De grande interesse para esse estudo é analisar o efeito da adição de materiais às massas cerâmicas, na tentativa de melhorar as propriedades químicas e tecnológicas, reduzir ciclos de queima, economizar energia e combustível e racionalizar o uso das jazidas de argila, tudo isso atendendo às normas exigidas pela ABNT.
Baseados nos dados químicos obtidos através de Fluorescência de raios X (elementos maiores e menores das amostras S1, S2, SL, Unicer, Filito, GI-1, GI-2 GSR-1, DB, GN, QZ e Tt) foi confeccionado um diagrama ternário (Figura 12) dos valores de SiO2 X Al2O3 X Fundentes (Na2O+CaO+K2O), tentando-se determinar qual destes materiais (Filito, GI-1, GI-2, GSR-1, GN, QZ e DB) seria mais apto a ser aditivado à massa cerâmica M4 (60% de S1, 30% de S2 e 10% de SL).
A figura 12 revela que as 3 argilas que compõem a massa M4 (S1, S2 e SL), mais a amostra Unicer, apresentam uma composição parecida, são todas argilas silico-aluminosas com teores baixos de fundentes, consideradas como sendo argilas um pouco refratárias e não tão plásticas, devido ao teor considerável de quartzo. Para melhorar o teor de fundentes e consequentemente conseguir um melhor desempenho de sinterização dessas massas, procurou-se na região, locais mais próximos que pudessem fornecer materiais mais ricos em fundentes.
Na figura 12 observa-se que o quartzo filito do Grupo São Roque também é um material sílico-aluminoso, pobre em fundentes, pelo fato de ser um material bem alterado, contendo na sua composição baixos teores de Na2O, CaO e K2O. Mesmo assim, acredita-se que massas aditivadas com esse material forneçam bons resultados cerâmicos, tendo em vista à presença de uma matriz fina de sericita (mineral placóide e hidratado) e veios de clorita, além de corresponder a um material bem fino devido à alteração intempérica.
Em relação às amostras graníticas (GI-1, GI-2 e GSR-1), estas ficam quase na mesma posição no digrama ternário (Figura 12). A amostra GI-1 tem valor um pouco menor de fundentes que a da amostra GI-2, sendo que a amostra GI-1 apresenta teor de Na2O superior em relação à amostra GI-2, enquanto nesta o K2O é predominante (ver Quadro 10 de Análise Química). Sendo assim é provável que as amostras aditivadas com o Granito GI-1 apresentarão propriedades físicas melhores que as dos aditivados com o granito GI-2. Quanto ao granito GSR-1 esse apresenta
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valores de fundentes um pouco mais elevados que os exibidos pelos dois granitos ditos anteriormente, principalmente quanto ao Na2O e o CaO. Isto poderia gerar misturas aditivadas com melhores propriedades que às da amostra GI-1, se o teor mais elevado de máficos existentes nos granitos do Complexo São Roque (em relação aos granitos do Complexo Itu) não gerar quedas nas propriedades físicas.
Quanto ao gnaisse do Complexo Itapira, este apresenta teores de SiO2 e fundentes elevados, sendo muito similares ao dos granitos dos Complexos Itu e São Roque (tanto que se agrupa na mesma posição no diagrama ternário da Figura 12) indicando que esse gnaisse provavelmente tem uma origem granítica. Esse gnaisse possui teor de Na2O superior ao de K2O (ver Quadro 10 de Fluorescência de Raios X), sendo considerado (como os granitos) como um excelente material para melhorar as reações de sinterização dentro do forno.
O quartzito do Complexo Itapira com sua composição de 96,3% de Si2O (ver Quadro 10 de Fluorescência de Raios X) fica isolado na ponta esquerda do diagrama ternário (Figura 12), próximo à marca de 100% de Si2O. Esse material é muito bom para ser adicionado em massas argilosas excessivamente plásticas, para corrigir a plasticidade, evitando defeitos cerâmicos causados durante a compactação dos corpos de prova ou para sanar problemas gerados por valores baixos de dilatação térmica linear e retração de queima elevada.
O leuco diabásio do corpo intrusivo de Limeira, entre todos os aditivos da região, apresenta os teores mais elevados em fundentes, principalmente em CaO e Na2O. Isto pode gerar uma melhor sinterização no forno e os melhores valores de propriedades físicas entre os aditivos. Por outro lado, um material tão fundente assim pode gerar um alto grau de fusão e provocar empenamento ou deformação dos corpos de prova durante a queima no forno, o que exige um cuidadoso controle nas suas concentrações durante o emprego nas massas cerâmicas.
Em relação ao siltito argiloso da Formação Tatuí (amostra Tt) pode-se observar, na figura 12, que este não se encontra na mesma posição do grupo das argilas da Formação Corumbataí (S1, S2, SL e UNICER). Essa amostra ocupa uma posição inferior no diagrama, mais próxima do campo do SiO2, comprovando seu teor mais elevado de sílica livre (ver Quadro 10). Em relação aos fundentes (Na2O, K2O e MgO) nota-se que seus teores são inferiores aos das argilas Sartori e UNICER. Sendo esta argila mais arenosa (menos plástica) e refratária, durante a prensagem e queima desse material puro, podem ocorrer problemas (defeitos),
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gerando queda nas propriedades físico-cerâmicas dos corpos de prova. Essa argila seria viável na composição de massas cerâmicas como desplastificante.
