1 Formulação de Massas erâmicas para Revestimento de Base Branca, Utilizando Matéria-prima do Estado Rio Grande do Norte. M. R. Sousa; 1 M. A.. F. Melo 2 1 Rua: Amazônia- Bairro:Zambelé s/n- EP: 45020-350-Vitória da onquista Ba Rosimar@cefetba.br entro de Federal de Educação Tecnológica da Bahia UNED - Vitória da onquista 2 Departamento de uímica, Universidade Federal do Rio Grande do Norte Objetivo deste trabalho foi viabilizar a obtenção de revestimento cerâmico de base branca, usando a matéria-prima do Estado do Rio Grande do Norte, que atenda às normas técnicas, através da utilização da variação de quartzo nas massas cerâmicas. As massas cerâmicas foram submetidas a ensaios de difração de raios-x, ATD/TG, distribuição de tamanho de partículas. Foram confeccionados corpos de prova por prensagem uniaxial e depois queimados as temperaturas entre 1160 a 1240º. As propriedades tecnológicas de queima avaliadas foram: Retração linear, Absorção de água e tensão de ruptura à flexão. Os resultados indicaram que as massas cerâmicas provenientes do Estado do Rio Grande do Norte apresentam os valores exigidos pelas normas técnicas. Palavras-chave: Revestimento, Base branca, Absorção de água, Retração Linear, Tensão de ruptura. INTRODUÇÃO O setor de cerâmicas de revestimento tem sua demanda diretamente influenciada pelas flutuações do nível de atividade da construção civil. As indústrias cerâmicas do Brasil geralmente estão localizadas em determinadas regiões por uma combinação de fatores que envolvem as matérias primas, energia e mercado consumidor. O Rio Grande do Norte tem esses fatores, tornando-se bastante promissor para o desenvolvimento do setor de cerâmica branca, pois além de energia de baixo custo, têm suas reservas de matérias primas em qualidade e quantidade suficiente para exploração econômica (1). No desenvolvimento de um produto cerâmico, a etapa de formulação da massa cerâmica é fundamental para se atender às exigências de elevada qualidade e baixo custo. Para revestimento ter como uma das características
2 técnicas a mais importante é a resistência ao desgaste físico, destacando-se em seguida os baixos valores de absorção de água, a alta resistência mecânica, a resistência ao ataque químico, a dureza superficial, a resistência ao congelamento, a resistência à compressão e o isolamento a descargas elétricas estáticas. A indústria de cerâmica para revestimento destaca-se dois tipos de processos produtivos, classificados de acordo com o processo de preparação da massa, como: Via seca e Via úmida Utiliza as seguintes etapas: a) mistura de várias matérias primas, que são moídas e homogeneizadas em moinhos de bola, em meio aquoso; b) secagem e granulação da massa em spray dryer (atomizador); c) conformação, decoração e queima. Para a (2) 40% da produção nacional é realizada por via seca e 60% por via úmida. A principal diferenças entre esses tipos de processos, está na seleção e preparação da massa de argila, para produção do suporte ou biscoito. A fase de mineração e processamento cerâmico é a mesma para os dois processos. As empresas do setor cerâmico de revestimento têm buscado a certificação de qualidade de seus produtos segundo a norma ISO 13006 (3), o termo revestimento engloba uma variedade de tipo, que se diferenciam pelas suas propriedades, que são fundamental importância é a absorção de água e o módulo ruptura á flexão. Fato este que vem conquistando o mercado internacional. Assim, as necessidades do cliente têm sido atendidas com produtos de qualidade. Nesse trabalho foi estudada obtenção de revestimento cerâmico de base branca, usando a matéria-prima do Estado do Rio Grande do Norte, que atenda à norma 13006. Tabela I lassificação dos Grupos de Revestimentos erâmicos ISO Absorção de Tensão de Produto Uso 13006 água (%) ruptura (MPa) recomendado 1a 0-0,5 35-50 Porcelanato Piso e parede 1b 0,5-3 30-45 Grês Piso e parede 2a 3-6 22-35 Semi- poroso Piso e parede 2b 6-10 15-22 Poroso Piso e parede MATERIAIS E MÉTODOS Materiais As matérias-primas utilizadas neste trabalho foram fornecidas ARMIL empresa do Estado Rio Grande Norte, localizada no município de Parelhas-RN. Os
