UNIVERSIDADE F E D E R A L D E CAMPINA G R A N D E C E N T R O D E CIENCIAS E T E C N O L O G I A PROGRAMA D E POS-GRADUAQAO EM CIENCIA E ENGENHARIA D E MATERIAIS
D I S S E R T A Q A O D E MESTRADO
FORMULACAO D E M A S S A S C E R A M I C A S PARA A P R O D U C A O D E T E L H A S
RENATO C O R R E I A DOS SANTOS
Campina Grande - P B Julho/2012 _
UNIVERSIDADE F E D E R A L DE CAMPINA GRANDE C E N T R O DE CIENCIAS E T E C N O L O G I A
PROGRAMA DE P O S - G R A D U A C A O EM CIENCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS
FORMULAQAO DE MASSAS C E R A M I C A S PARA A PRODUgAO DE T E L H A S
Renato Correia dos Santos
Dissertacao apresentada ao Programa de Pos-Graduacao em Ciencia e Engenharia de Materials da Universidade Federal de Campina Grande (UFCG), em cumprimento as exigencias para obtencao do titulo de MESTRE EM CIENCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS.
Orientadora: Prof3. Dr3. Lisiane Navarro de Lima Santana Co-Orientador: Prof. Dr. Gelmires de Araujo Neves
Campina Grande - PB Julho/2012
F1CHA C A T A L O G R A F I C A E L A B O R A D A P E L A B I B L I O T E C A C E N T R A L D A U F C G
S237f Santos, Renato Correia dos.
Formulacao de massas ceramicas para a producao de telhas / Renato Correia dos Santos. - Campina Grande, 2012.
73f.: i l . , color.
Dissertacao (Mestrado em Ciencia e Engenharia de Materials)
-Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Ciencias e Tecnologia. Orientadores: Prof. Df. Lisiane Navarro de Lima Santana, Prof. Dr. Gelmires de Araujo Neves.
Referencias.
1. Ceramica Vermelha. 2. Telhas Ceramicas. 3. Materias Primas. 4. Massas Ceramicas. I . Titulo.
V I T A E DO A U T O R
FORMULAQAO DE MASSAS CERAMICAS PARA A PRODUCAO DE TELHAS.
R e n a t o C o r r e i a d o s S a n t o s
Dissertacao A p r o v a d a e m 2 5 / 0 7 / 2 0 1 2 pela banca e x a m i n a d o r a constituida d o s seguintes m e m b r o s :
Dr*. Lisiane Navarro d e Lima Santana (Orientadora) U A E M a / U F C G
3<
Dr. Gelrr ir£s d e /O-Oriei Araujo itador) , Neves Dr. R e g i n a l d d S e v e r o d e M a c e d o ( E x a m i n a d o r Interno) U A E M a / U F C G Dr. H e b e r Sivini Ferreira ( E x a m i n a d o r Externo) U F P BD E D I C A T O R I A
Dedico esta dissertagao a m i n h a m a e , Maria J o s e (Zeze), pelo amor, carinho e atengao. Enfim, por ser e s s a m a e a m a v e l e maravilhosa; u m a linda e s m e r a l d a que c o m s e u jeito m e i g o e d o c e ilumina minha vida. M e u m u i t i s s i m o obrigado. Eu te a m o m a e ;
A o m e u pai, J o a o C o r r e i a , por todo a m o r e dedicagao. Urn h o m e m batalhador que c o m s e u s c a b e l o s grisalhos e sua paciencia s e m p r e foi e e o m e u melhor e fiel amigo. U m a joia rara q u e t o m o c o m o e x e m p l o d e ser h u m a n o digno e honrado. Eu te a m o pai;
A minha irma, R e n a t a , pelo carinho, atengao, apoio e pelos gestos e palavras de incentivo e confianga. Eu te a m o m a n i n h a ;
A minha e s p o s a , C a r l a Mary, que c o m muito a m o r e carinho esteve e esta ao m e u lado e m t o d o s os m o m e n t o s , s e m p r e me a p o i a n d o e m a n i f e s t a n d o gestos e palavras c a r i n h o s a s d e atengao, incentivo e muita confianga. U m a linda menina q u e c o m s e u jeito meigo e a m a v e l conquistou o m e u coragao. Obrigado minha Princesa, m e u amor. Eu te a m o ;
A toda m i n h a f a m i l i a pela forga, atengao e incentivo d a d o s e m todos os m o m e n t o s decisivos da m i n h a vida.
