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5/19/2018 CERMICA MARTINA.ppt

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MATERIAIS

CERMICOS

Prof. Msc. Jos Zacarias Jr.


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Sumrio1. Objetivo2. Introduo3. Definio4. Estrutura dos Materiais Cermicos

4.1 Materiais Cermicos Cristalinos4.2 Materiais Cermicos No Cristalinos5. Propriedades dos Materiais Cermicos5.1 Propriedades Mecnicas5.2 Propriedades Trmicas

6. Argilas7. Cermica Vermelha ou Estrutural8. Cermica Branca9. Consideraes Finais



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1. Objetivo

Reconhecer o porque dos materiais cermicosserem mais resistentes compresso, poucoresistentes trao e quebradios.

Associar a movimentao e deslocamentoatmicos com os processos de escoamentoviscoso, sintetizao e alvio de tenses.

Compreender a microestrutura.



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2. Introduo

Os materiais cermicos so largamenteempregados na construo civil, devido asuas propriedades intrnsecas de

resistncia mecnica e de durabilidade,pois um material quimicamente estvel,no sendo atacado por agentes que

corroem metais e os materiais orgnicos.



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2. Introduo

Na arqueologia, as civilizaes antigas sonormalmente identificadas pela origem edata de fabricao de elementos cermicos

que, ao contrrio de metais, madeira e etc.,permanecem perfeitos. Isto prova adurabilidade dos materiais cermicos.

A palavra cermica se origina do gregoKERAMOS que significa coisa queimada, emingls CERAMIC e em francs CRAMIQUE.



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3. Definio

Segundo a American Ceramic Society,so todos os materiais de emprego emengenharia ou produtos qumicos

inorgnicos, exceto os metais e suasligas.



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3. Definio

Em funo dessa definio os materiaisrefratrios, vidros, cimento, cales e gessotambm seriam considerados cermicos.

Porm, estudaremos neste captuloapenas as cermicas vermelhas ebrancas.



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4. Estruturas dos Materiais Cermicos

Os materiais cermicos podem apresentarem sua estrutura, desde modelos cristalinos(arranjo de tomos ordenados), at modelosamorfos e vtreos (arranjos no cristalinos).

s vezes coexistem em um mesmo material,modelos cristalinos e amorfos, em virtudedas diversas ligaes presentes. As ligaesmais freqentes nos materiais cermicos so

as ligaes inicas como MgO, e as ligaescovalentes, em materiais refratrios.



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4.1 Materiais Cermicos Cristalinos

So aqueles possuidores de um arranjoperidico e ordenado dos diversostomos que os compem.

As estruturas cermicas mais simplespodem ser consideradas comocombinaes das estruturas cbicassimples, cbica de faces centradas e

hexagonal, onde o nion ocupa a posiode referncia, e o ction que menor, aposio intersticial.



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A Figura ao lado de uma estruturacbica simples, poispossuem um interstciode NC8 para cadaclula unitria, isto ,um tomo intersticialcom 8 tomos vizinhos.Este empacotamentopossui 48% de vazios.

Exemplo destaestrutura aFLUORITA (CaF2).



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A figura ao ladomostra uma estruturacbica de facescentradas onde existe

um tomo intersticialcom 6 tomos vizinhos.Este empacotamentopossui 26% de vazios,sendo portanto, maisdenso que o anterior.Como exemplo temos aalumina (Al2O3).



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A figura ao ladomostra a estruturahexagonal, que possui

um tomo intersticialcom 6 tomos vizinhoscom 26% de vazios. Oexemplo o CORNDON

(Al2O3).



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4.1 Materiais Cermicos No Cristalinos

So materiais amorfos ou vtreos, queno possuem tomos periodicamentearranjados, como por exemplo o vidro

comercial.



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5. Propriedades dos Materiais Cermicos



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5.1 Propriedades Mecnicas

So materiais basicamente frgeis eno dcteis, resistem bem aocisalhamento, por isso no so dcteis.



