Incorporação de matérias primas alternativas em massas cerâmicas para grés sanitário.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/21130 |
Resumo: | Indústrias de médio porte de revestimento cerâmico geralmente descartam entre 30 e 35 toneladas por dia de resíduo proveniente do processo de polimento do porcelanato, muitas das vezes com descarte indiscriminado. Por outro lado, há uma severa escassez de feldspatos de boa qualidade na indústria cerâmica nacional. Nesse cenário, a incorporação na massa cerâmica de materiais que possibilitem reduzir o impacto ambiental da geração de resíduos e/ou minimizar a dificuldade na utilização de fundentes de boa qualidade só vem a agregar ao valor do produto final bem como reduzir seus custos de produção. Assim, este trabalho tem por objetivo a incorporação de matérias primas alternativas com elevado teor de alcalinos terrosos, como o resíduo do polimento do porcelanato e o mineral diopsídio, em massas cerâmicas para grés sanitário, em substituição parcial ao feldspato. As matérias- primas foram caracterizadas por: análise química, difração de raios X, análise granulométrica, análise térmica diferencial e análise termogravimétrica e foram formuladas composições de massas cerâmicas visando uso em grés sanitário, substituindo 2%, 6%, 10% e 20% do feldspato por resíduo ou por diopsídio. As características reológicas das dispersões foram analisadas e em seguida conformados corpos de prova por colagem. Foi realizada a dilatometria dos corpos e em seguida realizada suas queimas a 1160, 1180 e 1200o C. Após queima foram determinadas as propriedades físico-mecânicas de: absorção de água, porosidade aparente, densidade aparente, retração linear de queima e tensão de ruptura à flexão. A microestrutura foi avaliada por: difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. As massas contendo até 6% de resíduo do polimento em substituição ao feldspato apresentaram valores de resistência à flexão equivalentes e valores de absorção de água e porosidade inferiores aos da massa de referência, uma massa comercial. Com o emprego do diopsídio, houve formação de anortita nas peças cerâmicas e redução na temperatura de sinterização de 1200 para 1160oC. Massas com teores de 10 e 20 % de fedlspato susbtituído por diopsido apresentaram valores de resistência à flexão superiores e de absorção de água e porosidade aparente inferiores aos da massa padrão. Os resultados indicam a viabilidade do uso do diopsídio e do polimento do porcelanato, em substituição ao feldspato, na produção de grés sanitário, em até 20% e em até 2%, respectivamente. |
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Incorporação de matérias primas alternativas em massas cerâmicas para grés sanitário.Incorporation of alternative raw materials in ceramic masses for sanitary stoneware.Resíduo do polimentoDiopsídioFeldspatoFundenteGrés sanitárioDiopsideFeldsparFluxPorcelain tile polishing residueSanitary wareEngenharia de Materiais.Indústrias de médio porte de revestimento cerâmico geralmente descartam entre 30 e 35 toneladas por dia de resíduo proveniente do processo de polimento do porcelanato, muitas das vezes com descarte indiscriminado. Por outro lado, há uma severa escassez de feldspatos de boa qualidade na indústria cerâmica nacional. Nesse cenário, a incorporação na massa cerâmica de materiais que possibilitem reduzir o impacto ambiental da geração de resíduos e/ou minimizar a dificuldade na utilização de fundentes de boa qualidade só vem a agregar ao valor do produto final bem como reduzir seus custos de produção. Assim, este trabalho tem por objetivo a incorporação de matérias primas alternativas com elevado teor de alcalinos terrosos, como o resíduo do polimento do porcelanato e o mineral diopsídio, em massas cerâmicas para grés sanitário, em substituição parcial ao feldspato. As matérias- primas foram caracterizadas por: análise química, difração de raios X, análise granulométrica, análise térmica diferencial e análise termogravimétrica e foram formuladas composições de massas cerâmicas visando uso em grés sanitário, substituindo 2%, 6%, 10% e 20% do feldspato por resíduo ou por diopsídio. As características reológicas das dispersões foram analisadas e em seguida conformados corpos de prova por colagem. Foi realizada a dilatometria dos corpos e em seguida realizada suas queimas a 1160, 1180 e 1200o C. Após queima foram determinadas as propriedades físico-mecânicas de: absorção de água, porosidade aparente, densidade aparente, retração linear de queima e tensão de ruptura à flexão. A microestrutura foi avaliada por: difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. As massas contendo até 6% de resíduo do polimento em substituição ao feldspato apresentaram valores de resistência à flexão equivalentes e valores de absorção de água e porosidade inferiores aos da massa de referência, uma massa comercial. Com o emprego do diopsídio, houve formação de anortita nas peças cerâmicas e redução na temperatura de sinterização de 1200 para 1160oC. Massas com teores de 10 e 20 % de fedlspato susbtituído por diopsido apresentaram valores de resistência à flexão superiores e de absorção de água e porosidade aparente inferiores aos da massa padrão. Os resultados indicam a viabilidade do uso do diopsídio e do polimento do porcelanato, em substituição ao feldspato, na produção de grés sanitário, em até 20% e em até 2%, respectivamente.Medium-sized ceramic coating industries generally discard between 30 to 35 tons per day of waste from the tile polishing process, often in an indiscriminate manner. On the other hand, there is a severe shortage of good quality feldspars in the national ceramic industry. In this scenario, the incorporation to the ceramic mass of materials that allow the reduction of environmental impact of waste disposal and/or mitigate the difficulty of using good quality fluxes only adds to the value of the final product and reduces production costs. The objective of this work was to investigate the incorporation of alternative raw materials with high content of alkaline earths such as porcelain polish residue and mineral diopside in ceramic tiles for sanitary stoneware as partial replacement for feldspar. The raw materials were characterized by chemical analysis, X-ray diffraction, granulometric analysis, differential thermal analysis and thermogravimetric analysis; ceramic mass compositions were formulated for sanitary stoneware by replacing 2%, 6%, 10% and 20% of feldspar with residue or diopside. Rheological characteristics of the dispersions were analyzed and specimens were conformed by bonding. Dilatometry of the bodies was conducted followed by their respective firings at 1160o, 1180o and 1200o C. After burning, the physical-mechanical properties of water absorption, apparent porosity, apparent density, linear burning retraction and flexural strength were determined. The microstructure was evaluated by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. Masses containing up to 6% of polishing residue as replacement for feldspar showed equivalent values of flexural strength and values of water absorption as well as porosity lower than the reference mass, a commercial mass. Using diopside allowed for the formation of anorthite in the ceramic pieces and reduction in the sintering temperature from 1200 to 1160oC. Masses with 10% and 20% of feldspars replaced with diopside presented higher values of flexural strength and water absorption as well as apparent porosity inferior to the standard mass. Results indicate the feasibility of using up to 20% of diopside and up to 2% of porcelain tile polishing residue (PPR) for replacing feldspar.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTPÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAISUFCGMENEZES, Romualdo Rodrigues.http://lattes.cnpq.br/1169292996645931NEVES, Gelmires de Araujo.http://lattes.cnpq.br/3167458244674160SANTANA, Lisiane Navarro de Lima.http://lattes.cnpq.br/4057799848801141LIRA, Helio de Lucena.http://lattes.cnpq.br/5548799845411781FERREIRA, Heber Carlos.http://lattes.cnpq.br/1580591945385126FERREIRA, Heber Sivini.http://lattes.cnpq.br/4481989037518681SILVA, Ricardo Henrique de Lira.2018-08-222021-09-15T16:35:42Z2021-09-152021-09-15T16:35:42Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/21130SILVA, Ricardo Henrique de Lira. 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