Ligações químicas em cerâmicas

Universidade Federal de Goiás
Escola de Engenharia Civil
Ciência dos Materiais

Alunas: Alessandra Ferreira
Bruna Petrone
Janaína Ribeiro
Priscylla Ferreira
Tássia Melo
Valéria Oliveira
Ulliana Sampaio
Profº: Enio Pazini

Cerâmica → keramikos → Coisa queimada

Compreendem os materiais inorgânicos, não metálicos,
obtidos geralmente após tratamento térmico em
temperaturas elevadas , com características e propriedades
específicas, adequadas à fabricação do produto desejado

Grande diferença em características físicas com os metais,
sendo utilizados em diferentes aplicações → completa um
ao outro e também aos polimeros

Matéria-prima: importante para que o produto a ser obtido
tenha as propriedades desejadas. São selecionadas e
submetidas a uma série de operações, sendo que, pelo
menos em uma delas, ocorre tratamento térmico em
temperaturas elevadas → verificar alterações

Método de fabricação: possuem temperaturas de fusão
relativamente elevadas → fundição impraticável
 Altas temperaturas → causam tensões
 Melhor: retirar água de forma gradual e lenta

Naturais → utilizadas como extraídas da natureza ou que
foram submetidas a algum tratamento físico para
eliminação de impurezas indesejáveis, ou seja, sem alterar a
composição química e mineralógica dos componentes
principais

Sintéticas → são aquelas que individualmente ou em
mistura foram submetidas a um tratamento térmico, que
pode ser calcinação, sinterização, fusão e fusão/redução e
as produzidas por processos químicos

Filitos Cerâmicos
Agalmatolito
Grafita
Andalusita
Magnesita
Argila
Materiais Fundentes
Bauxito
Pirofilita
Calcita
Quartzo
Caulim
Silimanita
Cianita
Talco
Cromita
Wollastonita
Dolomita
Zirconita
Feldspato

Material natural, de textura terrosa
e granulação fina

Constituída de argilominerais, podendo conter outros
minerais que não são argilominerais (quartzo, mica, pirita,
hematita, etc), matéria orgânica e outras impurezas.

Argilominerais → dá plasticidade, resistência mecânica a
úmido, retração linear de secagem, compactação, tixotropia
e viscosidade de suspensões aquosas
Explicam sua grande variedade de aplicações tecnológicas

Cerâmica e outras áreas tecnológicas

Quase todos segmentos das cerâmicas tradicionais → total
ou parcial composição das massas

Mais adequados:
 produtos de cerâmica vermelha
 materiais refratários
 cerâmica branca
 materiais de revestimento

 Formado por caulinita
 Cor branca ou quase branca, devida ao baixo teor de ferro
 Pode ser utilizado para adição ou substituição das argilas
plásticas
 É um dos mais importantes e provavelmente um dos seis
minerais mais abundantes do topo da crosta terrestre
 Aplicações: indústria de papel e na composição das pastas
cerâmicas
 Em menor escala → materiais refratários, plásticos, tintas,
adesivos, cimentos, inseticidas, catalisadores, gesso, auxiliares de
filtração, detergentes e abrasivos, além de cargas e enchimentos
para diversas finalidades

Série de alumino-silicatos alcalinos
ou alcalinos terrosos
Mistura em diversas proporções de alumino-silicatos de
potássio, de sódio, de cálcio, de lítio e de bário e de césio
Na indústria de cerâmicas, os mais utilizados são: aluminios
silicatos de potássio e de sódio → temperatura de fusão
baixa e assim → emprego como geradores de “massa vítrea”
nas massas cerâmicas e nos vidrados
Aplicações: Fabricação de vidro, fritas, esmaltes
(vidrados), placas cerâmicas, isoladores elétricos de
porcelana, louça de mesa e louça sanitária

Materiais com elevado teor de álcalis (K2O e Na2O) que,
quando presentes em uma composição cerâmica, reduzem
a temperatura de queima e a porosidade do produto
Feldspato e o filito → fundentes mais tradicionais
Em estudo: fonolito e rochas potássicas

Condições importantes para produtos de cerâmica
vermelha, cerâmica branca e materiais de revestimento →
→ abaixam o custo
→ reduzem a absorção de água
→ aumentam a resistência mecânica

Uma das formas cristalinas da sílica (SiO2),
sendo as outras duas a cristobalita e a tridimita
É estável abaixo de 870 ºC, apresentando-se em variedades
cristalinas como quartzo hialino, ametista, quartzo leitoso,
esfumaçado, etc.
Depósitos de quartzo: seixos, cascalhos, arenitos e
quartzitos
Areia → Composta por quartzo. É o produto da deposição
dos resíduos de desagregação, apresentando partículas de
dimensões de 2 a 0,06 mm

Arenito → rocha formada pela compactação de sedimentos
arenosos e quartzito

Cristobalita e a tridimita → raras na natureza
 Podem ser obtidas pelo tratamento térmico do quartzo, em
temperaturas e levadas e sob condições especiais

 Aplicações: cerâmica branca e de materiais de revestimento,
isolantes térmicos , vidros, esmaltes e materiais refratários

Alumina Cimento Aluminoso
Alumina Calcinada para Espinélio
Cerâmica Magnésia
Alumina Eletrofundida Mulita Sintética
Marrom Mulita – Zircônia
Alumina Eletrofundida
Óxido de Zinco
Branca
Sílica Ativa
Alumina Tabular
Carbeto de Silício

CARACTERÍSTICAS:
Baixo custo
Boas propriedades mecânicas
Excelente resitividade elétrica e dielétrica
Resistente à ação química
Aplicações: isoladores elétricos, aplicações aeroespaciais,
componentes resistentes à abrasão,….

 Trata-se o bauxito com hidróxido de sódio em tanques
pressurizados e aquecidos a 145 ºC (digestores), resultando uma
solução de aluminato de sódio e uma lama vermelha insolúvel,
onde se concentram as impurezas.
 A lama vermelha é decantada e filtrada e a solução de aluminato
de sódio é nucleada com cristais de gibbsita e resfriada, obtendo
dessa forma a gibbsita (Al2O3.3H2O).
 A gibbsita é calcinada em fornos rotativos à temperatura de
aproximadamente 1000 ºC
 Grande parte da alumina produzida por esse processo destina-se à
produção de alumínio metálico. Esta alumina é constituída de
óxido de alumínio alfa, algumas fases de transição e um pouco de
gibbsita; sua aplicação em cerâmica é restrita

Devido o processamento Bayer de aluminia ser restrito,
fez-se modificações para obtenção de formas úteis para a
indústria cerâmica, obtendo assim, outras aluminias

Por exemplo: alteração no tratamento térmico

É uma importante matéria-prima para a indústria de
refratários, sendo usada na forma de sinter e de grãos
eletrofundidos. As principais fontes para obtenção destes
materiais é a magnesita natural (MgCO3) e o óxido de
magnésio obtido de água do mar ou salmoura pela
precipitação do hidróxido de magnésio.

Os produtos a base de magnésia, em suas várias formas e
composições, têm inúmeras aplicações e em diversos
setores, tais como siderurgia, cobre, cal, cimento e vidro

Produto resultante do processo de fabricação de
ferro-silício ou de silício metálico. Para obtenção
destes utilizam-se como matérias-primas o quartzo
(SiO2) e fontes de carbono

Aplicações: concretos refratários convencionais,
concretos refratários de baixo teor de cimento,
concretos refratários de ultra baixo teor de cimento,
concreto de fluência livre

As ligações químicas tem forte influência sobre
diversas propriedades dos materiais
Os elétrons de valência (do último nível) são os
que participam das ligações químicas.

Os átomos buscam a configuração mais estável
dos gases nobres (com 2 ou 8 elétrons)

Dependendo da energia envolvida na ligação
elas podem ser divididas em:
Fortes
Fracas

Classificação de acordo com a
natureza da ligação química

● Metais:

– ocorre entre dois átomos de metais.

• Polímeros:
• Formado por elementos leves com
ligações ao longo da cadeia de
natureza covalente e, portanto, forte
• Ligação entre as cadeias do polímero é
fraca
• Semicondutores:
• Ligações covalentes
• Cerâmicas (Isolantes
inorgânicos):
• Ligações iônicas e/ou covalentes

Alta condutividade elétrica e térmica:
Cerâmicos são isolantes pois não possuem
elétrons livres na ligação química.

