Materiais Cermicos

FATEC So Paulo Faculdade de Tecnologia de So Paulo

MATERIAIS DE CONSTRUO CIVILCermica, madeira e metais.

Ftima Aparecida Santos 0621099

Edifcios - Noturno

So Paulo, 28/04/2008.

Sumrio41. Materiais Cermicos

4Introduo

4Classificao das argilas

5Plasticidade da argila

5Resistncia da argila

6Impurezas

6Fabricao de produtos cermicos

6Explorao das jazidas

7Tratamento da matria-prima por processos naturais

7Moldagem

8Secagem

8Queima

9Produtos cermicos para a construo civil

9Tijolos

9Telhas

10Manilhas

10Ladrilhos

10Aparelhos Sanitrios

10Azulejos

11Refratrios

122. Madeira

12Introduo

13Classificao das madeiras

13Produo

13Corte

13Toragem

13Falquejo

14Desdobro

14Aparelhagem

14Propriedades fsicas e mecnicas da madeira

15Caractersticas fsicas

16Propriedades mecnicas

16Madeiras para a construo civil

16Madeira reconstituda

16Madeira aglomerada

17Madeira compensada

183. Metais

18Introduo

18Propriedade dos metais

18Aos

20Ferro fundido

21Metais no ferrosos

21Alumnio

22Cobre

23Chumbo

234. Bibliografia

1. Materiais Cermicos

Introduo

Os produtos cermicos so materiais de construo, obtidos pela secagem e cozimento de materiais argilosos. A meteria-prima empregada na fabricao de produtos cermicos so as argilas e os desengordurantes, sendo as primeiras a matria ativa, e os segundos os materiais inertes que diminuem a plasticidade.

Denomina-se argila ao conjunto de minerais, composto principalmente de silicatos de alumnio hidratados, que possuem a propriedade de formarem com a gua uma pasta suscetvel de conservar a forma moldada, secar e endurecer sob a ao do calor.

So muitos os materiais argilosos, mas somente trs tm importncia para a fabricao de produtos cermicos: a caulinita, a montmorilonita e a ilita, todas com estrutura laminar ou folicea.

Os produtos cermicos, apesar da guerra movida por outros materiais de construo, continuam em uso e em evidncia merc de suas qualidades de resistncia mecnica, durabilidade, esttica, conforto e preo relativamente barato.

Classificao das argilas

As argilas classificam-se, segundo a sua estrutura, em:

1. Estrutura laminar ou folicea, e

2. Estrutura fibrosa.

Somente as de estrutura laminar so usadas na fabricao de produtos cermicos. As caulinticas so as mais puras e usam-se na indstria de refratrios, porcelana e cermica sanitria. As montmorilonitas so poucas usadas; muito absorventes e de grande poder de inchamento, so misturadas com as caulinticas para corrigir a plasticidade. As micceas so as mais abundantes e as mais empregadas na fabricao de tijolos.

Conforme o seu emprego so praticamente constitudas de caulim puro, e aps o cozimento tm cor branca translcida. Infusveis a temperatura elevadas so utilizadas para a fabricao de porcelanas.

As refratrias, tambm muito puras, no se deformam temperaturas de 1500C e tm baixo coeficiente de condutibilidade trmica; so usadas para revestimentos de fornos.

As fusveis so as mais importantes, deformam-se e vitrificam-se a temperaturas inferiores a 1200C. So fusveis as figulinas, que tm cor cinza-azulado e so timas para tijolos e telhas; os grs que tm alta percentagem de mica, cor cinza-esverdeado e so empregados na fabricao de material sanitrio ordinrio; as margas, argilas calcrias usadas na produo de cimento; e o barro, argila ferruginosa amarelo-avermelhada, para tijolos e telhas.

Plasticidade da argila

a propriedade do corpo que, submetido a fora determinada, se deforma e conserva indefinidamente a deformao quando se anula a fora. Semelhante ductilidade e maleabilidade dos metais quanto aos efeitos, diferenciando-se quanto intensidade da fora produtora, o estado plstico intermedirio entre slido e lquido, com propriedades dos dois.

A plasticidade nas argilas varia com a quantidade de gua. A argila seca tem plasticidade nula; molhando-a, ela vai ganhando plasticidade at um mximo; com mais gua, as lminas se separam, a argila perde a plasticidade e se torna um lquido viscoso.

Do ponto de vista da consistncia as argilas dividem-se em: muito moles (vazas), moles, mdias, rijas e duras. Quantitativamente, definido como a relao da diferena entre o limite de liquidez e a umidade natural, para o ndice de plasticidade.

1. Muito mole quando corre com facilidade entre os dedos, ao ser apertada na mo;

2. Mole a que facilmente moldada pelos dedos;

3. Mdia - a que requer esforo mdio para a moldagem pelos os dedos;

4. Rija quando requer grande esforo para ser moldada;5. Dura a que no pode ser moldada pelos dedos e ao ser submetida a grande esforo se desagrega ou perde sua estrutura original.

