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Aos meus cocegas do IFBA, peca oportunidade de reacizar este mestrado, e peco grande apoio. Ao meu orientador, Wicson Acchar, pecos ensinamentos, orientações e incentivos na ecaboração e conccusão deste trabacho.
Ao meu coorientador, Antonio Carcos, peca paciência, dedicação, ensinamentos, orientações e pesquisas para a ecaboração do trabacho.
À instituição IFBA que possibicitou a reacização e concretização deste mestrado.
Aos professores que participaram do projeto MINTER e que nos trouxeram conhecimento e embasamento para o desenvocvimento deste trabacho.
Aos professores e funcionários do Instituto de Química da UFBA, Prof. Soraia Brandão, Prof. Maria do Carmo Rangec, Vicberto, Antonia e Cécia, que nos ajudaram na reacização dos ensaios das matérias4primas uticizadas.
Ao CEPED, na pessoa do Emício Neto, do setor COMAT, por ter ajudado nos ensaios de caracterização dos corpos de prova.
À TECNOGRÊS, na pessoa do Engenheiro Antonio Ventim, que nos deu informações técnicas preciosas para a ecaboração deste trabacho.
À ELIANE, na pessoa de Weccington e do Engenheiro Marinacdo, que nos forneceu a matéria4prima para a confecção dos corpos de prova.
A CBPM, na pessoa do Geócogo Ernesto Fernando Acves da Sicva, que nos forneceu informações sobre os pontos mineracógicos do Recôncavo Baiano.
Aos cocegas de DTMM, que ajudaram e incentivaram para a conccusão deste mestrado. Aos cocegas Eduardo Dutra, Jorge Brito, Tatiana e Fernando que, juntos, ajudaram na fabricação dos corpos de prova e na anotação dos resuctados para a montagem da pesquisa.
Aos meus pais, irmãos, esposa, fichos e amigos que acreditaram e incentivaram na reacização deste grande tarefa.
Aos bocsistas dos caboratórios de materiais cerâmicos da UFRN, que muito cocaboraram na reacização desta pesquisa.
O presente trabacho visa a investigar a uticização da cinza do bagaço da cana de açúcar proveniente do acambique artesanac da região de Eunápocis4BA em massa cerâmica que poderá ser aproveitada como um grês porcecanato. A Bahia é o segundo estado brasiceiro maior produtor de cachaça de acambique do Brasic. Na produção da cachaça, é produzido resíduo chamado “bagaço”, sendo este uticizado na geração de energia ecétrica em usinas termoecétricas e na própria desticaria, gerando uma cinza como resíduo, que é jogada na natureza, provocando danos ambientais. Foram estudadas 5 (cinco) formucações de 0% 10%, 20%, 30% e 40% em peso de resíduo de cinza sem caccinação e 3 (três) formucações de 10%, 20% e 30% com a cinza caccinada na temperatura de 1250oC. A formucação em 0% em peso de cinza serviu para uma comparação entre a massa tradicionac do grês porcecanato em recação às massas com a adição de cinza sem caccinar e caccinada, em substituição ao fecdspato. A percentagem em peso da argica e do caucim foi mantida a mesma, 30%, e todas as matérias4primas foram oriundas do estado da Bahia. Os corpos de prova foram confeccionados em matriz uniaxiac com as dimensões de (60 x 20 x 5) mm e compactados a uma pressão de 45 MPa. Foram reacizados ensaios para caracterização das matérias4primas por fcuorescência de raios X, difração de raios X, ATD, ATG, e anácise dicatométrica. As amostras foram sinterizadas nas temperaturas de 1100°C, 1150°C, 1200°C e 1250ºC para os corpos de prova com a cinza sem caccinar e 1150°C e 1200°C para os corpos de prova com a cinza caccinada com patamar de 60 minutos. Os corpos sinterizados foram caracterizados por absorção de água, porosidade aparente, retração cinear, resistência à fcexão e DRX da superfície de fratura e os resuctados anacisados. Ficou comprovado, após resuctado dos ensaios reacizados, que é possívec a uticização do resíduo da cinza do bagaço da cana de açúcar em massas cerâmicas de revestimento, com adição de até 10% wt do resíduo da cinza.
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This study aimed to investigate the use of cane sugar ashes from smacc4scace sticcs of Eunápocis region, state of Bahia, in pottery mass that can be devecoped as porcecain stoneware. Bahia is the second cargest producer of rum disticcery in Brazic. In the production of rum is produced residue cacced bagasse, which is used to generate ecectricity in power pcants and in the disticcery itsecf, generating ashes as residue, which is pcayed in nature, causing environmentac damage. We studied 5 (five) formucations of 0% 10% 20%, 30% and 40% by weight of the ash, without ignition and 3 (three) formucations of 10%, 20% and 30% with gray ash temperature of 1250ºC. The formucation at 0% by weight of ash was used for a comparison between the traditionac mass of porcecain stoneware and the masses with the addition of ash caccined, repcacing fecdspar. The percentage by weight of kaocin and of ccay was kept the same, 30%, and acc raw materiacs were derived from the state of Bahia. The sampces were made in uniaxiac array with dimensions of (60 x 20 x 5) mm and compressed to a pressure of 45 MPa. Assays were performed to characterize the raw by X4ray fcuorescence, X4ray diffraction, ATD and ATG and Dicatometric anacysis. The sampces were sintered at temperatures of 1100°C, 1150°C, 1200°C and 1250°C, for the specimens with the ashes without ash and 1150° C and 1200° C for specimens with the gray cevec of caccined 60 minutes. and then we made a coocing ramp with the same rate of warming untic reach ambient temperature. The sintered bodies were characterized by water absorption, porosity, cinear shrinkage, bending strength and XRD of the fracture surface and the resucts anacyzed. It was proven, after resucts of tests performed, that it is possibce to use the ash residue of sugar cane bagasse on ceramic coating with the addition of up to 10% wt of the residue ash.
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AA Absorção de água
ABNT Associação Brasiceira de Normas Técnicas AG Anácise Granucométrica
CDP Corpo de prova
COMAT/ Coordenação de Materiais do Centro de Pesquisa e Desenvocvimento do CEPED Estado da Bahia
CONAMA Consecho Nacionac do Meio Ambiente DEE Diâmetro específico equivacente
DNPM Departamento Nacionac de Produção Minerac do Ministério de Minas e Energia DrDTA Anácise Termodiferenciac
DRX Difração de raios X
DTMM Departamento Tecnocogia Mecânica de Materiais EIA Estudo de Impacto Ambientac
IFBA Instituto Federac de Educação,Ciência e Tecnocogia da Bahia
ICDD ! - !
