Avaliação das propriedades químicas e tecnológicas de argilas da região meio norte do Brasil como potencial na utilização de formulações para a
fabricação de telhas prensadas em cerâmica vermelha
E. M. Brito12; Instituto Federal do Piauí (IFPI); Praça da Liberdade, 1597, 64000-040, Centro, Teresina (PI). e-mail: ebrito.lbv@hotmail.com; A. S. Brandim1, IFPI.
RESUMO
O cenário atual das indústrias cerâmicas dos Estados do Piauí e Maranhão é bastante otimista, configurando-se uma das cadeias produtivas de maior relevância, rentabilidade e geradora de empregos. Tal cenário se deve a facilidade de se encontrar matérias-primas de qualidade em ambos os Estados. O presente trabalho tem como objetivo avaliação das propriedades tecnológicas de argilas utilizadas em indústrias de cerâmica vermelhas nas cidades de Teresina no Estado do Piauí, e Timon localizada no Maranhão, visando posteriormente a formulações de massas oriundas dessas matérias-primas para produção de telhas prensadas de qualidade e com menor custo produtivo possível. Para isso, as argilas e foram caracterizadas por DR-X, FR-X, comportamento térmico, e propriedades tecnológicas. Os corpos de provas das argilas padrão foram conformados por extrusão e queimados nas temperaturas de 800°C, 850°C, 900°C e 950°C, em seguida, foram realizados ensaios tecnológicos de retração linear, absorção de água, porosidade aparente, massa específica aparente e resistência mecânica à flexão. Os resultados mostraram que as matérias-primas provenientes da região meio norte apresentam semelhanças significativas quanto à composição química e que a utilização de formulações mais econômicas e que não comprometam o padrão de qualidade das telhas prensadas é possível, com a devida proporcionalidade de material plástico e não plástico, porém, no que tange à proporção das mesmas será foco do próximo trabalho.
Palavras-chaves: argilas, cerâmica vermelha, telhas prensadas, propriedades
INTRODUÇÃO
No Brasil, a produção de argila é extensiva, sendo este país um dos maiores produtores e consumidores de cerâmica (1). A partir das informações da Associação Nacional de Indústria Cerâmica – Anicer (2), estima-se que o
volume da produção anual situa-se na ordem de 70 bilhões de peças, grosso modo dividido em 75% de blocos, lajotas e pisos e 25% de telhas, perfazendo um faturamento de R$ 6 bilhões (3). Portanto, trata-se de um setor diversificado, coexistindo desde pequenos empreendimentos familiares artesanais até empreendimentos de médio a grande porte de tecnologia mais avançada (3).
Apesar da grande importância econômica e social da cerâmica vermelha no País, a grande maioria dos jazimentos de argilas não é devidamente estudada, não havendo, em geral, dados técnico-científicos que orientem sua aplicação industrial da maneira mais racional e otimizada possível (4).
O cenário atual das indústrias cerâmicas nos estados do Piauí e Maranhão é bastante otimista, configurando-se uma das cadeias produtivas de maior relevância, rentabilidade e grande geradora de empregos, possuindo ambos os Estados grande quantidade de indústrias do ramo, entretanto, os tais estados não fogem à regra do restante da nação, não existindo o conhecimento adequado e necessário acerca das características tecnológicas das argilas utilizadas.
As argilas são materiais muito heterogêneos, cujas características dependem da formação geológica e da localização da extração. Os Estados do Piauí e Maranhão a geologia de potencialidades minerais diversificadas, que incluem substancias minerais ferrosos e não ferrosos, bem como minerais metálicos de não-metálicos, e de minerais gemológicos, possui muitas jazidas de minerais como de calcário, quartzito, ardósia, opala, minerais pesados, materiais de construção (areias, seixos, pedras para fundação, brita, etc.), argilas de queima branca e argilas para cerâmica vermelha(2). Tais características e particularidades propiciam um grande número de variabilidade composicional de argilas extraídas e utilizadas industrialmente.