Al O
2 3 ) (40%SiO
21 (100%)Na O + CaO + K O
2 2 (40%) Al O2 3 SiO2 Na O + CaO + K O2 2 LEGENDA Amostra S1 Amostra S2 Amostra SL Amostra Unicer Amostra Filito Amostra Gi1 Amostra Gi2 Amostra GSR-1 Amostra Db Amostra GN Amostra Tt Amostra QZFigura 12 : Diagrama Ternário de SiO X Al O X Fundentes (Na O + CaO + K O) 2 2 3 2 2
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9.5 - Capacidade de Troca Catiônica (CTC)
Os resultados para a capacidade de troca catiônica (Gráfico 3 e Quadro 11) revelam que a amostra com CTC mais elevado é a SL, pois além de conter alto valor relativo de illita, possui montmorilonita e illita-montmorilonita. O segundo valor mais elevado de CTC é da amostra Tt devido à presença de illita + interestratificados expansivos associado a um alto teor de matéria orgânica (Quadro 10). A amostra com terceiro valor de CTC é S2 devido ao seu alto teor de illita, seguida pelas amostras UNICER e S1, este com o menor teor de illita. Para as amostras S1, S2 e SL a matéria orgânica, além de baixa, apresenta valores idênticos (Quadro 12) não influindo muito na análise de CTC. Em relação ao cátion mais trocável, para as amostras S1 e SL foi o Mg+2 + Ca+2 (ambas tem composição mineralógica muito semelhante), para as amostras S2 e Tt foi o Mg+2, enquanto que para amostra UNICER foi o Ca+2 (devido provavelmente ao teor mais elevado do mineral calcita nesta amostra). O ensaio de capacidade de troca catiônica colabora com os estudos mineralógicos e servem para detectar, por exemplo, a presença de montmorilonita na amostra, que pode trazer alguns cuidados no processo cerâmico (como a retração e a floculação quando se tratar do processo em via úmida).
Quadro 11: Dados de Capacidade de Troca Catiônica para as Amostras da Jazida
Sartori e Amostras UNICER e Tt
Amostras K Mmol/dm3 Na Mmol/dm3 Mg Mmol/dm3 Ca mmol/dm3 C.T.C. Mmol/dm3 S1 2,3 3,3 12,0 11,0 28,6 S2 2,8 3,6 59,0 17,0 82,4 SL 5,5 8,5 41,0 40,0 95,0 Unicer 3,7 7,0 8,0 39,0 57,7 Tt 1,2 0,37 58,0 27,0 86,5
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9.6 - Carbono Orgânico
Os teores de carbono orgânico exibido pelas amostras S1, S2 e SL são aproximadamente iguais, cerca de 0,1 g/dm3 (Gráfico 4 e Quadro 12); enquanto que as amostras UNICER e Tt apresentaram 1,0 g/dm3. Provavelmente, pelo fato da amostra UNIC ER ser composta por argilas de três minas diferentes, as chances de contaminação por matéria orgânica durante o seu transporte são maiores. Outra possibilidade seria que para uma das duas outras minas que fornecem material para compor a massa UNICER, o teor de matéria orgânica seria maior que o da mina Sartori.
Em relação à amostra Tt, por ser um afloramento de estrada coberto por vegetação e raízes, isso contribuiu para seu teor de carbono orgânico elevado. Pelo fato dos teores apresentados serem inferiores a 5 g/dm3, dificilmente essas massas irão apresentar defeitos cerâmicos relacionados a excesso de matéria orgânica (bolhas e coração negro).
Quadro 12: Resultados da análise de Carbono Orgânico para as Amostras da
Jazida Sartori e das Amostras UNICER e Tt
AMOSTRA CARBONO ORGÂNICO
(g/dm3) S1 0,1 S2 0,1 SL 0,1 Unicer 1,0 Tt 1,0
GRÁFICO 3: ANÁLISE DE CAPACIDADE DE TROCA CATIÔNICA (CTC) DAS AMOSTRAS DE ARGILA DA JAZIDA SARTORI (S1, S2 E SL), UNICER E ARGILA Tt
GRÁFICO 4: ENSAIO DE CARBONO ORGÂNICO DAS AMOSTRAS DE ARGILA DA JAZIDA SARTORI (S1, S2 E SL), UNICER E ARGILA Tt
S 1 S 2 S l U n i c e r T t 0 0 , 1 0 , 2 0 , 3 0 , 4 0 , 5 0 , 6 0 , 7 0 , 8 0 , 9 1 VA LO RE S (e m g/ dm 3) A M O S T R A S K C a M g N a C T C S 1 S 2 S L U N I C E R T t 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 VA LO R ES (e m m m ol /d m 3) E L E M E N T O S A M O S T R A S
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9.7 - Ensaios Físicos