CaracterizaçÃo preliminar de possíveis matérias-primas cerâmicas para o pólo cerâmico de bagé/RS



Baixar 85.69 Kb.
Encontro05.07.2018
Tamanho85.69 Kb.



Anais do 47º
Congresso Brasileiro de Cerâmica

Proceedings of the 47th Annual Meeting of the Brazilian Ceramic Society

15-18/junho/2003 – João Pessoa - PB - Brasil



CARACTERIZAÇÃO PRELIMINAR DE MATÉRIAS-PRIMAS CERÂMICAS PARA O PÓLO CERÂMICO DE BAGÉ-RS

H.C.M. Lengler e C.P. Bergmann

Av. Osvaldo Aranha, 99, 705 c, Centro, CEP 90035-190, Porto Alegre/RS, Brasil

helio@ufrgs.br

Laboratório de Materiais Cerâmicos, Departamento de Materiais, EE, UFRGS



RESUMO
O Rio Grande do Sul pretende tornar-se um importante pólo cerâmico no país. Com a ótima jazida de argila associada ao carvão de Candiota, a CRM - Companhia Riograndense de Mineração está fomentando a pesquisa de matérias-primas complementares à formulação de massas cerâmicas. Para este trabalho, a foram coletadas amostras de argilas plásticas, argilitos, filitos, arenitos, arcóseos e feldspatos na região sul do estado. As 27 amostras coletadas foram analisadas visando o aproveitamento em massas cerâmicas de indústrias interessadas em se instalar no Pólo Cerâmico de Bagé. Os ensaios foram direcionados às principais propriedades cerâmicas destas matérias-primas naturais: retração, absorção d’água, porosidade, resistência mecânica. Os resultados obtidos permitiram identificar uma variedade de recursos minerais aplicáveis a indústria cerâmica e possibilitarão, através novas coletas, uma pesquisa mais direcionada para cada uma das matérias-primas coletadas e pré-analisadas.
Palavras-chave: argila, filito, arcóseo, argilito, matéria-prima

INTRODUÇÃO
O Estado do Rio Grande do Sul vem tomando iniciativas com o objetivo de se tornar um importante pólo cerâmico no país. Atualmente, apenas algumas indústrias disputam o mercado gaúcho com empresas de outros estados. Com a ótima qualificação do grande depósito de argila associado à jazida de carvão de Candiota, a CRM - Companhia Riograndense de Mineração está fomentando a pesquisa de matérias-primas complementares à formulação de massas cerâmicas.

Este estudo é o início de um processo de seleção e direcionamento de formulações utilizando a argila de Candiota. Em uma próxima etapa, serão feitas análises mais específicas e mais objetivas nas amostras que se destacarem pelo seu potencial de aproveitamento. Assim, o objetivo deste trabalho é caracterizar preliminarmente amostras de matérias-primas naturais ocorrentes na região sul do estado do RS e que formuladas com a argila de Candiota seja indicativo para o efetivo aproveitamento destes recursos naturais na implantação de um pólo cerâmico na região de Bagé - RS.



PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

A metodologia utilizada foi elaborada a fim de se aproximar tanto quanto possível o processamento de laboratório do processamento industrial. Entre as amostras coletadas, 24 foram submetidas a ensaios básicos de investigação de propriedades cerâmicas. As demais amostras (quartzo e feldspatos) foram submetidas a ensaios mais específicos.

As Figuras 1, 2, 3 e 4 apresentam amostras das matérias-primas analisadas no seu estado bruto.


Figura 1 – Argila plástica associada à formação Rio Bonito.


Preparação das amostras – Aproximadamente 1 Kg de cada amostra de matéria-prima foi seca. A fim de manter um padrão de análise, foram separados 250g de cada material, o que permitiria obter um mínimo de 15 corpos-de-prova.

Moagem - As amostras foram moídas a seco em moinho de bolas até um tamanho inferior a 150 m, mantendo-se a relação 3:1 em peso, entre o corpo moedor e a matéria-prima. Foram utilizados corpos moedores de alta alumina (>92% de Al2O3), de três diferentes tamanhos: 20 mm, 16 mm e 12 mm de diâmetro. O tempo de moagem para cada amostra foi de até 24 horas. Algumas matérias-primas necessitaram um processo mais longo, devido à dureza de algumas rochas.


Figura 2 – Argilito pertencente à formação Rio do Rasto.




Figura 3 – Filito associado a lentes de quartzito.


Granulação - Para se obter uma compactação mais eficiente, as massas foram umidificadas com 10% de água até passarem em malha 0,84 mm. Após, as mesmas foram colocadas em repouso por 24 horas, a fim de se atingir uma maior homogeneidade da umidade.