Para a utilização das argilas em processos industriais é importante e indispensável uma identificação completa do tipo de argila e de suas
propriedades, para estabelecer quais as formulações e condições de processamento são mais adequadas para se obter produtos com as propriedades finais desejadas(5). As propriedades do produto final estão estreitamente relacionadas às características iniciais das matérias-primas, como granulometria, plasticidade e composição mineralógica (5). A preocupação com a adequada caracterização de argilas para aplicação em cerâmica vermelha t e m s eu reflexo na produtividade e qualidade dos produtos finais se manifesta em todo o mundo (6).
O Conhecimento das argilas utilizadas na fabricação de cerâmica vermelha contribui diretamente para a melhoria da qualidade e das propriedades do produto final possibilitando ao fabricante redução de custos de produção e aumento do valor agregado do produto.
Assim sendo, este trabalho tem por objetivo a avaliação das propriedades químicas e tecnológicas de argilas da região meio norte do Brasil como potencial na utilização de formulações para a fabricação de telhas prensadas em cerâmica vermelha.
MATERIAIS E MÉTODOS
Nessa pesquisa foram estudadas duas argilas de morro utilizadas industrialmente na produção de telhas prensadas na cidade de Teresina no Estado do Piauí, identificadas como AT e AA. Na análise por DR- X, as
amostras passaram por secagem em temperatura ambiente de
aproximadamente 36 ºC, destorronamento manual com almofariz e mão-de- gral, passadas em peneira em malha com abertura de 35 mesh e analisadas no equipamento DR-X modelo XRD-6000 Shimadzu com tubo de Cu (λ = 1,54056A), pertecente ao laboratório interdisciplinar de materiais da Universidade Federal do Ceará - UFC. A avaliação das fases das argilas foi executada por comparação entre os picos gerados no difratograma com cartas padrões cadastradas no ICDD (Internacional Center for Difraction Data).
A técnica de Fluorescência de Raios-X (FR-X) tem sido amplamente utilizada para a análise da composição química de amostras, por ser uma
técnica não destrutiva, rápida nas determinações (Han et al, 2006; Salvador, 2010). As amostras foram classificadas por peneiramento na granulometria inferior a 0,074 mm, secas em estufa (110 ºC ± 10 ºC) por 24 horas e analisadas em um Espectrômetro por Fluorescência de Raios-X, modelo Epsilon 30 da Panalytical, localizado nas instalações do Laboratório de Interdisciplinar de Materiais do Instituto Federal do Piauí-IFPI. Utilizou-se o método semi quantitativo, em uma atmosfera de vácuo.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1. Difração de raios X (DR-X) das amostras AT e AG
As Figuras 1 e 2 a seguir, apresentam os difratogramas das amostras Taguá (AT) e Amarela (AA). Os difratogramas apresentaram picos de difração
de fases cristalinas referentes à Montmorilonita (Mg,
Ca)O.Al2O3Si5O10.nH2O, Quartzo (SiO2) e Hematita (F2O3), em ambas as amostras. A Montmorilonita é um filossilicato composto por Silicato de alumínio, magnésio e cálcio hidratado, de estrutura lamelar e que exibe uma capacidade incomparável de expansão quando umedecidos, devido a capacidade de incorporar grande quantidade de água interlamelar (7). Este mineral é o responsável pelo desenvolvimento da plasticidade nas argilas estudadas. O quartzo se constitui como a principal impureza presente nas amostras, atuando como matéria-prima não plástica e inerte durante a queima.
