Desenvolvimento de materiais cerâmicos refratários com adição da sílica residual proveniente da queima da casca de arroz

• Autor(a) principal: Sobrosa, Fabiano Zanini
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIPAMPA
• Texto Completo: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/767
• topic: Engenharia; Materiais refratários; Biomassa; Tecnologia dos materiais; Material cerâmico; Engineering; Refractory materials; Biomass; Materials technology; Ceramic material

Com a intenção de agregar valor à cinza da casca de arroz, subproduto da indústria orizícola, e colaborar para um desenvolvimento sustentável do país, esta pesquisa buscou desenvolver materiais cerâmicos refratários com a substituição parcial da argila pela sílica de casca de arroz (SCA) produzida a partir da geração de energia elétrica. Atualmente, na região da fronteira oeste do Estado do Rio Grande do Sul, existem várias usinas termoelétricas de biomassa para geração de energia elétrica através da queima da casca de arroz. Essa tecnologia vem ao encontro da necessidade de diversificação da matriz energética no país. A indústria orizícola produz no Brasil aproximadamente 12 milhões de toneladas por ano de arroz, e aproximadamente 2,5 milhões de toneladas por ano são convertidos em casca. Caso toda esta casca fosse queimada, gerar-se-iam aproximadamente 500 mil toneladas de cinza, a qual é rica em sílica. Portanto, viabilizar seu aproveitamento tende a reduzir o passivo ambiental, além dos benefícios econômicos. No presente trabalho foi analisado o efeito da substituição parcial da argila refratária por sílica da casca de arroz (SCA) nas propriedades mecânicas e termomecânicas dos materiais cerâmicos refratários produzidos, em percentuais de 5, 10 e 20%. Foram analisadas as propriedades mecânicas desses materiais através de ensaios de resistência à compressão, tração direta, flexão em três pontos e dureza superficial Vickers. Analisaram-se também a retração linear, absorção de água, porosidade aparente e resistência ao choque térmico. Conforme se aumentou a substituição parcial de argila refratária por SCA, foi obtido um melhor empacotamento da mistura granular e, consequentemente, ocorreu uma melhora nas propriedades mecânicas das amostras. Por outro lado, o material apresentou-se mais frágil, com menor resistência ao choque térmico. Não foi encontrada variação na retração linear após a queima, já a absorção de água e porosidade aparente diminuíram conforme se aumentou a substituição da argila pela SCA. A microestrutura do material foi analisada através de análise por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios-x, onde se identificaram as fases cristalinas na mineralogia do material resultante. Na análise da mineralogia do material observou-se um aumento de pico de cristobalita conforme se aumentou o teor de SCA na mistura, em função da cristalização da sílica livre. Um menor volume de porosidade foi encontrado conforme se aumentou o teor de substituição de argila pela SCA.