Eu a m o v o c e s !
A G R A D E C I M E N T O S
A Deus pelas b e n g a o s e pela oportunidade de alcangar mais esta conquista;
A minha orientadora, Profa. Lisiane Navarro, que de f o r m a e x t r e m a m e n t e atenciosa e profissional contribuiu c o m seus c o n h e c i m e n t o s para a elaboracao e a c o m p a n h a m e n t o d e t o d a s as e t a p a s deste trabalho;
A o Prof. Reginaldo S e v e r o pelo apoio, incentivo e e n c o r a j a m e n t o no d e s e n v o l v i m e n t o d e s t e trabalho;
A o Prof. Gelmires pela importante colaboragao na d i s c u s s a o do trabalho;
A todos os professores da Unidade A c a d e m i c a de E n g e n h a r i a de Materials da U F C G pela paciencia, d e d i c a g a o e e n s i n a m e n t o s disponibilizados. C a d a um de forma especial contribuiu para a minha f o r m a g a o profissional. Meu a g r a d e c i m e n t o ;
A o Prof. J o s e d e A r i m a t e i a e a U A M E pelo apoio e colaboragao na realizagao deste trabalho;
A o s colegas B a r t o l o m e u , W h e r l l y s o n , Josileido e Neto, pela valiosa colaboragao na parte e x p e r i m e n t a l deste trabalho;
A o s m e m b r o s da B a n c a que contribuiram significativamente para o a p r i m o r a m e n t o d o resultado do trabalho;
A todos q u e , direta e indiretamente, contribuiram na concretizagao deste sonho.
Muito Obrigado!
F O R M U L A C A O D E M A S S A S C E R A M I C A S P A R A A P R O D U C A O D E T E L H A S
R E S U M O
Dentre os principals produtos fabricados pela industria d e ceramica vermelha, destinados a c o n s t r u c a o civil, d e s t a c a m - s e as telhas c e r a m i c a s , as quais sao c o m p o n e n t e s utilizados para coberturas, a p r e s e n t a n d o v a r i a d a s c o n f o r m a c o e s e caracteristicas t e c n i c a s . Nas e m p r e s a s d e s s e setor, nao ha u m a avaliagao das caracteristicas d a s argilas utilizadas pelas m e s m a s , e a g r a n d e maioria nao tern c o n h e c i m e n t o s o b r e as propriedades das m a s s a s usadas no processo de fabricagao. A s materias primas (argilominerais e acessorios) q u e c o m p o e m as m a s s a s a p r e s e n t a m caracteristicas q u i m i c a s , mineralogicas e granulometricas, as quais terao influencia sobre o p r o c e s s a m e n t o e as propriedades finais das telhas. Neste estudo f o r a m caracterizadas cinco tipos de argilas f o r n e c i d a s por u m a industria de ceramica v e r m e l h a d o Estado da Paraiba, objetivando-se formular m a s s a s c e r a m i c a s q u e a t e n d a m as especificagoes a d e q u a d a s para a fabricagao d e t e l h a s c o m propriedades tecnologicas d e s e j a d a s A s argilas caracterizadas a p r e s e n t a m caracteristicas tipicas de materias p r i m a s para ceramica v e r m e l h a . Q u a n t o a composigao granulometrica, a p e n a s u m a argila e d u a s m a s s a s a p r e s e n t a r a m valores proximos d o indicado pelo d i a g r a m a de Winkler para produgao d e telhas. A argila s e l e c i o n a d a e u m a d a s formulagoes escolhidas, as quais apresentaram menor plasticidade, f o r a m eleitas as mais a d e q u a d a s para a fabricagao de telhas c e r a m i c a s , c o m propriedades tecnologicas que a t e n d e r a m aos requisitos m i n i m o s r e c o m e n d a d o s pelo Instituto d e Pesquisas T e c n o l o g i c a s - IPT.