Permitem grande deformação plástica pois as
ligações são móveis ou seja não são rígidas
como as iônicas e as covalentes. Os materiais
cerâmicos são frágeis pois as ligações são rígidas.

Quanto maior a energia envolvida na ligação química há
uma tendência de:
Maior ser o ponto de fusão do composto
Maior a resistência mecânica
Maior a dureza
Maior o módulo de elasticidade
Maior a estabilidade química
Menor a dilatação térmica

As ligações iônicas conferem aos materiais cerâmicos
uma estabilidade relativamente alta.
 Possuem uma temperatura de fusão, em média
superior à dos metais e materiais orgânicos.
São também mais duros e mais resistentes à alteração
química.
Quando sólidos, são usualmente isolantes.

São também mais duros e mais
resistentes à alteração química.
Quando sólidos, são usualmente
isolantes.

Para ocorrer ligação iônica:
Diferença “grande” entre as energias de ligação dos
elétrons de valência dos elementos constituintes
do sólido
– Materiais contendo elemento dos grupos IA e IIA
com não metais dos grupos VIA e VIIA

Em temperaturas elevadas, em virtude da
maior energia térmica, conduzem a
eletricidade, porém, de forma muito
menos intensa que os metais.
Ocorre entre elementos metálicos e não-
metálicos.
Requer grande diferença de
eletronegatividade entre os elementos.

Cada espécie deve se ligar com pelo
menos dois vizinhos (do contrário só
formam gases) Ex: O2,HF...)
Exemplos importantes:
semicondutores e silicatos
– Silicatos: Si em hibridização sp3 se
liga a 4 vizinhos

As cerâmicas ligadas predominantemente
por ligações covalentes são tipicamente
duras e de alta resistência apresentando
altos pontos de fusão. Como essas ligações
são direcionais, apresentam em geral
menores densidades e menores expansões
térmicas que os compostos iônicos, para
pesos moleculares equivalentes.

Os materiais cerâmicos formados dos
grupos IA (Li, Na,K, etc...) e o VII A (F, Cl,
Br, etc...) são de caráter muito iônico mas
com baixa força entre as ligações químicas,
caracterizando compostos de baixo ponto
de fusão(para o grupo dos cerâmicos), baixa
dureza, resistência e módulo de elasticidade
e grande expansão térmica.

Já os materiais cerâmicos formados a
partir de elementos de grupos de
maior valência como Mg+2 Al+3 Zr+4
possuem ligações de caráter menos
iônico mas com alta força nas ligações
gerando compostos de alto ponto de
fusão, resistência mecânica,dureza
etc...

As ligações nos materiais cerâmicos podem
apresentar maior ou menor caráter iônico
ou covalente, dependendo do grau de
direcionalidade das ligações.Quanto maior
for a separação tanto vertical como
horizontal na tabela periódica maior a
diferença na eletronegatividade e mais
iônica será a ligação.

Possuem brilho metálico, como os
elétrons são muito móveis trocam de
nível energético com facilidade emitindo
fótons

São sempre opacos: pela mesma razão
acima mas nesse caso absorvendo a luz
incidente. Já os cerâmicos podem ser
transparentes.

O acúmulo de elétrons entre os
centros dos átomos diminui o caráter
iônico, influenciando nas propriedades
desses materiais

% de caráter iônico = {1-exp[-(0,25)(XA-
XB)2]} .100

Os materiais cerâmicos são materiais inorgânicos, não
metálicos, formados por elementos metálicos e não
metálicos, ligados quimicamente entre si
fundamentalmente por ligações iônicas e/ou
covalentes.
Exemplos:
 Carbonetos: carboneto de silício – SiC;
 Nitretos: nitreto de silício - Si3N4;
 Óxidos: alumina - Al2O3;
 Silicatos: silicato de zircónio - ZrSiO4;
 etc.

Devido à existência de planos de deslizamento
independentes, ligações iônicas e/ou covalentes e
ordem a longa distância, os cerâmicos são materiais
duros e frágeis com pouca tenacidade e ductilidade,
sendo a ruptura o mecanismo mais comum para a
maioria dos materiais cerâmicos.

Como os materiais cerâmicos são geralmente não-
dúcteis, suas características de resistência mecânica
diferem bastante das dos metais.

Um material cerâmico não-dúctil é muito resistente à
compressão porque ele não se rompe por
deslizamento, e, portanto, o comportamento à
compressão está diretamente relacionado às suas
forças interatômicas.

As ligações interatômicas fortes dos materiais
cerâmicos garantem, simultaneamente, dureza e
refratariedade.
A dureza de um material é geralmente indicada por
uma de duas escalas:
 A escala Mohs, que concerne à dureza dinâmica, ou a
dureza de corte, e ordena os materiais segundo os
resultados obtidos quando o material mais mole riscado
por outro mais duro.
 A escala Knoop, que baseia-se no grau de penetração de
um material mole por um material mais duro; é
somente um teste estático.

Ambos os ensaios, embora intimamente relacionados,
não apresentam correlação perfeita.

 A escala de Mohs é um índice de dureza simples e
grandemente empregado, porém não satisfatória para
medir a dureza dos materiais cerâmicos abrasivos, pois
todos eles possuem valores de dureza iguais ou
superiores a 9.
 A escala Knoop é um pouco mais quantitativa, pois
apresenta números disponíveis para estabelecer uma
gradação de dureza.

Outra característica importante é a ausência de
elétrons livres nos cerâmicos, o que os torna bons
isolantes térmicos e elétricos.

Suas temperaturas de fusão bastante elevadas e
grande estabilidade química lhes confere, também,
uma boa resistência à corrosão.

Os materiais cerâmicos são geralmente divididos em
dois grandes grupos: os cerâmicos tradicionais e os
cerâmicos técnicos.

Normalmente, os cerâmicos tradicionais são obtidos a
partir de três componentes básicos:
 Argila
 Sílica
 Feldspato

As telhas, tijolos, a porcelana, louça sanitária e
moldações cerâmicas são exemplos de aplicação deste
grupo de materiais.

As microestruturas destes materiais são, em geral,
polifásicas, pelo que as suas propriedades dependem
fortemente das porcentagens das diferentes fases,
assim como da sua forma e distribuição.

Deve referir-se que a preparação de amostras cerâmicas
para análise materialográfica exige a utilização de
técnicas adequadas, uma vez que a sua elevada dureza
e fragilidade tende a originar elevadas taxas de
arrancamento dos grãos durante o polimento.

 Ao contrário dos cerâmicos tradicionais, os
cerâmicos técnicos são geralmente formados por
compostos puros, ou quase puros, tal como:
 Óxido de alumínio
 Óxido de zircónio
 Carboneto de silício
 Nitreto de silício

 Como exemplos de aplicação
destes cerâmicos podem-se
citar a utilização de zircónia em facas;

O carboneto de silício em anilhas;

A alumina em painéis de fornos,
parafusos e invólucros cilíndricos
de lâmpadas de alta intensidade.

Lâmpada de iluminação com
invólucro interior em alumina.

O conjunto da lâmpada é
fechado em vácuo com um
invólucro de vidro, que protege
da oxidação todo o metal
existente no interior.

 O vidro à prova de choque - bala, pode ser incluído no
grupo do mecanismo com ligações de partículas (neste caso
um filme) dúcteis.

Entre as 4 placas de vidro
temperado foram
colocadas várias camadas
de película de PVB (poli vinil
butiral), as quais são
responsáveis por absorção de
uma grande quantidade de
energia.

Em cerâmicos transformáveis a tenacidade pode ser
aumentada por transformação alotrópica.

 Este fenômeno tem sido explorado, com bastante
sucesso, na zircónia. A zircónia pura sofre uma
transformação martensítica com a passagem da
estrutura tetragonal para monoclínica.

Esquema do
mecanismo de
aumento de
tenacidade num
cerâmico duplex,
utilizando
aglomerados de
partículas de
zircónia.

 Cerâmica Vermelha
 Materiais de Revestimento (Placas Cerâmicas)
 Cerâmica Branca
 Materiais Refratários
 Isolantes Térmicos
 Fritas e Corantes
 Abrasivos
 Vidro
 Cimento
 Cal
 Cerâmica de Alta Tecnologia/Cerâmica Avançada

Processo De Fabricação de Tijolos
 História
A Revolução Industrial trouxe a produção em massa de tijolos. As
pequenas oficinas que produziam tijolos desapareceram para dar lugar a
grandes fábricas, com fornos enormes, que tornavam a produção de
tijolos mais rápida e barata. O uso do tijolo foi generalizado; por toda a
Europa apareciavam novas fábricas que precisavam de ser erguidas e a
indústria dos tijolos expandiu-se largamente.