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Mdulo de Elasticidade

Tem mdulo elevado em relao outrosmateriais devido a fora das ligaes inter

atmicas, de 5x10 30x10 Kg/cm.Dureza Possuem elevada dureza e resistem a

altas temperaturas, o que os torna materiaisabrasivos, por exemplo a alumina. Isso tudodevido as fortes ligaes inter atmicas.



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Resistncia a compresso

Elevada resistncia, porm, varia com asfalhas existentes na microestrutura, comosendo poros, micro fissuras onde h umaconcentrao de tenses, originando apropagao das trincas quando so

submetidas esforos.



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5.2 Propriedades Trmicas

Dilatao Trmica Quanto maior a temperatura de fuso,menor sua dilatao trmica. Ou seja, a

dilatao trmica dos materiais cermicosvaria segundo sua energia interna.Transmisso de Calor A transmisso de calor medida pelo

coeficiente total de transmisso de calor, e dado por:Q=kS t kcal/h



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6. Argilas

a matria prima bsica para osmateriais cermicos. um material naturalterroso, fino, que adquire quando misturadoa gua certa plasticidade.

Via de regra, so originrias daalterao de rochas sob ao dos agentesatmosfricos.



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6.1 Tipos de Argilas

Residuais

Encontradas no local da rocha da qualderivou.

Sedimentares

Argilas que vieram de locais maiselevados, lavadas e transportadas at lagose lagoas.



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6.2 Propriedades das Argilas

Tamanho das partculas Forma das partculas

Capacidade de troca catinica Cor Composio qumica

Plasticidade



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7. Cermica Vermelha ouEstrutural

So peas que apresentam coloraovermelha devido presena de xido de ferro,como tijolos, telhas, ladrilhos, tubos e que so

resultantes da queima da argila a umatemperatura entre 900C e 1250C.

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7.1 Tijolos

Macios de barro cozido -> Produzidosatravs da argila comum, com umacomposio de caulinita com ilita ou

montmorilonita, rica em ferro e lcalis.



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7.1 Tijolos

Processo de obteno do tijolo:


Argila Tratamento Conformao

(manual ou prensagem)

Resfriamento Queima Secagem

Tijolo
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7.1 Tijolos

Furados de barro cozido ->Fabricados por extruso, obtendoqualidade uniforme, tanto nas

resistncias como nas dimenses.

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7.1 Tijolos

Para lajes mistas -> So aquelasconstrudas com tijolos cermicos,capazes de resistir aos esforos de

compresso oriundo da flexo.

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7.2 Telhas

Obtidas pela queima de argilas complasticidade adequada para moldagem, comruptura flexo elevada antes e aps a queima,baixa porosidade e absoro dguaquando secas.

Temperatura de queima a 950C com grandevitrificao que confere boa impermeabilidade.



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7.3 Ladrilhos CermicosObtidos com argilas ou misturadores de argilas,

com superfcie esmaltada ou no, queimado atemperaturas elevadas em torno de 1000C 1200C,conferindo-lhe resistncia a agentes agressivos,impermeabilidade e resistncia ao desgaste. As argilas

usadas so a ilita ou ilita montmorilontica com asquais de obtm ladrilhos vitrificados com baixaporosidade e pequenos empenamentos.


7.3 Ladrilhos Cermicos



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7.3 Ladrilhos Cermicos

Diagrama de produo de ladrilhos:


Argila

+ H2OMoagem Misturador

+ H2O

Conformao

(prensagem

200hgf/cm)Secagem

Queima

(forno)

Resfriamento

Ladrilho

Cermicos No

Esmaltados


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7.3.1 Classificao dos Ladrilhos

Ladrilhos cermicos no esmaltado

Ladrilhos cermicos esmaltado, fosco ou brilhante

Ladrilhos cermicos decorados, esmaltados ou no

Ladrilhos cermicos anti- derrapantes

Pastilhas de cermica

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7.4 Tubos CermicosTubos cermicos ou manilhas so os produtos

da queima de uma pasta moldada mecanicamente eque esta mistura possa absorver sal ou um vidradofundido, para produzir uma camada de esmaltecermico uniforme e sem trincas. So empregadas as

mesmas argilas das telhas e so queimadas atemperaturas entre 1000C e 1100C, e devem ser defcil extruso.


