Formulação de produtos cerâmicos a partir de resíduos minerais usando o diagrama de fases do sistema SiO2-Al2O3-K2O

• Main Author: Junkes, Janaína Accordi
• Other Authors: Universidade Federal de Santa Catarina
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: 2012
• Subjects: Ciencia dos materiais; Residuos; Cerâmica; Indústria; Diagramas de fase; Revestimento cerâmico
• Online Access: http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/95142

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2011 === Made available in DSpace on 2012-10-25T21:10:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 288061.pdf: 17350900 bytes, checksum: 5255f996446b20ce764c7ded794d0a78 (MD5) === Nos trabalhos científicos dos últimos anos as questões ligadas à preservação ambiental têm adquirido grande relevância e um dos grandes desafios a serem alcançados é a reciclagem de materiais descartados pelos diferentes setores produtivos. Devido às agressões causadas ao meio ambiente, pelo desenvolvimento tecnológico através do descarte de resíduos, buscou-se, neste estudo avaliar a possibilidade de utilizar apenas resíduos industriais como matérias-primas alternativas na fabricação de revestimentos cerâmicos. Diferentes resíduos industriais classificados como não perigosos foram selecionados: lamas de processos de britagem de gnaisse, lamas do processo de corte e polimento do varvito, lodos do processo de clarificação/purificação de água potável e uma argila também classificada como resíduo. Todos os resíduos, na forma como foram gerados, foram secos e desagregados em moinhos de bolhas, sendo caracterizados por fluorescência de raios X, difratometria de raios X, análise térmica diferencial e gravimétrica, dilatometria ótica e distribuição de tamanho de partículas. A aplicabilidade destes resíduos na confecção de cerâmicas rústicas para revestimento foi guiada pelo diagrama de fases do sistema SiO2-K2OAl2O3 e quatro formulações foram estabelecidas. Para os testes iniciais, estas formulações foram homogeneizadas e prensadas na forma de Resumo pastilhas e sinterizadas a 900, 950, 1000, 1050, 1100 e 1150ºC. A plasticidade das formulações foi avaliada pelo método de Casagrande, e a técnica de extrusão foi utilizada como processo de conformação. As amostras extrudadas foram sinterizadas a 1100 e 1150ºC com 40 min de patamar e caracterizadas por difratometria de raios X, análise térmica diferencial e gravimétrica, dilatometria ótica, retração linear, absorção de água e resistência mecânica a flexão. As fases cristalinas identificadas foram associadas às condições de queima (temperatura, tempo, atmosfera), bem como às características intrínsecas das matériasprimas, como composição química, distribuição de tamanho de partícula e homogeneidade. Os resíduos provaram ser uma boa fonte de matériasprimas alternativas e suas formulações correspondentes se mostraram viáveis para a fabricação de revestimentos cerâmicos. === In recent years scientific issues related to environmental preservation have acquired great importance and a major challenge to be achieved is the recycling of materials discarded by the different productive sectors. Due to the damage caused to the environment by technological development through the disposal of waste, this study sought to evaluate the possibility of using only industrial waste as alternative raw materials in the manufacture of ceramic tiles. Different industrial wastes classified as non-hazardous were selected: sludge from the crushing process of gneiss, sludge from the cutting and polishing process of varvite, sludge from the process of filtration/clarification of potable water and a clay also classified as waste. All wastes were dried and disaggregated in ball mills, and characterized by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, differential thermal and gravimetric analysis, optical dilatometry and particle size distribution. The applicability of these wastes in the rustic ceramic tiles manufacture was guided by the phase diagram of the system SiO2-K2O-Al2O3, and four formulations were established. For initial testing, these formulations were mixed and pressed into pellets, and sintered at 900, 950, 1000, 1050, 1100 and 1150ºC. The formulations plasticity was evaluated by the Casagrande method, and the extrusion technique was used for the shaping process. The extruded samples were fired at 1100 and 1150ºC Abstract for 40 min and characterized by X-ray diffraction, differential thermal and gravimetric analysis, optical dilatometry, linear shrinkage, water absorption and flexural strength. The identified crystalline phases were associated with the sintering conditions (temperature, time, atmosphere) as well the intrinsic characteristics of raw materials such as chemical composition, particle size and homogeneity. The waste proved to be a good alternative raw material and corresponding formulations were shown to be viable for the manufacture of ceramic tiles.