Materiais Ceramicos

Materiais Cermicos
Cermica:Chama-se cermica pedra artificial obtida pela moldagem, secagem e cozimento de argilas ou de misturas contendo argilas. As argilas so materiais terrosos naturais que, quando misturados com gua, adquirem a propriedade de apresentar alta plasticidade. As argilas so constitudas essencialmente de partculas cristalinas extremamente pequenas, formadas por um nmero restrito de substncias. Essas substncias so chamadas argilo-minerais. Uma argila pode ter um ou mais argilo-minerais. De acordo com ABNT, as argilas so compostas de partculas coloidais de dimetro inferior a 0,005 mm, com alta plasticidade quando mida e que, quando secas, formam torres dificilmente desagregveis pela presso dos dedos.
Argilo-minerais
Argilo-minerais: os argilos-minerias so silicatos hidratados de alumnio, ferro e magnsio, comumente com alguma porcentagem de lcalis e de alcalino-terrosos. Junto com esses elementos bsicos vem slica, alumina, mica, ferro clcio, magnsio, matria orgnica etc. Eles so a mistura de substncias minerais resultante da desagregao do feldspato das rochas gneas, por ao da gua e gs carbnico. Como as rochas gneas e os feldspatos so de diversos tipos, h tambm diversos tipos de argilo-minerais. Ocorrem, ento, depsitos de natureza extremamente variada. No existem duas jazidas de argila rigorosamente iguais. s vezes h diferenas acentuadas at numa mesma jazida.
Tipos de depsitos de Argila

As argilas podem ocorrer: na superfcie de rochas, como resultado da decomposio superficial das mesmas; nos veios e trincas das rochas; nas camadas sedimentares, onde foram depositadas por ventos e chuvas.
Tipos de Argila
De maneira geral, podem-se ter: argilas de cor de cozimento branca: caulins e argilas plsticas; argilas refratrias: caulins, argilas refratrias e argilas altamente aluminosas; argilas para produtos de grs; argilas para materiais cermicos estruturais, amarelas ou vermelhas.
Argilas
A gua elemento integrante das argilas sob trs formas: gua de constituio, tambm chamada absorvida ou de inchamento, que faz parte da estrutura da molcula; a gua de plasticidade, ou absorvida, que adere superfcie das partculas coloidais; gua de capilaridade, tambm chamada gua livre ou de poros, que preenche os poros e vazios;
Propriedades das Argilas

As propriedades mais importantes das argilas so a plasticidade, a retrao e o efeito do calor. Plasticidade das Argilas: um corpo plstico definido como o que pode ser continuamente deformado, sem que sobrevenha a ruptura. No possui limite de elasticidade e tambm no pode ser encruado a frio. esse o caso das argilas molhadas. Juntando-se gua lentamente a uma argila, notam-se duas fases. No incio ela se desagrega facilmente, e no fim ela fica mole demais. O ponto em que se limitam essas fases, ou seja, quando a argila no mais se desagrega, mas ainda no pegajosa, chamado ponto de maior plasticidade.

Retrao: num bloco de argila seca, quando exposto ao ar, inicialmente, a velocidade de evaporao da gua igual que teria uma superfcie de gua igual a do bloco. Depois, a velocidade de evaporao vai diminuindo, porque as camadas externas, ao secarem, vo recebendo a gua das camadas internas por capilaridade, de modo que o conjunto tende a se homogeneizar continuamente. Em todo esse processo, no lugar antes ocupado pela gua vo ficando vazios e, consequentemente, o conjunto retrai-se.

Efeitos do Calor: aquecendo-se uma argila entre 20 e 150C, ela somente perde a gua de capilaridade e amassamento. De 150 a 600C, ela perde gua absorvida, e a argila vai-se enrijecendo. At aqui s houve alterao fsica. Mas a partir dos 600C, comeam as alteraes qumicas, em trs estgios: Num primeiro estgio h a desidratao qumica; a gua de constituio tambm expulsa, resultando o endurecimento, e as matrias orgnicas so queimadas. segundo estgio a oxidao; os carbonetos so calcinados e se transformam em xidos.
A partir do terceiro estgio, que inicia pelos 950C, h vitrificao. A slica de constituio e a das areias formam uma pequena quantidade de vidro, que aglutina os demais elementos, dando dureza, resistncia e compactao ao conjunto: aparece a cermica propriamente dita.
Fabricao das Cermicas