 Características do Tijolos
- Cerâmico
- Avermelhado
- Paralelepípedo
- Construção civil
- Maciço ou furado

 Os tijolos podem ser fabricados ou feitos a partir de :
- Argila;
- Argila xistosa;
- Silicato de cálcio ou cimento;
- Cinzas volantes;

 Tipos de Tijolos
- Maciço: tipo de tijolo sem espaços vazios.
- Burro: tipo de tijolo maciço com dimensões:0,23 x 0,11 x 0,07 m, o que lhe
permite ser disposto de várias formas, dando origem a vários tipos de
aparelhos.

-

- Manual ou tosco: é moldado manualmente.

- Furado

- Oco: é atravessado interiormente por canais longitudinais ou
transversais

Extração da argila
↓
Caixão alimentador
↓
Desintegrador
↓
Laminador
↓
Maromba
↓
Cortador
↓
Barracão
↓
Estufa
↓
Forno
↓
Carregamento
Figura 1: Fluxograma do processo de fabricação de tijolos

Extração da argila
- A argila é extraída, normalmente do fundo de um rio
próximo ao local de fabricação, esta passa por uma
fase de apodrecimento ou purificação; nesta fase, o
objetivo é livrar a argila de impurezas e substâncias
estranhas.

Logo após, a argila vai ser preparada, amassada com
água e triturada em uma máquina, conhecida como
maromba.

Figura 1: Caixão alimentador

Em seguida, a argila passa por uma esteira que a
levará até o desintegrador.

Figura 2: Desintegrador

Laminador: Laminar a argila seca.

Figura 3: Laminador

Maromba: Molhar e misturar a argila.

Figura 4: Maromba

 Cortador: Padronização do tamanho dos tijolos

Figura 5: Cortador

 Carrinhos:

Figura 11: Carrinhos

 Barracão: para firmar o tijolo

Figura 6: Barracão

Estufa: Puxa o calor do forno e joga para a estufa

Figura 7: Estufa


Figura 8 :Estufa

 Forno:

Figura 9: Fornos

 Queima:

Figura 10: Fornos

 Portas:

Figura 10: Portas

 Forno aberto:

Figura 11: Forno aberto

 Chaminé: Por onde sai o calor

Figura 12: Chaminés

 Tijolo pronto:

Figura 13: Tijolo pronto

Definição: são componentes produzidos a partir de argilas
e/ou matérias-primas inorgânicas, conformadas através da
extrusão ou prensagem e sintetizadas por meio de processo
térmico, sendo utilizados como componente principal da
camada mais externa de pisos, paredes e fachadas. As
placas cerâmicas podem ser esmaltadas ou não esmaltadas.

Plásticas: argilas plásticas, calium e argilas fundentes.

Não plásticas: filitos, fundentes feldspáticos, talco,
carbonatos (calcário, dolomito) e quartzo.

Monoqueima

Nesse processo a massa argilosa, que constitui o
suporte, e o esmalte, são queimados
simultaneamente em temperaturas elevadas
(normalmente acima de 1.000°C).
O produto possui uma melhor resistência à
abrasão superficial, resistência mecânica e
química e uma absorção de água relativamente
baixa.

Biqueima

O tratamento térmico é dado apenas ao esmalte, pois
a base ou suporte já sofreu processo de queima
anterior, tem muitas desvantagens em relação à
monoqueima, entre as quais: maior consumo de
energia, maior ciclo de produção e mão-de-obra
intensiva.

Via Seca
Utiliza apenas argilas vermelhas
Menores custos energéticos e de manutenção das
instalações
Não processa uma mistura com vários componentes
de natureza diversa simultaneamente
O pó produzido tem menor fluidez
Não forma uma mistura homogênea

Via Úmida

Mistura de várias matérias-primas em meio aquoso
Produtos de melhor qualidade
A massa gerada no processo é mais homogênea

Físicas:

 Impermeabilidade: a absorção de água tem influência
direta sobre outras propriedades. Quanto menor a
absorção de água, menor são os espaços vazios, portanto o
biscoito é mais compacto, possuindo uma maior
resistência à rupturas
 Resistência à flexão: indica a capacidade da placa em
suportar esforços exercidos por cargas, que possa levar a
rupturas

 Congelamento: resistência ao aumento do volume de água
congelada nos poros
 Resistência ao risco: indica a capacidade de resistência ao
atrito provocado por materiais com diferentes durezas
 Choque térmico: resistência as variações bruscas de
temperatura
 Resistência à abrasão: indica resistência da superfície ao
desgaste. Ocorre em placas não esmaltadas

 Químicas:

 Resistência à manchas: determina o quanto uma superfície
pode reter a sujeira e a sua respectiva facilidade de
remoção quanto submetida a produtos coloridos, oleosos
ou oxidantes, de ação penetrante
 Resistência ao ataque de agentes químicos: capacidade de
resistência a ação de produtos químicos

Eflorescência: é causada pelo excesso de umidade na
parede ou contrapiso, com aparecimento de manchas
brancas ou escuras na superfície das peças ou entre os
rejuntes

Destacamento: são caracterizados pela perda de
aderência das placas do substrato: emboço sobre
alvenaria ou peças estruturais, ou da argamassa
colante. Isso ocorre quando as tensões ultrapassam a
capacidade de aderência

Gretamento: constitui-se de uma série de aberturas
inferiores a 1,0 mm e que ocorrem em superfícies
esmaltadas das placas, dando a ela uma aparência de
teia de aranha.

Desgaste do esmalte: é causado pela especificação
errada na produção

É obtido a partir de matérias-primas de grande pureza
(praticamente as mesmas do revestimento esmaltado),
submetidas a maior tratamento térmico (1220ºC) e
pressões de compactação elevadas. Pode ser fabricado
pelos processos de via úmida ou via seca através de uma
queima rápida.

Resistência ao desgaste físico, destacando-se em seguida os
baixos valores de absorção de água, a alta resistência
mecânica, a resistência ao ataque químico, a dureza
superficial, a resistência ao congelamento, a resistência à
compressão e o isolamento a descargas elétricas estáticas (o
que faz desse material um componente insubstituível na
pavimentação de centros de cálculos, salas de operação
etc.).

 A massa é constituídas de argilas plásticas de queima
branca, caulins, quartzo e fundentes (feldspato, filito,
rochas feldspáticas, carbonatos).

 Uma outra classificação, mais usual, baseia-se no teor
em peso da água absorvida pelo corpo cerâmico.

Porcelana quando a absorção é zero (pode-se admitir
até 0,5%);

Grés são designados os materiais com baixíssima
absorção (geralmente entre 0,5% e 3%);

Louça (ou faiança, maiólica, pó-de-pedra) refere-se os
corpos mais porosos (geralmente superior a 3%).

 Porcelanas:

são fabricadas com massas constituídas a partir de
argilominerais (argila plástica e caulim), quartzo e
feldspato bastante puros, que são queimados a
temperaturas superiores a 1250 °C;
porosidade próxima a zero.

 Porcelana doméstica e de hotelaria (pratos, xícaras,
jogos de chá etc.);

 porcelana elétrica (isoladores e peças para
componentes eletroeletrônicos);

 e porcelana técnica, que apresentam elevada
resistência física ou ao ataque químico.

 Grês:
é feito a partir de matérias-primas menos puras,
podendo incluir rochas cerâmicas como granito,
pegmatito e filito como fundentes, ao invés de
feldspato puro.
Os produtos são queimados por volta de 1250 ºC e
apresentam absorção de água reduzida (geralmente
entre 0,5% e 3%).

 Os principais produtos são os artigos sanitários,
também denominados de louças sanitárias, que inclui
as diversas peças de lavatório e higiene.

 Faiança:
São compostos de massas semelhantes ao grês, mas
usualmente podem incorporar, diferentemente da
composição do grês, fundentes carbonáticos,
portadores dos minerais calcita e dolomita.
As peças são fabricadas a temperaturas inferiores a
1250 ºC e caracterizam-se pela maior porosidade (>
3%) e menor resistência do que as porcelanas e o grês.

Seus produtos incluem aparelhos de jantar, aparelhos
de chá, xícaras e canecas, peças decorativas etc.