Resistncia da argila

As caractersticas principais da argila so a plasticidade quando mida e a resistncia quando seca.

A composio granulomtrica da argila tem ntima relao com sua resistncia no estado seco ao ar. Na preparao industrial das pastas adiciona-se gua s argilas para que possam ser moldadas. Esta gua de amassamento no foi levada em conta no estudo da desidratao, porm ela eliminada a baixas temperaturas (100C).

A eliminao total da gua das argilas na prtica feita em duas fases: na primeira, a baixas temperaturas, eliminada a gua de amassamento e parte da zeoltica a secagem; e na outra elimina-se o resto da gua zeoltica e a de constituio a queima. Quando perde toda a gua, a argila adquire dureza e sonoridade, aumentando a porosidade.

ImpurezasA cor vermelha devida ao xido frrico.

Algumas impurezas melhoram a resistncia, aumentam a plasticidade e a refratariedade. s vezes ocasionam defeitos sobre a argila crua ou sobre o produto cozido.

Se a argila vai ser usada para porcelana fina e branca, no pode conter xido de ferro; se para material refratrio, no pode conter fundentes.

O efeito depende da natureza, porcentagem, tamanho e forma dos gros, tanto da argila como das impurezas, bem como da temperatura da queima, durao da secagem e atmosfera do forno.Fabricao de produtos cermicos

A fabricao dos produtos cermicos compreende vrias fases, desde a explorao do barreiro e tratamento prvio da matria-prima, passando pela homogeneizao, moldagem e secagem do material at sua queima.Explorao das jazidas

Quando se tem em vista a explorao de uma jazida de argila, deve-se inicialmente fazer um estudo completo das caractersticas do material que se vai explorar e do volume de que se poder dispor.

Na extrao da jazida deve-se cuidar fundamentalmente do escoamento das guas e da colocao dos escombros.

As escavaes de uma jazida podem ser conduzidas de duas maneiras:

1. Escavaes por sangas neste caso procura-se inverter a disposio natural dos materiais, colocando-se a argila sobre o material estril;

2. Escavao por rampas quando a topografia do local o permite. Na escavao por rampas h grande facilidade para escoamento das guas e eliminao dos escombros.

Tratamento da matria-prima por processos naturais

Compreendem geralmente a mistura, meteorizao, amadurecimento, apodrecimento e levigao da matria-prima.

1. Mistura: A argila, uma vez extrada, deve ser misturada com outras ou com desengordurantes, tendo em vista as correes relacionadas com a plasticidade ou outras caractersticas essenciais.

2. Meteorizao: Consiste o processo em submeter a argila recm-extrada ao dos agentes atmosfricos. A argila disposta em camadas alternadas com um desengordurante, cada conjunto com espessura total de 80 cm.3. Amadurecimento: Para a fabricao de produtos mais delicados, o tratamento da pasta tem que ser muito mais cuidadoso, requerendo distribuio a mais uniforme possvel da umidade na pasta.

4. Apodrecimento: Consiste em deixar-se a pasta em ambientes abrigados e frios, sem circulao de ar e com pouca luz, procurando manter-se a pasta com umidade constante.

5. Levigao: Processo de lavagem e purificao por decantao. Trata-se tambm de um tratamento muito dispendioso, empregado quando as argilas devem apresentar uma determinada pureza para a fabricao de peas especiais.Moldagem

Esta operao de fabricao de produtos cermicos est estritamente relacionada com o teor de gua na pasta de argila. Quanto maior a quantidade de gua, maior a plasticidade e mais fcil a moldagem, que poder ser realizada com economia de energia; a conseqncia, no entanto, ser a inevitvel contrao na secagem e deformaes no cozimento, bem como aumento de consumo de combustvel.

Os mtodos de moldagem de produtos cermicos so trs: o da argila mole, o da argila rija e o da prensagem a seco, utilizando-se respectivamente em cada um deles pastas brandas, pastas duras e pastas secas.

Estes processos mecnicos aliam, maior produo em menor tempo, as vantagens de economia de espao, pois o material sai do moldador com alguma consistncia e, dada sua fraca umidade, pode ser empilhado, alm da reduo dos inconvenientes da retrao e deformao na secagem e queima.

Secagem

A secagem natural feita colocando o material moldado em lugares de franco acesso de ar e protegidos de ventos e raios de sol. A perda de umidade acompanhada pela contrao do produto cermico, sendo esta tanto maior quanto maior o grau de umidade da argila.

