PRODUTOS DE CERÂMICA VERMELHA MCC1001 AULA 5 Disciplina: Materiais de Construção I Professora: Dr. a Carmeane Effting 1 o semestre 2014 Centro de Ciências Tecnológicas Departamento de Engenharia Civil
As cerâmicas são obtidas a partir de uma massa a base de argila, submetida a um processo de secagem lenta e cozida em T elevadas. Um dos critérios mais tradicionais para a classificação das cerâmicas é a cor da massa (pode ser branca ou vermelha) As cerâmicas vermelhas são provenientes de argilas sedimentares, com altos teores de compostos de ferro. cor avermelhada após a queima 2
Argilas para a cerâmica vermelha As cerâmicas são obtidas a partir do TRATAMENTO TÉRMICO de materiais inorgânicos (terra, água, calcáreo, pó de rochas, etc,), não metálicos, em temperaturas elevadas. No caso da cerâmica vermelha, a matéria-prima utilizada para a fabricação é a argila. A argila é um material natural, terroso, de baixa granulometria (partículas com diâm. inferior a 2 m), que apresenta plasticidade quando misturado com quantidades adequadas de água. As argilas são provenientes da decomposição de rochas. 3
Argilas para a cerâmica vermelha São constituídas por argilominerais, podendo conter outros minerais como quartzo, feldspato, mica, pirita e hematita, além de matéria orgânica e outras impurezas. Alguns depósitos de argila possuem grau de pureza, e contém um argilomineral predominante e pequenos teores de outros argilominerais e impurezas. Qdo o depósito não atende as características necessárias para a produção de um determinado componente de cerâmica vermelha, é comum que se misturem 2 ou + argilas, elaborando-se uma massa que possua as características necessárias. 4
Argilas para a cerâmica vermelha Essa massa é submetida a um procedimento de conformação, sofre uma secagem inicial e, posteriormente, é cozida, gerando a cerâmica vermelha. As argilas são constituídas por argilominerais e outros minerais. Os principais grupos de argilominerias são a caulinita, a ilita e as montmorilonitas. 5
Argilas para a cerâmica vermelha A caulinita é utilizada para a confecção de materiais refratários; A ilita e a montmorilonita são mais adequadas para a fabricação de cerâmica vermelha. Os principais elementos constituintes dos argilominerais são a alumina, os compostos de cálcio e magnésio, a matéria orgânica, a sílica, silicatos, fosfatos e sais solúveis. 6
Argilas para a cerâmica vermelha Quadro 1 Propriedades dos principais elementos constituintes das argilas. 7
Componentes de cerâmica vermelha Os principais componentes de cerâmica vermelha são: Tijolos Maciços Blocos Cerâmicos Telhas Tubos cerâmicos Tavelas Elementos Vazados 8
Componentes utilizados para a construção de alvenarias Os Tijolos Maciços e os Blocos Cerâmicos são fabricados por extrusão. Obs.: A extrusão é um processo de produção de componentes onde o material é forçado através de uma matriz adquirindo assim a forma pré determinada pelo projetista da peça. Os tijolos maciços também podem ser fabricados por prensagem. 9
Componentes utilizados para a construção de alvenarias NORMA BRASILEIRA Classifica os blocos cerâmicos em duas categorias: blocos de vedação e blocos estruturais. São materiais que servem para dividir compartimentos ou vedálos. Quando sobrepostos e rejuntados formam o que se chama de alvenaria ou, vulgarmente, paredes. 10
Componentes utilizados para a construção de alvenarias O bloco cerâmico para alvenaria de vedação tem a função principal de suportar o peso próprio da alvenaria da qual faz parte. Pode ser produzido com furos no sentido horizontal ou vertical. vedação com furos na horizontal vedação com furos na vertical Figura 1 Blocos cerâmicos utilizados para a construção de alvenarias. 11
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O bloco cerâmico para alvenaria estrutural tem a função de suportar cargas previstas em uma alvenaria estrutural (não armada, armada ou protendida) e seus furos são posicionados no sentido vertical. NORMA BRASILEIRA Classifica os blocos estruturais em 3 categorias: blocos com paredes maciças, blocos com paredes vazadas e blocos perfurados. estrutural com paredes maciças estrutural com paredes vazadas estrutural perfurado Figura 2 Blocos cerâmicos utilizados para a construção de alvenarias. 13