• Este grupo compreende uma diversidade de produtos,
têm como finalidade suportar temperaturas elevadas
nas condições específicas de processo e de operação
dos equipamentos industriais, que em geral envolvem
esforços mecânicos, ataques químicos, variações
bruscas de temperatura e outras solicitações.

 Para suportar estas solicitações, foram desenvolvidos
inúmeros tipos de produtos, a partir de diferentes
matérias-primas ou mistura destas. Assim podemos
classificar os produtos refratários quanto a matéria-
prima ou componente químico principal.

 Sílica, sílico-aluminoso, aluminoso, mulita,
magnesianocromítico, cromítico-magnesiano, carbeto
de silício, grafita, carbono, zircônia, zirconita,
espinélio, entre outros.

 O desempenho de uma cerâmica refratária depende
em grande parte da sua composição.

 Para muitos materiais comerciais, os ingredientes
brutos consistem tanto em partículas grandes (ou
chamotes) como em partículas finas, as quais podem
possuir composições diferentes.

 Mediante o cozimento, as partículas finas estão
normalmente envolvidas na formação de uma fase de
ligações ou colagem, que é responsável pela maior
resistência do tijolo; essa fase pode ser
predominantemente vítria ou cristalina.

 A temperatura de serviço é normalmente inferior
àquela na qual a peça refratária foi cozida.

 A porosidade é uma variável microestrutural que deve
ser controlada para produzir um tijolo refratário
adequado.
 A resistência, a capacidade de suportar uma carga e a
resistência ao ataque por materiais corrosivos
aumentam em função de uma redução na porosidade.
Ao mesmo tempo, as características de isolamento
térmico e a resistência a choques térmicos são
diminuídas.

 Sendo assim podendo ser classificadas em :

Argila refratária;
Sílica básica;
Refratários especiais.

 Os ingredientes principais das argilas refratárias são:
argilas refratárias de alta pureza;
misturas de alumina e sílica contendo geralmente
entre 25 e 45% de alumina.
 A maior temperatura possível sem que ocorra a
formação de uma fase líquida é de 1587°C (2890°F).

 Durante o uso em serviços refratários, a presença de
uma pequena quantidade de uma fase líquida pode
ser permitida sem que haja um comprometimento da
integridade mecânica.
 Acima de 1587°C, a fração de fase líquida presente
dependerá da composição do refratário. O aumento
do teor de alumina irá aumentar a temperatura
máxima de serviço.

 Os tijolos de argila refratárias são usados
principalmente na construção de fornos, para
confirmar atmosferas quentes e para isolamento
térmico de membros estruturais contra temperaturas
excessivas.

 Para os tijolos de argila refratária, a resistência não é
habitualmente uma consideração importante, uma
vez que habitualmente não é exigido o suporte de
cargas estruturais. Normalmente, mantém-se algum
controle sobre a precisão dimensional e a estabilidade
do produto acabado.

 O ingrediente principal dos refratários à base de
sílica, algumas vezes chamados de refratários ácidos :
 a sílica.

 Podem ser atingidas temperaturas tão elevadas
quanto 1650°C (3000°F).

 A presença de mesmo pequenas concentrações de
alumina tem uma influência negativa sobre o
desempenho desses materiais refratários.
 Mesmo pequenas adições de Al2O3 reduzem a
temperatura liquidus de maneira expressiva, o que
significa que quantidade substanciais de líquido
podem estar presentes a temperaturas acima de
1600°C (2910°F).

 O teor de alumina deve ser mantido em um mínimo
possível,normalmente até entre 0,2 e 1,0% .

 São resistentes a escórias ricas em sílica (conhecidas
por escórias ácidas) e são usados com frequência
como vasos de contenção para tal.

 Eles são facilmente atacados por escórias que contém
uma proporção elevada de CaO e/ou MgO (escórias
básicas), de tal forma que o contato com esses
materiais óxidos deve ser evitado.

 Esses materiais, bastante conhecido pela sua
capacidade de suporte cargas a altas temperaturas,
são comumente utilizados nos tetos em arco de
fornos para fabricação de aços e vidros.

 Os ingredientes são:
 ricos em periclásio, ou Magnesita (MgO);
 podem conter também compostos de cálcio, cromo e
ferro.
 Neste caso a presença de sílica é prejudicial ao
desempenho desses materiais a altas temperaturas.

 Os refratários básicos são especialmente resistentes
ao ataque por escórias que contêm concentrações
elevadas de MgO e CaO.

 Aplicação em alguns fornos de soleira aberta usados
para fabricação de aços.

 Consistem em óxidos com pureza relativamente alta,
muitos dos quais podem ser produzidos com muito
pouca porosidade.

 Os elementos que incluídos nesse grupo são: alumina,
sílica, Magnesita, berília (BeO), zircônia (ZrO2) e
mulita (3Al2O3-2SiO2).

 Outros materiais incluem compostos à base de
carbeto, além do carbono e da grafita.
 O carbeto de silício (SiC) tem sido usado para fabricar
elementos de aquecimento por resistência elétrica,
como os materiais usados em cadinhos, e em
componentes internos de fornos.

 O carbono e a grafita são muito refratários, porém
encontram uma aplicação limitada devido à sua
suscetibilidade a oxidação quando exposto a
temperaturas superiores a aproximadamente 800°C
(1470°F).

 Esses materiais refratários especiais são relativamente
caros.

Os produtos deste segmento podem ser classificados em:

a) Refratários isolantes que se enquadram no segmento de
refratários;
b) Isolantes térmicos não refratários, compreendendo
produtos, tais como vermiculita expandida, sílica
diatomácea, diatomito, silicato de cálcio, lã de vidro e lã de
escória, que podem ser utilizados, dependendo do tipo de
produto até 1100ºC;

c) Fibras ou lãs cerâmicas que apresentam características
físicas semelhantes às citadas no item b), porém apresentam
composições tais como sílica, sílica-alumina, alumina e
zircônia, que dependendo do tipo, podem chegar a
temperaturas de utilização de 2000ºC ou mais.

Os isolantes tradicionais (não refratários) são
aqueles que chamamos de isolantes de massa como a
espuma de poliuretano, lã de vidro, lã de rocha e
outros que isolam as áreas do calor transferido por
condução.

Os isolantes tradicionais são normalmente
instalados na parte interna das coberturas e/ou
paredes, e absorvem o calor vindo por condução da
superfície externa dos materiais utilizados na
construção civil como metal, fibrocimento, concreto,
e outros que em geral absorvem entre 90% e 95% da
irradiação solar, fazendo com que estas atinjam
altíssimas temperaturas.

A medida que o fluxo de calor penetra através da
massa do isolante, este vai perdendo
gradualmente a temperatura;
Quanto mais eficiência quisermos obter no
isolante de massa, maior espessura teremos que
usar, fazendo com que muitas vezes o custo do
isolamento seja maior que a economia obtida.
Por ser aplicado do lado interno, além do
isolamento térmico, o isolante de massa não
agrega nenhum outro benefício à cobertura ou
superfície tratada.

O isolante cerâmico é aplicado sempre do lado
externo e devido a sua alta refletividade (varia
entre 85% e 94% dependendo do comprimento da
onda eletromagnética incidente sobre a superfície)
impede que 85% do calor da irradiação solar
penetre pela cobertura e/ou parede e passe para
dentro do ambiente. Os 15% do calor absorvido
pela camada protetora do isolante cerâmico é fácil
e rapidamente dissipado devido a sua alta
emissividade térmica (emissividade= 0,95).

Em comparação com os isolantes de massa e
outros, a superfície do isolante cerâmico será
sempre mais fria e irá absorver 70% a 80% menos
calor que os demais, com a vantagem que o pouco
calor absorvido será irradiado ou devolvido com
maior rapidez.

Quando falamos de cobertura, o fator peso passa a
ser de grande importância principalmente se a
cobertura já existe, pois o aumento da carga além
da calculada para a estrutura pode comprometer a
segurança de toda cobertura e de todos aqueles
que trabalham sob ela. Neste quesito poderíamos
dizer que o isolante cerâmico é insuperável, pois
devido a sua reduzida espessura (330 mícrons),
seu peso é de aproximadamente 250 gramas.

É importante destacar que ambos têm suas
qualidades e aplicações e nem sempre um deve
substituir o outro. Em muitos casos podem ser
aplicados em conjunto agregando seus benefícios
em um só sistema.

