossem o uso da desempenadeira dentada.

• Cerâmica soltando por errona aplicação da argamassa

• SOLUÇÃO : Troca de todoo revestimentoo revestimento


Patologiasg

Mancha d’águae

Marca d’água

Incefra, 2010


Curiosidades! A Maior Piscina do Mundo!A Maior Piscina do Mundo!

Quantos azulejos devem ter sido gastos para revesti-la?A MAIOR PISCINAA MAIOR PISCINA

DO MUNDO

Resort de San Alfonso delM Al bMar, em Algarrobo noChile. Com 1 km deextensão e 80 mil m² ecapacidade para 50.000 m³d á C t US$ 1 5de água Custou US$ 1,5bilhão US$ 3,5 milhõespara ser construída e gastaUS$ 4 milhões por ano de

t ã T imanutenção. Tem praiascom controle detemperatura, áreas paracaiaque, velejar, mergulhare ser iço de ônib se serviço de ônibusaquáticos que levam deuma ponta a outra doresort. Algumas piscinastêm 35 metros de


têm 35 metros deprofundidade.

A li õAplicações

Revestimento de pastilhas que recobre a fuselagem da nave,recobre a fuselagem da nave, composto a base de silicone

revestido por material cerâmico. Na reentrada na

atmosfera a temperatura pode h té 1500 oCchegar até a 1500 oC


apresentação cerâmicas inap [modo de...

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