Implicaciones relacionadas con la función social

Após a etapa de sinterização as peças passam primeiramente por uma classificação visual e em seguida pela avaliação das propriedades físicas, químicas e mecânicas (CAMPREGHER, 2005).

Na inspeção visual os blocos devem apresentar coloração avermelhada de boa qualidade, não foi dnetectado presença de coração negro em nenhum dos blocos cerâmicos produzido. Conforme Junge e Hauck (1997 apud CARNIN, 2008, p. 22), “produtos produzidos com adição de resíduos contendo pó de carvão podem apresentar coração negro” e este é formado, dependendo da quantidade de substâncias voláteis, pela falta de O2, ou seja, o ambiente fica com atmosfera redutora, conseqüentemente o carbono contido no pó de exaustão não é liberado em forma de CO2, ficando preso na massa cerâmica (Figura 6).

Figura 6 – Aspecto de bloco cerâmico com formação de coração negro.

Fonte: Primária, 2014.

Segundo REED (1995 apud CAMPREGHER, 2005, p.25), “as propriedades dos materiais cerâmicos são determinadas pelas características atômicas e microestruturais dos materiais que os compõem. Estas características podem ser controladas pela seleção das matérias-primas, processo de fabricação e produto. É fundamental o controle para que os defeitos microestruturais sejam minimizados”.

(a) Retração linear: O volume da peça prensada seca é a soma do volume das partículas sólidas e dos poros entre as mesmas. Na queima, durante o aquecimento, inicia-se um processo de formação de fases líquidas no interior do produto, em decorrência da fusão parcial dos componentes menos refratários presentes na massa. À medida que se aumenta a temperatura de queima, o volume de fases líquidas também aumenta. Além disso, o aumento da temperatura provoca a redução da viscosidade das fases líquidas, facilitando assim o seu “escorrimento” para dentro dos espaços vazios entre as partículas que ainda não se fundiram (RIBEIRO, 2008).

Durante o preenchimento dos espaços vazios, por forças de capilaridade, a fase líquida provoca a aproximação das partículas. Essa aproximação, por sua vez, resulta em uma diminuição do volume de poros e na retração da peça. A retração linear de queima depende fundamentalmente da densidade aparente da peça, da composição da massa e das condições de queima (MELCHIADES et al., 2001, apud RIBEIRO, 2008, p. 40).

A dilatação térmica dos materiais cerâmicos varia conforme sua energia interna. Geralmente, o coeficiente de dilatação térmica é maior em temperaturas mais elevadas. Também é admissível dizer que, quanto maior é a temperatura de fusão de um material, menor é a sua dilatação térmica (ABIKO, 1988, apud BITENCOURT, 2004, p.11).

Os movimentos de temperatura e umidade ocorrem ao mesmo tempo e podem ser considerados conjuntamente. O maior aumento no comprimento ocorre no calor com tempo úmido, e o maior decréscimo no frio com tempo seco. Depois que os blocos cerâmicos são retirados dos fornos eles sofrem leve expansão que vai decrescendo com o tempo. Em alguns blocos a expansão ocorre em até seis meses, porém em outros, continua por muitos anos numa razão reduzida. Isto não ocorre da mesma maneira em todos os tipos de blocos, logo é necessário o conhecimento do material local para que seja admitida uma tolerância. Esta expansão e retração ocorre também com a mudança de temperatura (COWAN E SMITH, 1988 apud BITENCOUT, 2004, p.11).

Os materiais cerâmicos absorvem consideráveis quantidades de água, o que causa uma pequena expansão. As principais desvantagens disso são: aumento de peso para estruturas de alvenaria; risco da umidade ser transferida para o interior; descoloração temporária e eflorescência. Como a composição das argilas e, portanto, dos blocos cerâmicos varia de um lugar para outro, assim o comportamento dos mesmos também varia. Além disso, devido à grande diferença de clima entre um lugar e outro e, eventualmente, entre o local de produção e utilização dos blocos, eles podem contrair ou expandir após a fabricação (COWAN e SMITH, 1988 apud, BITENCOURT, 2004, p.11). “Por este motivo, os blocos cerâmicos recém sinterizados não devem ser comercializados logo após a fabricação. Deve haver um tempo de espera de quinze dias para que os mesmos atinjam um equilíbrio dimensional” (SINHA, 1992, apud BITENCOUT, 2004, p.11).