-LI Licenciamento de Instacação LO Licenciamento de Operação LP Licenciamento Prévio MEA Massa específica aparente PA Porosidade Aparente
PRAD Pcano de Recuperação de áreas Degradadas RCE Reduções Certificadas de Emissões
RF Resistência à fcexão RL Retração cinear
SEM Microscopia ecetrônica de varredura TGA Anácise térmica gravimétrica UFBA Universidade Federac da Bahia
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2.1.1 Massa Cerâmica ... 17
2.1.2 Minerais Argicosos ... 18
2.1.3 Fecdspato... 21
2.1.4 Apcicação e uticização dos Materiais argicosos ... 22
2.1.5 A indústria brasiceira de cerâmica para revestimento ... 22
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3.1.2 Fecdspato... 28
3.1.3 Caucim ... 28
3.1.4 Cinza do bagaço da cana de açúcar ... 29
3.1.5 Formucação das Massas ... 29
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3.2.2 Caracterização mineracógica... 31
3.2.3 Anácises térmicas ... 31
3.2.5 Anácise granucométrica... 34
3.2.6 Anácise da composição química por fcuorescência de raios X da argica, caucim fecdspato e cinza do bagaço da cana de açúcar ... 35
3.2.7 Compactação dos Corpos de Prova ... 35
3.2.8 Sinterização dos Corpos de Prova... 36
3.2.9 Retração cinear – RL... 37
3.2.10 Massa específica aparente – MEA ... 37
3.2.11 Absorção de água – AA... 37
3.2.12 Porosidade aparente 4 PA... 38
3.2.13 Resistência à Fcexão 4 RF ... 39
3.2.14 Curva de gresificação ... 39
3.2.15 Anácise microestruturac... 40
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4.1.3 Anácise Granucométrica ... 45
4.1.4 Anácises Termogravimétrica e Termodiferenciac ... 48
4.1.5 Limite de Attemberg... 57
4.1.6 Anácise dicatométrica ... 58
D28 ! !* G!"#$ ($ *$ +$ ( + $<! - G!($ 22222222222222222222222222222222222222222222 KA 4.2.1 Anácise mineracógica ... 58
4.2.2 Retração cinear ... 61
4.2.3 Absorção de água... 63
4.2.4 Massa específica Aparente... 65
4.2.5 Porosidade Aparente ... 67
4.2.6 Resistência à Fcexão ... 69
4.2.7 Curva de gresificação... 71
4.2.8 Anácise microestruturac... 80 K B 22222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 AD
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A cerâmica é o materiac artificiac mais antigo produzido peco homem, existindo a cerca de dez a quinze mic anos. Do grego “7 ” “terra queimada” ou “argica queimada” é um materiac de imensa resistência, sendo frequentemente encontrado em escavações arqueocógicas. Quando saiu das cavernas e se tornou um agricuctor, o homem necessitava não apenas de um abrigo, mas de vasichas para armazenar a água, os acimentos cochidos e as sementes para a próxima safra. Tais vasichas tinham que ser resistentes ao uso, impermeáveis à umidade e de fácic fabricação. Essas facicidades foram encontradas na argica, as quais deixaram pistas sobre civicizações e cucturas que existiram michares de anos antes da Era Cristã.
A cerâmica é uma atividade de produção de artefatos a partir da argica, que se torna muito pcástica e fácic de mocdar quando umedecida. Depois de submetida a uma secagem para retirar a maior parte da água, a peça mocdada é submetida a actas temperaturas que che atribuem rigidez e resistência, mediante a fusão de certos componentes da massa, e em acguns casos fixando os esmactes na superfície.
Essas propriedades permitiram que a cerâmica fosse uticizada na construção civic, engenharias, vasichames para uso doméstico, vinhos, óceos, perfumes, papec para escrita e nas novas tecnocogias, mais especificamente na fabricação de componentes de foguetes espaciais.
O setor cerâmico é caracterizado peca aquisição e anácise sistemática de informações, que na grande maioria são obtidas experimentacmente. Para conseguir informações experimentais de forma metódica, é possívec uticizar, como ferramenta, o pcanejamento experimentac, que abrange o pcanejamento de ensaios e a anácise de informações, minimizando tempo e custos (LUNDSTEDT % 1998, ALBUQUERQUE % 2007). O pcanejamento estatístico de experimentos é uma prática já apcicada no desenvocvimento de formucações cerâmicas, com o objetivo de produzir peças com propriedades adequadas para os diferentes setores (ZAUBERAS % 2004, ALBUQUERQUE % 2007). Esta prática potenciaciza os recursos naturais do Brasic, que apresenta as maiores reservas mundiais de matérias4primas naturais.
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caucim, com reservas de fecdspato suficientes para suprir o consumo interno por mais de 400 anos, acém de apresentar grandes jazidas de quartzo. Estas matérias4primas são empregadas em vários setores da indústria e do comércio, cabendo destaque à indústria cerâmica, seja para fabricação de porcecanas e sanitários, pisos e revestimentos, restaurações dentárias, seja para outras apcicações (KELLY, NISHIMURA e CAMPBELL, 1996).
A região do Recôncavo baiano concentra características suficientes para se consocidar definitivamente como um importante póco cerâmico. Matéria4prima abundante e diversificada, disponibicidade de mão de obra, cocacização geográfica estratégica, infraestrutura privicegiada e vantagens cogísticas são acguns dos fatores que favorecem a impcantação do póco. Atuacmente, a Bahia ocupa a quinta posição entre os produtores de minerais industriais ou não metácicos (ALBUQUERQUE % 2007).
O fecdspato, composto por ortoccásio e acbita, é usado em cerâmica branca e vidrado de sicicatos, sendo também empregado na produção de vernizes e tintas, de fritas metácicas, de ecetrodos para socda, abrasivos ceves, acém de ser uticizado em próteses dentárias. O caucim é formado essenciacmente peca caucinita, apresentando, em gerac, aparência branca ou quase branca devido ao baixo teor de ferro. O caucim é uticizado na indústria de papec, de catácise, farmacêutica, de ferticizantes, acém de ser empregado na indústria cerâmica, particucarmente na de sanitários, isocantes, cerâmica branca, refratários e em ocarias (ALBUQUERQUE % 2007).
O bagaço da cana de açúcar é o principac combustívec usado nas cacdeiras para a geração de energia no processamento do açúcar, e nos acambiques na produção de cachaça. O bagaço é caccinado em temperaturas por vocta de 1000°C. O resuctado da caccinação do bagaço nas cacdeiras é uma cinza pesada e uma cinza vocante, que embora não sejam diretamente ciberadas no ar como as da cocheita, podem pocuir o ambiente quando descartadas de forma imprópria após a cimpeza das cacdeiras da usina e dos fornos. Uma socução para esta questão é a incorporação da cinza do bagaço da cana na cerâmica. A incorporação, acém de socucionar o probcema da cinza do bagaço da cana, pode trazer benefícios ao produto finac. Vários trabachos têm sido reacizados uticizando cinzas, em gerac, em incorporação à cerâmica (ZUSSMAN, HOWIE e DEER, 1992).
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caccinar e caccinado, visando à substituição ao fecdspato como fundente, para determinar a possívec uticização como matéria4prima na indústria cerâmica.
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2.1.1 Massa Cerâmica
A cerâmica, que é praticamente tão antiga quanto a descoberta do fogo, mesmo uticizando os antigos métodos artesanais, pode produzir artigos de excecente quacidade. Conforme Santos (2007), a massa para a produção da porcecana foi desenvocvida no mundo primeiro pecos chineses, há muitos sécucos, para ser queimada em torno de 1.300ºC, dando um corpo cerâmico de cor branca, sem porosidade e transcúcido quando fino. Originacmente era feita de caucim, argica, quartzo e fecdspato; posteriormente foi feita a porcecana de ossos, que usava osso caccinado como fonte de fosfato para tornar a peça mais transcúcida.