Figura 4 – Arcóseo metamorfizado ocorrente em região próxima a Bagé.


Prensagem - As massas granuladas foram compactadas, utilizando-se uma prensa hidráulica com estampos metálicos de dimensões 20 x 60 mm2. A pressão de compactação utilizada foi de 20 MPa. Após a prensagem, os corpos-de-prova mediam aproximadamente 8 x 20 x 60 mm3.

Secagem - Os corpos-de-prova foram secos por 24 horas a temperatura ambiente e, posteriormente, em estufa a 110ºC, pelo mesmo período de tempo.

Queima - Os corpos-de-prova foram sinterizados em forno elétrico tipo mufla. A temperatura de queima foi de 1130°C, a uma taxa de 300 K/h, sem patamar, com resfriamento livre.

RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados obtidos nos ensaios de resistência a cru e pós queima, assim como expansão pós-prensagem, absorção d’água, porosidade e retração linear de queima das amostras de argilas, filitos, arcóseos e argilitos analisadas são apresentados nas Tabela I, II, III e IV, respectivamente.
Tabela I – Resultados obtidos com as amostras de argilas analisadas.

Amostra



Expansão
(%)

Retração

Pós-sec


(%)

Perda ao Fogo

(%)


Retração-Pósqueima

(%)


Res. Mec. Sinterizado

(MPa)


Porosidade
(%)

Absorção Água

(%)


Res. Mec. Verde

(MPa)


1

0,57

1,26

5,25

2,68

11,22

31,89

17,90

1,61

2

0,30

0,43

5,25

3,85

25,63

20,32

9,60

3,97

3

0,59

0,57

9,07

2,84

6,99

35,48

20,19

2,18

4

0,39

0,31

7,19

2,18

8,69

34,18

19,23

1,82

5

0,63

0,28

6,25

10,34

42,66

11,38

4,89

0,89

6

0,37

0,96

5,14

2,81

13,83

22,86

11,44

0,71

7

0,43

0,26

8,54

1,25

7,48

36,28

21,29

1,90

Tabela II – Resultados obtidos com as amostras de filitos analisados.



Amostra



Expansão
(%)

Retração

Pós-sec


(%)

Perda ao Fogo

(%)


Retração-Pósqueima

(%)


Res. Mec. Sinterizado

(MPa)


Porosidade
(%)

Absorção Água

(%)


Res. Mec. Verde

(MPa)


8

0,51

-0,28

5,08

0,67

3,18

38,85

23,79

0,23

9

0,41

0,32

5,16

6,95

37,56

11,88

5,18

0,97

10

0,65

0,09

3,82

3,65

19,92

24,06

11,78

0,19

11

0,64

0,54

6,36

11,89

17,26

7,84

3,23

n.a.

12

0,72

0,18

5,75

3,09

17,37

32,84

17,07

0,52

13

0,64

0,04

2,45

1,73

8,55

32,79

19,18

n.a.

14

0,58

0,00

3,42

3,27

19,71

25,45

12,86

0,26

15

0,44

0,39

3,67

1,09

11,00

33,39

17,18

n.a.

16

0,76

0,02

6,09

0,87

4,52

35,42

20,09

0,52

17

0,30

0,11

2,14

0,37

3,58

40,55

26,09

0,29

n.a. = não analisada
Tabela III – Resultados obtidos nas arcóseos analisados.

Amostra



Expansão
(%)

Retração

Pós-sec


(%)

Perda ao Fogo

(%)


Retração-Pósqueima

(%)


Res. Mec. Sinterizado

(MPa)


Porosidade
(%)

Absorção Água

(%)


Res. Mec. Verde

(MPa)


18

0,20

0,17

3,24

5,05

18,56

8,58

9,41

n.a.

19

0,35

-0,01

2,43

2,48

8,25

28,70

15,51

0,23

20

0,57

0,12

3,78

3,99

15,70

16,94

8,00

0,57

21

0,27

0,10

0,68

-0,29

0,45

41,27

26,43

n.a

n.a. = não analisada
Tabela IV – Resultados obtidos nas argilitos analisados.

Amostra



Expansão
(%)

Retração

Pós-sec


(%)

Perda ao Fogo

(%)


Retração-Pósqueima

(%)


Res. Mec. Sinterizado

(MPa)


Porosidade
(%)

Absorção Água

(%)


Res. Mec. Verde

(MPa)


22

0,41

0,44

2,36

7,71

22,94

9,82

4,16

0,43

23

0,36

0,84

3,78

8,62

29,08

3,11

1,28

1,61

24

0,45

0,30

3,47

11,47

41,57

0,23

0,09

0,89

Comparando-se por histogramas (Figura 5) as diversas propriedades obtidas na análise das argilas, filitos, argilitos e arcóseos, destaca-se a resistência mecânica dos argilitos após queima. Deve-se isso, provavelmente, à alta retração e ao fechamento de poros associado (baixa absorção de água) durante a queima. Os argilitos, assim, caracterizaram-se como os mais fundentes entre as matérias-primas analisadas.