Os produtos cermicos, na secagem, devem ser empilhados, de modo a oferecer todas as faces a um contato com o ar, no devendo ser colocados em prateleiras de materiais absorventes, pois a diferente retrao das faces originar distores.Queima

Durante a queima do-se transformaes estruturais da argila, o que obriga a uma marcha de aquecimento e esfriamento tpica para cada produto. Se a queima for feita em marcha lenta, os perigos em grande parte sero afastados, mas haver um gasto excessivo de combustvel. A queima rpida economicamente interessante, mas a qualidade do produto pode se ressentir.

A queima dos produtos cermicos feita em trs ou quatro dias. A operao pode ser dividida em trs estgios: desidratao, oxidao e vitrificao. No primeiro perodo, a gua contida nos poros evaporada, sendo que parte da matria carbonosa queimada. Um rpido aquecimento causa geralmente defeitos nas peas. Este perodo se completa a uma temperatura de 700C; no segundo perodo, que completado aos 900C, toda matria combustvel consumida.

A vitrificao no ocorre nos tijolos comuns, mas a temperatura elevada (1200C) at o inicio da vitrificao. Chama-se vitrificao a contrao e fechamento dos poros da argila pela queima.

Produtos cermicos para a construo civil

Os produtos cermicos podem ser classificados de acordo com a seguinte classificao: materiais de argila, materiais de loua e materiais refratrios.

Os materiais de argila so assim classificados porque o principal e freqentemente nico constituinte a argila, geralmente apresentando xido de ferro. A identificao como cermica vermelha provm do fato de ser esta sua colorao mais comum, devida ao xido de ferro.

Tijolos

Os tijolos so materiais de largo uso na construo de edifcios. So produzidos em todas as regies do pas, por processos que vo do mais rude empirismo aos mais evoludos mecanicamente. Por este processo, a pasta de barro, depois de convenientemente amassada, moldada por extruso, cuja fieira contnua cortada no comprimento desejado. Os tijolos so secos sombra ou artificialmente, antes do cozimento que feito em fornos intermitentes e contnuos. Deste modo desenvolveram-se formas mais aperfeioadas para o produto e melhoraram sua qualidade. Os tijolos devem ser leves, resistentes e de fcil manejo. So aplicados nos edifcios para a construo das alvenarias das paredes divisrias e de fachadas, representando cerca de 15% do valor total da construo. Nas pequenas construes, os tijolos funcionam como elemento de sustentao do teto e cobertura.

Telhas

Os produtos cermicos so empregados como material de cobertura sob a forma de telhas que podem ser: curvas (coloniais portuguesas ou rabes), planas (ou de escamas) e de encaixe (francesas ou Marselha) e devem apresentar as seguintes caractersticas: 1. Regularidade de forma e dimenses;2. Arestas finas e superfcie sem rugosidade;

3. Homogeneidade de massa, com ausncia de trincas, fendas, etc;

4. Cazimento parelho;

5. Fraca absoro de gua e impermeabilidade;

6. Peso reduzido

7. Resistncia mecnica flexo.

Manilhas

Os tubos cermicos para conduo de esgotos sanitrios, remoo de despejos industriais e canalizao de guas pluviais so produtos cermicos vidrados ou gresificados. Podem ser vidrados externa ou internamente, ou apenas na parte em contato com os lquidos.

Os tubos de grs so moldados por extruso em mquinas verticais. Depois da secagem, numa fase adiantada do cozimento, lanado cloreto de sdio no interior do forno, o qual produz sobre a superfcie das peas uma capa mais avanada de material vitrificado.

Ladrilhos

Os ladrilhos cermicos so moldados pelo mtodo da prensagem a seco, cuidando-se de preencher bem o molde para obter peas de espessura uniforme e igualmente prensadas. Os ladrilhos cermicos so geralmente de cor vermelha, podendo apresentar coloridos com o uso de pigmentos adequados. So durveis, resistentes aos cidos e de elevada resistncia ao desgaste.

Aparelhos Sanitrios

Os aparelhos sanitrios de material cermico so de vrios tipos: bacias sanitrias, lavatrios e mictrios.

Quanto ao material empregado na sua confeco, os aparelhos cermicos so divididos em dois grupos:

1. Aparelho de p de pedra ou de fiana com corpo branco ou colorido artificialmente, vitrificado, com textura fina e grossa.