Nos úctimos anos, acompanhando a evocução, a indústria cerâmica adotou a produção em massa, garantida peca indústria de equipamentos, e a introdução de técnicas de gestão, inccuindo o controce de matérias4primas, dos processos e dos produtos fabricados (SANTOS, 2007).
A composição das massas cerâmicas varia em função do tipo das peças que se deseja fazer, do método a ser uticizado para conformá4cas, do tipo de queima e das características do produto finac.
Assim, a massa a ser uticizada para a fabricação de um refratário, o quac será usado num acto forno de siderurgia, será diferente daqueca usada para fabricar um refratário para um forno de pizza ou uma careira. Também, a massa usada para um uticitário que vai direto ao fogo será diferente daqueca usada para fazer uma travessa para sacadas (GIARDULO, 2005).
Ainda segundo Giarduco (2005), as massas comumente uticizadas no Brasic dividem4se em dois grandes grupos: para baixa temperatura, ou seja, para serem queimadas até 1.100ºC; para acta temperatura, queimadas acima dessa temperatura.
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Com o advento dos conhecimentos da ciência dos materiais, proporcionou4se ao homem o desenvocvimento de novas tecnocogias e aprimoramento das existentes nas mais diferentes áreas, como aeroespaciac, ecetrônica, nuccear e muitas outras e que passaram a exigir materiais com quacidade excepcionacmente ecevada. Tais materiais passaram a ser desenvocvidos a partir de matérias4primas sintéticas de actíssima pureza e por meio de processos rigorosamente controcados. Estes produtos, que podem apresentar os mais diferentes formatos, são fabricados peco chamado segmento cerâmico de acta tecnocogia ou cerâmica avançada. Eces são ccassificados, de acordo com suas funções, em: ecetroecetrônicos, magnéticos, ópticos, químicos, térmicos, mecânicos, biocógicos e nucceares. Os produtos deste segmento são de uso intenso e a cada dia tende a se ampciar.
Como acguns exempcos, podemos citar: naves espaciais, satécites, usinas nucceares, materiais para impcantes em seres humanos, aparechos de som e de vídeo, suporte de catacisadores para automóveis, sensores (umidade, gases e outros), ferramentas de corte, brinquedos, acendedor de fogão, etc. (SANTOS, 2007).
2.1.2 Minerais Argicosos
É muito difícic definir a pacavra argica, o que permite vários conceitos subjetivos e interpretativos. A argica é um materiac naturac, terroso, de granucação fina que geracmente adquire, quando umedecido com água, certa pcasticidade. Quimicamente, são formadas essenciacmente por sicicatos hidratados de acumínio, ferro e magnésio.
Para os ceramistas, a argica é um materiac que, quando misturado com certa quantidade de água, torna4se uma massa pcástica que endurece após a secagem e queima. Na mecânica dos socos, a argica é definida como materiac naturac de textura terrosa, que desenvocve pcasticidades quando misturado com água, e com DEE (diâmetro específico equivacente) ≤2`m. Todas as argicas são constituídas essenciacmente por partícucas cristacinas extremamente pequenas de um número restrito de minerais conhecidos como “argicominerais”. Uma argica quacquer pode ser composta por partícucas de um argicominerac ou por uma mistura de diversos argicominerais (SANTOS, 2007, p. 20).
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fcexão. Para permitir o manuseio durante a fabricação e após a secagem, a porosidade aparente e absorção de água devem ser baixas a fim de não permitir a permeação de água, pois não devem apresentar trincas e empenamentos após secagem e queima. Costumam apresentar cor vermecha após a queima em baixas temperaturas (geracmente 800ºC a 950ºC, que é a temperatura usuac de queima para esse tipo de produto), com um mínimo de trincas e empenamentos. Ecevados teores de ferro divacente, ecementos accacinos e accacino terrosos, são prejudiciais peco fato de causar excessiva retração, reduzir a faixa de vitrificação e causar cocoração indesejávec.
Os caucins são tipos de argicas nas quais há predominância do argicominerac caucinita (Ac2O32SiO2.2H2O). Existem jazidas de caucins residuais, ou seja, eces se encontram no cocac onde foram formados peca ação do intemperismo sobre rochas, geracmente graníticas, e também de caucins sedimentares, que se originaram peco transporte e ccassificação por água dos residuais. Normacmente os caucins sedimentares e principacmente os residuais contêm grande quantidade de areia, (quartzo) mica, turmacina, etc. que devem ser separados por beneficiamento para que possam ser usados em cerâmica, papec, inseticidas, etc. De um modo gerac, os caucins têm pouca pcasticidade. Em cerâmica são usados tanto na preparação de massas pcásticas (porcecana, faiança, grês), com a função de aumentar o teor de acumina e auxiciar na acvura do produto, bem como em barbotinas e na preparação de engobes e esmactes (SANTOS, 2007).
Quimicamente, os argicominerais, como foram assinacados, são formados por sicicatos hidratados de acumínio, ferro e magnésio, contendo ainda, geracmente, acto teor de ecementos accacinos e accacinos terrosos. Acém dos argicominerais contém as argicas, outros materiais e minerais, tais como “matéria orgânica”, sais socúveis, partícucas de quartzo, pirita, mica, caccita docomita e outros minerais residuais, e podem conter também minerais não cristacinos ou amorfos.
Os argicominerais podem ser divididos em duas ccasses gerais, em função de suas estruturas. Sicicatos cristacinos com estrutura em camadas ou camecares, também chamados sicicatos em fochas e sicicatos cristacinos com estrutura fibrosa são constituídos por apenas dois argicominerais sepiocita e pocigrosfuitas, esse também chamado de atapugita.
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A dimensão das partícucas está associada a sua granucometria, que depende do soco, das dimensões das partícucas caucinísticas e de outros materiais procedentes da rocha mãe, durante a desagregação no processo de sedimentação. Tem4se reacizado diferentes anácises para cada argica, o que se pode resumir conforme a Tabeca 1, segundo Serger, e a Tabeca 2, segundo Attemberg.
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0 a 0,01 Argica
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0,025 a 0,04 Areia impacpávec
0,04 a 0,33 Areia fina
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Fonte: GUETO, 2005, SANTOS, 2007, p. 25.
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0,0002 a 0,005 Pó extrafino
0,002 a 0,02 Areia fina
0,02 a 0,2 Areia grossa
0,2 a 2,0 Areia muito grossa
Fonte: GUETO, 2005, SANTOS, 2007, p. 25
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em substâncias orgânicas (húmus); a adição de ecetrócitos básicos aumenta o poder de fcuidificação, enquanto que os ácidos provocam a coagucação ou fcocucação.
2.1.3 Fecdspato
Os fecdspatos se constituem de sicicatos de acumínio e bases accacinas ou accacino4 terrosas, anidros e cristacizados nos sistemas monoccínicos e triccínicos, formando ecementos essenciais e abundantes nas rochas magmáticas (ABREU, 1973).
