Análise Granulométrica de Areia de Construção e Obtenção da Densidade Aparente do Silicato de alumínio por Picnometria de água.

Análise Granulométrica de Areia de Construção e Obtenção da Densidade Aparente do Silicato de alumínio por Picnometria de água.

FERNANDES, André F.; ANTONELLO, Luis V. Z.; GILIOLI, André L.; DE PAULA, Natália H.

Universidade Tecnológica Federal do Paraná – Campus Londrina 

Av. dos Pioneiros, 3131 – 86036-370 – Londrina – PR - Brasil
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Resumo: O presente trabalho consiste numa abordagem sobre duas técnicas de caracterização de pós cerâmicos, a picnometria e o peneiramento. O peneiramento é um dos métodos mais importantes para determinação do tamanho de partículas,  enquanto que a picnometria possibilita calcular a densidade aparente de pós cerâmicos. Nessa prática foi realizada a caracterização da distribuição de partículas por meio da técnica de peneiramento de uma areia de construção e também foi desempenhado a determinação da densidade aparente do quartzo por meio da picnometria de água.

Palavras chaves: Caracterização, picnometria, peneiramento

Introdução

No estudo de pós para a síntese de materiais cerâmicos, é necessário conhecer as partículas que os compõem e as suas características, tais como porosidade, tamanho médio e distribuição de tamanho de partículas.

O processo de Peneiramento é um método antigo e muito utilizado para separação por tamanho das partículas de um pó, devido sua praticidade e baixo custo econômico e financeiro. Ele é utilizado para a separação das partículas de materiais granulares através de uma superfície perfurada. A necessidade de separar sólidos tem duas finalidades: 1ª) Dividir o sólido granular em frações homogêneas; e 2ª) Obter frações com partículas de mesmo tamanho. A separação acontece pela capacidade do pó de passar ou não pelos orifícios da peneira. Cada peneira tem um dimensionamento controlado de suas aberturas, sendo assim, faz-se a separação do pó que ficou retido em cada malha tendo ao fim do processo a análise da distribuição dos tamanhos das partículas conforme o tamanho das aberturas das peneiras [1].

As técnicas de peneiramento são utilizadas através de peneiras padronizadas, com malhas precisas, formando uma série com abertura de malhas cada vez mais finas. As peneiras selecionadas, contendo a amostra na parte superior, mais aberta, são empilhadas e podem ser colocadas sobre um vibrador, e a amostra é colocada na peneira superior, a mais aberta. As peneiras ficam encaixadas sobre uma panela destinada a recolher a parcela de partículas mais finas, que passam por todas as malhas das peneiras. Após certo tempo, previamente determinado, o material retido em cada uma das peneiras do sistema é retirado e pesado. Normalmente o Peneiramento é realizado no estado seco com agitação provida por uma máquina, porém pode ser feita em estado úmido e a agitação ou dispersão do pó na malha também pode ser feita manualmente. Para que se obtenha uma melhor separação, aumenta-se a duração do processo [1].

Para conhecer e determinar a porosidade isolada das partículas de um pó pode-se utilizar o método da Picnometria. Nesse processo obtém-se a densidade aparente do pó e compara-se com a densidade teórica, onde a diferença seria atribuída a porosidades isoladas do pó. Obtém-se a massa de um picnômetro ou frasco calibrado vazio (m0), a massa do frasco com o pó a ser analisado adicionado (m1), a massa do frasco com um líquido de densidade conhecida dl (m2), e finamente mede-se a massa do frasco com apenas o líquido usado anteriormente (m3). [2]

Aplica-se então os dados medidos na equação 1:

  (1)[pic 1]

Onde: dar é a densidade do ar.

Procedimento Experimental

        Para a análise dos dados foram realizados os seguintes procedimentos.

Picnometria

Para a determinação da densidade do silicato de alumínio, foram realizadas três amostragens, todas com o mesmo procedimento realizado. Foi pesado, primeiramente, o picnômetro seco onde essa massa foi utilizada para todas as amostragens, pois o picnômetro era o mesmo.

Em seguida foi pesado o picnômetro seco com a massa cerâmica. Então foi adicionado água destilada ao picnômetro com a massa cerâmica e pesado novamente.

Por fim o picnômetro foi limpo, seco e preenchido novamente com água para a realização da última pesagem.

Entre cada amostragem o picnômetro era limpo e lavado com álcool para facilitar a secagem. Os dados das pesagens, das três amostragens, podem ser vistos na Tabela 1.

Peneiramento

Antes do início do procedimento as peneiras foram empilhadas de forma crescente de mesh, deixando por baixo do sistema a panela de amparo.

Foi adicionado então uma massa de areia na primeira peneira e utilizando um pincel foi feito o peneiramento para cada um dos mesh.

Foi realizado a pesagem, através de uma balança de precisão, da massa retida em cada uma das peneiras e da panela de amparo.

Resultados e discussões

        Para a caracterização da distribuição do tamanho de partículas e a densidade aparente do silicato de alumínio, os dados obtidos nos procedimentos descritos anteriormente serão discutidos.

Picnometria

        Para calcular a densidade aparente do pó cerâmico analisado foram realizadas três amostras, que estão demonstradas na Tabela 1.

Tabela 1: Amostras das análises realizadas

Massas	Análise 1 (g)	Análise 2 (g)	Análise 3 (g)
m0 m1	33,173	33,173	33,173
35,626	35,662	36,545
m2	84,411	84,413	84,941 82,853
m3	82,853	82,853

        Após a realização das seguintes análises foram calculadas as suas respectivas densidades aparentes e a sua média para que assim, seja possível realizar a comparação com a literatura para saber se a técnica foi satisfatória. Este cálculo está apresentado na Tabela 2.

Tabela 2: Valores de densidade e o valor médio

Análises	Densidade aparente (g/cm3)
d1 d2	2,74 2,68
d3	2,63 2,68
dm