ENSAIOS TECNOLÓGICOS

A Figura 51 apresenta os resultados da retração linear dos corpos-de-prova sinterizados a 1150°C, 1200°C e 1250°C. De acordo com os resultados apresentados no gráfico, houve um aumento da retração linear dos corpos-de-prova com o aumento da temperatura de 1150°C para 1200°C, em todas as formulações com quartzitos, exceto as formulações com o quartzito preto (redução de 16,86%). A retração linear do quartzito preto foi inferior aos demais devido à presença de óxidos fundentes como Fe2O3 (11,21%), MgO (4,115%), CaO (3,725%) e K2O (4,257%), ou seja, materiais que ajudam a formar a fase líquida, o ponto de fusão das massas cerâmicas (refratariedade), bem como a retração linear.

Figura 51 – Retração linear de queima (RLq) dos quartzitos branco, rosa, dourado, preto e verde

Observa-se que as massas cerâmicas preparadas com quartzitos branco, rosa, dourado e verde apresentaram maior retração linear quando a temperatura de sinterização aumentou de 1150°C até 1200°C, evidenciando a influência da temperatura na retração linear dos corpos- de-prova, sendo atribuído esse comportamento à perda de massa dos corpos-de-prova e à reatividade dos pós de elevada sinterabilidade das formulações, além da formação de fases líquidas e da concentração de quartzitos incorporados.

Todas as formulações de quartzitos apresentam menor retração linear com o aumento da temperatura de sinterização para 1250°C. Essa redução da retração linear pode estar relacionada às reações de redução que ocorrem durante a sinterização, provocando a expansão dos corpos-de-prova, isso devido ao aprisionamento de gases liberados do interior dos corpos- de-prova durante as reações, sendo prejudiciais à resistência mecânica e à absorção de água do material. Os quartzitos incorporados nas massas cerâmicas atuam como formadores de

“esqueleto” do corpo-de-prova cerâmico no processo de sinterização.

Como se pode observar, as formulações de quartzitos branco e dourado sofreram menor retração na sinterização de 1250ºC. Acredita-se que isso se deu pelo fato de ambas as misturas conterem os mesmos minerais, ou seja, quartzo, muscovita e microclínio, conforme apresentados pelos difratogramas de Raios X (Figuras 28 e 30) e que, por sua vez, apresentam aluminossilicatos amorfos, os quais também atuam como elemento refratário, estabilizando as dimensões dos corpos-de-prova.

4.2.2. Absorção de água

A Figura 52 apresenta os resultados de absorção de água (AA) nas formulações de quartzitos sinterizados a 1150°C, 1200°C e 1250°C. Uma das principais características do grés porcelanato é a baixa absorção de água (< 0,5%). Os corpos-de-prova sinterizados a 1150°C apresentaram AA entre 2,09 e 5,82%, sendo atribuído este comportamento à grande quantidade de poros dos corpos-de-prova, oriundos do processo de compactação e da temperatura de sinterização, esta responsável pelo fechamento e arredondamento parcial dos poros devido à difusão do material.

As formulações de quartzitos apresentaram uma redução na absorção de água na temperatura de sinterização de 1200°C, variando a AA de 0,1% a 0,36%. Acredita-se que isso ocorreu devido à presença de materiais fundentes que, durante a sinterização a 1200°C, fundiram e preencheram os poros, arredondando e fechando parcialmente os mesmos,

absorvendo-se, assim, menos água. A presença de alto teor de fundentes nas composições dos quartzitos aumentou a quantidade de fase líquida durante a sinterização, promovendo uma maior densificação.

Figura 52 – Absorção de água (AA) dos quartzitos branco, rosa, dourado, preto e verde, sinterizados a

1150°C, 1200°C e 1250°C

Os corpos-de-prova dos quartzitos sinterizados a 1250°C apresentaram menor absorção de água, que variou de 0,18% a 0,33%, da mesma forma do que ocorreu na temperatura de 1200°C, havendo uma diminuição de absorção de água devido à presença de materiais fundentes que, durante a sinterização a 1250°C, fundiram e preencheram os poros, arredondando e fechando parcialmente os mesmos, absorvendo, assim, menos água.

4.2.3. Porosidade aparente

A Figura 53 apresenta o resultado da porosidade aparente dos quartzitos sinterizados a 1150°C, 1200°C e 1250°C. As formulações de quartzitos sinterizados a 1150°C apresentaram porosidade aparente entre 3,99% e 10,40%, com maiores percentuais de porosidade do que as formulações de quartzitos rosa (9,0%) e preto (10,4%) devido ao teor de sílica e biotita, respectivamente.

Os corpos-de-prova sinterizados a 1200°C apresentaram uma homogeneidade dos valores de porosidade aparente, corroborando com os resultados de absorção de água. A PA dos corpos sinterizados variou entre 0,2% e 0,74%, estando coerente com os resultados de AA. Observa-se que, com uma menor porosidade aparente, menor é a absorção de água desses corpos cerâmicos. Todas as formulações de quartzitos: branco, dourado, rosa, preto e verde sinterizadas a 1250°C apresentaram uniformidade nos valores de porosidade aparente, devido à presença da fase líquida durante a sinterização, promovendo uma maior densificação e preenchimento dos poros, reduzindo a porosidade.