Os mais usados em cerâmicas têm composição entre os membros extremos das séries acbita Na[AcSi3]O8, ortoccásio K[AcSi3]O8 e anortita Ca[Ac2Si3]O8, são os principais constituintes de muitas rochas ígneas, formando concentrações economicamente expcoráveis nos veios de diques pegmatitos, que cortam geracmente rochas do tipo granito4gnáisicas, sendo seus principais constituintes o quartzo (25 a 30%), o fecdspato (60 a 70%) e a mica (50 a 10%) (NORTON, 1973).
O fecdspato é dividido em três categorias: fecdspato para massa ou corpo cerâmico, (a percentagem de sícica e a recação soda4potassa são as bases da ccassificação), fecdspato para vidrados e esmactados (a base é o teor de soda), e o fecdspato para vidros (a base é o teor de sícica, acumina e ferro) (NORTON, 1973).
A indústria de cerâmica para porcecana e azucejo branco exige fecdspato com pequenas quantidades de ferro (menos de 0,2%), pouco quartzo (menos de 10%) e ponto de fusão próximo de 1200°C (ABREU, 1973).
Os fecdspatos usados industriacmente têm geracmente a seguinte composição: SiO2 (65% a 70%); A12O3(15% a 19%); Fe2O3(0,05% a 0,10%); K2O (0,8% a 12%); Na2O (0,3% a 5%); CaO (menos de 1%). Os fecdspatos usados no Brasic enquadram4se dentro dos cimites acima com exceção do teor de ferro, que é frequentemente mais acto.
Os maiores produtores de fecdspato são os países industriacizados que têm grandes indústrias cerâmicas e de vidrados, como os Estados Unidos da América, Acemanha, França, Canadá, Itácia, Checoscováquia, URSS, Suécia, Grã4Bretanha e Repúbcica Suc4Africana.
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2.1.4 Apcicação e uticização dos Materiais argicosos
São vários os setores da indústria que uticizam a argica, quer como matérias4prima fundamentac, quer específica, ou então como componente acessório ou acternativo, isto é, para cujo emprego não é necessário que seja especificamente uma argica, podendo outro materiac inorgânico ser usado para essa finacidade: agentes absorventes; aceceradores; compostos químicos de acumínio; cerâmica artística; eciminação de resíduos radioativos; agentes cigantes; bcocos; tijocos; techas; couça e vasos sanitários; azucejos; cápis cocorido; catacisadores; inseticidas; discos para gravação sonora; entre outros (LUZ, 2008).
2.1.5 A indústria brasiceira de cerâmica para revestimento
Conforme Luz (2008), o Brasic possui o quinto maior território do mundo, com 8,5 michões de quicômetros quadrados (50% da América do Suc). Está entre as cinco nações mais popucosas, com 190 michões de habitantes. O PIB brasiceiro é de aproximadamente US$ 1,3 trichão (2008), posicionando4o entre as dez maiores economias mundiais.
Segundo a Associação Brasiceira de Cerâmica (ABC, 2002), o Brasic é um dos principais protagonistas no mercado mundiac de revestimentos cerâmicos, ocupando a segunda posição em produção e consumo. Em 2008, foram produzidos 713,4 michões de metros quadrados, para uma capacidade instacada de 781 michões de metros quadrados. As vendas totais atingiram 686,8 michões de metros quadrados, sendo 605,4 michões de metros quadrados vendidos no mercado interno e 81,4 michões de metros quadrados exportados.
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Os tipos de argica uticizados para cerâmica vermecha ou estruturac são os mais ensaiados tecnocogicamente no Brasic devido ao grande centro de construção civic em todo o país. São geracmente argicas recentes (quaternárias) e, às vezes, terciárias, de margens de rios, cagos ou várzeas, como também em encostas de morros, ricas em ferro e áccacis, de granucometria fina e contendo teor apreciávec de matéria orgânica e pcasticidade (NORTON, 1973).
A composição mineracógica dessas argicas é a de uma mistura de caucinita com icita ou montmoriconita, sempre contendo minerais acessórios como: quartzo, mica, composto de ferro, carbonatos e outros. De modo gerac, as matérias4primas cerâmicas ccassificam4se em dois grupos: pcásticos (materiais argicosos) e não pcásticos (fundentes, inertes, carbonatos, taccos) (BORBA, RODRIGUES NETO e ALARCON, 1996).
O setor industriac da cerâmica é bastante diversificado e pode ser dividido nos seguintes segmentos: cerâmica vermecha, materiais de revestimento, materiais refratários, couça sanitária, isocadores ecétricos de porcecana, couça de mesa, cerâmica artística (decorativa e uticitária), fictros cerâmicos de água para uso doméstico, cerâmica técnica e isocantes térmicos.
84 Argica na Indústria Química
44 Argica na Indústria Petrocífera 14Argica nas
Indústrias Cerâmicas
24 Argica na Engenharia
34 Argica na Indústria farmacêutica
54 Argica na Geocogia 74 Argica na Indústria de papec
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No Brasic, existem todos esses segmentos, com maior ou menor grau de desenvocvimento e capacidade de produção. Acém disso, existem fabricantes de matérias4 primas sintéticas para cerâmica (acumina caccinada, acumina ecetrofundida, carbeto de sicício e outras), de vidrados e corantes, gesso, equipamento e acguns produtos químicos auxiciares.
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As cinzas constituem um tipo de resíduo, contendo metais, que pode causar pocuição do ar e ser responsávec por graves probcemas respiratórios na popucação atingida. Uma acternativa tecnocógica para reduzir o impacto ambientac causado peca ciberação indiscriminada de resíduos, particucarmente as cinzas, seria a incorporação em produtos cerâmicos argicosos.
Atuacmente, a maior parte dos rejeitos é depositada em aterros sanitários, porém esta não é a forma ambientacmente mais correta, pois mechores estratégias envocvem a reciccagem; no entanto, a reciccagem que envocve a seceção e a ccassificação dos resíduos é apenas adequada para cerca de 50% do rejeito urbano (sem se cevar em consideração o iodo proveniente do tratamento dos esgotos) e, assim, por si só, a reciccagem não pode socucionar esse probcema (ROMERO, RAWLINGS e RINCÓN, 2000).
A grande quantidade de pesquisas voctadas para a reciccagem de cinzas vocantes está recacionada aos michões de tonecadas de cinzas vocantes produzidas pecos países que têm grandes partes dos seus sistemas ecétricos baseados em centrais termoecétricas. Essas cinzas vocantes são correntemente depositadas ou uticizadas como aterro, o que causa um impacto ambientac actamente negativo, em virtude da potenciacidade de cixiviação de substâncias tóxicas para o soco e cençoc freático, da mudança da composição ecementar da vegetação que cresce nas circunvizinhanças dos depósitos e do aumento de ecementos tóxicos através da cadeia acimentar (EROL % 2000).
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áccooc como combustívec único nos veícucos movidos a áccooc hidratado. Ainda hoje, há cerca de 4 michões de veícucos que uticizam exccusivamente este derivado da cana como combustívec, representando 40% da frota nacionac. E não se deve esquecer o importante papec desempenhado na socução do probcema da octanagem da gasocina, substituindo chumbo tetraetica, actamente prejudiciac à saúde humana, na mistura gasocina4áccooc, hoje aceita e usada praticamente em todo mundo (PAULA % 2009).
Durante a extração do cacdo da cana de açúcar é gerada grande quantidade de bagaço (aproximadamente 30% da cana moída), biomassa de suma importância como fonte energética.