Existem variados materiais que são isolantes tais
como:
Lã de vidro: através do entrelaçamento das fibras,
oferece uma grande de resistência mecânica e
confere grandes índices de isolamento;

Fibra cerâmica: é muito resistente, tem uma
grande capacidade de isolamento, versátil e com
grande durabilidade. As fibras podem ser
moldadas em vácuo, entrelaçadas em mantas,
multi-agulhadas em blocos, etc.;

Silicato de cálcio é obtido da sílica diatomácea,
oxido de cálcio e fibras, é o isolante mais indicado
para aplicações em tubulações e equipamentos a
elevadas temperaturas devido ás suas
características, como resistência mecânica, a
leveza, e a grande capacidade de reter o calor, alta
resistência estrutural e insolubilidade;

Lã de rocha é um isolante por excelência quer a
nível térmico como a nível acústico, podem ser
apresentadas em placas ou em mantas, ela provem
de fibras minerais de rocha vulcânica, que
reduzem a troca de calor com o exterior, devido à
baixa condutividade térmica.;

Argila expandida muito empregue como
associado leve em lajes, aglomera a eficiência
isolante dos materiais cerâmicos.

 Vermiculita é um mineral da família das argilas micáceas,
seu aquecimento brusco até 1.000 °C provoca a evaporação
rápida da água, espoliando as lâminas e expandindo o grão
da Vermiculita em média de 8 a 12 vezes. Os espaços
vazios originados desta expansão volumétrica são
preenchidos por ar, que conferem à Vermiculita
Expandida grande leveza e isolação térmica e absorção
acústica. Como agregado para argamassa aplicada sobre
lajes ou revestimento de parede. A granel dentro de blocos
de concreto ou sob assoalhos.

Os principais produtos fabricados no Brasil são
vermiculita expandida, lã de vidro, lã de rocha, fibra
(lã cerâmica) e silicato de cálcio.

 Em ambientes com conforto térmico pode-se ter um aumento
na produtividade juntamente com a satisfação de bem estar,
além da redução de gastos com energia. Instalações como
supermercados, shoppings, cinemas, indústrias de alimentos,
frigoríficos, laboratórios farmacêuticos, indústrias têxteis e
outras, geralmente necessitam de climatização, o que torna
indispensável o uso de elementos isotérmicos.

 Desde o envoltório, as edificações podem ser isoladas de
várias formas, seja com isolamento térmico no telhado, nas
paredes externas, nas áreas com vidros reflexivos, até o
isolamento das instalações técnicas referentes aos sistemas de
ar condicionado e refrigeração.

 A eficiência de um isolamento abrange também os sistemas
de climatização e refrigeração com a isolação térmica de
tubulações onde circulam fluidos em temperaturas
diferentes da ambiente e dutos para ar condicionado.

 Além de todas as vantagens térmicas, soma-se o fato de
possibilitar uma obra estanque, durável e com alto padrão
estético. A aplicação para o interior de ambientes também é
possível sob o mesmo conceito, porém sob a forma de
divisórias. Normalmente utilizados em arquitetura de salas
limpas para os mais diferentes segmentos como a indústria
farmacêutica, veterinária, alimentícia e de embalagens, além
dos painéis com núcleos isolantes, também se utilizam
visores com vidros duplos pressurizados com gás inerte e
bandeja de sílica gel minimizando a possibilidade de
condensação interna, resultado das diferenças de
temperaturas entre ambientes

 Definição: são materiais de natureza vítrea preparadas
por fusão, em temperaturas elevadas (em torno de 1500
°C), a partir de uma mistura de matérias-primas de
natureza cristalina. Estas, durante o processo de
fabricação, formam uma massa fundida que, ao final do
processo, são resfriadas instantaneamente em ar ou
água, originando a frita propriamente dita.

O motivo principal da operação de fabricação de fritas
é converter os componentes solúveis em água de uma
composição em um vidro insolúvel mediante sua
fusão com outros componentes.

Os critérios mais importantes que podem ser
empregados na escolha das matérias-primas que
participam da composição de uma frita são:
 Custo global da formulação
 Impurezas que depreciam a qualidade da frita (compostos
de ferro e outros óxidos corantes)
 Características físico-químicas e mineralógicas que
determinam o comportamento da mistura durante a
fusão e a qualidade da frita obtida
 Homogeneidade e continuidade da qualidade e do
fornecimento.

 A corrosão do material refratário do forno, fundamentalmente por
dissolução parcial de alguns de seus componentes no vidro fundido,
foi e é um dos problemas mais graves da fabricação de vidros e fritas.
De fato, por um lado, esta deterioração permanente do revestimento
do forno obriga a sua reparação periódica, por outro, as partículas
mais resistentes ao ataque químico são arrancadas e arrastadas pelo
vidro fundido, contaminando a frita resultante.
 Para reduzir ao máximo estes problemas, os fabricantes de frita têm
seguido um caminho paralelo ao dos fabricantes de vidros,
substituindo progressivamente os refratários tradicionais por novos
refratários avançados (eletrofundidos), de porosidade aberta
praticamente nula e composição mais adequada, à medida que estes
produtos vão sendo desenvolvidos.
 A contaminação da frita, durante o processo, por partículas
metálicas (ferro, aço) é outra causa de defeitos que vem obrigando a
instalação de equipamentos de separação metálica nas fábricas de
fritas e esmaltes.

 Os vidrados (esmaltes) são camadas finas de material que
recobrem a superfície de uma peça cerâmica, denominada
suporte. Sua natureza pode ser exclusivamente vítrea ou
vitrocristalina. Este, além de impermeabilizar o suporte
cerâmico, deve possuir características técnicas e estéticas que
sejam adequadas ao uso ao qual se destina o produto.

 Vidrados preparados exclusivamente a partir de fritas →
estética em peças cerâmicas. Por exemplo: azulejos e objetos
decorativos;

 Vidrados preparados a partir de outras matérias primas e de
fritas (ou não) → características técnicas (elevada resistência
ao desgaste mecânico e ao ataque químico) e também
características estéticas adequadas ao uso;

 Além da camada de vidrado (esmalte), é habitual aplicar
entre o suporte cerâmico e a dita camada, uma outra
camada denominada engobe, que geralmente são
constituídos por fritas (20 a 40% em peso);

 Esta camada tem como principais funções:
 Formar uma camada impermeável que evite problemas devido a
porosidade do suporte (manchas de umidade, etc.).
 Favorecer um acoplamento adequado entre esmalte suporte,
evitando-se assim problemas de curvaturas indesejadas,
gretamento e descolamento.
 Obter um substrato branco e opaco que permita um
desenvolvimento ótimo dos esmaltes que são aplicados sobre ele.

• Os vidrados fritados apresentam certas vantagens sobre os
vidrados não fritados que justificam, por um lado, que nos
revestimentos se utilizem somente eles, e por outro, a
tendência a aumentar o teor de fritas em esmaltes para
pavimento. As razões mais importantes são as seguintes:

 Permite o emprego de PbO na composição, uma vez que sua
solubilidade, e conseqüentemente sua toxicidade, são reduzidas a
valores mínimos, se é utilizado em fritas de composição adequada.
 Para uma mesma composição, os vidrados fritados fundem e
maturam em temperaturas e/ou tempos de queima menores que
os não fritados, além de conferir ao produto acabado uma textura
superficial mais lisa e brilhante.

 A operação de fabricação da frita, ao reduzir a
temperatura e/ou o tempo de queima dos vidrados,
possibilita o emprego de composições com teores de
SiO2 e Al2O3 mais elevados. Isto permite a obtenção de
vidrados com melhores propriedades mecânicas e
químicas.
 Os vidrados obtidos a partir de fritas que contêm ZrO2
em sua composição são de melhor qualidade e mais
opacos que os obtidos através da adição de uma
quantidade equivalente de silicato de zircônio durante
a moagem do esmalte.
 É reduzida a tendência à sedimentação e/ou segregação
apresentada por vidrados crus que contêm materiais de
tamanho de partícula e densidade muito diferentes
entre si.

 Um corante é, em caráter geral, qualquer material que dá
cor, seja com ou sem reação total com o meio a que dá
cor.

 Irá se chamar corante cerâmico a todo material que dá
cor a um esmalte ou massa cerâmica, incluindo assim,
tanto os pigmentos e tintas, como aqueles que reagem
parcialmente com o meio e cuja coloração deve-se, em
parte, aos elementos cromóforos dissolvidos que atuam
como tinta.

