MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO de Oliveira, Arquiteta Urbanista - 2010

Cerâmicas Tradicionais: Produtos das indústrias dos silicatos. - Porosas: produtos das argilas, cimento Portland; -Impermeáveis: vidros de silicatos, grès porcelânico. Cerâmicas avançadas, finas, novas: - Óxidos cerâmicos puros; - Cerâmicas magnéticas, condutoras, semi-condutoras, supra-condutoras, etc. - Refratários alto desempenho; - Carbetos; Boretos; - Vidros especiais; Peneiras moleculares; - Vidro-cerâmicas, sol-gel; - Cermet; Cermpolímero.

DEFINIÇÃO a) Pedras Artificiais: Materiais que substituem as pedras em suas aplicações ou têm aparência geral semelhante. - Materiais de cerâmicas; - Materiais de cimento. b) Cerâmicas: Pedra artificial obtida pela moldagem, secagem, e cozedura das argilas ou de mistura contendo argilas. Definição científica: Associação entre elementos metálicos e elementos não-metálicos geralmente por ligação iônica. Possui grande durabilidade (alta temperatura de fusão). São isolantes elétricos e térmicos. Duros, mas frágeis.

AS ARGILAS - DEFINIÇÃO Materiais terrosos que quando misturados com a água apresentam alta plasticidade. Constituídas de partículas cristalinas extremamente pequenas formadas por um número estrito de substâncias: os argilo-minerais (uma argila pode ser constituída por um ou mais argilo-minerais). "As argilas são compostas por partículas coloidais de φ < 0,005 mm, com alta plasticidade quando úmidas e que, quando secas, formam torrões dificilmente desagregáveis pela pressão dos dedos", segundo a ABNT.

AS ARGILAS - DEFINIÇÃO Argilo-minerais: Silicatos hidratados de alumínio, ferro e magnésio, mais elementos alcalinos e alcalinoterrosos e sílica, alumina, mica, óxido de ferro, magnésio, matéria orgânica, etc. Resultantes da degradação das rochas sob a ação da água e gás carbônico. Não existem duas jazidas de argila rigorosamente iguais.

AS ARGILAS TIPOS DE DEPÓSITOS DE ARGILA: Na superfície das rochas, como resultado da decomposição superficial das mesmas; Nos veios e trincas das rochas; Nas camadas sedimentares, onde foram depositadas por vento e chuvas; ARGILAS RESIDUAIS: Encontradas no local onde se originou. Caulins (primários) ricos em quartzo, mica e feldspato. CERÂMICA BRANCA ARGILAS SEDIMENTARES: Depósito fica longe da rocha de origem, foi transportada: Pela água: estratificada e pelo vento: não estratificada, mas porosa. Mais rica em argilominerais e menos rica em quartzo e restos da rocha de origem: caulins secundários CERÂMICA VERMELHA.

AS ARGILAS TIPOS DE ARGILA: Argilas de cor de cozimento branca: caulins e argilas plásticas; Argilas refratárias: caulins, argilas aglomerantes aluminosas; Argilas para a produção de grés; Argilas para materiais cerâmicos estruturais, amarelas ou vermelhas; Classificação conforme a maior ou menor quantidade de colóides*: - Argilas gordas: plásticas, se deformam muito no cozimento (argilo-minerais ricos em alumina); -Argilas magras: mais porosas e frágeis (argilo-minerais ricos em sílica). *são sistemas nos quais um ou mais componentes apresentam pelo menos uma de suas dimensões em det. medida (1nm a 1µm)

AS ARGILAS - COMPONENTES: Caulim: caulinita ( pó branco) misturada com outros elementos. - Argilo-mineral mais simples - Estrutura lamelar: camada mista de silicato e hidróxido de alumínio - Úmida muito plástica ; Secagem alta retração Óxido de ferro - Cor avermelhada; - Diminui a plasticidade e refratariedade.

AS ARGILAS - COMPONENTES: Sílica livre (areia) - Reduz a plasticidade e retração; - Aumenta a brancura; -Diminui a resistência mecânica, mas melhora a sinterização. Alumina livre ( óxido de alumínio) - Aumenta a refratariedade; -Reduz a plasticidade e resistência mecânica. Feldspatos ( fundentes) - Diminuem a plasticidade e o ponto de fusão; - Aumentam a massa específica, resistência e impermeabilidade.