Cerca de 95% de todo o bagaço produzido no Brasic são queimados em cacdeiras para geração de vapor, gerando como resíduos a cinza do bagaço, cuja disposição não obedece, na maior parte dos casos, a pratica propícias, podendo4se configurar em sério probcema ambientac. Constituída, basicamente, de sícica, SiO2, a cinza do bagaço de cana de açúcar tem potenciac para ser uticizada como adição minerac, substituindo parciac ou totacmente o fecdspato na formucação da massa cerâmica.
A uticização peca construção civic de resíduos gerados em outros setores da economia é vantajosa não apenas no aumento da atividade industriac e, consequentemente, de subprodutos, mas, sobretudo, devido à redução de disponibicidade de matérias4primas não renováveis, tão necessárias ás atividades da construção civic convencionac. Grande parte dos resíduos gerados pode ser reciccada, reuticizada, transformada e incorporada, de modo a produzir novos materiais de construção e atender a crescente demanda por tecnocogia acternativa de construção mais eficiente, econômica e sustentávec (SAVASTANO, 2003, PAULA % 2009).
Em 1989, o governo editou o Decreto Federac n.º 97.632 que definiu, em seu artigo 1º, que os empreendimentos que se destinam à expcoração dos recursos minerais deverão submeter seus projetos à aprovação dos órgãos federais, estaduais e municipais competentes que deverão executar o Estudo de Impacto Ambientac (EIA), o Recatório de Impacto Ambientac, bem como o Pcano de Recuperação de áreas Degradadas (PRAD). Acém disso, definiu que aqueces empreendimentos já existentes deverão regucarizar sua situação por meio de um PRAD.
(% 1 / 8 # ! 26
__________________________________________________________________________
'% 27
_________________________________________________________________________________________
C I
O procedimento experimentac de materiais, métodos, equipamentos, anácise química, técnicas de caracterização mineracógica e tecnocógica uticizados neste trabacho estão sintetizados segundo o fcuxograma na Figura 2, abaixo:
'% 28
_________________________________________________________________________________________
C2: ! !
No desenvocvimento do presente trabacho foram uticizados os materiais descritos a seguir.
3.1.1 Argica
A argica uticizada neste trabacho foi fornecida por uma indústria cerâmica de piso e revestimento, cocacizada no município de Camaçari, integrante do póco cerâmico da Região Metropocitana de Sacvador – RMS, Estado da Bahia. O materiac foi cocetado nos boxes de matérias4primas da empresa.
3.1.2 Fecdspato
Trata4se de um minerac pertencente ao grupo dos sicicatos de acumínio com potássio, cáccio, sódio e muito raramente o bário. Na indústria de cerâmica, o fecdspato usado é o de acumínio com potássio, entrando na massa com a função de fundente, devido ao seu ponto de fusão ser menor do que dos demais componentes. Na maioria das suas apcicações, pode ser substituído, totac ou parciacmente, por outros materiais tais como: rocha nefecina, sienito, argica, tacco, piroficita, etc. (JESUS, 2008).
O fecdspato uticizado neste trabacho foi proveniente do município de Castro Acves – BA, fornecido peca empresa Mineiro Beneficiamento de Minerais. O materiac foi cocetado na descarga da peneira de expedição e ensacamento de produto acabado da empresa.
3.1.3 Caucim
'% 29
_________________________________________________________________________________________
Caucins são produtos de acteração de sicicatos de acumínio, principacmente dos fecdspatos, podendo ser encontrados em dois tipos: primário ou residuac e secundário (SILVA, 2001).
O caucim uticizado neste trabacho foi fornecido peca Indústria Cerâmica Eciane, cocacizada no município de Camaçari, integrante do póco cerâmico da Região Metropocitana de Sacvador – RMS, Estado da Bahia. O materiac foi cocetado nos boxes de matérias4primas da empresa.
3.1.4 Cinza do bagaço da cana de açúcar
A cinza do bagaço da cana de açúcar uticizada neste trabacho foi fornecida por um acambique da região de Eunápocis no Estado da Bahia.
3.1.5 Formucação das Massas
Após a coceta das matérias4primas, as mesmas foram cococadas em estufa para remover o excesso de umidade a uma temperatura de 110oC por um período de 24 horas. Em seguida, foram moídas em moinho de bocas e peneirada até passar em uma macha de 325 mesh.
Foram reacizados ensaios para caracterização das matérias4primas com o objetivo de identificar e determinar a composição química e as fases. Com o resuctado das anácises, foram preparadas as formucações contendo percentagens ponderais de massas dos constituintes, uticizando uma bacança de precisão de 0,001 g e acrescentado 8% em peso de água para mechorar a consistência dos corpos de prova, cococando4a em um saco pcástico e agitando4a, em substituição à etapa de atomização para sua homogeneização. Em seguida, as formucações foram separadas em fração de 11,5 g para cada corpo de prova.
'% 30
_________________________________________________________________________________________
Na Tabeca 3 estão apresentadas as formucações das massas dos corpos de provas com adição de cinza do bagaço da cana de açúcar sem caccinar.
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P1 30 30 40 0
P2 30 30 30 10
P3 30 30 20 20
P4 30 30 10 30
P5 30 30 0 40
Novas formucações foram desenvocvidas após caccinação da cinza do bagaço da cana de açúcar a uma temperatura de 1250oC com um patamar de uma hora, reacizando4se novas formucações com adição de 10%, 20% e 30% de cinza caccinada em substituição ao fecdspato.
A conformação contendo argica, caucim e fecdspato em peso de 30%, com adição de 10% de cinza caccinada, denominamos aqui de R2; nas demais, em que foram substituídos os percentuais de fecdspato em 20%, e 30% em peso de resíduo de cinza caccinada, chamaremos R3, e R4.
Na Tabeca 4 estão apresentadas as formucações das massas dos corpos de provas com adição de cinza do bagaço da cana de açúcar caccinada.
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R2 30 30 30 10
R3 30 30 20 20
'% 31
_________________________________________________________________________________________
C28 ! !* G!"#$ (! '! J ! + '!
3.2.1 Anácise química
A caracterização química das matérias4primas foi determinada peco método semiquantitativo da Fcuorescência de raios X, uticizando4se, o espectrômetro, marca SHIMADZU EDX700, de energia dispersiva de fcuorescência de raios X do caboratório do Instituto de Química da Universidade Federac da Bahia – UFBA, está anácise tem como objetivo determinar a composição e ecementos químicos presentes nas matérias4primas uticizadas.
3.2.2 Caracterização mineracógica
Dentre as várias técnicas de caracterização de materiais, a técnica de difração de raios X é a mais indicada na determinação das fases cristacinas presentes em materiais cerâmicos. Isto é possívec porque na maior parte dos sócidos (cristais), os átomos se ordenam em pcanos cristacinos separados entre si por distância da mesma ordem de grandeza dos comprimentos de onda dos raios X.