 Os corantes cerâmicos devem ter grande poder de
coloração → adicionados em pequena proporção → cores
intensas;

 Pequena proporção → razões econômicas como para evitar
interferências na composição dos vidrados;

 Os corantes cerâmicos são misturas de óxidos metálicos e
sais complexos submetidos a temperaturas entre 700 e
1400°C durante 16 ou até 48 horas, dentro de caixas
refratárias.

 Após o processo, esses materiais transformados em um
composto de estrutura mineralógica diferente, são lavados
e moídos novamente.
 Esse composto tem como vantagem a estabilidade tanta da
cor quanto da fusibilidade, garantindo assim, que o
produto acabado sempre corresponda ao padrão
estabelecido.
 Os corantes são usados em teores de 5 -10% e são miscíveis
entre si.

 O processo de fabricação dos pigmentos cerâmicos
compreende as etapas:
 pesagem, mistura e moagem das matérias-primas (óxidos e outros
compostos químicos);
 acondicionamento da mistura moída em caixas refratárias;
 calcinação das caixas em fornos intermitentes, túnel ou rotativo
em temperaturas que variam de 1200 ºC a 1300 ºC;
 lavagem do material calcinado para eliminação de eventuais
materiais solúveis;
 moagem;
 ensacamento, armazenamento e distribuição.

 Os corantes permanecem insolúveis no vidro após a etapa
de queima. Deste modo, o vidrado pode ser compreendido
como uma matriz vítrea contendo partículas de tamanho
reduzido de corantes cerâmicos.

 Os corantes apresentam índices de refração diferentes da
matriz vítrea e, de acordo com sua natureza, apresentam
capacidade de absorver determinados comprimentos de
onda da luz. Assim, quando um raio de luz incide sobre
um vidrado com partículas de corante em seu interior, o
corante absorve determinados comprimentos de onda da
radiação e reflete outros.

O desenvolvimento das cores nos vidrados
cerâmicos se dá geralmente através de dois
mecanismos básicos:
 pelo desenvolvimento da cor na própria matriz vítrea -
existem duas possibilidades para a formação da cor.
Pode haver a presença de íons coloridos modificadores
da rede do vidro, ou mesmo o desenvolvimento de
colóides (que são sistemas nos quais um ou mais
componentes apresentam pelo menos uma de suas
dimensões dentro do intervalo de 1nm a 1µm) no
interior do vidro;
 pela adição de pigmentos calcinados.

Vantagens

 Óxidos corantes são pouco estáveis em temperaturas
elevadas e no meio em que se encontram imersos,
geram cores pouco constantes ou reprodutíveis;

 Os pigmentos cerâmicos são estruturas inorgânicas, as
quais são capazes de desenvolver a cor e estabilizá-la
em altas temperaturas e aos agentes químicos,
resistindo os ataques agressivos causados pelos
vidrados devido a ação fundente de seus componentes,
em outras palavras são compostos insolúveis ou que sua
solubilidade não é significativa.

 A cor obtida em um vidrado cerâmico com partículas de corante
em seu interior será determinada pelas seguintes variáveis:

 natureza do pigmento: determinará sua capacidade de
absorver e refletir determinados comprimentos de onda da
luz incidente;
 fração volumétrica do pigmento: determinará a maior ou
menor interação da luz com as partículas de pigmento,
afetando a reflexão difusa e conseqüentemente a intensidade
da cor;
 área superficial do pigmento: determinada pelo tamanho e
morfologia das partículas do corante. A interação da luz com
o corante se dá através da superfície das partículas de
corante. Quanto maior a área superficial, maior será o efeito
do corante para o desenvolvimento da cor no vidrado.

 Desta forma, controlando-se o tipo de corante a ser
empregado, o teor utilizado e sua granulometria, torna-se
possível garantir a manutenção da mesma tonalidade na
fabricação de revestimentos cerâmicos. No entanto, a
manutenção da tonalidade não garante que a aparência
das peças fabricadas será a mesma. Se as características
superficiais das peças apresentarem variações, certamente
um produto de mesma tonalidade apresentará aparência
diferente, prejudicando sua aplicação em um determinado
ambiente.

 As cerâmicas abrasivas são usadas para desgastar por
abrasão, esmerilhar ou cortar outros materiais que sejam
necessariamente mais moles. Portanto, a exigência
principal para esse grupo de materiais é a dureza ou
resistência ao desgaste; além disso, um elevado grau de
tenacidade é essencial para assegurar que as partículas
abrasivas não sejam fraturadas com facilidade.

 Ademais, podem ser produzidas altas temperaturas a
partir das forças abrasivas de atrito, de modo tal que são
desejáveis algumas propriedades refratárias.

 Os diamantes, tanto naturais como sintéticos, são
utilizados como abrasivos; entretanto, eles são
relativamente caros. Os materiais cerâmicos abrasivos
mais comuns incluem o carbeto de silício, o carbeto de
tungstênio, o óxido de alumínio e a areia de sílica.

 Óxido de alumínio são mais tenazes que de carbeto de
silício e deterioram mais lentamente, porém não são tão
duros quanto os de carbeto de silício. Carbeto de silício
são mais duros e são utilizados de maneira mais
satisfatória com materiais mais duros.

 Os materiais abrasivos são usados de várias formas –
colados a rodas de esmerilhamento, na forma de abrasivos
revestidos, e como grão soltos.

 No primeiro caso, as partículas abrasivas estão coladas a
uma roda por meio de uma resina cerâmica vítrea ou
orgânica. A estrutura da superfície deve conter alguma
porosidade; um escoamento contínuo de correntes de ar
ou de refrigerantes líquidos dentro dos poros que
envolvem os grãos do material refratário irá prevenir o
aquecimento excessivo.

 Os abrasivos revestidos são aqueles onde um pó abrasivo
reveste algum tipo de material à base de papel ou tecido;
a lixa de papel é provavelmente o exemplo mais familiar.
As madeiras, os metais, as cerâmicas e os plásticos são
geralmente lixados e polidos utilizando essa forma de
abrasivo.

 As rodas de esmerilhamento, as lixas e o polimento com
disco empregam, com freqüência, grãos soltos de
material abrasivo, os quais são colocados em contato
com o material através de algum tipo de veículo à base
de água ou de óleo. Os diamantes, o coríndon, o carbeto
de silício e o rouge (um óxido de ferro) são usados na
forma solta, ao longo de uma ampla faixa de tamanhos
de grãos.

 Devido às exigências de mercado como a racionalização
dos processos e automação, mudanças para máquinas de
controle numérico resultaram em demanda por abrasivos
mais confiáveis, de qualidade constante e com elevadas
produções, como os superabrasivos (diamantes sintéticos,
nitrito cúbico de boro) e os materiais cerâmicos de alta
performance, a base de óxido de alumínio.

 Os abrasivos de cerâmica possuem a vantagem de gerarem
uma quantidade baixíssima de resíduos, além de
proporcionarem alto rendimento e economia, devido a sua
taxa de desgaste muito pequena.

 A obtenção do óxido de alumínio abrasivo consiste na fusão da
bauxita, triturada e calcinada e após, misturada com pequena
porcentagem de coque, ferro, além de Ti e MgO2. A fusão ocorre a
uma temperatura de 1900ºC a 2000ºC em um forno elétrico a arco
por um período de 36hs, enquanto que o resfriamento pode ser de
até uma semana. O bloco formado é posteriormente fraturado e
triturado.

Estes grãos são extremamente robustos e sua
forma de cunha permite penetração rápida sem
fraturar-se ou desgastar-se excessivamente.
Portanto, é usado em materiais de alta resistência
a tração como aço e suas ligas, ferro fundido
nodular e maleável e também para materiais não
ferrosos no caso de aplicações com lixas.

São grãos abrasivos de óxido de alumínio
combinados com óxido de zircônio, constituídos
de cristais obtidos a partir da fusão de Areia
Zirconada e Alumina, a temperatura de cerca
1.900° C, seguida de resfriamento. Estes grãos
possuem arestas super afiadas que se renovam
durante o processo, cortando por muito mais
tempo com menos calor, sendo ideal para
aplicações de corte rápido e pesado.

São grãos abrasivos com uma controlada estrutura
cristalina submicrométrica derivada de um
exclusivo processo de sinterização. Possuem
dureza e resistência superiores quando
comparados aos óxidos de alumínio
convencionais, obtidos pelo processo de fusão.
Indicados para uso em materiais de difícil
retificação, em que produtividade, qualidade e
redução de custos necessitam ser maximizadas.