AS ARGILAS - COMPONENTES: Compostos cálcicos (sais) - Reduzem refratariedade e plasticidade; - Dão eflorescências. Matéria orgânica - Aumenta a plasticidade, porosidade e retração; - Dá a cor escura das argilas antes do cozimento. Água - Água de constituição: pertence à rede cristalina; - Água de plasticidade ou adsorvida: adere à superfície das partículas coloidais; - Água de capilaridade, livre ou de poros: preenche os poros e vazios.

AS ARGILAS - PROPRIEDADES: Plasticidade: Propriedade que um sistema possui de se deformar pela aplicação de uma força e de manter essa deformação quando a força é retirada. Resulta das forças de atração entre partículas de argilo-minerais e a ação lubrificante da água entre as partículas lamelares; forças de atração que podem ser anuladas se a película de água entre as lamelas é excessiva. Limite de Plasticidade (LP): Teor de água expresso em % de argila seca à 110 ºC de uma massa plástica de argila, acima da qual a massa pode ser enrolada em cilindros com 3 à 4 mm de diâmetro e 15 cm de comprimento. Argilas que não podem formar esse cilindro com nenhum teor de água são consideradas como não plásticas.

AS ARGILAS - PROPRIEDADES: Limite de liquidez ( LL): Teor de água expresso em % de argila seca a 110 ºC, acima do qual a massa flui como um líquido, quando agitada ligeiramente. Índice de Plasticidade: IP = LL LP Índice de Consistência: IC = LL - h LL - LP h = teor de umidade no estado em que a argila se encontra na natureza.

AS ARGILAS - PROPRIEDADES: Classificação da ABNT: Argila muito mole IC < 0 corre com facilidade entre os dedos; Argila mole 0 < IC < 0,5 facilmente moldada pelos dedos; Argila média 0,5 < IC < 0,75 requer esforço médio; Argila rija 0,75 < IC < 1 requer grande esforço; Argila dura IC > 1 não pode ser moldada pelos dedos. A Plasticidade depende do tipo e percentagem dos argilo-minerais, do tamanho e forma das partículas, da capacidade de troca de íons e da presença de outras substâncias.

AS ARGILAS - PROPRIEDADES: Retração: Secagem: Evaporação da água. A distância entre as partículas diminui, ocorre a retração. A retração é proporcional ao grau de umidade, composição da argila e ao tamanho das partículas. Retração não é uniforme bloco pode se deformar. Fatores que aumentam a plasticidade, também aumentam a retração.

AS ARGILAS - PROPRIEDADES: Secagem e sinterização: -Secagem: Evaporação da água retração. A secagem no interior da peça ocorre pela difusão da água até a superfície onde acontece a evaporação. Se a velocidade de evaporação é maior do que a velocidade de difusão da água do interior da peça até a superfície. A superfície seca antes do interior e se retrai. Ocorre tensão diferencial, ocasionando fissuras e deformação da peça. É necessário controlar a velocidade de evaporação a fim de que ela seja no mínimo da ordem de grandeza da velocidade de difusão da água. É feito o controle da temperatura, umidade e fluxo de ar. Observação: A espessura da peça tem influência na secagem.

AS ARGILAS - PROPRIEDADES: Secagem e sinterização: - Sinterização (queima): Até 110 ºC: Evaporação da água de capilaridade e amassamento. A partir de 300-400 ºC: Perda da água adsorvida: A argila se enrijece. Entre 600 e 800 ºC: - Perda da água de constituição; - Combustão da matéria orgânica; - Decomposição da pirita FeS2 Fe2O3 (cor); - Decomposição dos hidróxidos; - Transformação alotrópica do quartzo α β (573 C).

AS ARGILAS - PROPRIEDADES: Secagem e sinterização: - Sinterização (queima): Entre 800 e 950 ºC: - Calcinação dos carbonetos óxidos; - Decomposição dos sulfetos; A partir de 950 ºC: Início da vitrificação ( sinterização). A sílica de constituição e a das areias, assim como os feldspatos, formam uma pequena quantidade de vidro que aglutina os demais elementos dando após o resfriamento dureza, resistência e compactação ao conjunto. A qualidade de um artigo cerâmico depende da quantidade de vidro formado: é ínfima nos tijolos comuns e, grande nas porcelanas.