2. Aparelhos de grs branco tambm chamados de porcelana sanitria, porcelana branca ou de grs cermico, com o corpo branco ou colorido artificialmente, vitrificado, porm de textura fina e no porosa. Azulejos

Os azulejos normalmente so constitudos de duas camadas: uma de argila selecionada, de espessura grande, e outra fina, de um esmalte que recobre uma das faces e que lhe proporciona impermeabilidade e alta durabilidade. O azulejo tem por funo revestir outros materiais, dando proteo e bom acabamento.

importante que apresentem dimenses uniformes, para permitir a colocao com junta corrida. So classificados ao sair da fbrica, pelas dimenses e, quando coloridos, pela tonalidade da cor.Refratrios

Os refratrios so matrias resistentes a altas temperaturas sem sofrer variaes de volume significativas, sem amolecer e resisti a ao dos gases quentes. Alm destas condies, os refratrios devem atender os devidos requisitos:

1. Boa resistncia compresso em altas temperaturas;

2. Apresentar uniformidade ao aquecimento e resfriamento;

3. Ser resistentes aos vapores, aos cidos e s escrias em temperaturas elevadas;

4. Ser resistentes oxidao e a reduo.

A moldagem dos tijolos refratrios feita por prensagem. Peas especiais so feitas por enchimento dos moldes mo. A queima levada a temperaturas superiores do cozimento dos tijolos comuns.2. MadeiraIntroduo

A madeira provavelmente o mais antigo material de construo utilizado pelo Homem. Procedeu a prpria pedra, tendo sido usada nas construes palafticas. As facilidades de adaptao aos fins previstos permitiram o seu emprego por populaes primitivas, mesmo com os escassos meios ento disponveis.

Apresenta como material de construo, toda uma srie de vantagens, dificilmente reunidas noutro material:

1. Pode ser trabalhada com ferramentas simples e ser reempregada vrias vezes;

2. Foi o primeiro material empregado, capaz de resistir tanto a esforos de compresso e trao;

3. Tem massa especfica baixa e grande resistncia mecnica;

4. Permite fceis ligaes e emendas;

5. No estilhaa quando golpeada;

6. Apresenta boas condies naturais de isolamento trmico e absoro acstica;

Em contraposio, apresenta as seguintes principais desvantagens:

1. bastante vulnervel aos agentes externos, e sua durabilidade, quando desprotegida limitada;

2. combustvel;

3. Mesmo depois de transformada, quando j empregada na construo, a madeira muito sensvel aos agentes ecolgicos;

4. Formas limitadas, alongadas, de seo transversal reduzida.

Estes inconvenientes fizeram com que a madeira fosse, em determinada poca, suplantada pelo ao e pelo concreto armado, e relegada execuo de estruturas provisrias, cimbres e formas.Classificao das madeiras

Por sua vez, as madeiras podem ser classificadas de vrias formas. Uma delas, adaptada s finalidades tecnolgicas, : madeiras finas empregadas em marcenaria e em construo corrente, na execuo de esquadrias, marcos; madeiras duras ou de lei empregadas em construo, como suportes e vigas; madeiras resinosas empregadas quase que exclusivamente em construes temporrias ou protegidas de intemperismo e madeiras brandas de pequena durabilidade, porm de grande facilidade de trabalho, no so usadas em construo.

Produo

A produo das madeiras se inicia com o corte ou derrubada das rvores e prossegue normalmente com a toragem, o falquejo, o desdobro e o aparelhamento das peas.

Na explorao racional de reservas florestais, a operao do corte precedida pela prospeco e dendometria, que tratam do aproveitamento econmico, avaliao e cubagem dos espcimes a serem abatidos.

Corte

O corte deve ser realizado em pocas apropriadas, geralmente no inverno. A poca do corte no influi sobre a resistncia mecnica da madeira produzida, mas tem grande importncia para sua durabilidade. A madeira cortada durante o inverno seca melhor e mais lentamente, evitando o aparecimento de fendas e rachas que so vias de acesso para os agentes da deteriorao.

Toragem

A rvore abatida e desgalhada traada em toras de 5 a 6 metros para facilitar o transporte. Em algumas espcies de rvores, as toras so descascadas e descortiadas nesta oportunidade.

Falquejo

Antes da operao seguinte, as toras podem ser falquejadas ou falqueadas. Cada tora fica, assim, com uma seo aproximadamente retangular pela remoo de 4 costaneiras.

Desdobro

Desdobro ou desdobramento a operao final na obteno de madeira bruta. realizada nas serrarias com serra-fitas contnuas (denominadas serra de centro, de arteso), ou com serra alternativa (de engenho) que podem ter a lmina horizontal, vertical ou vrias lminas paralelas.

Dois ao os principais tipos de desdobro: desdobro normal, em pranchas paralelas aos anis de crescimento e desdobro radial ou quartos, normal aos anis de crescimento.Aparelhagem

Das pranchas com um, dois ou trs fios de serra ao alto ou a baixo, so obtidas peas de madeira serrada com bitolas comerciais.Nome da peaDimenses em cmLargura em cm

Prancho>7,0>20,0

Prancha4,0 7,0>20,0

Viga>4,011,0 20,0

Vigota4,0 8,08,0 11,0

Caibro4,0 8,05,0 5,0

Tbua1,0 4,0>10,0

Sarrafo2,0 4,02,0 10,0

Ripa