Figura 1 – Difratograma da argila Taguá (AT). 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 In te n si d ad e (u . a .) 2 (Graus) Montmorilonita Quartzo Hematita Taguá
Fonte: Próprio Autor (2016)
Figura 2 – Difratograma da argila Amarela (AA)
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Montmorilonita Quartzo Hematita Amarela In te n s id a d e ( u . a .) 2(Graus)
Fonte: Próprio Autor (2016)
3.2 Análise Química por Fluorescência de Raios-X (FR-X)
Tabela 1- Análise química por florescencia de raios-X das argilas AF, AM, AA e AT
Matéria Prima
Componentes químicos (%)
SiO2 Al2O3 Fe2O3 K2O MgO CaO TiO2 MnO Na2O Outros
AT AA 61,40 59,56 17,64 17,69 5,07 5,44 2,70 2,95 1,52 1,58 0,65 0,68 1,08 1,97 0,05 0,03 3,52 4,10 6,37 6,00
Fonte: Próprio Autor (2016)
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Conclui-se, diante dos resultados obtidos que às argilas analisadas AT e AA, apresentam características estruturais semelhantes, excesso de quartzo e hematita, suas micro estruturas esmectita do tipo montmorillonita, que por sua estrutura lamelar requerem um cuidado maior no preparo para a conformação, devido à quantidade de água contida nas mesmas. Os resultados do FR-X corroboram com os resultados do DR-X.
Assim, as amostras analisadas das argilas AT e AA, plenas condições de serem utilizadas na fabricação de telhas prensadas na indústria de cerâmica vermelha, sendo aconselhado o uso de formulações para um melhor aproveitamento de suas características estruturais e por consequente uma melhor qualidade do produto final.
REFERÊNCIAS
1. ANICER – Associação Nacional da Indústria Cerâmica. Disponível em: <http://www.anicer.com.br>. Acesso em: dezembro 2015.
2. CABRAL JUNIOR, M.; MOTTA, J.F.M.; ALMEIDA, A. DOS S.; TANNO, L.C.
Argilas para Cerâmica Vermelha. In: LUZ, A. B.; FREITAS; LINS, F.A.F.
(Orgs.), Rochas & Minerais Industriais: usos e especificações. Rio de Janeiro: CETEM/MCT, p. 747-770, 2009. (a)
3. R. R. Menezes, G. A. Neves, H. C. Ferreira, Cerâmica 47 (2001)77
4. MENEZES, R. R.; NEVES, G. A.; FERREIRA, H. C. O estado da arte sobre
o uso de resíduos como matérias-primas cerâmicas alternativas. Revista
Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 6, n. 2, p. 303-313, 2002.
5. MORAIS, D. M.; SPOSTO R. M., Propriedades Tecnológicas e
Mineralógicas das Argilas e suas Influências na Qualidade de Blocos Cerâmicos de Vedação que Abastecem o Mercado do Distrito Federal.
Cerâmica industrial, São Paulo, v. 11, n. 5, p.35-38, 2006.
6. DONDI, M. Caracterização Tecnológica dos Materiais Argilosos: Métodos
Experimentais e Interpretação dos Dados. Revista Cerâmica Industrial, v.11 nº3, Maio/Junho, pág. 36-40, 2006.
7. KLEIN, C.; DUTROW , B. Manual de Ciência dos Minerais. 23a ed., Porto Alegre, Artmed Editora S.A. 2012. 706 p.
ABSTRACT
The current scenario of the ceramic industry in the states of Piauí and Maranhão is quite optimistic, setting up one of the productive chains of greater relevance, profitability and generating jobs. Such a scenario is due to the ease of finding quality raw materials in both states. This study aims to review the technological properties of clays used in red ceramic industries in the cities of Teresina in the state of Piaui, and Timon located in Maranhão, later seeking the derived masses formulations of these raw materials for pressed tiles production quality and lowest possible production cost. For this, clays and were characterized by X-DR, RF-X, thermal behavior and technological properties. The test samples of the standard clays were extruded and fired at temperatures of 800 ° C, 850 ° C, 900 ° C and 950 ° C, then, technological tests of linear shrinkage were performed, water absorption, porosity, bulk density and flexural strength. The results showed that the raw materials from the middle of the northern region show significant similarities in chemical composition and the use of more economical formulations and which do not compromise the quality standard of pressed tiles is possible, with due proportionality of plastic and not plastic, however, regarding the proportion of them will focus on the next job.