AS ARGILAS - PROPRIEDADES: PROPRIEDADES DAS CERÂMICAS: Dependem da constituição, cozimento, processo da moldagem, etc. Propriedades Mecânicas: Alta resistência à compressão: - Relacionada com as forças interatômicas; - Aumenta com granulometria mais homogênea e fina; -Diminui com o aumento da porosidade. Ex: 10% de porosidade pode diminuir em 50% o módulo de ruptura do mesmo material sem poros. σmr = σo exp (-np)

AS ARGILAS - PROPRIEDADES: Propriedades Mecânicas: Baixa resistência à tração: Fratura frágil. Formação e propagação das fissuras através da seção transversal do material numa direção perpendicular à carga aplicada. Microfissuras na superfície e na massa, poros internos, contornos de grãos amplificam a intensidade das cargas aplicadas e facilitam a propagação das tensões. Dureza, resistência ao desgaste: depende da quantidade de vidro formado. - Absorção ou porosidade aparente: Percentagem de aumento de peso que a peça apresenta após 24 horas de imersão de água. Absorção de água depende da compactação, dos constituintes, a queima, etc.

AS ARGILAS - PROPRIEDADES: - Sucção:. Cerâmicas com alta sucção argamassa plástica com alto teor água/cimento;.cerâmicas com baixa sucção argamassa firme. - Outras propriedades:. Mau condutor elétrico e térmico;. Bom isolante acústico, mas péssimo absorvente acústico.

AS ARGILAS - PROPRIEDADES: - Desagregação das cerâmicas: Agentes físicos: - Umidade e vegetação: Depende da porosidade; - Fogo: Resistência à compressão diminui quando a temperatura aumenta por causa das tensões diferenciais criadas pela dilatação desuniforme dos componentes. Agentes químicos: Sais internos são dissolvidos pela umidade e podem recristalizar na superfície: eflorescência. Má aparência. Deslocamento e queda de revestimento. Agentes mecânicos: - Baixa resistência á flexão uso em compressão ; - Devem ser resistentes aos choques (transporte).

AS ARGILAS CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS CERÂMICOS USADOS NA CONSTRUÇÃO: a) Materiais cerâmicos secos ao ar; b) Materiais cerâmicos de baixa vitrificação; c) Materiais cerâmicos de alta vitrificação: - Materiais de louça; -Materiais de grès cerâmico. d) Refratários.

AS ARGILAS FABRICAÇÃO DA CERÂMICA: Segue os seguintes passos: - Exploração da jazida ( extração do barro); - Preparação da matéria-prima; - Moldagem; - Cozimento; - Vitrificação especial (às vezes).

AS ARGILAS - FABRICAÇÃO Exploração da jazida: Localização (em relação à indústria e centro consumidor); Remoção da camada superficial (grande porcentagem de matéria orgânica); Características geológicas (equipamentos adequados); Topografia do local (facilidade de acesso); Profundidade máxima; Características do barro relacionadas com a aplicação: Teor de argila, Profundidade, Granulometria, Umidade, etc. Exemplo: Matéria orgânica porosidade Carbonato de Cálcio e compostos sulfurosos fendas

AS ARGILAS - FABRICAÇÃO Preparação da matéria-prima: Sazonamento (ou apodrecimento da argila: exposição às intempéries): - Fermentação da matéria-orgânica; - Lavagem de sais solúveis; - Desagregação dos torrões; -Oxidação de piritas (sulfeto de ferro). Eliminação das impurezas grosseiras (sedimentação, centrifugação, etc.). Maceração: Desintegração, trituração, peneiramento: para a obtenção de partículas menores.

AS ARGILAS - FABRICAÇÃO Preparação da matéria-prima: Loteamento do barro: Correção para dar à mistura a constituição desejada relacionada à aplicação. - Cerâmica fina: eliminação dos grãos graúdos por lavagem sedimentação e filtração; - Adição de areia fina ou argila já cozida e depois moída: diminuir a retração. Observação: uma argila muito magra ( com poucos colóides) se tornará muito porosa, quebradiça e absorvendo muita umidade. Necessidade de corrigir o teor de argila. Amassamento e mistura: Adição da água ou não. - Proporciona a homogeneidade; - Prepara a pasta para a moldagem.

