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1 Materiais Cerâmicos Clique para adicionar texto

2 Resumo histórico Argilas cozidas ao sol e em fornos Torre de Babel
Tijolo cerâmico + betume Assírios e Caldeus Pérsia Casas populares Egito Romanos Alvenarias revestidas com pedras e gesso Árabes Arquitetura maometana Inglaterra Incêndio em Londres em 1666

3 Argilas Constituição Definição
Minerais (silicatos de alumínio hidratados) que formam com a água uma pasta plástica suscetível de conservar a forma moldada, secar e endurecer sob a ação do calor

4 Argilas Solo que apresenta características marcantes de plasticidade; quando suficientemente úmido molda-se facilmente em diferentes formas, quando seco apresenta coesão bastante para constituir torrões dificilmente desagregáveis por pressão dos dedos; suas propriedades dominantes são devidas à parte constituída pelos grãos de diâmetros máximos inferiores a 0,005 mm

5 Composição química SiO2 40 a 80% Al2O3 10 a 40% Fe2O3 Até 7% CaO
MgO Até 1% K2O, Na2O CO2, SO3 O óxido de ferro é o responsável pela coloração avermelhada típica dos materiais cerâmicos

6 Classificação das argilas
Conforme a estrutura Estrutura laminar ou foliácea - adequadas para cerâmicas Caulinita Montmorilonita Ilita ou micácea Estrutura fibrosa

7 Classificação das argilas
Conforme o emprego Infusíveis - porcelanas Refratárias - produtos refratários Fusíveis - deformam e vitrificam abaixo de 1200oC Figulinas - tijolos e telhas Grés - material sanitário Margas (calcárias) - cimento Ferruginosa - tijolos e telhas

8 Classificação das argilas
Quanto à plasticidade Gordas (graxas) - alta plasticidade Magras - baixa plasticidade Quanto à origem Argilas residuais Argilas sedimentares

9 Propriedades das argilas
Plasticidade Estado sólido Estado líquido (rígido, h = 0%) (líquido viscoso) Estado plástico Plasticidade - propriedade do corpo de deformar-se sob a ação de uma força e permanecer deformado após cessado o esforço

10 Propriedades das argilas
Limites de consistência – Atterberg (1910) IP sólido semi-sólido plástico líquido LC LP LL h (%)

11 Limite de liquidez

12 Limite de plasticidade

13 Limite de retração

14 Classificação das argilas pela consistência
Argilas muito moles Argilas moles Argilas médias Argilas rijas Argilas duras

15 Propriedades das argilas
Resistência da argila seca Qualidades da argila Máxima plasticidade quando úmida Resistência mecânica máxima quando seca Retração mínima durante a secagem Fatores determinantes Argila (partículas coloidais e cristalinas) - 60% Granulometria - silte, areia fina e média

16 Propriedades das argilas
Ações térmicas Transformações ao calor Natureza física Variação de densidade, dureza, resistência, plasticidade, textura, condutibilidade térmica e elétrica Natureza química Desidratação, decomposição e formação de novos compostos

17 Perda de peso Água na argila Água de absorção ou plasticidade
Elimina-se até 110oC Água zeolítica Moléculas intercaladas na rede cristalina do mineral Elimina-se a 300, 400oC Água de constituição Constante para cada tipo de argila Elimina-se a uma temperatura fixa (t > 400oC) para cada mineral

18 Absorção e liberação de calor
Transformações Exotérmicas Endotérmicas Analise térmico-diferencial (ATD) Identificação de argilas

19 Porosidade Porosidade real Porosidade aparente
Poros abertos e fechados Porosidade aparente Poros abertos

20 Porosidade Aumento da porosidade Matérias carbonosas Matérias porosas
Serragem de madeira, carvão moído Matérias porosas Vermiculita, terras de infusórios Criação de uma fase gasosa estável durante a secagem e a queima Alumínio ou zinco mais hidróxidos alcalinos Decomposição de CaCO3 por ácido - CO2 Hidrólise de CaC2 - C2H2

21 Porosidade Diminuição da porosidade Ação da porosidade
Vitrificação da argila por fundentes - CaO Adição de eletrólitos - álcalis, hidróxido de cálcio, ácidos, etc. Ação da porosidade Absorção de água Massa específica aparente Condutibilidade térmica e elétrica Resistência mecânica Refratariedade

22 Impurezas Material retido na # 200 Impurezas do ponto de vista técnico
Desengordurantes  CaCO3, MgCO3 Fundentes  SiO2, Fe2O3, FeO, CaO, MgO, K2O, Na2O, TiO2 Impurezas segundo o tamanho Substâncias inseparáveis por decantação Substâncias separáveis por decantação Substâncias separáveis por decantação via mecânica

23 Impurezas Impurezas segundo a procedência (GRANGE) De origem
Quartzo, mica Acidentais Piritas, carbonatos de metais alcalinos e alcalinos terrosos Recentes Materiais orgânicos, turfas e betumes

24 Impurezas Impurezas segundo a composição Sílica Compostos de alumínio
Diminui a plasticidade, a retração durante a secagem e a queima Aumento da brancura Reduz a resistência à tração Influi no coeficiente de dilatação térmica e na refratariedade Compostos de alumínio Fundentes Diminuem a plasticidade Aumentam a resistência, a densidade e a impenetrabilidade

25 Impurezas Impurezas segundo a composição (SEARLE) Compostos de ferro
Coloração avermelhada Diminuem a plasticidade e a refratariedade Compostos cálcicos Causam eflorescências Expandem na hidratação e na carbonatação Material carbonoso Influi na plasticidade Aumenta a retração na queima e a porosidade Emprego na fabricação de agregados leves Queima rápida

