Análise Granulométrica E Compactação Da Argila

INTRODUÇÃO

Na natureza é muito complicado encontrar qualquer substância em um estado físico pura, porém quando essas substâncias estão misturadas de alguma forma, sendo no solo, nos líquidos, dentre outros, as mesmas não deixam para trás suas características químicas fundamentais. Com isso, desenvolveram técnicas que separam determinadas substâncias utilizando para cada caso específico um método de separação de misturas que facilita o estudo dos materiais e suas diferentes características.

Processos mecânicos peneiração ou tamisação é utilizado quando uma mistura de sólidos granulados, cujo tamanho das partículas é sensivelmente diferente, é colocada sobre uma peneira e submetida à agitação. (Química Geral Processos de Separação de Misturas...,2010). Este método é feito através de peneiras que possuem diferentes tamanhos de mesh fazendo com que uma substância que tem tamanho de partícula menor que o tamanho do mesh da peneira passe obtendo assim substâncias de tamanhos distintos, porém com as mesmas propriedades.

O método da tamisação nos permite estudar os tamanhos das partículas e com isso podemos gerar as curvas de distribuição granulométrica que tem como principal objetivo estudar a distribuição das dimensões dos grãos de um solo, ou seja, determinar as partículas de acordo com a sua porcentagem de ocorrência.

Umas das matérias primas cerâmicas mais utilizadas é a argila já que é um material barato e encontrado em grande escala na natureza. Além disso, uma característica importante é a facilidade que os produtos de argila têm em ser conformados, ou seja, esse material é adequado para se obter moldes através do processo mecânico chamado compressão.

O ensaio de compactação é feito através da compressão de algum material em um molde e é resultado pela aplicação de uma força física ao mesmo, onde ele sofrerá uma leve diminuição de suas dimensões e volume e formará uma peça de acordo com o molde escolhido para o ensaio. Esse ensaio mostra a diferença de algumas características mecânicas de uma peça, pois ela terá uma maior resistência ao cisalhamento e peso e menor índice de vazios nela. Através deste ensaio é possível obter a relação entre o teor de umidade e o peso específico dos materiais que será compactada com uma determinada energia.

O conhecimento da relação entre a massa específica e a pressão de compactação é de alto interesse tecnológico. Assim, o entendimento dos mecanismos de consolidação de pós durante a compactação, contribui fortemente para o controle das propriedades dos compactos, resultando na obtenção de produtos acabados cada vez melhores. (M. N. Freire; S. J. G. Souza; A. G. P. Silva; J. N. F. Holanda, 2004).

2. DESENVOLVIMENTO

Tendo em vista a grande variedade de tipos e comportamentos apresentados pelos solos, e levando-se em conta as suas diversas aplicações na engenharia, tornou-se inevitável o seu agrupamento em conjuntos que representassem as suas características comuns.A Classificação Granulométrica é base para as demais, agrupando os solos segundo os tamanhos predominantes de seus grãos.Alguns sistemas de classificação utilizam a curva granulométrica para auxiliar na previsão do comportamento de solos grossos. (LEMOS; MACHADO, 1997).

De acordo com a curva granulométrica obtida, o solo pode ser classificado como bem graduado, caso ele possua uma distribuição contínua de diâmetros equivalentes em uma ampla faixa de tamanho de partículas ou mal graduado, caso ele possua uma curva granulométrica uniforme ou uma curva granulométrica que apresente ausência de uma faixa de tamanhos de grãos. (LEMOS; MACHADO, 1997).

O ensaio de análise granulométrica do solo está normalizado pela ABNT/NBR 7181/82. A distribuição granulométrica dos materiais granulares, areias e pedregulhos, serão obtidos pelo processo de peneiramento de uma amostra de solo, enquanto que, para siltes e argilas se utiliza o processo de sedimentação. Para solos, que tem partículas tanto na fração grossa quanto na fração fina se torna necessário à análise granulométrica conjunta.

Assim, o ensaio de granulometria permite descrever as características fundamentais do solo. Adicionalmente, é apresentado também o ensaio de compactação, que se destina ao estudo do solo.

A conformação é um processo mecânico através do qual se impõe ao solo uma redução do índice de vazios através de sua deformação plástica, obtendo peças através da compressão de matérias em moldes. Seu objetivo é melhorar as características mecânicas e hidráulicas do solo, proporcionando acréscimo de resistência e redução da compressibilidade e permeabilidade.

A conformação mecânica efetua-se por prensagem, torneamento, moldagem, laminação, extrusão, injeção e sinterização. A consolidação dos componentes granulados pode realizar-se na fase sólida ou fase sólida e líquida. A porosidade das peças é posteriormente reduzida por sinterização a altas temperaturas ou, em certos casos, a altas temperaturas e pressões. (UNIVERSIDADE DE LISBOA, 2013/2014).

A prensagem é a operação de conformação baseada na compactação de um pó granulado contido no interior de uma matriz rígida ou de um molde flexível, através da aplicação de pressão. Existem três modalidades de prensagem: a prensagem uniaxial, a prensagem isostática e a prensagem à quente. Na prensagem uniaxial, a compactação do pó se realiza em uma matriz rígida, por aplicação de pressão na direção axial, através de punções rígidos. É utilizada para conformar peças que não apresentam relevo superficial na direção de prensagem.

Na prensagem isostática, a compactação do pó se dá no interior de um molde flexível, sobre o qual atua um fluido pressurizado. (J.L.ALBERO, 2000).É empregado na fabricação de peças de formas complexas, que apresentam relevos em duas ou mais direções, ou em peças onde uma das dimensões é muito maior que as demais, como no caso de tubo e barras. (J.L.ALBERO, 2000).

A prensagem à quente é usada para materiais que não formam uma fase líquida, exceto numa temperatura muito alta e impraticável ou quando altas densidades sem apreciável crescimento de grão são desejadas. Esta é uma técnica de fabricação cara que tem algumas limitações.

Neste presente experimento trabalhamos com a prensagem/compactação uniaxial, a qual se constitui num dos métodos de conformação de pós mais utilizados na indústria cerâmica por obter uma produção rápida e grande variedade de forma, além de apresentar uniformidade de formas e tolerâncias dimensionais.

Para realização desse o procedimento, uma operação de