Fazendo uma comparação mais específica entre as argilas e os argilitos (Figura 6), verifica-se que os argilitos possuem menor perda ao fogo devido ao fato da matéria-prima ser naturalmente mais compacta e menos umidificada. A maior compactação natural dos argilitos em comparação à argila, como sedimento, leva a uma menor quantidade de material volátil (matéria orgânica, hidrocarbonetos) e menor hidratação nas estruturas formadas dos argilominerais.

Quanto aos filitos e aos arcóseos, nota-se que estes materiais apresentam propriedades bastante semelhantes, conforme pode ser verificado no gráfico da Figura 7, à exceção de uma pequena diferença no que se refere à absorção d’água e retração linear: os arcóseos retraíram mais, fechando a porosidade.


Figura 5 – Valores médios das propriedades físicas e mecânicas das matérias-primas pesquisadas.

Figura 6 – Comparação entre as propriedades das argilas e dos argilitos


Figura 7 – Comparação entre as propriedades dos filitos e arcóseos.


Os resultados obtidos nos diversos ensaios atendem às necessidades do mercado consumidor das matérias primas cerâmicas, pois enquadram-se nas exigências das principais normas técnicas vigentes no país.

A NBR 13818 (1997) fixa as características exigíveis para a aceitação de placas cerâmicas para revestimento. Dentre estas características, a classificação destes produtos é feita a partir de sua absorção de água, porém não única e exclusivamente em função desta propriedade. A Tabela V apresenta a classificação de placas cerâmicas para revestimento em função de sua absorção de água e resistência mecânica à flexão para produtos prensados.

Tabela 2.3 – Classificação de placas cerâmicas para revestimento em relação com sua absorção de água e resistência mecânica a flexão.


Absorção de Água (A.A.)

Resistência Mecânica a Flexão (R.M.F.)

Classificação da Placa Cerâmica para Revestimento

≤0,5%

≥35MPa

Grupo de absorção BIa (prensado)

0,5%

≥30MPa

Grupo de absorção BIb (prensado)

3%

≥22MPa

Grupo de absorção BIIa (prensado)

6%

≥18MPa

Grupo de absorção BIIb (prensado)

A.A.>10%

≥15

Grupo de absorção BIII (prensado)


CONCLUSÕES
As argilas, por sua cor clara e alta resistência a verde, demonstraram boa aplicabilidade em produtos cerâmicos de revestimento de parede (azulejos).

Os argilitos apresentaram ótima gresificação e conseqüentemente ótimas propriedades finais para aplicação em pisos na temperatura de queima utilizada.

Os filitos, arcóseos e as argilas analisadas mostraram propriedades finais condizentes com as propriedades exigidas na aplicação de produtos cerâmicos de mais alta temperatura, pois ainda não atingiram suas máximas gresificações.

As matérias-primas analisadas mostraram bom direcionamento aos tipos de processamentos cerâmicos (estruturais, revestimentos, porcelanas e refratários) possibilitando enquadrá-las como minerais industriais.


BIBLIOGRAFIA

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. 1997. NBR 13816: Placas cerâmicas para revestimento – Terminologia. Rio de Janeiro - RJ, ABNT, 4 p.


PRELIMINARY CHARACTERIZATIONS OF POTENCIAL CERAMICS RAW MATERIALS TO APPLY IN CERAMIC INDUSTRIES IN BAGÉ/RS – BRAZIL
ABSTRACT
The Rio Grande do Sul state is becoming an important brazilian ceramic belt in function of the excellent clay deposit associated with the coal seams of Candiota, CRM (Companhia Riograndense de Mineração) is fomenting the research of secondary raw materials to the ceramic formulations. In this work, it was collected samples of plastic clays, argillites, phyllites, sandstones, arkoses and feldspars in the south of the state. The 27 collected samples were analyzed in order to make ceramic mixtures for industries interested to install their factories in Bagé’s Ceramic Belt. The ceramic tests used to verify the main proprieties of these raw materials were: linear shrinkage, water absorption, porosity, mechanical strength. The results allowed identifying a variety of applicable mineral features on the ceramic industry. They will make possible, through new sampling collections, a more detailed research for each raw materials.


Key-words: clay, argillite, phyllite, arkose, raw-material.

Compartilhe com seus amigos:


©ensaio.org 2017
enviar mensagem

    Página principal