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