AS ARGILAS - FABRICAÇÃO Moldagem: Operação que vai dar a forma desejada à pasta cerâmica; Acrescentando-se mais água: facilidade de moldagem consumo de energia; contração na secagem e deformação tempo de secagem; * Moldagem com pasta fluída: 30 à 50 % de água; Processo de barbotina: - a solução é colocada em moldes porosos de gesso - a água é absorvida e a argila adere às paredes - quando seca, a peça se retrai e se descola

AS ARGILAS - FABRICAÇÃO Porcelanas, louças sanitárias, peças para instalação elétrica e de formato complexo. * Moldagem com pasta plástica mole ( branda): 25 à 40 % de água ; Moldes de madeira ou torno de oleiro ( manual ou automático); Vasos, pratos, xícaras, tijolos brutos. * Moldagem com pasta plástica consistente (dura): 15 à 25 % de água; Processo de extrusão: forçar a massa a passar sob pressão, através de um bocal apropriado, formando uma fita uniforme e contínua; depois a coluna é cortada no comprimento desejado;

AS ARGILAS - FABRICAÇÃO Moldagem com pasta plástica consistente (dura): Processo pode ser acoplado com uma câmara de vácuo: porosidade; Tijolos, tijoletas, tubos cerâmicos, telhas, refratários; Telhas: extrusão e depois moldagem em prensas. * Moldagem a seco ou semi-seco: 5 à 10 % de água; Compactação com prensas: 5 até 700 Mpa; Vantagens: - Simplicidade das operações e produção em massa; - Tempo de secagem reduzido; - Peças de muito boa qualidade (não tem bolhas).

AS ARGILAS - FABRICAÇÃO Moldagem a seco ou semi-seco: Desvantagens: - Investimento elevado; -Limitação dos formatos. Ladrilhos, azulejos, pisos, refratários, isoladores elétricos, tijolos e telhas de qualidade superior.

AS ARGILAS - FABRICAÇÃO Secagem: Objetivo: Evaporar a maior quantidade possível de água antes da queima. - Evaporação da água dos poros ( sem retração) seguida por - Evaporação da água adsorvida retração Necessidade de controlar a secagem: Se a velocidade de evaporação da água é superior à velocidade de difusão da mesma do centro para a superfície da peça. Geração de tensões internas diferenciais. Deformação da peça e fissuras. Velocidade de evaporação = velocidade de difusão.

AS ARGILAS - FABRICAÇÃO Secagem Processos: a) Secagem natural - Processo comum nas olarias, mas é demorado (3 a 6 semanas p/ argilas moles, 1 semana p/ argilas rijas) e exige grandes superfícies; - Em telheiros extensos ao abrigo do sol e com ventilação controlada; -Em depósitos colocados em torno e acima do forno. b) Secagem por ar quente-úmido - Material é posto nos secadores onde recebe ar quente com alto teor de umidade: evaporação da água livre ( poros); - Depois recebe só ar quente: perda da água adsorvida ou da plasticidade.

AS ARGILAS - FABRICAÇÃO Secagem Processos: c) Secadores de túnel: Peças são colocadas em vagonetes que percorrem lentamente um túnel no sentido da menor para a maior temperatura ( aproveitamento do calor residual dos fornos 40-150 C). d) Secagem por radiações infra-vermelhas: - Pouco usado custo, peças delgadas; - Alto rendimento e pouca deformação; - Peças de precisão.

AS ARGILAS - FABRICAÇÃO Secagem Processos: e) Cozimento: Vitrificação coesão; Uniformidade das temperaturas no interior do forno; Rendimento máximo, diminuindo as perdas por irradiação. e.1) Fornos intermitentes: Cozimento de um lote de cada vez. Elevado consumo de combustível e de mão-de-obra; Desgaste da estrutura ( ciclos de queima-resfriamento); Custo de instalação pequeno Facilidade de execução.

