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Title: Efeito da adição de resíduos de caulim e quartzito em massas cerâmicas para revestimento
Other Titles: Effect of addition of kaolin and quartzite residues on ceramic coating masses
Authors: Monteiro, Flanelson Maciel
Keywords: Quartzito rosa;Revestimentos;Resíduos;Cerâmica;Caulim
Issue Date: 18-Dec-2017
Citation: MONTEIRO, Flanelson Maciel. Efeito da adição de resíduos de caulim e quartzito em massas cerâmicas para revestimento. 2017. 175f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
Portuguese Abstract: As matérias primas usadas na produção dos materiais cerâmicos são recursos naturais limitados e, em muitos casos, não reutilizáveis, tais como: quartzo, argilas, feldspatos, filitos e caulim. Todavia, diante da demanda mundial por materiais cerâmicos e, por outro lado, a preocupação com o impacto causado pela exploração mineral e a escassez de matéria prima; a utilização dos resíduos minerais para produção de revestimentos, em substituição das matérias primas convencionais, é uma opção que vem sendo estudada e, em alguns casos, considerada viável. Neste trabalho, o efeito da adição de resíduos de caulim e quartzito rosa, que são provenientes, respectivamente, das microrregiões do Seridó Potiguar e Borborema Paraibana, nas massas cerâmicas para fabricação de revestimento é investigado. Foram preparadas oito massas cerâmicas com 10, 17, 20, 27, 30, 37, 40 e 47% de resíduo de caulim e 6% de resíduo de quartzito rosa e 37% de argila. Tais resíduos foram utilizados em substituição ao quartzo e ao caulim comumente utilizados nas massas cerâmicas para revestimento. As matérias primas utilizadas foram caracterizadas quanto à composição química, através de DRX e FRX; e comportamento térmico (TG, DTG, Dilatometria); além da análise do tamanho de partículas. No caso da argila foi determinado seu índice de plasticidade (IP). Os corpos de prova foram compactados a uma pressão uniaxial de 21 MPa em matriz de aço com dimensões de 60 x 20 x 2 mm. Em seguida foram secos em estufa a 100oC por um período de 24 h, e sinterizados a 1200ºC, 1250ºC e 1300°C sob ar atmosférico, com taxa de aquecimento de 10°C/min e isoterma de 60 minutos. A caracterização dos corpos de prova foi realizada através dos ensaios tecnológicos de absorção de água (AA%), retração linear (RL%), porosidade aparente (PA%), perda ao fogo (PF%), massa específica aparente (MEA), módulo de resistência à flexão (MRF), microscopia óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV). De acordo com as normas NBR 13818 e 13817, os resultados dos ensaios de absorção de água (AA%) e resistência à flexão (MRF) apontaram que as massas cerâmicas produzidas com a adição dos resíduos minerais podem ser utilizadas em amplas aplicações. Em relação à absorção de água (AA%), na temperatura de 1200°C, os corpos de prova produzidos apresentam características semelhantes às dos revestimentos do tipo semiporoso, semigrés e grés. Na temperatura de 1250°C, as amostras apresentaram propriedades tecnológicas similares aos semigrés, grés e porcelanatos; enquanto na de 1300°C, porcelanatos e grés. Os valores do ensaio de resistência à flexão (MRF), por outro lado, mostraram que os corpos de prova produzidos com as massas cerâmicas são similares ao tipo semigrés, semiporoso e poroso.
Abstract: The raw materials used in the production of ceramic materials are limited and in many cases non-reusable natural resources such as quartz, clays, feldspars, phyllites and kaolin. However, given the world demand for ceramic materials and, on the other hand, the concern with the impact caused by the mineral exploration and the scarcity of raw material; the use of mineral waste for the production of coatings as a substitute for conventional raw materials is an option that has been studied and in some cases considered viable. In this work, the effect of the addition of kaolin and pink quartzite residues, which come from the microregions of Seridó Potiguar and Borborema Paraibana, in the ceramic materials for coating production, are investigated. For this, eight ceramic masses with 10, 17, 20, 27, 30, 37, 40 and 47% of kaolin residue and 6% of pink quartzite residue and 37% of clay were prepared. Such residues were used in substitution of quartz and kaolin commonly used in ceramics for coating. The raw materials used were characterized as chemical composition, through XRD and FRX; and thermal behavior (TG, DTG, dilatometry); besides particle size analysis. In the case of clay, its plasticity index (PI) was analyzed. The specimens were compacted at a uniaxial pressure of 21 MPa in a steel matrix with dimensions of 60 x 20 x 2 mm. Then they were oven dried at 100°C for 24h and sintered at 1200°C, 1250°C and 1300°C under atmospheric air, with a heating rate of 10°C / min and a 60 minute isotherm. The characterization of the test specimens was carried out through the technological tests of water absorption (AA%), linear retraction (RL%), apparent porosity (PA%), fire loss (PF%), apparent specific mass (MEA) modulus of flexural strength (MRF), optical microscopy (MO) and scanning electron (SEM). According to the standards NBR 13818 and 13817, the results of water absorption (AA%) and flexural strength (MRF) tests showed that the ceramic masses produced with the addition of mineral residues can be used in wide applications. In relation to the water absorption (AA%), at the temperature of 1200°C, the specimens produced have characteristics similar to semiporous, semi-precious and stoneware type coatings. At the temperature of 1250°C, the samples presented technological properties similar to the semigrés, stoneware and porcelain tiles; while at 1300°C porcelain and stoneware. The values of the flexural strength test (MRF), on the other hand, showed that the specimens produced with the ceramic masses are similar to the semigrass, semiporous and porous type.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27741
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