7 4 T b C i
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7.4 Tubos CermicosDiagrama de processo de fabricao dos tubos:


Argila

MoagemMisturador+ H2O

Extruso

(macumba)

Secagem

Esmaltaro

(esmalte)

Secagem

Queima

(forno)Resfriamento

Tubo

Cermico

Argiloso


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8. Cermica Branca

So produtos cermicos obtidos atravs deargilas quase desprovidas de xido de ferro, de corbranca, rsea ou creme claro, cuja temperatura dequeima esta compreendida entra 950C 1250C.

As argilas mais empregadas so os caulins,as argilas plsticas e os filtros cermicos. Soargilas normalmente sedimentares, plsticas e que

apresentam boa resistncia mecnica no estadocru.



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8. Cermica Branca

A cermica branca geralmente apresentauma cobertura que um esmalte cermicoconstitudo de um vidro, um pigmento e umopacificante ou um vidrado, um vidro incolor. Esta

cobertura pode ser aplicada em processos demono queima, ou de dupla queima.



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8. Cermica Branca

Diagrama de processo de fabricao de

cermica branca:


Pea Queima Produto

Biscoito

(esmalte)

Pea

QueimaQueima

Produto

ou


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8.1 Azulejos

um produto obtido de cermica branca,constitudo de um biscoito poroso, a partir de umamistura de argilas, caulins, areia e outros materiaisminerais, prensado em moldes e queimado uma

temperatura superior a 900C e esmaltado emuma face que lhe d acabamento final.

A seguir o diagrama simplificado de processode fabricao de azulejos:


8 1 Azulejos


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8.1 Azulejos


Argila

CaulimFeldspato

Quartzo

Talco

Moagem

Misturador

+ H2O

Secagem

(spray-dryer)

Moldagem Queima

(1100C)

Esmaltao

com ou sem

impresso

Queima

Resfriamento

Azulejo

Secagem


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8.1 Azulejos

O esmalte obtido pela moagem de fritas,espcie de vidro prprio para este fim, acrescidosde pigmentos. fabricado normalmente emquadrados de 15x15cm ou de 11x11cm ou

7,5x7,5cm.Os azulejos so classificados em trs classes:

A, B e C, em funo dos defeitos apresentados tais

como: depresso, salincias, bolhas, lascas, pintas,riscos e etc...



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8.2 Aparelhos Sanitrios

Aparelhos sanitrios so Lavatrios,mictrios e bids, e podem ser classificados em:

Aparelhos de p de pedra -> Material decorpo branco ou colorido artificialmente,vitrificado, de textura fina e porosa.

Aparelhos de grs branco -> Material decorpo branco ou colorido artificialmente,vitrificado, de textura fina e no porosa



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8.2 Aparelhos Sanitrios

Os aparelhos de p de pedra so obtidoscom a mesma mistura de caulim, feldspato, argilabola e quartzito, que aps a queima se vitrificamparcialmente, necessitando de uma camada de

vidrado para se impermeabilizar.

Os aparelhos de grs so obtidos com a

mesma mistura, com a diferena de apresentaruma vitrificao completa.



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8.2 Aparelhos SanitriosA argila e o caulim so lavados e adicionados ao

feldspato e quartzo modos constituindo a barbotina,mistura lquida que moldada em moldes de gesso,manualmente. Depois de seca a pea j conformadarecebe uma camada de esmalte vitrificado opaco,

branco ou de cor, sendo encaminhada ao forno onde 1300C ela adquire sua rigidez final.



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9. Concluses

de grande importncia o estudo dosmateriais cermicos e sua microestrutura, parasabermos suas propriedades e podermos aplicarcorretamente estes materiais.

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