3 beneficiamentos do caulim, quartzo e feldspato sódico, foram realizados pela empresa. A tabela II mostra as composições químicas e ensaios físicos, foram utilizados conforme recebidos e a tabela III apresenta as formulações estudadas. Os óxidos e suas quantidades em cada material foi de interesse nesse trabalho. Tabela li omposição química Produto omposição uímica (%) Ensaio Físico SiO 2 A 2 O 3 Fe 2 O 3 TiO 2 ao MgO K 2 O Na 2 O * P.F Escorri -mento aulim 49,07 33,7 4 0,22 <0,1 0,30 0,061 1,97 0,52 14,01 uartzo 98,97 0,41 <0,01 0,019 <0,01 <0,01 0,18 0,13 0,26 - Feldspat o Sódico 69,55 18,82 0,14 0,017 0,17 0,09 1,47 9,63 0,32 72mm *Perda ao fogo Tabela III Formulações de Massas Preparadas Matérias-primas Formulações (%) M1 M2 M3 M4 M5 aulim 50 50 50 50 50 Feldspato Sódico 40 37,5 35 32,5 30 uartzo 10 12,5 15 17,5 20 Métodos Formulação dos materiais cerâmicos é uma etapa onde se busca estabelecer quimicamente uma relação das matérias-primas para que determinada fase posse ser obtida. omo os resultados das analises químicas pode-se extrair os óxidos que mais influenciam na formulação. Todas as composições de massas foram homogeneizadas mediante moagem via úmida em moinho de bolas, a quantidade de água utilizada e por período foram mantida constates para todas as composições. O utilizou um defloculante silicato sódio. O resíduo de cada composição foi mantido entre 0,8% a 1 em malha de 325 mesh. Após a moagem a barbotina foi seca em estufa e então se adicionou água na proporção 7%. A etapa de compactação dos corpos de prova foi realizada numa prensa hidráulica, a pressão de compactação utilizada foi da ordem de 35 Mpa. A secagem dos corpos de prova foi feita em estufa a temperatura de 110 º, durante 24h. Todas as amostras foram sinterizadas na atmosfera oxidante. Nas seguintes temperaturas 1160, 1180, 1200, 1220 e 1240 º. om tempo de sinterização de 55 minutos. Neste trabalho os corpos cerâmicos produzidos serão avaliados através
4 das seguintes propriedades: Retração linear de queima, absorção de água e tensão de ruptura à flexão. Ênfase especial será dada à correlação entre a formulação da massa e a temperatura de queima em relação às propriedades dos corpos cerâmicos. Além do mais, serão obtidos diagramas de gresificação. RESULTADOS Os difratogramas de raios X da amostras individuas estudado é mostrado na figuras 2, 3 e 4, Verificam-se picos de difração característicos das fases cristalinas referentes a caulim (Al 2 O 3.2SiO 2.2H 2O), sílica (SiO 2 ) e feldpstado sódico (Na 2 O.Al 2 O 3.4SiO 2 ). Intensidade (u.a.) -AULIM - uartzo Intensidade (u.a.) Feldspato Sódico quartzo Intensidade (u.a.) UARTZO 0 10 20 30 40 50 60 2θ (a) 0 10 20 30 40 50 60 2θ (b) 0 10 20 30 40 50 60 2θ (c) Figura-1 Difratograma de raios-x das matérias-primas: (a) aulim (b) Feldspato sódico (c) uartzo. As massas cerâmicas de queima branca foram compostas de caulim, um material plástico e não plástico a base branca, como indicado na tabela II. Nas Figuras 2, são mostradas as curvas de gresificação das cinco amostra que são ferramentas que possibilitam o avaliar os parâmetros de absorção de água e de retração linear em função de sua temperatura (4). om esses dados podemos facilita a melhor temperatura de queima com suas propriedades. omparando todas as massas cerâmicas estudas M1(10% quartzo), M2(12,5% quartzo), M3(15% quartzo), M4 (17,5% quartzo) e M5 (20% quartzo), analisou-se que o teor de quartzo influencia nas propriedades de absorção de água e retração linear para todas temperaturas estudadas.