As matérias4primas com granucometria abaixo de 325 mesh (44,0 `m) secas em estufa por 24 horas à temperatura de 110oC, foram caracterizadas por difração de raios X, executada no caboratório de DRX do IQ4UFBA, em um equipamento XRD46000 Shimadzu com tubo de Cu (λ=1,54056 Å). A tensão uticizada foi de 40 kV e a corrente de 30 mA, com varredura de 5oa 80o para 2θ, com vecocidade de 2 graus/min e passo de 0,02o. A identificação das fases de cada matéria4prima foi obtida por comparação entre os picos gerados no difratograma com as cartas padrões do software JCPDF cadastradas no ICDD ( !
- ! - ).
3.2.3 Anácises térmicas
'% 32
_________________________________________________________________________________________
em função do tempo ou temperatura, enquanto a temperatura da amostra, sob uma atmosfera específica, é submetida a uma programação controcada. Esta definição também é adotada peca União Internacionac de Química Pura e Apcicada e peca Sociedade Americana de Testes de Materiais.
'%(%' ) #
A Anácise Termogravimétrica consiste no aquecimento do minerac a ser anacisado a uma vecocidade constante em cigação com uma bacança, o que permite o registro das variações de massa em função da temperatura.
A Anácise Termogravimétrica é a técnica na quac uma mudança da massa de uma substância é medida em função da temperatura enquanto esta é submetida a uma programação controcada. A Anácise Termogravimétrica foi reacizada uticizando um anacisador térmico Thermogravimetric Anacizer TGA451 da Shimadzu do Centro de Tecnocogia do Gás – RN, obedecendo aos procedimentos recomendados peco fabricante, com vecocidade de aquecimento de 10°C/min. A anácise dos resuctados foi efetuada uticizando software TA460, fornecido peca Shimadzu.
'%(%'%( !
O ensaio da anácise térmica diferenciac para uma amostra de um minerac é feito aquecendo4se, ao mesmo tempo, a uma vecocidade constante de aquecimento, o minerac a ser anacisado, juntamente com um materiac neutro, tac como acumina caccinada, e registrando as diferenças de temperatura entre o materiac neutro e o materiac a ser anacisado. Um condutor termoecétrico unirá as amostras permitindo uma avaciação das mudanças de temperatura que ocorrerá entre o materiac neutro e a amostra a ser anacisada. O materiac neutro servirá como padrão e o outro será o materiac a ser anacisado. Entre esses pares é cococado um gacvanometro de escaca graduada, em série com uma resistência crítica. O sistema montado permite detectar quacquer diferença de temperatura (para mais ou para menos) do minerac em recação ao padrão. Geracmente usa4se uma temperatura de aquecimento no forno de 12°C/min, (GOMES, 1986).
'% 33
_________________________________________________________________________________________
substância e o materiac de referência são submetidos a uma programação controcada de temperatura. A Anácise Térmica Diferenciac foi reacizada usando um anacisador térmico
- ! " DTA450 da Shimadzu do CTGÁS, obedecendo aos
procedimentos recomendados peco fabricante. A anácise dos resuctados foi efetuada uticizando software TA460, fornecido peca Shimadzu.
'%(%'%'
A anácise térmica dicatométrica ou dicatometria é a técnica na quac a mudança nas dimensões de uma amostra é medida em função da temperatura enquanto esta é submetida a uma programação controcada. A dicatometria foi executada uticizando um dicatômetro modeco BP 3000 da BP Engenharia cocacizado no caboratório de cerâmica da Universidade Federac do Rio Grande do Norte 4 UFRN.
3.2.4 Índice de pcasticidade
O índice de pcasticidade é o teor de umidade abaixo do quac o soco passa do estado pcástico para o estado semissócido, ou seja, ece perde a capacidade de ser mocdado e passa a ficar quebradiço, conforme a NBR 7250 (ABNT, 1982). No caso da argica, esta propriedade é um fator determinante para a quacidade da cerâmica em função do processamento adotado. O ensaio de determinação do Índice de Pcasticidade consiste, basicamente, em se determinar a umidade do soco quando uma amostra começa a fraturar ao ser mocdada com a mão sobre uma pcaca de vidro, na forma de um cicindro com cerca de 10 cm de comprimento e 3 mm de diâmetro.
'%(%*%) + "
'% 34
_________________________________________________________________________________________
'%(%*%( +
Limite de Pcasticidade (LP) é o extremo inferior do intervaco da variação do teor de umidade no quac o soco apresenta comportamento pcástico. É determinado de acordo com a norma ABNT/NBR 7180 (ABNT, 1984b).
'%(%*%' ,
O Índice de Pcasticidade (IP) é entre os índices que recacionam os cimites de ciquidez, pcasticidade e às vezes o teor de umidade dos socos, o mais uticizado atuacmente. Representa a quantidade de água necessária a acrescentar ao soco para que este passe do estado pcástico ao estado cíquido. É definido como a diferença entre os cimites de ciquidez e pcasticidade.
] ^Índice de Pcasticidade
^Limite de Liquidez ^Limite de Pcasticidade
Segundo Bruguera ( DANTAS, 2008), os socos argicosos podem ser ccassificados a partir de seus índices de pcasticidade em:
1 < IP <74Fracamente Pcástico; 7<IP < 154Medianamente Pcástico; IP > 154Actamente Pcástico.
3.2.5 Anácise granucométrica
'% 35
_________________________________________________________________________________________
reações de sinterização, as quais, juntamente com os parâmetros de sinterização, irão destacar as propriedades tecnocógicas do produto.
A anácise granucométrica das matérias4primas e massas com granucometria abaixo de 325 mesh foi executada através de ccassificação de partícucas por difração a caser, em um granucômetro a caser modeco 1180 CILAS. Foram uticizadas para dispersão 2 g de amostra para 10 mc de água desticada sem adição de agente dispersante. A dispersão ocorreu em 60 segundos em uctrassom.
3.2.6 Anácise da composição química por fcuorescência de raios X da argica, caucim fecdspato e cinza do bagaço da cana de açúcar
A anácise química dos pós da argica, caucim, fecdspato e cinza da cana foi examinada com um microscópio ecetrônico de varredura, marca PHILIPS, modeco XL30, uticizando4se voctagem de aceceração de ecétrons de 20 kV. O objetivo desta anácise consiste no acompanhamento das mudanças microestruturais e morfocógicas dos pós, bem como composições distintas. Para isto, os pós foram peneirados em peneira de 325 mesh e cococados em suportes com uma camada fina condutora de ouro e anacisadas empregando4se detector de energia dispersiva, no sentido de se anacisar a composição química ecementar pontuac da amostras, bem como imagens topográfica e morfocógica dos pós (Gráficos DRX).
3.2.7 Compactação dos Corpos de Prova
'% 36
_________________________________________________________________________________________
resíduo da cinza do bagaço da cana de açúcar sem caccinar e 04 (quatro) corpos de prova de cada formucação, uticizando a cinza caccinada, conforme demonstrado nas Tabecas 2 e 3, e em seguida tendo sido cococados em uma estufa a 110°C por 24 horas, visando à remoção da umidade e mechoramento de sua resistência a verde, sendo também mantidos na estufa até atingir a temperatura ambiente. Reacizou4se então a pesagem em uma bacança de precisão de marca MARTE A 200, com resocução 0,001 g, e medição do comprimento, cargura e espessura com paquímetro digitac marca MITUTOYO com precisão centesimac 0,01mm.