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Os blocos cerâmicos podem ser fabricados em diversas dimensões, havendo uma tendência à modularidade 4. Para cada dimensão de bloco principal, também são produzidos meio blocos, necessários para compor as extremidades (cantos) de paredes. 4 Dim. modular de 10 cm (larg.)x 20cm (alt)x 40 cm(comp.), dimensões de fabricação do bloco, adotando-se uma junta c/ espessura de 1 cm, serão de 9 cmx19cmx 39 cm. 15
Quadro 2 Dimensões de fabricação de blocos cerâmicos NBR 15270 ( 2005). 16
As principais propriedades exigidas para tijolos e blocos são: resistência à compressão compatível com as exigências de projeto, dimensões adequadas para o levantamento da alvenaria, permeabilidade compatível com as condições de exposição a que a alvenaria estará submetida, variação volumétrica (em função de gradientes de temperatura e de umidade) compatível com as condições de exposição/uso a que a alvenaria estará submetida, características de superfície e distribuição de poros compatível com a argamassa a ser utilizada para o assentamento e/ou revestimento de alvenaria. 17
Blocos Cerâmicos Quadro 3 Resistência à compressão mínima de blocos NBR 15270 ( 2005). vedação com furos na horizontal vedação com furos na vertical estrutural com paredes maciças estrutural com paredes vazadas estrutural perfurado 18
Blocos Cerâmicos Quadro 4 Caracteristicas exigidas para blocos cerâmicos NBR 15270 ( 2005). 19
Blocos Cerâmicos 20
Blocos Cerâmicos desvio 3 mm flecha 3 mm 21
Tijolos Maciços Seu principal emprego é feito em alvenaria externa e fundação. Deve apresentar como principais características de qualidade: Regularidade de forma e dimensão; Arestas vivas e cantos resistentes; Cozimento uniforme (produz som metálico quando percutido com martelo); Resistência à compressão dentro dos limites da NBR-7170/83; Massa específica aparente de 1,80 kg/dm 3 ; Absorção de água em torno de 15%. 22
Tijolos Maciços A NBR-7170/83 estabelece que, de acordo com a resistência, os tijolos maciços podem ser de categoria A, B ou C. A resistência à compressão é determinada pelo ensaio descrito na NBR-6460. Quadro 5 Categ. de tijolos maciços comuns, em fç da resist. à compressão NBR 7170 ( 1983). 23
As principais vantagens dos tijolos furados sobre os tijolos maciços são: É mais leve Menor peso por unidade de volume; Aspecto mais uniforme, arestas e cantos mais fortes; Menor propagação da umidade; Melhor isolante térmico e acústico melhor isolante de calor e mais poroso que o maciço (pela sua porosidade ele permite que as paredes mofem menos). 24
O tijolo com furos facilita que se façam canaletas para passagem de tubos de água ou eletricidade; Ele tem resistência quase igual ao maciço. Geralmente o tijolo maciço é menor. Numa parede se usam 35 tijolos de 6 furos por metro quadrado, enquanto que se a parede for de tijolo maciço pode chegar a ter até a 52 tijolos por metro quadrado de parede. O tijolo com furos proporciona maior economia na fabricação, é mais facil de transportar. O pedreiro pode facilmente carregar 5 tijolos por mão se souber colocar os dedos nos furos do tijolo, para segurá-los. 25
Antigamente todos os tijolos eram maciços. Com o avanço da tecnologia construiram-se máquinas capazes de fabricar por extrusão tijolos furados. O tijolo furado tem vantagens onde não é estrutural, devido ao menor peso e emprego de menos argila na fabricação. Devido ao menor peso economiza-se no transporte e nos prédios há economia na estrutura (vigas, pilares e fundação). 26
Telhas Cerâmicas São componentes que, em conjunto com componentes acessórios, são utilizados para a construção de telhados. As argilas mais utilizadas na fabricação de telhas cerâmicas são ilita e montmorilonita, sendo necessária uma seleção criteriosa da mistura de argilas que irão compor a massa, em função do tipo de telha a ser fabricada. A primeira etapa da fabricação das telhas consiste na extrusão da argila, numa umidade entre 20% e 25%, formando um bastão que é cortado nas dimensões adequadas para a fabricação da telha. 27
A argila cortada é submetida à prensagem, em fôrmas que lhe conferem a forma da telha em fabricação. Após o processo de secagem, são queimadas em T entre 900 o C e 1100 o C. Algumas telhas podem ser submetidas à esmaltação, num processo similar ao utilizado na fabricação de peças cerâmicas de revestimento, que lhes confere maior impermeabilidade e brilho. Segundo a NBR 15310 (ABNT, 2009), a classificação do tipo de telhas (Fig. 3) é função de suas características geométricas e do tipo da fixação, havendo quatro tipos: 28