26 Purificação da argila Processos mecânicos Processos químicos
Lavagem com sedimentação ou filtração Peneiramento Moagem ou laminação Processos químicos Têmpera Queima regular - ceramização Adição de substâncias - formação de compostos estáveis Processos físico-químicos Flotação - filtros eletromagnéticos

27 Fabricação de produtos cerâmicos

28 Fabricação de produtos cerâmicos
Exploração de jazidas Estudo qualitativo Composição da argila - teor de material argiloso Pureza Características físicas Comportamento na secagem e na queima Define Estudo quantitativo Volume de material argiloso disponível Escavação Sangas Rampas Produtos a serem fabricados Eventuais correções Equipamento a ser utilizado

29 Exploração de jazidas

30 Fabricação de produtos cerâmicos
Tratamento da matéria prima Depuração Eliminação de impurezas Divisão Trituração e moagem de desengordurantes Homogeneização Argila + desengordurantes + água = pasta Umidificação A consistência da pasta é função do processo de moldagem

31 Tratamento de matéria prima
Processos naturais de tratamento Mistura Composição de argilas e desengordurantes - pasta adequada Metereorização Exposição da argila e desengordurantes em camadas alternadas (80 cm) ao intemperismo Dissolução de sais Oxidação de minerais Desagregação de torrões

32 Tratamento de matéria prima
Processos naturais de tratamento Amadurecimento Repouso da argila ao abrigo da intempéries (24hs) Homogeneização da umidade Levigação Lavagem e purificação por decantação

33 Tratamento de matéria prima
Processos mecânicos de tratamento Trituração Moinhos de rolos ou de martelos Peneiração Separação granulométrica e de impurezas Cilindros rotativos crivados Amassamento e mistura Misturadores horizontais com pás helicoidais Laminação – refino Desintegração da argila e partículas grossas por atrito Rolos laminadores com velocidades diferentes

34 Laminação

35 Moldagem Processos da argila mole - pasta branda (h = 25%)
Moldagem manual Conformação por bocal

36 Moldagem Processo da argila rija - pasta dura (h = 15%)
Marombas com câmara de vácuo Conformação por bocal

37 Moldagem

38 Moldagem Processo de prensagem a seco - pasta seca (h = 5%)
Marombas com câmara de vácuo Prensa revólver

39 Secagem Evaporação da água livre até a umidade de equilíbrio com o ambiente Mecanismo de secagem Evaporação superficial Difusão da umidade do interior para a superfície da peça Secagem Natural Proteção contra vento e sol Artificial Estufas

40 Secagem natural

41 Secagem artificial

42 Queima Curva temperatura x tempo Análise térmico gravimétrica
Variações dimensionais x calor Análise térmico diferencial Evita-se Deformação Fissuras Ruptura das peças

43 Queima Estágios da queima Fornos Desidratação - até 700oC
Evaporação da água livre Queima da matéria carbonosa Oxidação - até 900oC Fe2O3  Fe3O4 (mais estável) Vitrificação - a cerca de 12000C Contração e fechamento dos poros Fornos Intermitentes Contínuos

44 Fornos intermitentes

45 Fornos contínuos

46 Produtos cerâmicos para a construção
Classificação geral Materiais de argila Cerâmica vermelha Materiais de louça Isentos de óxido de ferro Materiais refratários

47 Produtos cerâmicos para a construção
Materiais de argila Porosos Tijolos, telhas, ladrilhos, peitoris, etc Vidrados ou gressificados Ladrilhos, manilhas, drenos, etc Revestimentos Engobe Vidrado Esmalte

48 Materiais de argila - Tijolos

49 Materiais de argila - Tijolos

50 Materiais de argila - Tijolos

51 Materiais de argila - Tijolos

52 Materiais de argila - Tijolos

53 Materiais de argila - Tijolos

54 Materiais de argila - Telhas

55 Materiais de argila - Telhas

56 Materiais de argila - Telhas

57 Materiais de argila - Telhas

58 Materiais de argila - Telhas

59 Materiais de argila - Telhas

60 Produtos cerâmicos para a construção
Materiais de louça Pó de pedra (porosos) Azulejos e materiais sanitários Absorção = 15 a 20% Grés (vitrificação mais avançadas) Materiais sanitários, pastilhas e ladrilhos Absorção = 1 a 2% Porcelana (vitrificação completa) Pastilhas, ladrilhos, azulejos e porcelana elétrica Translúcido Absorção  0%

61 Produtos cerâmicos para a construção
Materiais refratários Ácidos Silicosos Silico-aluminosos Básicos Aluminosos Magnesita Neutros Cromita

62 Solicitações em alvenarias

63 Solicitações em alvenarias

64 Solicitações em alvenarias

65 Materiais refratários
Propriedades desejáveis Elevado ponto de fusão Resistência piroscópia Resistência a ação de gases e escórias Ácidos Básicos Neutros Alta resistência a abrasão a quente Baixa condutividade térmica

66 Materiais refratários
Produtos refratários moldados Tijolos Blocos Peças especiais Produtos refratários não moldados Concretos refratários densos Concretos refratários isolantes Argamassas refratárias

67 Ladrilho cerâmico Resistência à abrasão

68 Materiais de louça Azulejos Esmalte Biscoito

69 Materiais de louça Aparelhos sanitários
Bacias sanitárias, lavatórios, mictórios, etc Dimensões: PB 6, PB 7, PB 10