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Materiais Cerâmicos
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Resumo históricoArgilas cozidas ao sol e em fornos
Torre de BabelTijolo cerâmico + betume
Assírios e Caldeus
PérsiaCasas populares
Egito
RomanosAlvenarias revestidas com pedras e gesso
ÁrabesArquitetura maometana
InglaterraIncêndio em Londres em 1666
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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
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ArgilasSolo 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
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Composição química
SiO2 40 a 80%
Al2O3 10 a 40%
Fe2O3 Até 7%
CaO Até 10%
MgO Até 1%
K2O, Na2O Até 10%
CO2, SO3
O óxido de ferro é o responsável pela coloração avermelhada típica dos materiais cerâmicos
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Classificação das argilas
Conforme a estrutura
Estrutura laminar ou foliácea - adequadas
para cerâmicas
Caulinita
Montmorilonita
Ilita ou micácea
Estrutura fibrosa
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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
Magras (calcárias) - cimento
Ferruginosa - tijolos e telhas
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Classificação das argilas
Quanto à plasticidade
Gordas (graxas) - alta plasticidade
(alumina)
Magras - baixa plasticidade ( silica)
Quanto à origem
Argilas residuais (deposito no local)
Argilas sedimentares (deposito longe)
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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
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Propriedades das argilas
Limites de consistência – Atterberg (1910)
sólido semi-sólido plástico líquido
LC LP LLh (%)
IP
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Limite de liquidez
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Limite de plasticidade
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Limite de retração
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Classificação das argilas pela consistência - TB 3/45 (nomenclatura téorica)
Argilas muito moles
Argilas moles
Argilas médias
Argilas rijas
Argilas duras
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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
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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
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Transformações
Exotérmicas
Endotérmicas
Analise térmico-diferencial (ATD)
Identificação de argilas
Absorção e liberação de calor
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Porosidade
Porosidade real
Poros abertos e fechados
Porosidade aparente
Poros abertos
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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
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ImpurezasImpurezas 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
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Purificação da argila
Processos mecânicosLavagem com sedimentação ou filtração
Peneiramento
Moagem ou laminação
Processos químicosTêmpera
Queima regular - ceramização
Adição de substâncias - formação de compostos estáveis
Processos físico-químicosFlotação - filtros eletromagnéticos
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Fabricação de produtos cerâmicos
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Fabricação de produtos cerâmicos
Exploração de jazidasEstudo qualitativo
Composição da argila - teor de material argilosoPurezaCaracterísticas físicas Comportamento na secagem e na queima
Define
Estudo quantitativoVolume de material argiloso disponível
EscavaçãoSangasRampas
Produtos a serem fabricados
Eventuais correções
Equipamento a ser utilizado
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Exploração de jazidas
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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
Fabricação de produtos cerâmicos
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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
Tratamento de matéria prima
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Processos naturais de tratamento
Amadurecimento
Repouso da argila ao abrigo da intempéries (24hs)
Homogeneização da umidade
Levigação
Lavagem e purificação
por decantação
Tratamento de matéria prima
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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
Tratamento de matéria prima
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Laminação
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Processos da argila mole - pasta branda (h = 25%)
Moldagem manual
Conformação por bocal
Moldagem
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Processo da argila rija - pasta dura (h = 15%)
Marombas com câmara de vácuo
Conformação por bocal
Moldagem
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Moldagem
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Processo de prensagem a seco - pasta seca (h = 5%)
Marombas com câmara de vácuo
Prensa revólver
Moldagem
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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
Secagem
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Secagem natural
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Secagem artificial
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Curva temperatura x tempoAnálise térmico gravimétrica
Variações dimensionais x calor
Análise térmico diferencial
Evita-se
Deformação
Fissuras
Ruptura das peças
Queima
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Queima
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Estágios da queima
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
Queima
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Fornos intermitentes
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Fornos contínuos
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Produtos cerâmicos para a construção
Classificação geral
Materiais de argila
Cerâmica vermelha
Materiais de louça
Isentos de óxido de ferro
Materiais refratários
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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
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Materiais de argila - Tijolos
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Materiais de argila - Tijolos
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Materiais de argila - Tijolos
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Materiais de argila - Tijolos
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Materiais de argila - Tijolos
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Materiais de argila - Tijolos
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Materiais de argila - Telhas
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Materiais de argila - Telhas
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Materiais de argila - Telhas
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Materiais de argila - Telhas
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Materiais de argila - Telhas
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Materiais de argila - Telhas
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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%
Produtos cerâmicos para a construção
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Materiais refratários
Ácidos
Silicosos
Silico-aluminosos
Básicos
Aluminosos
Magnesita
Neutros
Cromita
Produtos cerâmicos para a construção
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Solicitações em alvenarias
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Solicitações em alvenarias
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Solicitações em alvenarias
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Solicitações em alvenarias
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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
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Materiais refratários
Produtos refratários moldados
Tijolos
Blocos
Peças especiais
Produtos refratários não moldados
Concretos refratários densos
Concretos refratários isolantes
Argamassas refratárias
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Materiais de louça
Azulejos
Esmalte
Biscoito