O carbeto de silício é uma importante cerâmica
estrutural, por sua combinação de propriedades, como
excelente resistência à corrosão, resistência a altas
temperaturas, resistência ao desgaste, alta condutividade
térmica e boa resistência ao choque térmico. utilizado na
produção de rebolos e discos de corte. A cor do carbeto
de silício varia desde um verde claro a um negro, em
função das impurezas que contém.

É um material quase tão duro quanto diamante
e usado em ferramentas para cortar metais e em
brocas de perfuração. É uma das aplicações mais
importantes do metal.

 É o abrasivo que deu origem ao nome a todos os processos de
preparação de superfície através de projeção de partículas comumente
chamado de “Jateamento de Areia”;

 Por ser um abrasivo natural, deve ser submetido a análises, devido aos
contaminantes que podem acompanha-lo desde a sua origem: dunas,
rios, pedreiras, etc.

 Para se trabalhar de modo adequado com a areia, ela deverá ser
peneirada para retirada dos grãos muito finos, que não realizam um
bom trabalho de limpeza , assim como os grãos muito grossos que
obstruem (entopem) o equipamento. Também deve ser submetido a
um processo de secagem, devido a sua grande capacidade de absolver
umidade.

 Devido a sua composição, as partículas finas liberam sílica
livre ao meio ambiente , causando uma doença irreversível
chamada “Silicose”, o que tem provocado a proibição do
uso da areia como abrasivo, na maioria dos paises
tecnologicamente desenvolvidos.

 Considerados muitas vezes a parte dos cerâmicos
 Consistem em silicatos não-cristalinos que também contêm outros
óxidos, notavelmente CaO, Na2O, K2O e Al2O3, os quais
influenciam as suas propriedades (dureza, cor)
 Os materiais vítreos, ou não-cristalinos, não se solidificam do
mesmo modo que os materiais cristalinos.
 Mediante o resfriamento, um vidro se torna continuamente mais e
mais viscoso; não existe uma temperatura definida na qual o
líquido se transforma em sólido, como ocorre com os materiais
cristalinos.
 O volume diminui continuamente em função de uma redução na
temperatura

A maioria dos vidros inorgânicos pode ser transformada de
um estado não-cristalino para um estado cristalino
mediante um tratamento térmico apropriado a alta
temperatura → devitrificação → material policristalino com
grãos finos: vitrocerâmica
Apresentam características peculiares que os fazem
interessantes para aplicações industriais e estas indicam que
os materiais vitrocerâmicos são muito adequados, em
particular, para a preparação de vidrados para pisos e
azulejos, uma vez que podem suportar o desgaste e tensões
mecânicas elevadas

Vidros: recipientes, janelas,
lentes e fibra de vidro

• Vitrocerâmicos: fogões cooktop, pisos
azulejos

Material inorgânico finamente moído que, quando
misturado a água, forma uma pasta que endurece
devido a reações e processo de hidratação e que
depois do endurecimento, conserva a sua resistência
mecânica e estabilidade.

Os constituintes fundamentais são: a cal, a sílica,
a alumina, óxido de ferro, magnésia, anidrido
sulfúrico.
A obtenção do clinker se deve a mistura das
matérias-primas que são finamente pulverizadas e
homogeneizada, e aquecidas até a temperatura de
fusão incipiente.
Formação de silicato tricálcico, silicato bicálcico,
aluminato tricálcico e ferro aluminato
tetracálcico.

Densidade: é um valor variável com o tempo,
aumentando à medida que progride o processo de
hidratação. Fenômeno nomeado de retração.
Finura: é a noção relacionada com o tamanho dos
grãos do produto. É definida por duas maneiras: pelo
tamanho máximo do grão e pelo valor da superfície
específica.

Tempo de Pega: é um fenômeno definido como o
momento em que a pasta adquire certa consistência
que a torna imprópria para o trabalho.

Resistência: é determinada pela ruptura À compressão
de corpos-de-prova realizados com argamassa.

Exsudação: é a segregação da pasta de cimento. Os
grão de cimento movimentam-se para baixo e o
excesso de água aflora na superfície.

Estabilidade: característica ligada a expansões
volumétricas indesejáveis após o endurecimento.
Calor de hidratação: calor gerado nas reações de
hidratação durante o processo de endurecimento.
Resistência aos agentes agressivos: a água e a terra
podem conter substâncias químicas que reajam
com constituintes do cimento.
Reação Álcali-Agregado: formação de produtos
gelatinosos acompanhada de expansão de volume.

1.Cimento Portland Comum CP I e CP I-S (NBR 5732)
Sem quaisquer adições além do gesso.
Aplicações: É adequado para o uso em construções de
concreto.

2. Cimento Portland CP II (NBR 11578)
O Cimento Portland Composto é modificado. Este
cimento apresenta melhor resistência ao ataque dos
sulfatos contidos no solo.
Aplicações:Recomendado para obras correntes de
engenharia civil sob a forma de argamassa, concreto
simples, armado e protendido, elementos pré-moldados e
artefatos de cimento. Veja as recomendações de cada tipo
de CP II:

a) Cimento Portland CP II-Z (com adição de material
pozolânico)
O concreto feito com este produto é mais impermeável e
por isso mais durável.
Aplicações:Empregado em obras civis em geral,
subterrâneas, marítimas e industriais.

b) Cimento Portland Composto CP II-E (com adição
de escória granulada de alto-forno)
Aplicações: Recomendado para estruturas que exijam um
desprendimento de calor moderadamente lento ou que
possam ser atacadas por sulfatos.

c) Cimento Portland Composto CP II-F (com adição
de material carbonático - fíler)
Aplicações: em geral. Pode ser usado no preparo de
argamassas de assentamento, revestimento, dentre outros.

3. Cimento Portland de Alto Forno CP III – (com escória
- NBR 5735)
Apresenta maior impermeabilidade e durabilidade, baixo
calor de hidratação, alta resistência à expansão, resistente a
sulfatos.
Aplicações:Pode ser aplicado em argamassas de
assentamento, revestimento e outras. É particularmente
vantajoso em obras de barragens, pavimentação de estradas,
pistas de aeroportos e outros.
4. Cimento Portland CP IV – 32 (com pozolana - NBR
5736)
O concreto feito com este produto se torna mais
impermeável, mais durável, apresentando resistência
mecânica à compressão.
Aplicações: É indicado em obras expostas à ação de água
corrente e ambientes agressivos.

5. Cimento Portland CP V ARI - (Alta Resistência
Inicial - NBR 5733)
Este cimento ao reagir com a água adquire elevadas
resistências.
Aplicações: Recomendado no preparo de concreto e
argamassa para produção de artefatos de cimento em
indústrias de médio e pequeno porte.

6. Cimento Portland CP (RS) - (Resistente a sulfatos -
NBR 5737)
O CP-RS oferece resistência aos meios agressivos
sulfatados, como redes de esgotos de águas servidas ou
industriais, água do mar e em alguns tipos de solos.
Aplicações: Pode ser usado pisos industriais, pavimentos,
argamassas e concretos submetidos ao ataque de meios
agressivos, como estações de tratamento de água e
esgotos.

7. Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC)
- (NBR 13116)
Cimento com baixo calor de hidratação, determinado pela
sua composição – fases do clínquer.
Aplicações: Este tipo de cimento tem a propriedade de
retardar o desprendimento de calor em peças de grande
massa de concreto, evitando o aparecimento de fissuras de
origem térmica, devido ao calor desenvolvido durante a
hidratação do cimento.

8. Cimento Portland Branco (CPB) – (NBR 12989)
Classificado em dois subtipos: estrutural e não estrutural.
Aplicações:
Estrutural: aplicado em concretos brancos para fins
arquitetônicos.
Não estrutural: em rejuntamento de azulejos e em
aplicações não estruturais.

Definição: é um aglomerante aéreo, ou seja, é um
produto que reage em contato com o ar. Nesta reação,
os componentes da cal se transformam em um
material tão rígido quanto a rocha original (o calcário)
utilizada para fabricar o produto.