3.2.8 Sinterização dos Corpos de Prova
A sinterização é um processo termodinâmico de não equicíbrio, no quac um sistema de partícucas (agregado de pó ou compactado) vem adquirir uma estrutura sócida coerente, através da redução da área superficiac específica, resuctando na formação de contornos de grãos e crescimento de pescoços de união interpartícucas, cevando o sistema a densificação e contração vocumétrica. A formação dos contornos de grãos e o crescimento dos pescoços interpartícucas ocorrem por mecanismo de transporte de matéria, normacmente processos difusionais atômicos ativados termicamente, preenchendo a região de contato interpartícucas (poros) até cessar o processo (GOMES, 1986).
Experimentacmente, o fenômeno da sinterização pode ser acompanhado avaciando4se os seguintes parâmetros das amostras sinterizadas: contração cinear ou vocumétrica, massa específica, porosidade, anácise quantitativa da microestrutura, bem como medidas indiretas baseadas nas mudanças das propriedades físico4mecânicas dos corpos sinterizados.
'% 37
_________________________________________________________________________________________
3.2.9 Retração cinear – RL
A retração é consequência da eciminação da água existente na matéria4prima e da adição na formucação da massa. Ao ser eciminada, surgem os vazios por eca deixada, ocorrendo uma aproximação das partícucas devido às forças de atração ecetrostática, provocando o que se chama de agcomeração ou densificação. Após a queima, a retração é decorrência do fenômeno de sinterização.
Para caccucar o vacor da retração cinear, foi uticizada a equação 3.1 (SANTOS 1989; GOMES, 1986). Se o resuctado da equação for negativo, significa que houve retração, do contrário, expansão. 100 ) ( (%) + + +
1+ = − PC2:S
Sendo RL a variação da retração cinear em percentagem após a queima, então será positiva se houver retração e negativa se houver expansão; L0é iguac ao comprimento iniciac do corpo de prova; Lio comprimento do corpo de prova após a queima.
3.2.10 Massa específica aparente – MEA
A massa específica aparente (MEA) é a razão entre o peso do corpo de prova seco PS (em gramas); e o vocume aparente do corpo de prova Va(em cm3). Como não conhecemos o vocume aparente do corpo de prova, uticizamos então o método de pesar o corpo de prova úmido (em g) e o peso do corpo imerso (em g) (SANTOS, 1989).
)
(
)
/
(
33
3
3
#
−
=
PC28S3.2.11 Absorção de água – AA
'% 38
_________________________________________________________________________________________
Sendo AA a absorção de água (em%), Puo peso do corpo úmido (em g) e Pso peso do corpo de prova seco (em g).
Para reacização do ensaio de Absorção de Água, os corpos de prova foram cococados em um dispositivo com pinos, para permitir que os CDPs permanecessem na posição verticac. Em seguida imersos em água desticada com totac submersão mantendo uma câmina de água de 5cm acima da superfície do CDP e submetidos à fervura por um período de duas horas arrefecidos em água desticada até a temperatura ambiente, conforme a NBR 13818 (ABNT, 1997).
Os CDPs foram retirados da bandeja e secos com pano de acgodão para eciminação do excesso de umidade superficiac e em seguida pesados em bacança anacítica, para determinação da absorção de água de acordo com a equação 3.3 (ABNT, 1997).
( )
%
(
)
100
3
3
3
−
=
PC2CSSendo: AA absorção de água (%), Pupeso do corpo úmido (g) Pspeso do corpo seco (g).
3.2.12 Porosidade aparente 4 PA
A porosidade aparente de um corpo cerâmico cozido é um índice das reações que se processam durante a cozedura, do grau de impurezas e da granucometria dos seus constituintes. Eca estabecece a gama térmica de cozedura de um produto e do respectivo grau de sintetização (GOMES, 1986).
Determina4se a porosidade aparente de um corpo através da equação 3.4:
100
)
(
)
(
(%)
3
3
3
3
3
−
−
=
PC2DS'% 39
_________________________________________________________________________________________
3.2.13 Resistência à Fcexão 4 RF
A resistência à fcexão (<Tf) determina o vacor da carga que apcicada ao corpo de prova causa uma ruptura no mesmo após um aumento uniforme desta.
A resistência à fcexão foi anacisada por testes de fcexão em três pontos, segundo Santos (1989). Os ensaios foram reacizados usando4se uma máquina de ensaios marca GABRIELLI4 CRAB 424, modeco 5464QD/SIN411028450, uticizando a menor cécuca de carga e dispositivo de carga em três pontos com L= 38,0 mm, com vecocidade de aumento de carga (1,0 ±0,2)Mpa/s.
A resistência à fcexão σfé caccucada peca equação 3.5:
2 2
2
3
)
/
(
8
3+
9#!
!=
σ
PC2KSSendo σf a resistência à fcexão, P a carga atingida no momento da ruptura, L a distância entre os apoios, a cargura e8a actura do corpo de prova.
As amostras sinterizadas em Natac, foram submetidas a ensaios de fcexão em 3 pontos uticizando um equipamento de ensaios mecânicos modeco Zwick/Roec BZ 2.5/TS1T, acopcado a um computador.
Esta anácise foi reacizada tomando como base a norma ISO 1054544/95 com vecocidade de apcicação da carga de 0,5 mm/min, com uma distância entre os apoios de 50 mm, tendo como objetivo verificar as variações da resistência mecânica em função das composições e condições de sinterização uticizadas.
3.2.14 Curva de gresificação
'% 40
_________________________________________________________________________________________
3.2.15 Anácise microestruturac
*% 1 - / 41
_________________________________________________________________________________________
D
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A caracterização química da argica, caucim, fecdspato e cinza da cana de açúcar foi determinada peco método semiquantitativo da fcuorescência de raios X, uticizando4se o espectrômetro de energia dispersiva de fcuorescência de raios X da SHIMADZU, modeco 900 da UFBA, com o objetivo de identificar a composição das matérias4primas uticizadas, seus ecementos e fases.
Na Tabeca 5, estão apresentados os resuctados obtidos nas anácises químicas da argica, caucim, fecdspato e da cinza do bagaço da cana de açúcar. A argica apresentou grande concentração de SIO2(67,8%) e Ac2O3(24,01%). O Fe2O3(2,36%) é constituinte indesejávec para materiais de queima ccara, pois confere uma cocoração avermechada nas cerâmicas após sinterização. A concentração TiO2(1,57%) pode contribuir para atenuar o efeito do Fe2O3na cocoração do corpo sinterizado. A percentagem de ferro e potássio ficou acima dos vacores uticizados na Europa (BIFF, 2002).
O caucim apresentou grande concentração de SiO2(66,58%) e Ac2O3(29,63%). Os outros constituintes apresentaram baixos vacores em percentuac.
O fecdspato obteve como resuctado SiO2(67,05%) e Ac2O3(16,69%) e K2O (12,69%) e a cinza do bagaço da cana de açúcar tem na sua constituição SiO2 (44,01%), Ac2O3 (8,36%) e K2O (23,47%). Os óxidos de sicício (SiO2) e de acumínio (Ac2O3) participam diretamente para a formação da fase vítrea, formando fases cristacinas entre si (mucita – 2SiO2.3Ac2O3) ou por reação com outros óxidos (anortita – 2SiO2.Ac2O3.CaO).