5 Teor de quartzo 10% Teor de quartzo = 12,5 % 0,5 8,0 0,45 7,8 0,40 7,6 0,4 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 7,4 7,2 6,8 0,3 0,2 7,5 0,10 6,6 0,05 0,1 6,5 Temperatura de sinterização, (i) Temperatura de sinterização, (ii) 0,5 Teor de quartzo = 15,0 % 8,0 0,40 Teor de quartzo = 17,5 % 7,8 0,4 0,3 0,2 7,5 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 7,6 7,4 7,2 0,1 0,10 6,8 0,05 6,6 0,0 6,5 Temperatura de sinterização, (iii) Temperatura de sinterização, (iv) Teor de quartzo 20% 0,40 7,8 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 7,6 7,4 7,2 0,10 6,8 0,05 6,6 Temperatura de sinterização, (v) Figura 2- urva gresificação das massas formuladas (i) M1, (ii) M2, M3(iii), M4 (iv), M5 (v). Verifica-se que, a absorção de água e a retração linear das massas permanecem inalteradas no intervalo da temperatura. Observa-se que nas curvas de gresificação uma elevada inclinação das curvas de absorção água e retração de 1200 a 1220 º, isso indicam o inicio da vitrificação. Pelas curvas de gresificação pode-se observar que os valores de absorção de água variaram de 0,44 ± 0,01 a 0,07 ± 0,01 % aproximadamente essas massa utilizada industrialmente para produção de pisos a serem enquadrado no grupo 1 a (porcelana).
6 A tabela IV mostra os resultados obtidos a tensão de ruptura à flexão em função das temperaturas e também em função o teor de quartzo. Os corpos produzidos com as diversas massas mostram valores dentro do especificados pelas tabela I. Observou-se que à medida que a temperatura aumenta a tensão ruptura aumentar já não ocorrendo com o teor de quartzo, por que o aumento do quartzo diminuiu a plasticidade. Tabela IV Formulações de Massas Preparadas Massas Temperatura (º ) Tensão de ruptura à flexão (Mpa) M1 44,83±3,84 45,30±3,11 46,39±4,04 47,56±3,62 47,87±4,02 M2 42,24±3,73 42,54 ±2,38 42,89 ±2,65 44,68±2,53 45,03±6,40 M3 42,10±2,32 42,50 ±2,87 43,22 ±2,26 43,27 ±2,70 45,11 ±3,73 M4 36,13±2,99 38,21±3,81 39,35±2,34 40,19±3,98 42,28±1,55 M5 36,11±1,36 36,81±1,91 37,23±1,75 37,30±1,42 38,73± 1,97 A figura 3 mostram a analises térmicas diferenciais das cinco misturas. Podese observar que todas as mostram independente do teor de quartzo, apresentam pico exotérmico à temperatura 450º. (M1) (M2)
7 (M3) (M4) (M5) Figura 3 urvas de Análise Térmica Diferencial (M1)10% quartzo, (M2) 12,5% quartzo, (M3) 15% quartzo, (M4) 17,5 quartzo e (M5) 20% quartzo. ONLUSÕES Os resultados apresentados estão de acordo com especificados pela norma técnica 13006 os corpos cerâmicos sinterizados para revestimento de base branca devem apresentam AA 0 0,5% e σ 35 MPa. As massas estudadas M1, M2, M3, M4 e M5 quais variaram de 1160 a 1240º todas estão dentro especificações. O aumento do teor de quartzo na mistura melhora a retração linear. om base nas analises e nos ensaios realizados com as formulações preparadas a partir das amostras das matérias-primas do Estado do Rio Grande do Norte é possível a fabricação de revestimento porcelanato (1 a). REFERÊNIAS 1- A. F. Melo; S. G. Neto; D. M. A. Melo; L. P. arvalho; J. N. Galdino; S. A. G. Silva 2- ANFAER: Associação Nacional dos Fabricantes de erâmica para Revestimento, disponível em: http://www.anfacer.org.br.
8 3- L. Menasce, Guia dos Especificador Mundo erâmico (1994) 9-10. 4- Melchiades,L., uinteiro, E., Boschi, A. O. urva de Gresificação :Parte I, erâmica Industrial 1, 04/05 30-31(1996) ABSTRAT Formularization of eramic Masses for Tiles of White Base, Using Raw material of the State in Rio Grande do Norte. Objective of this work was to make possible the ceramic coating attainment of white base, using the raw material of the State Rio Grande do Norte, that takes care of to the norms techniques, through the use of the quartz variation in the ceramic masses. The ceramic masses had been submitted the analysis by X-ray diffraction, ATD/TG, distribution of size of particles. Bodies of test had been confectioned for uniaxial pressing and after sintered the temperatures between 1160 and 1240º. The technological properties of burning evaluated had been: Linear retraction, water absorption and breaking to the flexural strength. The results had indicated that the ceramic masses proceeding from the State of the Rio Grande do Norte, present the values demanded for the norms techniques. Key-words: Tiles, white Base, water Absorption, Linear Retraction, Breaking strength