Seleção De Calcário Para Revestimentos Cerâmicos

Seleção de Calcário Para Revestimentos Cerâmicos

Resumo: Revestimentos cerâmicos porosos de elevada qualidade são caracterizados por aliar estabilidade dimensional durante a fabricação, bem como durante a aplicação, porosidade adequada e resistência mecânica maximizada, sendo estas características colocadas em função principalmente da qualidade do calcário empregado. Um estudo composto pelo delineamento de misturas constitui o escopo deste trabalho, onde se indica uma composição química de calcário para otimização das propriedades que garantem a qualidade do produto acabado.

Palavras-chave: Revestimentos porosos, Calcário, Delineamento de Misturas.

1. Introdução

Revestimentos cerâmicos porosos são placas popularmente conhecidas por “azulejos” e pertencem à classe BIII segundo a norma NBR 13817. Para estes produtos, se exige alta estabilidade dimensional, obtida por uma massa com baixa retração linear de queima, a qual é acompanhada de alta porosidade que atribui maior facilidade em sua colocação.

Ao ser porosa a peça torna-se muito permeável à água, hidratando fases amorfas e vítreas, acarretando em um aumento de tamanho do suporte queimado podendo chegar a produzir trincas no esmalte ou curvaturas na peça após um período em aplicação. Devido a este fato, é importante que haja fases cristalinas e a mínima presença de fases amorfas hidratáveis.

A estabilidade dimensional, porosidade elevada e formação de fases cristalinas se consegue normalmente com o uso de calcários selecionados na composição, que após a decomposição térmica liberam óxidos que reagem com compostos das outras matérias-primas para formar silicatos de alumínio de viscosidade muito elevada. Compostos a base cálcio possuem maior estabilidade frente aos compostos formados com magnésio, favorecendo seu emprego em escala industrial.

Os carbonatos de cálcio (na forma de calcita) e de cálcio/magnésio (dolomita) são os constituintes principais das rochas sedimentares encontradas na superfície terrestre. Minerais que contêm estes carbonatos são classificados sob ponto de vista químico conforme apresentado no quadro 1.

Denominação MgO (%)

calcário 00,00 a 01,10

calcário magnesiano 01,10 a 02,10

calcário dolomítico 02,10 a 10,80

dolomito calcítico 10,80 a 19,50

dolomito 19,50 a 21,70

Quadro 1 - Classificação de calcários. (Pettijohn, 1949 [2])

Calcários possuem aplicações industriais diversas, sendo principalmente empregados para fabricação de cimentos de pega hidráulica, fabricação de cal, preparados para corretivos de agricultura e britados para construção civil. Em detrimento das principais aplicações serem responsáveis pela maior demanda de calcário, muitos mineradores e fornecedores destinam para industria cerâmica apenas os rejeitos dos processos de preparação dos outros segmentos de aplicação.

Buscando mudar esse quadro de dificuldade de fornecimento, causado, em boa parte, pela falta de foco no segmento cerâmico, a T-cota Engenharia de Materiais Cerâmicos e a Mineração Rio do Ouro selecionaram e desenvolveram o Calcário Botuverá que busca cumprir as exigências de fornecimento de calcário de alta qualidade para indústria cerâmica de revestimento.

O desenvolvimento de minerais industriais realizado pela T-cota é baseado no delineamento de misturas, técnica que se apresenta como uma ferramenta de engenharia para o estudo e otimização de produtos cerâmicos, uma vez que possibilita avaliar a sinergia das matérias-primas dentro de misturas, revelando sua real função quando compõem uma formulação. Esta técnica consiste em planejar e executar um experimento de processamento de misturas delimitado pelos seguintes conceitos:

• Variável de controle (entrada): fator controlável previamente fixado (Ex.: teor de certos componentes);

• Variável de resposta (saída): propriedade de interesse tecnológico da mistura após certo processamento (Ex.: resistência mecânica, absorção de água, etc..)

• Coeficiente: valor numérico que expressa o efeito de uma determinada matéria-prima sobre uma propriedade em um modelo empírico (Ex.: no modelo “resistência [kgf/cm2] = 50 x Feldspato A [%] + 100 x feldspato B[%]” verifica-se que o efeito do “feldspato B” é duas vezes maior que o “feldspato A”.)

As propriedades físicas de processamento e produto acabado, colocadas em função da composição química do calcário, configuram um cenário propício para condução de um experimento guiado pelo delineamento de misturas, onde é possível avaliar a contribuição de cada calcário separadamente sobre as propriedades de misturas, mesmo que haja sinergia as matérias primas frente ao processo de fabricação de peças para revestimento.

2. Materiais e Métodos

Na metodologia experimental guiada pelo delineamento de misturas, é colocada como variável de entrada o tipo de calcário e como variável de saída as propriedades de interesse tecnológico das massas de revestimento, sendo mantido como constantes os parâmetros de processamento e demais matérias-primas e seus teores na composição das massas de revestimento estudado.

O fluxograma da Figura 1 apresenta, de forma esquemática, a seqüência das atividades que compõem o estudo guiado pelo delineamento de misturas. Ressalta-se que as formulações são processadas em laboratório que possua máxima correlação com a condição industrial.

Primeiramente selecionam-se e caracterizam-se minerais industriais tradicionalmente empregados para fabricação de revestimentos cerâmicos, dentre eles quatro calcários de composição química diferente, conforme apresentado no quadro 1. Ressalta-se que o calcário Botuverá é conseqüência da seleção efetuada a partir da avaliação mineral da jazida do minerador, conforme apresentado no quadro 2. No planejamento experimental por delineamento de misturas definem-se as variáveis de saída do experimento (propriedades de interesse tecnológico), variável de entrada (calcário) e condições de contorno (variáveis físicas de processamento e tipo e quantidade das outras matérias-primas).

O processamento consiste na reprodução do ciclo industrial