Estudo das propriedades mecânicas e termomecânicas de cerâmicas refratárias derivadas da cinza da casca de arroz e alumina calcinada

• Autor(a) principal: Quevedo, Juliana Calage
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIPAMPA
• Texto Completo: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/5155
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Engenharia; Cinza da Casca de Arroz; Cerâmica; Propriedades mecânicas; Propriedades termomecânicas; Alumina calcinada; Engineering; Rice husk ash; Ceramics; Mechanical properties; Thermomechanical properties; Calcined alumina

A região da Fronteira Oeste do Rio Grande do Sul é a maior produtora de arroz do Brasil. A cultura desempenha papel estratégico, tanto no aspecto econômico quanto social. A Casca do Arroz aparece como um subproduto de grande importância para geração de energia elétrica, devido ao seu elevado poder calorífico, e não menos importante, as cinzas resultantes do processo de queima, ricas em sílica. O desenvolvimento de aplicações para a Cinza da Casca de Arroz é estratégico no sentido de potencializar a geração de energia e fechar o ciclo da cultura do arroz com resíduo zero. A presente pesquisa tem como objetivo avaliar as propriedades físicas, mecânicas e termomecânicas de materiais cerâmicos refratários produzidos com a incorporação da Cinza da Casca de Arroz e da Alumina Calcinada em sua matriz. Para a caracterização das matérias primas, Argila Caulim, Cinza da Casca de Arroz e Alumina Calcinada, realizou-se ensaios de granulometria a laser, fluorescência e difração de raios-x. A fabricação dos corpos de prova (CPs) consistiu na substituição parcial da Argila Caulim por cinza proveniente da queima da Casca de Arroz na porcentagem de 10% em volume e por Alumina Calcinada, nas porcentagens de 10, 20 e 30% em volume. As cerâmicas foram prensadas a 42,5 MPa e sinterizadas à temperatura de 1300 ºC. As propriedades físicas dos CPs foram investigadas através dos ensaios de retração linear de queima, variação de massa, porosidade aparente, absorção de água e densidade de massa aparente. As propriedades mecânicas foram investigadas através dos ensaios de resistência à compressão e de tração na flexão em três pontos. O desempenho termomecânico foi avaliado pelos ensaios de condutividade térmica e choque térmico, enquanto a superfície de fratura do material foi analisada por microscopia eletrônica de varredura. A cerâmica produzida somente com Argila Caulim apresentou o melhor desempenho na resistência à tração na flexão em três pontos (28,1 MPa), fato explicado devido a sua menor porosidade (9,6 %). Quando se empregou 10% de Cinza da Casca de Arroz, houve um aumento de 3,1 % na resistência a compressão, mas uma redução de 16,5% na resistência a flexão e um aumento de 5,4 % na retração linear de queima. O uso de Alumina Calcinada no percentual de 30 % resultou em aumento de 30,1% na resistência a compressão, 11,6 % na resistência a flexão, além de uma redução de 16,5 % na retração linear de queima e uma melhora na resistência ao choque térmico. O aumento da resistência ao choque térmico pode ser explicado pela maior porosidade (20,9 %), enquanto os aumentos das resistências à compressão e flexão são explicados pelas novas fases, em especial, Corundum (Al2O3- α). Estes novos refratários podem ser utilizados como isolantes térmicos em fornos industriais.