Figura 53 – Porosidade aparente (PA) dos quartzitos branco, rosa, dourado, preto e verde sinterizados

a 1150°C, 1200°C e 1250°C

Verifica-se que há uma variação relativamente baixa de porosidade aparente entre as formulações para cada temperatura de sinterização. Nota-se que as mesmas formulações que apresentaram a porosidade aparente mais alta, bem como a mais baixa, para cada temperatura de sinterização, são as mesmas que apresentaram maior e menor absorção de água. A redução da porosidade aparente pode ser compreendida pela maior quantidade de fase vítrea, a qual penetra nos poros enquanto está líquida durante a sinterização.

4.2.4. Massa específica aparente

A Figura 54 apresenta os resultados da massa específica aparente das formulações de quartzitos sinterizadas a 1150°C, 1200°C e 1250°C. Observa-se que os corpos-de-prova de todas as formulações de quartzitos apresentaram aumento na massa específica aparente com o aumento da temperatura.

Figura 54 – Massa específica aparente (MEA) dos quartzitos branco, rosa, dourado, preto e verde

sinterizados a 1150°C, 1200°C e 1250°C

De acordo com análise do gráfico da Figura 54, os corpos-de-prova sinterizados a 1150°C variaram a massa específica entre 1,733 g/cm3 e 1,92 g/cm3. Já os corpos cerâmicos sinterizados a 1200°C apresentaram variação da massa específica em torno de 1,912 g/cm3 e 2,112 g/cm3, e os sinterizados a 1250°C apresentaram variação entre 2,094 g/cm3 e 2,805 g/cm3. Os resultados são coerentes com a literatura e evidenciam o comportamento de densificação dos corpos-de-prova com o aumento da temperatura de sinterização. Quanto maior a temperatura de sinterização, maior é a quantidade de fase vítrea penetrando e preenchendo os poros enquanto se encontra na fase líquida durante a sinterização. Dessa forma, maior é a densidade dos corpos cerâmicos.

Nos processos de sinterização, ocorre difusão no estado sólido e formação de fase líquida. Com isso há um preenchimento dos poros. Quanto maior o fechamento dos poros,

maior será a massa específica aparente do material. A temperatura de sinterização influencia diretamente na densificação dos corpos-de-prova cerâmico, bem como na resistência mecânica dos mesmos.

Nota-se que na sinterização a 1250ºC as formulações obtiveram maiores valores de MEA (2,094 g/cm3 a 2,805 g/cm³), provavelmente pela maior concentração de materiais fundentes, os quais densificam a amostra, quando em estado líquido, eliminando os poros existentes por força de capilaridade. Com isso, as formulações de quartzitos branco, dourado e preto, quando sinterizadas a 1250ºC, apresentaram-se de acordo com a Norma Europeia EN 87, que exige que a massa específica aparente seja maior que 2,20 g/cm3 para o grés porcelanato.

4.2.5. Tensão de resistência à flexão de 3 pontos

A Figura 55 apresenta os resultados da resistência à flexão de 3 pontos dos corpos-de- prova dos quartzitos sinterizados a 1150°C e 1200°C. Os corpos-de-prova dos quartzitos sinterizados a 1250°C foram descartados devido à indisponibilidade de realizar esta análise por terem se deformado nesta temperatura. Todas as formulações de quartzitos apresentaram um aumento substancial da resistência mecânica à flexão com o aumento da temperatura de sinterização de 1150°C para 1200°C.

Figura 55 – Tensão de Resistência à flexão (TRF) dos quartzitos branco, rosa, dourado, preto e verde

Assim como as propriedades de retração linear e massa específica aparente, percebe-se que a tensão de ruptura à flexão aumentou de acordo com o aumento da temperatura máxima de sinterização. Os corpos-de-prova dos quartzitos sinterizados a 1150°C apresentaram resistência mecânica à flexão de 14,54 MPa a 20,25 MPa, sendo os mais resistentes à flexão os corpos-de-prova dos quartzitos preto (20,25 MPa) e dourado (19,80 MPa). Já as formulações sinterizadas a 1200°C apresentaram valores de resistência mecânica à flexão entre 22,93 MPa e 31,23 MPa, apresentando os maiores valores os quartzitos rosa (31,23 MPa) e dourado (30,82 MPa).

É importante salientar que a ABNT não classifica os revestimentos quanto à resistência à flexão, embora cite como fazer o ensaio. Por isso, citamos como referencia a norma Europeia UNI EN 100 faz referência ao valor médio que deve apresentar a TRF superiora 27 MPa, para um revestimento prensado e com AA menor que 0,5%. De acordo com essa informação, percebe-se que corpos-de-prova das formulações de quartzito branco, rosa, dourado e preto atingiram o valor médio de resistência à flexão, apresentando 28,28 MPa; 31,23 MPa; 30,82 MPa e 28,11 MPa na sinterização a 1200ºC, com exceção da formulação do quartzito verde, 22,93 MPa.