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CERÂMICAS
Prof Roberto Monteiro de Barros FilhoProf. Roberto Monteiro de Barros Filho
•Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho
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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)
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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.
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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.
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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)
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Classificação - Cerâmica
Convêncionais: estruturais, vidros, louças e cimento
Avançadas: eletrônicos, ópticos e biomateriais
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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...)
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Cerâmica x Argamassa x Vidro
Seqüência deTipos Seqüência de processamento
Cerâmica pó → forma → calorVidro pó → calor → formap
Argamassa calor → pó → forma
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Estabilidade Térmica e Química
Resistente a corrosão, oxidação, Cerâmica
CaracterísticaMaterial
altas temperaturasCerâmicaDegrada com solventes, altas
temperaturasPolímero
Suscetível a corrosão, oxidaçãoMetaltemperaturas
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Condutividade Elétrica
10-6 a 1018Cerâmica
Resistividade elétrica (ohm-m)Material
10 a 10Cerâmica
108 a 1017Polímero
10-8 a 10-7Metal
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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
, ,
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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
,
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i ê i â iResistência Mecânica
100 a 1000Cerâmica
Resistência sob tensão (MPa)Material
100 a 1000Cerâmica
1 a 70Polímero
100 a 1700Metal
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fDeformação
Cerâmica
Deformação (%)Material
-Cerâmica
1 a 1400Polímero
1 a 60Metal
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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
,
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Moagem (seca ou úmida)Moagem (seca ou úmida)ColisãoColisão
MoagemgBolas
PlanetárioAtritorRolos
ColisãoJato frio
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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
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M i h d B lMoinho de Bolasm
ler,
1993
:7]
[Thü
mm
Moinho de Bolas Esferas cerâmicas desgastadas com o tempog p
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Processo produtivoProcesso produtivomoagem úmida e atomização
Incefra 2010
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Incefra, 2010
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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,
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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].
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Sinterização
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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].
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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
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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
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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
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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.
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Tratamento TérmicoGrupo B - placas prensadas
Incefra, 2010
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Absorção d’águaAbsorção d águaGrupo B - placas prensadas
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Resistência a FlexãoResistência a FlexãoGrupo B - placas prensadas
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Abrasão SuperficialGrupo B - placas prensadas
Incefra, 2010
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Abrasão ProfundaAbrasão ProfundaGrupo B - placas prensadas
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Dureza MohsDureza MohsGrupo B - placas prensadas
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Resistência ao Choque TérmicoGrupo B - placas prensadasp p p
Expansão por UmidadeG B l dGrupo B - placas prensadas
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R i tê i G t tResistência ao GretamentoGrupo B - placas prensadas
Resistência ao CongelamentoGrupo B - placas prensadasGrupo B - placas prensadas
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Resistência ao EscorregamentogGrupo B - placas prensadas
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Classificação por propriedadesClassificação por propriedadesquímicas:
• Resistência ao manchamento• Resistência a ataques químicosResistência a ataques químicos
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Resistência a Ataques QuímicosGrupo B - placas prensadasp p p
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Resistência ao ManchamentoGrupo B - placas prensadasp p p
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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.
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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.
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Cl ifi ã i d d i iClassificação por propriedades visuais
Incefra, 2010
Incefra 2010
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Incefra, 2010
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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
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Patologias• Cerâmica soltando sem
argamassa no verso• Argamassa aplicadaArgamassa aplicada
com o cordão dadesempenadeira nãoesmagadoesmagado.
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Patologias
• Cerâmica soltando comargamassa no verso.Parede sem argamassanenhuma fixada sobre oreboco.
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Patologias
• Cerâmica soltando por falta de junta de dilatação(expansão por umidade ou expansão térmica)
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Patologias
• Cerâmica soltando por ser aplicada sobresuperfície pintada
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Patologias
• Gretamento emplacas cerâmicasplacas cerâmicas.Trincas desordenadasno esmalte
• CAUSAS:DilatamentoDilatamentodiferenciado entre oesmalte e a base da
â icerâmica.
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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
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Engobe
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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
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Engobe
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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
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Engobe
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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.
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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
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Patologiasg
Mancha d’águae
Marca d’água
Incefra, 2010
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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
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têm 35 metros deprofundidade.
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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
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