AS ARGILAS - FABRICAÇÃO Secagem Processos: e.1) Fornos intermitentes: 1) Forno de meda 2) Forno intermitente comum 3) Forno intermitente de chama invertida 4) Forno de mufla 5) Forno combinado e.2) Fornos semi-contínuos e.3) Fornos contínuos 1) Forno de Hoffmann 2) Forno de Túnel

AS ARGILAS - MATERIAIS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO DE CERÂMICA: 1. Adobe: Argila seca ao ar sem cozimento: construções rústicas; Compressão: até 7 MPa; Problema com a umidade: se torna novamente plástica; Argila pode ser usada com argamassa de assentamento.

AS ARGILAS - MATERIAIS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO DE CERÂMICA: 2. Tijolos comuns: Tijolos (cerâmicas) comuns: porosidade alta, superfícies ásperas e que foram fabricados com pequena prensagem;

AS ARGILAS - MATERIAIS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO DE CERÂMICA: 3. Telhas comuns: Processo de fabricação quase idêntico à fabricação dos tijolos comuns, mas o barro deve ser mais fino e homogêneo. A moldagem é feita por prensagem. A secagem deve ser mais lenta que para os tijolos, para diminuir a deformação. A queima é feita nos mesmos tipos de forno.

AS ARGILAS - MATERIAIS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO DE CERÂMICA: 4. Tijoleiras e ladrilhos: São tijolos de pequena espessura, usados em pavimentação e revestimentos.

AS ARGILAS - MATERIAIS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO DE CERÂMICA: Comuns (porosos): tijoleiras - Vários tamanhos: mais usuais são quadrados ou retangular; - Existe peças especiais para arremates; -Espessura ± 2 cm. Prensados: ladrilhos - Alto grau de vitrificação: compacto e impermeável; - Face inferior: rugorosidade e saliências ( a fixação); - Alta resistência ao desgaste (pisos); - Espessura 5-7 mm; - Podem ser coloridos (pigmentos).

AS ARGILAS - MATERIAIS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO DE CERÂMICA: Materiais cerâmicos de alta vitrificação: Classificados segundo a qualidade na textura interna: -Materiais de grès cerâmico tem textura quase compacta - Materiais de louça (faiança): impermeáveis na superfície e mais porosos no interior azulejos e louça sanitária

AS ARGILAS - MATERIAIS Materiais de grès cerâmico: a) Manilhas Tubos cerâmicos p/ condução de esgotos sanitários, remoção de despejos industriais e canalização de águas pluviais. Podem ser vidrados internamente e externamente ou só na parte em contato com os líquidos.

AS ARGILAS - MATERIAIS Materiais de grès cerâmico: b) Ladrilhos de grés (lito-cerâmica) Massa quase vitrificada, mais compacta que a cerâmica vermelha e menos branca que a faiança; Material de qualidade superior; geralmente é feita uma esmaltação na face aparente; Formas.

AS ARGILAS - MATERIAIS Materiais de louça branca: Argilas quase isentas de óxido de ferro, contendo quartzo e feldspato finamente moídos. a) Louça: Pó de louça : argilas brancas (caulins quase puro). Produtos duros, de granulometria fina e uniforme com superfície vidrada. - Louça calcária ( louça de mesa); - Louça feldspática ( azulejos, cerâmica sanitária); - Louça mista. Vidrado : aplicado após uma primeira cozedura, seguindo-se então, o recozimento, quando se transforma em vidro.

AS ARGILAS - MATERIAIS Materiais de louça branca: a) Louça: Problemas com o vidrado: - Homogeneidade (espessura, cor) ao longo da peça ondulações na superfície. - Diferença de coeficiente de dilatação térmica com o corpo cerâmico tensões diferenciais trincas no vidrado.

AS ARGILAS - MATERIAIS Materiais de louça branca: b) Azulejos São placas de louça: - de pouca espessura - vidrados numa face (externa) impermeabilidade e durabilidade - não vidrados na face posterior e nas arestas e até possuem saliências e reentrâncias para melhorar e aderência com argamassa de assentamento e de rejuntamento. Função: Revestir outros materiais proteção e bom acabamento. Processo de fabricação: - Biscoito : moldagem a seco com prensagem e queima a ± 1200 C. - Vidrado : misturas de óxidos de grande fusibilidade com corantes adequados; - Recozimento (biqueima) ou monoqueima.