A retração linear (RL) pós queima, não é um parâmetro que tem sua classificação cerâmica normalizada pela NBR’s, mas é um importante parâmetro industrial. Quando o produto cerâmico apresenta-se poroso é caracterizado por baixa retração, na ordem de 3%, o semiporoso é caracterizado por uma retração de 4- 6% e o gresificado por uma retração linear de 8%. (BORGO, 2005, apud RIBEIRO, 2008, p. 41).

(b) Absorção de água: de acordo com Oliveira (1993 apud BITENCOURT, 2004, p. 10) “absorção de água é a quantidade de água necessária para encher os poros existentes em um corpo-de-prova cerâmico”, ou ainda, conforme CASAGRANDE (2002 apud RIBEIRO, 2008, p. 41) “absorção de água é definida como o ganho em peso, expresso em porcentagem, que a peça apresenta quando introduzida em água em ebulição durante um período de tempo determinado, é um parâmetro utilizado para medir a porosidade aberta e avaliar a fundência do material”.

“A absorção de água é um fator chave no efeito da durabilidade do tijolo. A menor infiltração de água nos mesmos determina maior durabilidade e resistência ao ambiente natural ao qual o material

é exposto. Assim, a estrutura interna do tijolo precisa ter uma superfície capaz de evitar a entrada de água” (CHIH-HUANG WENG et al., 2003, apud CAMPREGHER, 2005, p.26).

“A propriedade de absorção de água dos tijolos cerâmicos influencia na permeabilidade das paredes de alvenaria, ou seja, quanto maior o coeficiente de absorção do material, mais permeável será a parede. Porém, baixos coeficientes prejudicam a aderência da argamassa. Influencia, também, na resistência à compressão dos tijolos, sendo esta inversamente proporcional à absorção de água” (OLIVEIRA, 1993, apud BITENCOURT, 2004, p.10).

“Os valores médios de absorção de água dos blocos cerâmicos em Santa Catarina variam entre 17% a 24% por peso (Tabela 2)” (OLIVEIRA, 1993, apud BITENCOURT, 2004, p. 10).

Tabela 2- Valores médios de absorção de água para blocos de seis furos de regiões de Santa Catarina.

Região Absorção de Água (%)

Alto vale do Itajaí 17,72

Morro da Fumaça 18,22

Tijucas 23,70

Fonte: BITENCOURT, 2004.

(c) Porosidade: é a relação entre o volume de poros e o volume total aparente do material (argila ou produto cerâmico), sendo função da natureza dos constituintes, forma, tamanho e posição relativa das partículas e também dos processos de fabricação (BITENCOURT, 2004).

Quando os grãos de argila são grossos, ela tem menos poros e maior permeabilidade; quando predominam os grãos finos, a argila tem mais poros e menos permeabilidade. Com argilas de grãos de vários tamanhos, reduzem-se a porosidade e a permeabilidade, ou seja, consegue-se um encaixe melhor (chama-se de melhor “empacotamento”) do que entre partículas com granulometria contínua (BITENCOURT, 2004).

A porosidade tem influência sobre as argilas e as cerâmicas, aumentando a absorção de água na razão direta da quantidade de seus poros. Porém, favorece a sinterização e a refratariedade, diminuindo a condutibilidade térmica e elétrica e a massa específica aparente do material. A resistência a esforços axiais e a resistência à abrasão também são diminuídas com o aumento da porosidade (PIZATTO, 2001 apud BITENCOURT, 2004, p. 6).