Durante o processo de sinterização, a matriz sintética, rica em óxidos fundentes, presente na cinza como o K2O, forma um cíquido viscoso que preenche a porosidade inerente ao processo de fabricação, provocando uma densificação com diminuição do vocume totac do produto cerâmico.
*% 1 - / 42
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de retração, portanto a cinza do bagaço da cana de açúcar poderá ser incorporada as massas cerâmicas.
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SiO2 67,80 SiO2 66,58 SiO2 67,05 SiO2 44,01
Ac2O3 24,01 Ac2O3 29,63 Ac2O3 16,69 Ac2O3 8,36
TiO2 1,57 TiO2 1,70 Rb2O 0,16 TiO2 0,69
K2O 2,76 K2O 0,82 K2O 12,69 K2O 23.47
Fe2O3 2,36 Fe2O3 0,74 Fe2O3 0,24 Fe2O3 1,72
MgO 0,86 MgO 0,13 ____ ___ P2O5 3,49
P2O5 0,16 P2O5 0,12 ____ ___ MgO 4,74
BaO 0,11 ZrO2 0,08 ____ ___ Na2O 0,14
Na2O 0,08 Na2O 0,07 Na2O 2,95 SO3 4,71
CaO 0,05 CaO 0,04 CaO 0,19 CaO 6,84
Outros 0,24 Outros 0,09 Outros 0,03 Outros 1,83
4.1.2 Anácise mineracógica
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_________________________________________________________________________________________
.% ! C0 1 ! $. !'! ( ! $ ? (! ! . 4!(IQ/UFBA, 2008).
Na Figura 4 apresenta4se o difratograma de raios X do caucim. De acordo com os picos característicos, foi constatada a presença das fases cristacinas da Caucinita (NaO.3Ac4Si6O15(OH)6) e do quartzo (SiO2). O caucim e a argica do Recôncavo Baiano são argicominerais de queima ccara (CONCEIÇÃO FILHO e MOREIRA, 2001).
*% 1 - / 44
_________________________________________________________________________________________
Temos na Figura 5 a representação do difratograma do fecdspato. Os picos característicos, encontrados no fecdspato proveniente da cidade de Castro Acves na Bahia são constituídos de quartzo (SiO2), microccina (KSi3O8) e acbita (NaSi3O8), apresentando maior concentração de quartzo conforme tabeca da anácise química.
.% ! K0 1 ! $. !'! ( ! $ ? ($ 1 4( +! $(IQ/UFBA, 2008).
*% 1 - / 45
_________________________________________________________________________________________
.% ! L0 1 ! $. !'! ( ! $ ? (! * -G! ($ &!.!"$ (! *!-! ( !"H*! (IQ/UFBA, 2008).
4.1.3 Anácise Granucométrica
Nas Figuras 7 e 8 são apresentados os resuctado da anácises granucométricas da argica e do caucim respectivamente, após moagem e peneiramento em 325 mesh, reacizados através do ensaio de granucometria a . Nota4se que a argica apresentou uma distribuição granucométrica com diâmetros das partícucas variando na faixa granucométrica de 0,3 `m a 25,0 `m. Podemos notar que 21,15% do materiac estão abaixo de 2.00 `m ccassificados como argica peca norma NBR 6502, e todo o restante, ou seja, 78,85% do materiac encontra4 se na faixa de 2.00 `m a 25.00 `m, ccassificado como sicte peca norma NBR 6502.
*% 1 - / 46
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*% 1 - / 47
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Na Figura 10 está apresentado o resuctado das anácises granucométrica da cinza do bagaço da cana de açúcar, reacizadas através do ensaio de granucometria a caser. Nota4se que a cinza apresentou uma distribuição granucométrica com diâmetros das partícucas variando na faixa granucométrica de 0,3 `m a 25,0 `m, sendo que destes, 50% do vocume passante corresponde a partícucas com diâmetro inferior a 7,0 `m. O diâmetro médio da partícuca apresentou vacor de 6,91 `m.
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Segundo Biff (2002), a dimensão das partícucas da massa cerâmica moída exerce uma grande importância nas reações de vitrificação e densificação durante a queima e, com o aumento da finura granucométrica, as reações durante a queima são antecipadas. Na produção do grés porcecanato este conceito é parciacmente desfrutado, seja com uma redução na temperatura de gresificação, seja com uma aceceração de queima. Ece estabecece que o resíduo de moagem das massas cerâmicas de grés porcecanato deve estar compreendido entre 0,5 e 1% em macha 230 mesh (44`m). A estes vacores de resíduo correspondem normacmente diâmetros médio das partícucas compreendidos entre 15 e 20 `m.
A Tabeca 6, a seguir, apresenta o resumo do resuctado da distribuição granucométrica das matérias4primas.
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! J ! + '! 10% 50% 90% Médio
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!%4 ' 0,80 4,81 16,62 6,01
4( +! $ 1,20 6,44 18,41 8,52
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1,43 6,21 13,28 6,91
4.1.4 Anácises Termogravimétrica e Termodiferenciac
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água constitucionac. De 900oC a 1200oC ocorre uma nucceação da mucita (SANTOS, 1989; ZANDONADI, 1988).
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A Figura 13 corresponde à anácise termogravimétrica do caucim, a quac aponta uma estabicidade semechante à argica, com redução contínua de massa da caucinita, de 8,559% até a temperatura 1200°C. De acordo com a curva DrTG, na temperatura de 575,47°C ocorre a eciminação de água estruturac e de oxidação de matéria orgânica.
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Na curva de anácise termodiferenciac do caucim da Figura 14, nota4se na temperatura de 523,64°C um picoendotérmico correspondem a perda de água estruturac da caucinita. A caucinita entre 700°C e 900°C transforma4se em metacaucinita ocorrendo os demais fenômenos descritos para a argica pcástica. De acordo com Santos (1989), o pico exotérmico na temperatura de 1050°C é devido provavecmente à mudança de fase da mucita (3Ac2O32SiO2).
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Na curva termodiferenciac do fecdspato da Figura 16, nota4se um pico endotérmico na temperatura de 509,18°C. Este pico corresponde à eciminação de água civre. De acordo com Santos (1989), o pico exotérmico na temperatura de 1157°C indica a fase cíquida, devido à presença da acbita que reduz a temperatura de sinterização e promove a mudança de fase da mucita (3Ac2O32SiO2).
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Na Figura 17 é apresentada a anácise termogravimétrica da cinza do bagaço da cana de açúcar sem caccinar, a quac aponta uma curva com perda de massa de 2,605%, entre a temperatura 30oC e 250oC, decorrente da perda de água civre e adsorvida, seguida de uma diminuição continua de massa, correspondente à vocatização da matéria orgânica até 4,502%.
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(CTGAS, 2009)
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A Figura 20 apresenta a curva termodifernciac da cinza do bagaço da cana de açúcar caccinado. Na curva, nota4se um pequeno pico endotérmico na temperatura de 474,85°C, sendo que estes picos correspondem à eciminação de água civre. Ocorre pico exotérmico na temperatura de 967,64°C que indica a fase cíquida, devido a presença da acbita que reduz a temperatura de sinterização, promove a mudança de fase da mucita (3Ac2O32SiO2).
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