P a l a v r a s - c h a v e : c e r a m i c a v e r m e l h a , telhas c e r a m i c a s , materias primas, m a s s a s c e r a m i c a s .
F O R M U L A T I O N F O R M A S S P R O D U C T I O N O F C E R A M I C T I L E S
A B S T R A C T
A m o n g t h e major products produced by the red c e r a m i c industry, for the construction, t h e r e are t h e c e r a m i c tiles, w h i c h are c o m p o n e n t s used for roofing, with varied configurations and specifications. Firms in this sector, there is an evaluation of t h e characteristics of the clays used by t h e m , and most have no k n o w l e d g e a b o u t the properties of the m a s s e s used in t h e manufacturing process. T h e raw materials (clay and accessories) that m a k e up the masses have the c h e m i c a l , mineralogical and texture, w h i c h will influence the processing and final properties of t h e tiles. In this study w e r e characterized five types of clay provided by a red ceramic industry of the State of Paraiba, aiming to m a k e c e r a m i c bodies that meet appropriate specifications for the m a n u f a c t u r e of tiles with technological properties d e s i r e d . T h e clays have characterized typical characteristics of raw materials for brick clay. A s for texture, clay and only two had values close to the m a s s e s indicated by the Winkler d i a g r a m for the production of tiles. T h e clay selected and c h o s e n one of the formulations, w h i c h s h o w e d lower plasticity, elected t h e m o s t suitable for the m a n u f a c t u r e of c e r a m i c tiles, with technological properties that met the m i n i m u m r e q u i r e m e n t s r e c o m m e n d e d by t h e Institute for Technological Research - IPT.
K e y w o r d s : red ceramic, c e r a m i c tiles, raw materials, c e r a m i c bodies.
S U M A R I O D E D I C A T O R I A i A G R A D E C I M E N T O S ii R E S U M O iii A B S T R A C T iv S U M A R I O v INDICE D E T A B E L A S vm JNDICE D E F I G U R A S ix L I S T A D E S I M B O L O S E A B R E V I A T U R A S xi 1. I N T R O D U C A O 1 2. O B J E T I V O S 3 2 . 1 . Objetivo Geral 3 2.2. Objetivos E s p e c i f i c o s 3 3. FUN D A M E N T A C A O
TE6RICA
4 3 . 1 . A Industria d e C e r a m i c a V e r m e l h a 4 3.2. Materias Primas para C e r a m i c a V e r m e l h a 53.3. Caracterizagao das Argilas 8
3 . 3 . 1 . Analise Q u i m i c a 8 3.3.2. Analise Mineralogica 10 3.3.3. A n a l i s e G r a n u l o m e t r i c a 10
3.3.4. A n a l i s e T e r m i c a 11 3.3.5. Avaliagao d a Plasticidade 13
3 . 3 . 5 . 1 . indice d e Plasticidade de Atterberg 15 3.3.5.2. indice d e Plasticidade de Pfefferkorn 15
3.4. Processo Produtivo 16 3 . 4 . 1 . Formulagao d e M a s s a C e r a m i c a 16 3.4.2. C o n f o r m a g a o 19 3 . 4 . 2 . 1 . Extrusao 20 3.4.2.2. P r e n s a g e m 20 3.4.3. S e c a g e m 21 3.4.3.1. A Curva d e Bigot 22 3.4.4. Q u e i m a 23 V
3.5. T e l h a s C e r a m i c a s 25 4. M A T E R I A I S E M E T O D O S 28
4 . 1 . Materials 28 4.2. M e t o d o s 28 4 . 2 . 1 . Coleta e preparagao das a m o s t r a s 29
4.2.2. Caracterizagao d a s materias primas 29
4 . 2 . 2 . 1 . A n a l i s e q u i m i c a 29 4.2.2.2. A n a l i s e mineralogica 29 4.2.2.3. A n a l i s e g r a n u l o m e t r i c a 29