Telhas Cerâmicas Telhas planas de encaixe: são telhas cerâmicas planas que se encaixam por meio de sulcos e saliências, apresentando pinos, ou pinos e furos de amarração, para sua fixação na estrutura de apoio; Telhas compostas de encaixe: são telhas cerâmicas planas que possuem geometria formada por capa e canal no mesmo componente, apresentando pinos, ou pinos e furos de amarração, para sua fixação na estrutura de apoio; 29
Telhas Cerâmicas Telhas simples de sobreposição: são telhas cerâmicas formadas pelos componentes capa e canal independentes (o canal deve possuir pinos, furos ou pinos e furos de amarração, para a sua fixação na estrutura de apoio; Telhas planas de sobreposição: são telhas cerâmicas planas que somente se sobrepõem e que podem ter pinos para o encaixe na estrutura de apoio ou pinos e furos de amarração para fixação; 30
Telhas Cerâmicas Figura 3 Tipos de telhas, segundo a NBR 15310 (ABNT, 2009): plana de encaixe, composta de encaixe, simples de sobreposição e plana de sobreposição. 31
Telhas de Encaixe a) Telha Francesa b) Telha Romana c) Telha Termoplan 32
Telhas de Encaixe As principais características geométricas das telhas cerâmica de encaixe, normalizadas ou em processo de normalização, são indicadas na tabela abaixo: Características das Telhas Cerâmicas de Encaixe 33
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Telhas de Capa ou Canal a) Tipo Colonial: caracteriza-se por possuir um único tipo de peça, destinada tanto para os canais como para as capas. b) Paulista: a capa com largura ligeiramente inferior à largura do canal. c) Plan:apresenta formas acentuadamente retas. 35
Telhas de Capa ou Canal As principais características geométricas das telhas de capa ou canal, normalizadas ou em processo de normalização, são indicadas na tabela abaixo: Características das Telhas Cerâmicas de Capa ou Canal 36
Padrões comparativos entre os diferentes tipos de telhas abordados 37
Telhas Cerâmicas Uma das principais exigências do telhado é que não permita a passagem de água, quando submetido à ação concomitante de chuva e vento. As telhas devem ser projetadas de modo a atenderem a essa exigência, quando montadas em um telhado com uma declividade adequada à condições de exposição. Além de atenderem à exigência de impermeabilidade, as telhas devem apresentar retilineidade e planidade, sem as quais ocorrerão problemas de encaixe, que podem comprometer o desempenho do telhado (Figura 4). 38
Telhas Cerâmicas Figura 4 Exemplo esquemático dos aparatos para determinação da carga de ruptura à flexão simples, da verificação da impermeabilidade e da determinação da retilineidade em telhas cerâmicas. 39
Telhas Cerâmicas A absorção de água deve ser pequena, de modo a impedir a passagem de água pelo corpo da telha após longos períodos de exposição à chuva. Essa propriedade é particularmente importante quando a telha é sujeita ao congelamento, pois a água absorvida, durante a mudança do estado líquido para o sólido, aumenta de volume e gera tensões de tração que prejudicarão a resistência da telha. A massa da telha é outro parâmetro importante, pois a carga a que a estrutura do telhado estará submetida é diretamente proporcional a essa propriedade. 40
Telhas Cerâmicas As telhas devem ainda não só apresentar resistência compatível com os esforços decorrentes das atividades de transporte e de montagem do telhado, como também resistir ao trânsito eventual de pessoas sobre o telhado, após sua execução. Quadro 6 Cargas de ruptura a flexão para telhas cerâmicas, segundo a NBR 15310 (2009) 41
Telhas Cerâmicas Além das propriedades já citadas, em função das características específicas de cada obra, pode ser necessária a determinação de outras propriedades das telhas cerâmicas, tais como: potencial de eflorescência (sais afloram na superfície), existência de partículas reativas e coração negro, potencial de resistência ao gelo e degelo (gelividade), potencial de resistência à maresia e determinação da galga média. 42
Telhas Quadro 7 Exigências de fabricação para telhas cerâmicas, segundo a NBR 15310 (2009). 43
Telhas Quadro 7 Exigências de fabricação para telhas cerâmicas, segundo a NBR 15310 (2009). 44