AS ARGILAS - MATERIAIS Materiais de louça branca: b) Azulejos O vidrado deve apresentar alta resistência às variações de temperatura e umidade, sem gretar. Dimensões comuns : 15 x 15 e 10 x 10 cm Superficie : lisa ou chamalotada; Arestas : de quinas retas, biseladas ou boleadas.

AS ARGILAS - MATERIAIS Materiais de louça branca: c) Louça sanitária Normalização ampla e pouco obedecida. Pedido: Especificação deve ser bem detalhada. Ex.: - Bacia sanitária com ou sem sifão; - Lavatórios comuns ou com pedestal, com ou sem saboneteira (uma ou duas), apontados para uma ou duas torneiras; - Mictório de parede, de bacia ou de pedestal.

AS ARGILAS - MATERIAIS Materiais de louça branca: g) Cerâmicas refratárias: Refratária: que não se deformam abaixo de 1520 C; Altamente refratária: que não se deformam abaixo de 1785 C; Devem apresentar estabilidade de volume, resistência mecânica e resistência química; Argilas refratária (pobre em cal e óxido de ferro) sílico-aluminosas, aluminosas, silicosas, magnesita, cromita, etc. Processo: prensagem e queima até 2500 C; Forma: tijolos maciços ou tijolos especiais para chaminés e abóbadas; Assentamento: argamassa refratária obtida com a mesma argila do tijolo sem cimento ou com cimento aluminoso.

REVESTIMENTOS CERÂMICOS

TERMOS

NORMATIZAÇÃO

REVESTIMENTOS CERÂMICOS - Função principal revestir outros materiais para dar proteção e bom acabamento. - Principais Normas para Revestimentos Cerâmicos: Normas internacionais ISO-DIS 10.545 e ISO-DIS 13006 adotada pela ABNT. - Qualidade Superficial: É determinada pela presença de determinados defeitos de fabricação: trincas, gretas, falta de esmalte, ondulações, depressões, furos, pontos, manchas, defeitos de decoração, cantos e arestas quebrados, diferenças de tamanho e de tonalidade..classe A: se verificar nenhum defeito a uma distância de 1 metro.classe B: se verificar algum defeito a uma distância de 1 metro.classe D: se verificar algum defeito a uma distância de 3 metros

REVESTIMENTOS CERÂMICOS Resistência às manchas: É a facilidade e eficiência com que podem ser removidas sujeiras, manchas e outros materiais entrando em contato com a superfície; é importante no caso de aplicação em hospitais, restaurantes, laboratórios, indústrias alimentícias, etc.:

REVESTIMENTOS CERÂMICOS Resistência química: É a capacidade do revestimento de não alterar sua aparência quando em contato com produtos químicos:

REVESTIMENTOS CERÂMICOS Resistência mecânica:

REVESTIMENTOS CERÂMICOS - Resistência mecânica: Resistência a abrasão: É o desgaste superficial causado pelo movimento de pessoas e objetos provocando perda de brilho, variações de tonalidade, etc. Para os revestimentos esmaltados, a avaliação é visual do desgaste provocado por um equipamento padronizado, medindo-se o PEI:

REVESTIMENTOS CERÂMICOS Os materiais cerâmicos podem ser classificados, dependendo de sua superfície, em: -Esmaltados -Não esmaltados Dentro dessa classificação podem ser classificados ainda, de acordo com o processo de conformação utilizados: -Extrudado -Prensado Outro tipo de classificação é em função do tipo de tratamento térmico: -Biqueima -Monoqueima Quanto a característica de absorção de água, mediante uma denominação tipológica de uso comercial, conforme tabela a seguir.

REVESTIMENTOS CERÂMICOS CARACTERÍSTICAS DIMENSIONAIS

ARGAMASSA DE ASSENTAMENTO TERMOS

ARGAMASSA DE ASSENTAMENTO COMPOSIÇÃO

ARGAMASSA DE ASSENTAMENTO TIPOS

ARGAMASSA DE ASSENTAMENTO CLASSES

ARGAMASSA DE ASSENTAMENTO UTILIZAÇÃO

ARGAMASSA DE ASSENTAMENTO ESCOLHA DA ARGAMASSA

ARGAMASSA DE REJUNTE