4.2.2.4. Analise termica 30 4.2.2.5. D e t e r m i n a g a o do indice de plasticidade das argilas 30
4.2.3. F o r m u l a g a o d a s m a s s a s ceramicas 31 4 . 2 . 3 . 1 . Caracterizagao d a s m a s s a s ceramicas 32 4.2.4. C o n f o r m a g a o e t r a t a m e n t o termico dos c o r p o s de prova 32
4.2.5. A n a l i s e d a s p r o p r i e d a d e s tecnologicas 33 4 . 2 . 5 . 1 . Perda d e m a s s a ao f o g o (PF) 33 4.2.5.2. Retragao linear d e q u e i m a (RLq) 33 4.2.5.3. A b s o r g a o d e a g u a (AA) 34 4.2.5.4. P o r o s i d a d e a p a r e n t e (PA) 34 4.2.5.5. M a s s a e s p e c i f i c a aparente ( M E A ) 35 4.2.5.6. Resistencia m e c a n i c a a flexao (RF) 35 4.2.6. Caracterizagao final d o s produtos 36
4 . 2 . 6 . 1 . A n a l i s e mineralogica 36 4.2.6.2. M i c r o s c o p i a eletronica de varredura 36
5. R E S U L T A D O S E D I S C U S S A O 37 5 . 1 . Caracterizagao d a s materias primas 37
5 . 1 . 1 . A n a l i s e q u i m i c a 37 5.1.2. A n a l i s e mineralogica - D R X 38
5.1.3. A n a l i s e g r a n u l o m e t r i c a 40
5.1.4. A n a l i s e t e r m i c a 42 5.1.5. D e t e r m i n a g a o d o indice de plasticidade d a s argilas 4 4
5.2. Caracterizagao das m a s s a s 4 5 5 . 2 . 1 . Analise g r a n u l o m e t r i c a 4 5
5.2.2. A n a l i s e q u i m i c a 4 8
5.2.3. D e t e r m i n a g a o d o indice de plasticidade 49 5.3. P r o p r i e d a d e s t e c n o l o g i c a s 51 5 . 3 . 1 . Perda d e m a s s a ao f o g o (PF) 51 5.3.2. Retragao linear d e q u e i m a (RLq) 53 5.3.3. A b s o r g a o d e a g u a (AA) 54 5.3.4. Porosidade a p a r e n t e (PA) 55 5.3.5. M a s s a e s p e c i f i c a a p a r e n t e ( M E A ) 57 5.3.6. Resistencia m e c a n i c a a flexao (RF) 58 5.4. Caracterizagao final d o s produtos 60 5 . 4 . 1 . A n a l i s e mineralogica - D R X 60 5.4.2. Microscopia eletronica d e varredura - M E V 62
6. C O N C L U S O E S 6 6 7. S U G E S T O E S 67 8. R E F E R E N C E S 68
INDICE D E T A B E L A S
Tabela 1 - C o m p o s i c a o granulometrica dos produtos da ceramica
v e r m e l h a 18 Tabela 2 - F o r m u l a g a o d a s m a s s a s 31
Tabela 3 - C o m p o s i g a o q u i m i c a das argilas e s t u d a d a s 37 Tabela 4 - Distribuigao d e t a m a n h o d e particulas d a s argilas
a n a l i s a d a s nas fragoes a c u m u l a d a s e m D 1 0 % , D 5 0 % ,
D 9 0 % e o diametro m e d i o de particulas ( DM) 41
Tabela 5 - Distribuigao granulometrica por t a m a n h o d e particulas das
argilas analisadas 42 Tabela 6 - indice d e Plasticidade d a s argilas analisadas 44
T a b e l a 7 - Distribuigao de t a m a n h o de particulas d a s m a s s a s a n a l i s a d a s nas fragoes a c u m u l a d a s e m D 1 0 % , D 5 0 % ,
D 9 0 % e o diametro medio de particulas ( DM) 46
T a b e l a 8 - Distribuigao granulometrica por t a m a n h o d e particulas das
m a s s a s f o r m u l a d a s 4 7 Tabela 9 - C o m p o s i g a o q u i m i c a da argila A 2 e das m a s s a s M 7 e M13
e s t u d a d a s 48 Tabela 1 0 - indice d e Plasticidade da argila A 2 e d a s m a s s a s M 7 e
M 1 3 analisadas 50 T a b e l a 11 - Perda d e m a s s a ao fogo dos corpos de prova da argila A 2
