Propriedades Dos Corpos Ceramicos

INTRODUÇÃO

Os resíduos gerados pelas atividades industriais crescem em importância no cenário ambiental, uma vez que são produzidos por vários tipos de indústria, tais como a metalúrgica, a química, a petroquímica, a papeleira, a alimentícia, etc. Tais resíduos são bastante variados, podendo ser representados por cinza, lodo, óleos, resíduos alcalinos ou ácidos, plástico, papel, madeira, fibras, borracha, metais, escórias, vidro, cerâmica e outros (NAUMOFF; PERES, 2000).

Este trabalho visa tratar do aproveitamento dos rejeitos de caulim e argila para a fabricação de cerâmica vermelha, caracterizada pela cor vermelha de seus produtos, que são tijolos, blocos, telhas, tubos, lajes para forro, lajotas, vasos ornamentais, agregados leve de argila expandida e outros.

Do ponto de vista mineralógico, as argilas se caracterizam por se constituírem em grande parte de minerais específicos, denominados minerais de argila ou argilominerais, ocorrendo, normalmente, em caráter subordinado, outros materiais e minerais associados, tais como quartzo, feldspato, micas, óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio, carbonatos, matéria orgânica, dentre outros (ABREU, 1973).

Devido à presença dos argilominerais, as argilas, quando em presença de água, apresentam uma série de propriedades tais como: plasticidade, resistência mecânica a úmido, retração linear de secagem, compactação, tixotropia e viscosidade de suspensões aquosas que explicam sua grande variedade de aplicações tecnológicas. Os principais grupos de argilominerais são caulinita, ilita e esmectitias ou montmorilonita. A diferença básica entre estes argilominerais está no tipo de estrutura e nas substituições que podem ocorrer, dentro da estrutura, do alumínio por magnésio ou ferro, e do silício por alumínio ou ferro.

O caulim é uma matéria-prima de grande importância na produção do porcelanato, é definido como sendo uma argila de granulometria fina, geralmente de cor branca e de boa inércia química. O mineral do caulim mais comum e mais importante industrialmente é a caulinita, (Al2O3.2SiO2.2H2O), formada por intemperismo ou por alteração hidrotérmica. Os tipos de caulim variam de acordo com suas características físicas: alvura, grau de cristalização, opacidade, viscosidade, forma das partículas etc. Os minerais que mais comumente constituem o caulim, caulinita, haloisita, diquita e nacrita, têm composições químicas essencialmente similares, porém cada um deles tem diferenças estruturais. O caulim pode apresentar impurezas coloridas, como por exemplo, hematita, que deprecia seu valor comercial, se destinado a produção de papel ou produtos cerâmicos de base clara (PINHEIRO ET AL., 2007). O caulim é uma matéria-prima importante, sobretudo por tratar-se de um material plástico de queima branca mais abundante que as argilas plásticas, mas sua oferta para determinados pólos pode ser afetada por custos elevados de transporte.

MATERIAL E MÉTODOS

Materiais

• Argila;

• Água;

• Caulim

EQUIPAMENTOS:

- Estufa de circulação de ar (Fabble – 0ºC-250ºC)

- Britador de mandíbulas

- Moinho de disco

- Moinho de bolas

- Balança Eletrônica

- Prensa Hidráulica (Karl Kolb , modelo PW-40)

- Peneiras

- Rot-up a seco

- Rot-up a úmido (Cimaq – PV08)

- Forno ( EDGCON 5P)

Metodologia experimental

- Secagem:

As argilas utilizadas pela indústria de cerâmica vermelha possuem cerca de 20 a 30% de umidade, o que impossibilitava a passagem das mesmas no britador e consequentemente no moinho, logo devem-se tratar estas argilas em estufa por 24 horas a 100ºC.

- Peneiramento da Areia para produção de porcelana:

A areia utilizada para a mistura, por possuir uma granulometria muito variada, foi necessário o peneiramento da mesma, garantindo um material com uma granulometria padrão, ajudando assim na homogeneização final da mistura. Utilizou-se uma peneira Tyler #65 (208 m).

- Britagem:

Após a secagem da argila, o material foi britado através de britador de mandíbulas, a fim de descompactar e reduzir a granulometria possibilitando assim a passagem dos mesmos no moinho de disco.

- Moagem:

Utilizou-se um moinho de bolas para a moagem do material britado e seco, até que os mesmo adquirem uma granulometria semelhante a de um pó com 100 <45#.

- Conformação dos Corpos de Prova:

O processo de modelagem utilizado é a prensagem, método de conformação de produtos cerâmicos, onde se comprimem as partículas da matéria-prima, através da aplicação de pressão até a redução de seu volume, utilizando-se assim uma prensa hidráulica, prensados sob uma pressão de 200 kgf/cm2. Os corpos de prova são confeccionados em moldes de aço e possuíam geometria retangular e foram submetidos aos processos de pesagem (antes e depois da queima – calcinação), medidos tridimensionalmente (antes e depois da calcinação) e submetidos ao teste de resistência. Após a calcinação também foi realizado o estudo das propriedades físicas dos corpos cerâmicos (porosidade aparente, absorção de água e massa específica aparente).

- Secagem e Sinterização dos Corpos:

A secagem dos corpos é fundamental para que ocorra uma boa queima, após a conformação dos corpos. Os mesmos foram levados até a estufa onde permaneceram por 24 horas, a 110ºC. E queimados gradativamente, seguindo a seguinte ordem:

- Corpos I, II e III a uma temperatura de 1150ºC

- Corpos IV, V e VI, a uma temperatura de 1200ºC

- Corpos VII, VII e IX a uma temperatura de 1250ºC

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