No estado seco a porosidade de material cerâmico é dependente da distribuição granulométrica dos componentes das matérias-primas e do modo com que estes foram misturados e conformados. A máxima densificação e a mínima porosidade são obtidas quando a distribuição granulométrica é bastante aberta tal que permite que as partículas menores ocupem os interstícios entre as partículas maiores. A porosidade final do produto queimado é influenciada pela porosidade inicial do material recém formado verde, seco, da formação da fase líquida na queima, e o rearranjo das fases cristalinas (CAMPREGHER, 2005).

A porosidade de um material cerâmico na queima pode ser uma propriedade cuidadosamente controlada. Quanto maior a porosidade de uma amostra, mais fácil será a sua penetração por líquidos e vapores. Usualmente, a penetração do líquido (em geral água) é acompanhada por um dano potencial na estrutura do material (JONES et al., 1985 apud CAMPREGHER, 2005, p.27). Logo, tijolos e telhas (usualmente bastante porosos) estarão sujeitos à penetração de água, com consequências danosas à resistência mecânica do material. O aumento da porosidade aumenta a fragilidade dos materiais, diminuindo a sua resistência mecânica, por potencializar o surgimento de falhas no material. Uma propriedade bastante relacionada com a porosidade é a absorção de água (CAMPREGHER, 2005). (d) Densidade aparente: o aumento da massa específica aparente (densidade) durante a compactação é uma decorrência da deformação plástica dos grânulos que ao se deformarem passam a ocupar os espaços vazios que havia entre eles (porosidade intergranular). Portanto, a densificação depende da

facilidade com que os grânulos se deformam plasticamente, ou seja, da sua plasticidade (CASAGRANDE, 2002, apud CAMPREGHER, 2005, p.28).

Ao aumentar-se a pressão, aumenta-se o grau de deformação, mas o efeito plastificante de água continua sendo o mesmo. Entretanto, ao se aumentar a massa especifica aparente (densidade), o volume de espaços vazios entre as partículas por unidade de volume da amostra diminui e, com ele, a mobilidade das partículas. Assim sendo, resta um volume cada vez menor para que a água adicionada, além de revestir a superfície das partículas e torná-las plásticas, possa se movimentar sobre elas (CASAGRANDE, 2002, apud CAMPREGHER, 2005, p.28).

Como a massa específica aparente do compacto é dada pela razão entre a massa e o volume do mesmo, e a massa permanece constante durante a compactação, a única forma de se aumentar a massa especifica aparente (densidade) é através da redução do volume (PAULA et al., 1997, apud CAMPREGHER, 2005, p.28).

A massa específica aparente é uma propriedade importante no processo cerâmico que está relacionada com os valores de resistência à flexão das peças, absorção de água e retração linear. (CAMPREGHER, 2005).

(e) Resistência Mecânica: O material cerâmico seco tem uma força de coesão e é normalmente inferior a do produto queimado. Durante o aumento da temperatura de queima, antes mesmo de atingir a temperatura máxima (ideal), ocorre modificação das fases cristalinas da argila; desse ponto em diante não é mais possível a irreversibilidade do fenômeno de afinidade com a água. Na temperatura máxima ocorrem reações químicas e com isso a formação de nova fase cristalina e fusões parciais (fase líquida); finalmente consolidação do material através da formação de uma estrutura, que em processo de resfriamento se torna rígido e com mais resistência que o material seco (CAMPREGHER, 2005).

De uma maneira genérica, os materiais cerâmicos apresentam alto módulo de elasticidade, são frágeis e bastante duros. A presença de fase vítrea e porosidade nas cerâmicas tradicionais reduzem consideravelmente a resistência mecânica (CASAGRANDE, 2002, apud CAMPREGHER, 2005, p. 28).

Como os materiais cerâmicos são geralmente não-dúcteis, suas características de resistência mecânica diferem bastante dos metais. Um material cerâmico é muito resistente à compressão porque ele não se rompe por deslizamento, estando este comportamento diretamente ligado às forças interatômicas deste material. Porém, os materiais cerâmicos não podem romper-se por compressão pura, pois nenhum valor crítico da tensão é atingido à medida em que o espaço interatômico vai sendo reduzido (VAN VLACK, 1964, apud BITENCOURT, 2004, p. 9).