Tubos Cerâmicos (ou manilhas) Também denominados manilhas, são utilizados para canalização de águas pluviais e esgotos. São cilíndricos e podem ser retos (denominados tubos de ponta e bolsa). Além dos tubos são fabricadas peças especiais, usadas para a mudança de direção da canalização ou para sua derivação. 45
As argilas mais utilizadas para sua fabricação são dos tipos ilita e montmorilonita, com elevados teores de mica e de óxido de ferro. A primeira etapa da fabricação dos tubos consiste na extrusão da argila, numa umidade entre 20% e 25%. Após o processo de secagem, são queimados em T entre 1000 o C e 1200 o C. As dimensões dos tubos devem seguir o indicado na NBR 5645(1991). 46
O diâmetro nominal varia entre 75 mm e 600 mm (Quadro 8). O comprimento nominal pode ser de 600 mm, 800 mm, 1000 mm, 1250 mm, 1500 mm ou 2000 mm (Quadros 8 e 9 ). Corte transversal de um tubo cerâmico do tipo ponta e bolsa Utilizados para a canalização de águas pluviais e esgotos. 47
Quadro 8 Resist. Mínima de tubos cerãmicos, em ensaio de compresão diâmetral, em função do diâmetro nominal (NBR 5645 (1991). Quadro 9 - Exigências de fabricação para tubos cerâmicas (NBR 5645, 1991). 48
As juntas entre os tubos cerâmicos de ponta e bolsa podem ser de argamassa, de betume ou elásticas. As juntas de argamassa de cimento e areia possuem pequena durabilidade, em função da sua elevada rigidez, da possibilidade de ataques por meio de ácidos (proveniente do efluente transportado pelo tubo, por exemplo). As juntas feitas com betume são semi-rígidas, sendo mais duráveis. 49
A junta elástica consiste em um anel de borracha que se encaixa em uma ranhura da ponta de um tubo e fica pressionada contra a face interna da bolsa do tubo seguinte. Os anéis de borracha deverão possuir alongamento, dureza e deformação adequados ao tipo de tubo utilizado. Nos tubos de ponta e bolsa, é necessária a utilização de uma luva ou anel de vedação. 50
Outros produtos cerâmicos Há outros tipos de produtos de cerâmica vermelha disponíveis comercialmente, produzidos em quantidades menores que os já citados. Podem ser divididos entre as seguintes categorias: 51
Outros Produtos Cerâmicos Elementos vazados (são componentes cerâmicos que apresentam diversas formas, utilizados para a confecção de paredes vazadas. São elementos não estruturais, que possuem furos que permitem a visão através da parede. 52
Outros Produtos Cerâmicos Ladrilhos e lajotas cerâmicas (são peças utilizadas em pisos e paredes, produzidas em diversas formas (quadrada, retangular, curva, etc.) e com acabamento natural ou esmaltado. 53
Outros Produtos Cerâmicos Plaquetas (são utilizadas para o revestimento de paredes e componentes de concreto armado, imitando os tijolos à vista). 54
Outros Produtos Cerâmicos Pingadeiras (são utilizadas para a proteção da face superior de muros e peitoris de janelas, tendo a função de escoar a água da chuva. Apresentam diversas formas, geralmente retangulares. Devem ser impermeáveis. 55
Outros Produtos Cerâmicos Tavelas (são elementos retangulares utilizados na fabricação de lajes prémoldadas. Suas dimensões de fabricação geralmente ficam na ordem de 20 cm (largura) x 20 cm (comprimento) x 5 cm (altura). As tavelas são projetadas para ficarem apoiadas em pequenas vigotas de concreto, servindo de fôrma para o concreto armado que compõe a laje pré-moldada. 56
CONSIDERAÇÕES FINAIS CERÂMICA VERMELHA é uma material utilizado amplamente na Construção Civil, havendo uma grande variedade de aplicações, como blocos, tijolos, telhas e tubos. As características da matéria-prima utilizada e do processo de fabricação resultam em diferenças expressivas nas propriedades de cada componente de cerâmica vermelha. Essas propriedades somente podem ser determinadas por meio de ensaios específicos, cujos resultados, muitas vezes, não estão disponíveis para o usuário. 57
CONSIDERAÇÕES FINAIS Como conseqüência, é comum a comercialização de produtos de baixa qualidade, que não seguem especificações da NORMA. Nesse sentido governo federal criação setorial sobre blocos cerâmicos e do programa setorial sobre telhas cerâmicas, no âmbito do PBQP-H (Programa Brasileiro de Qualidade e Produtividade no Habitat). Essa iniciativa tem objetivo de promover a qualidade e a produtividade no setor, por meio de certificação de empresas que atendam às normas da ABNT. 58