Preparao dos Materiais cermicos: de maneira geral, a preparao dos materiais cermicos obedece s seguintes fases: extrao do barro; preparo da matria-prima; moldagem; secagem; cozimento e o esfriamento. Extrao do Barro: cada tipo de cermica requer um tipo prprio de barro. Antes de mais nada se deve proceder escolha do barro.
Fabricao das Cermicas
Preparo da Matria-Prima: extrada, a argila deve ser preparada para a industrializao. Esse preparo pode ter as mais variadas forma. Apodrecimento da argila: a argila levada para depsitos ao ar livre, onde revolvida sumariamente e passa por um perodo de descanso. Tem por finalidade principal a fermentao das partculas orgnicas, que tambm ficam coloidais, aumentando a plasticidade. Conforme a exigncia, tambm feita a eliminao de impurezas grosseiras Segue-se a formao da pasta propriamente dita, que se inicia pela macerao, continua com a correo e termina com o amassamento. Conforme a importncia da indstria so usados mais ou menos mquinas, para desenvolver algum tipo de tratamento. H, por exemplo, os desagregadores (servem para quebrar os torres duros), cilindros (para quebrar pedras),moinhos (para moer) e marombas (cilindros, horizontais ou verticais, no interior dos quais existem ps ou hlices que homogeneizam a mistura e a levam para a moldagem).
Moldagem
Moldagem a operao de dar forma desejada pasta de cermica. H quatro processos bsicos de moldagem:
moldagem a seco ou semi-seco (com 4 a 10% de gua);
moldagem com pasta plstica consistente (com 20 a 35% de gua);

moldagem com pasta plstica mole (com 25 a 40% de gua); moldagem com pasta fluida (com 30 a 50% de gua). O uso de um ou de outro processo depende do tipo e caractersticas da matria-prima, do formato e constituio do produto acabado e do tipo de forno a ser empregado.
Moldagem
Moldagem com pasta fluida: o chamado processo da barbotina. A cermica dissolvida em gua e a soluo, vertida em moldes porosos de gesso. Depois da deposio, a gua absorvida e a argila adere s paredes. Quando seca pea se retrai e se descola. o processo usado para porcelanas, louas sanitrias, peas para instalao eltrica e peas de formato complexo. Moldagem com pasta plstica: o processo mais antigo. A cermica, bastante pastosa, moldada em moldes de madeira ou no torno de oleiro. usado para vasos, tijolos brutos, pratos, xcaras etc.
Moldagem
Moldagem com pasta plstica consistente: usada a extruso, que consiste em forar a massa a passar, sob presso, atravs de um bocal apropriado, formando uma fita uniforme e contnua. usual par para tijolos, tubos cermicos, telhas e refratrios.
Moldagem a seco: feita por prensagem. A argila moldada quase seca, mas para adquirir a forma desejada, deve ir a prensas muito possantes. As prensas variam de 5 a 700 MPa. Essa moldagem usada para ladrilhos, azulejos, refratrios, isoladores eltricos e para tijolos e telhas de qualidade superior.
Secagem
A secagem to importante como o cozimento, porque, aps a moldagem, ainda permanecem de 5 a 35% de gua. Se a argila for levada ainda mida para o forno, a umidade interior ficar retida pela crosta externa, aparecendo tenses internas e o consequente fendilhamento. H quatro processos bsicos de secagem: Secagem natural: o processo comum nas olarias, mas demorado e exige grandes superfcies. Ela feita em telheiros extensos, ao abrigo do sol e com ventilao controlada; Secagem por ar quente-mido: o material posto nos secadores, onde recebe ar quente com alto teor de umidade, at que desaparea a gua absorvida. A ento recebe s ar quente, para perder a gua de capilaridade; Secadores de tnel: so tneis de alguma extenso, pelos quais se faz passar o calor residual dos fornos (de 40 a 150C).
Cozimento
O Cozimento talvez a parte mais importante da fabricao dos materiais cermicos. Durante o cozimento ocorrem reaes qumicas as mais diversas. O principal cuidado no cozimento deve ser o de dar uniformidade de calor ao forno, seno umas peas ficaro mais queimadas do que as outras. Outro cuidado deve ser o de se obterem as temperaturas ideais exatas. O cozimento feito em fornos contnuos e em fornos intermitentes. Nos primeiros a produo contnua; nos segundos, deve ser cozido um lote de cada vez.

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Tipos de depsitos de Argila

Propriedades das Argilas

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Fabricao das Cermicas

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moldagem com pasta plstica consistente (com 20 a 35% de gua);

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