e d a s f o r m u l a g o e s M7 e M13 52 Tabela 12 - Retragao linear de q u e i m a dos corpos de prova da argila
A 2 e d a s formulagoes M7 e M 1 3 53 Tabela 13 - A b s o r g a o d e a g u a dos corpos de prova da argila A 2 e das
f o r m u l a g o e s M 7 e M 1 3 54 T a b e l a 14 - P o r o s i d a d e aparente dos corpos d e prova d a argila A 2 e
d a s f o r m u l a g o e s M7 e M 1 3 56 T a b e l a 15 - M a s s a especifica aparente dos corpos d e prova da argila
A 2 e d a s formulagoes M 7 e M 1 3 57 Tabela 16 - Resistencia a flexao dos corpos de prova da argila A 2 e
I N D I C E D E F I G U R A S
Figura 1 - D i a g r a m a d e W i n c k l e r 18 Figura 2 - V a g o n e t e s , s e c a g e m natural 21
Figura 3 - Estufa, s e c a g e m artificial 22 Figura 4 - V a r i a g a o da retragao d e s e c a g e m e m f u n g a o da a g u a de
c o n f o r m a g a o - curva de Bigot 23 Figura 5 - Entrada e s a i d a do material (telhas) e m urn forno c o n t i n u o . 25
Figura 6 - F l u x o g r a m a geral d a s etapas do trabalho 28 Figura 7 - D i f r a t o g r a m a s das materias primas 39 Figura 8 - C u r v a s d e T G e D T A das materias primas 43
Figura 9 - P e r d a d e m a s s a ao fogo dos corpos d e prova da argila A 2
e d a s m a s s a s M 7 e M 1 3 52 Figura 10 - Retragao linear de q u e i m a dos corpos d e prova da argila
A 2 e d a s m a s s a s M 7 e M 1 3 54 Figura 11 - A b s o r g a o d e a g u a d o s corpos d e prova da argila A 2 e das
m a s s a s M 7 e M 1 3 55 Figura 12 - P o r o s i d a d e aparente dos corpos de prova d a argila A 2 e
d a s m a s s a s M 7 e M 1 3 56 Figura 13 - M a s s a especifica aparente dos corpos d e prova da argila
A 2 e d a s m a s s a s M7 e M 1 3 58 Figura 1 4 - Resistencia a flexao dos corpos de prova da argila A 2 e
d a s m a s s a s M 7 e M 1 3 59 Figura 1 5 - D i f r a t o g r a m a s dos produtos da argila A 2 e das
f o r m u l a g o e s M 7 e M 1 3 , sinterizadas a 850°C, sob taxa de
a q u e c i m e n t o d e 5°C/min 61 Figura 1 6 - D i f r a t o g r a m a s d o s produtos da argila A 2 e das
f o r m u l a g o e s M 7 e M13, sinterizadas a 950°C, sob taxa de
a q u e c i m e n t o d e 5°C/min 62 Figura 1 7 - Micrografias obtidas por M E V d a s superficies de fratura
d o s c o r p o s d e prova da argila A 2 e das m a s s a s M 7 e M13, sinterizadas a 850°C, sob taxa de a q u e c i m e n t o de
5 ° C / m i n , c o m 500x e 1000x de ampliagao 63 Figura 1 8 - Micrografias obtidas por M E V d a s superficies d e fratura
d o s c o r p o s d e prova da argila A 2 e das m a s s a s M 7 e M 1 3 , sinterizadas a 950°C, sob taxa d e a q u e c i m e n t o de 5 ° C / m i n , c o m 500x e 1000x de ampliagao
L I S T A D E S i M B O L O S E A B R E V I A T U R A S
A A A b s o r g a o d e a g u a
A B N T A s s o c i a g a o Brasileira de N o r m a s T e c n i c a s
b Largura d o corpo d e prova no local da ruptura
C o m p r i m e n t o do corpo de prova a p o s q u e i m a Cs C o m p r i m e n t o do corpo de prova a p o s s e c a g e m
DM D i a m e t r o m e d i o de particulas
DRX Difragao d e Raios X
DTA A n a l i s e T e r m i c a Diferencial
EDX Fluorescencia d e raios X por energia dispersiva
h A l t u r a do corpo de prova no local da ruptura
IP indice d e Plasticidade
IPT Instituto de Pesquisas T e c n o l o g i c a s