Cal virgem: produto que resulta as dissociação
térmica do calcário/ dolomito/ concha calária.
Quando provém de rochas carbonatadas
puras, a cal virgem é um produto inorgânico
branco. Dividido em:
 Cal cálcica: alto teor de óxido de cálcio;
 Cal dolomítica: relação entre os óxidos de
cálcio e de magnésio igual a molecular;
 Cal magnesiana: teor de magnésio
intermediário entre a cal cálcica e dolomítica.

Cal hidratada: pó seco obtido da hidratação da cal
virgem, constituída de hidróxido de cálcio e hidróxido
de magnésio, ou ainda de uma mistura entre estes
componentes.

Cal hidráulica: pode ser classificada como um produto
intermediário entre a cal virgem e o cimento portland.

Propriedades

Volume: o aumento do volume em estado de
pasta se deve ao cal reter consideravelmente água
livre.

Sedimentação: o encharcamento prévio da cal
hidratada retarda a sedimentação, enquanto o
cloreto de cálcio aumenta a solubilidade.

Plasticidade: propriedade em que a cal hidratada
tem de adquirir determinadas formas, por efeito
de uma ação exterior.

Retenção de água: capacidade da cal hidratada de
conter e reter água, que resiste à sucção.

Estabilidade: probabilidade das partículas
deformarem a superfície do reboco. A falta de
estabilidade é atribuída à presença de partículas
mais grosseiras.

Tintas: como pigmento branco, a cal hidratada tem
excelente poder de cobertura como componente de tintas.
A cal pode ser utilizada somente com água, mas a adição
de certos produtos pode melhorar a qualidade das pinturas

Estabilização do solo: a adição de cal é uma das mais
antigas técnicas utilizadas, a fim de estabilizar o solo para
suportar a obra. Mas inicialmente é preciso verificar a
presença de águas subterrâneas ou profundas, águas
superficiais, qualidade do ar, variação de temperatura e
esforços mecânicos da obra.

Argamassa: é aquela massa colocada nas paredes, antes
da pintura, geralmente composta de cal hidratada, areia
e água, muito utilizada pelo setor da construção civil no
"acabamento" das obras. O papel da cal nesta mistura é
justamente unir os outros materiais, servindo como um
aglomerante para formar aquela "pasta" que o pedreiro
"cola" na parede. Por ser um produto muito fino, a cal,
funciona como um perfeito lubrificante, que reduz o
atrito entre os grãos da areia presentes na argamassa,
proporcionando uma boa "liga" à massa, ainda fresca, o
que permite uma melhor aplicação.

A necessidade de aprimoramento de tecnologia em
diversas áreas, como aeronáutica e eletrônica, passaram a
exigir cerâmicas como matérias primas mais sofisticadas →
surge as Cerâmicas Avançadas
Principal diferença → é fundamentalmente a maior
exigência
 Procura-se diminuir o número de variáveis envolvidas:
Trabalhando com matérias-primas relativamente puras
Processos rigorosamente controlados
Sofisticadas técnicas de caracterização

 Fundamentalmente, as cerâmicas avançadas e as tradicionais
são iguais → as duas podem ser aplicadas para o mesmo fim
 Porém, o número de varáveis e a faixa de variação no
processamento de cerâmicas tradicionais é maior do que em
cerâmicas avançadas. Isso faz com que muitas vezes os sistemas
utilizados em cerâmicas tradicionais sejam tão complexos que
inviabilizam a aplicação precisa das teorias de cerâmicas
avançadas.
 Sob esse aspecto pode-se afirmar que as cerâmicas tradicionais
são mais complexas que as avançadas.
 Conseqüência → as propriedades não são tão boas como
poderiam ser e há variação das propriedades das cerâmicas
tradicionais, de uma peça para outra, que é consideravelmente
maior. Entretanto, as aplicações que se destinam as cerâmicas
tradicionais são compatíveis com essas propriedades

Podem apresentar os mais diferentes formatos, sendo
classificados de acordo com suas funções:
eletroeletrônicos, magnéticos, ópticos, químicos, térmicos,
mecânicos, biológicos e nucleares

Exemplos de materiais: naves espaciais, satélites, usinas
nucleares, materiais para implantes em seres humanos,
aparelhos de som e de vídeo, suporte de catalisadores para
automóveis, sensores (umidade, gases e outros),
ferramentas de corte, brinquedos, acendedor de fogão, etc

As principais demandas de cerâmicas avançadas provêm
da indústria automobilística e aeroespacial
Vantagens sobre ligas metálicas:
Capacidade de suportar maiores temperaturas de
operação, o que aumenta a eficiência do combustível;
Excelente resistência contra desgaste e corrosão;
Menores perdas por atrito;
Possibilidade de operação sem um sistema de
refrigeração;
Menor densidade que resulta em diminuição do peso
total do motor.

Os setores de cerâmica vermelha, refratários e
vidrados, revestimentos e mesmo os setores de louças
e sanitários são extremamente importantes para o
mercado nacional, tendo participação no PIB
(Produto Interno Bruto) de 1,0%. O total do setor
soma US$ 6,29 bilhões por ano.

 O setor industrial da cerâmica é bastante diversificado,
tendo como principais segmentos:

 cerâmica vermelha;  louça de mesa;
 materiais de revestimento;  cerâmica artística;
 materiais refratários;  filtros cerâmicos de
 louça sanitária; água;
 isoladores elétricos  isolantes térmicos.

de porcelana;

No Brasil existem todos estes segmentos, com maior
ou menor grau de desenvolvimento e capacidade de
produção.
Além disso existem fabricantes de matérias-primas
sintéticas para:
 cerâmica (alumina calcinada, alumina eletrofundida,
carbeto de silício e outras);
 de vidrados e corantes;
 gesso;
 equipamentos;
 e alguns produtos químicos auxiliares.

O desenvolvimento tecnológico tem sido constante,
principalmente no setor de revestimentos, e a
perspectiva de crescimento, tanto no mercado
interno, quanto no mercado de exportação é
iminente.

Resistentes em temperaturas elevadas:
 Turbinas;
 Turbo-compressores;
 Trocadores de calor.

 No setor químico da indústria alimentícia, podem atuar
como sensores de gases:
 Alarme de vazamento de gases;
 Sensor de oxigênio em peças automotores.

Segmento de embalagens
 Fabricação de produtos cerâmicos não refratários
utilizados como embalagem que entram em contato
com alimento.

Bauxito
 Obtêm-se produtos de composição total ou parcial do
seu material, tais como:
Hidróxido de alumínio, alumina calcinada e sulfato de
alumínio;
Cimento aluminoso.

Dolomita e Feldspato
 Fabricação de vidro;
 Placas cerâmicas;
 Isoladores elétricos de porcelana;
 Louça sanitária.

Alumina Calcinada
 Material elétrico: tubos de alumina translúcida para
lâmpada de vapor de sódio, isoladores, interruptores,
receptáculos, etc.

Cimento Aluminoso
 São sempre utilizados em mistura com agregados
refratários para obtenção dos concretos.

Mulita Sintética
 fornos de redução de ferro-ligas;
 fornos de fusão de cobre;
 fornos de vidro;
 regeneradores de indústrias
siderúrgicas;
 cuba e rampa de altos fornos;
 confecção de moldes para
microfusão;
 vagonetas de fornos cerâmicos;
 mobílias de fornos cerâmicos;
 tubos (rolos) para fornos a rolo.

Próteses e Implantes:

Ônibus Espacial:

Na área de joalharia:

Um super vidro (vitrocerâmicos) que pode suportar
cinco mil horas de exposição a temperaturas de até
560 graus.

Materiais cerâmicos são uma combinação de minerais não-
metálicos (formam óxidos, nitretos e carbetos)
Geralmente a ligação predominante é iônica
Geralmente são isolantes de calor e eletricidade
São mais resistentes à altas temperaturas do que metais e
polímeros (PF alto)
Com relação às propriedades mecânicas as cerâmicas são
duras, porém frágeis
Em geral são leves

É quase impossível abrir os olhos sem ver um produto
cerâmico
Quando pessoas em geral falam sobre cerâmicas,
usualmente estão referindo-se a artefatos de cerâmica tais
como pratos, vasos, objetos de arte, etc. São cerâmicos,
porém fornecem uma idéia pouco precisa sobre a
dimensão e o universo da indústria de cerâmica nos dias
atuais.
Cerâmicas estão por toda parte - nos carros que dirigimos,
nos edifícios que moramos e nas calçadas que pisamos,
utilizadas por dentistas, o vidro, em suas milhares de
permutações, resistores e capacitores, como a memória em
computadores, etc.

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