L Distancia entre os apoios do corpo d e prova
LL Limite d e Liquidez
LP Limite d e Plasticidade
M E A M a s s a especifica aparente
M E V M i c r o s c o p i a eletronica d e varredura
Mi M a s s a do corpo de prova imerso e m a g u a Mq M a s s a d o corpo de prova q u e i m a d o
Ms M a s s a d o corpo d e prova seco
Mu M a s s a d o corpo de prova umido
P C a r g a atingida no m o m e n t o da ruptura
PA P o r o s i d a d e aparente
PF P e r d a de m a s s a ao fogo
Q U A L I H A B P r o g r a m a de Qualidade da Construgao Habitacional RF Resistencia m e c a n i c a a flexao
RLq Retragao linear de q u e i m a
T G A n a l i s e T e r m o g r a v i m e t r i c a
1. I N T R O D U C A O
A industria d e c e r a m i c a v e r m e l h a esta entre as industrias mais tradicionais do m u n d o no q u e diz respeito a fabricagao de materials v o l t a d o s a construcao civil, bem c o m o representa o s e g m e n t o ceramico c o m maior v o l u m e d e m o v i m e n t a g a o d e materiais, f a z e n d o - s e p r e s e n t e na maioria das construgoes d o Brasil.
A relevancia d e s t e setor c e r a m i c o esta d i r e t a m e n t e ligada as propriedades que p o s s u e m s e u s p r o d u t o s , os quais sao preferidos pelos c o n s u m i d o r e s por representarem u m a otima alternativa e m termos d e a p a r e n c i a , durabilidade e custo.
Dentre os principals produtos fabricados por este setor ceramico, os quais sao destinados a construgao civil, d e s t a c a m - s e : tijolos macigos, blocos de vedagao e estrutural, telhas, ladrilhos d e piso, manilhas e e l e m e n t o s v a z a d o s . A materia prima utilizada na fabricagao d o s referidos produtos e a argila.
A s argilas s a o materiais muito h e t e r o g e n e o s , os quais apresentam caracteristicas q u e d e p e n d e m tanto da sua f o r m a g a o geologica quanto da localizagao da extragao ( M A C E D O et al., 2 0 0 8 ) . V i s a n d o a utilizagao das argilas e m processos industrials e importante e se torna indispensavel u m a identificagao completa d o tipo d e argila q u e se esta t r a b a l h a n d o e respectivamente de suas propriedades, para q u e t o r n e viavel estabelecer quais as formulagoes e condigoes de p r o c e s s a m e n t o s a o m a i s a d e q u a d a s para se obter produtos c o m as propriedades finais de acordo c o m as especificagoes normativas.
A s p r o p r i e d a d e s d o produto final estao d i r e t a m e n t e relacionadas c o m as caracteristicas iniciais d a s materias primas, c o m o granulometria, plasticidade e composigao mineralogica, dentre outras, a s s i m c o m o t a m b e m c o m urn controle rigoroso d a s e t a p a s d e p r o c e s s a m e n t o , principalmente da etapa de q u e i m a .
Para se obter urn produto c o m propriedades d e s e j a d a s , muitas vezes e necessario a f o r m u l a g a o d e u m a m a s s a c e r a m i c a , q u e e constituida de duas ou mais argilas q u e irao se c o m p l e m e n t a r e m t e r m o s de caracteristicas fisica, q u i m i c a e mineralogica, e a m a s s a f o r m u l a d a ira adquirir caracteristica d e plasticidade a d e q u a d a ao p r o c e s s o d e c o n f o r m a g a o a ser utilizado ( S A N T A N A et al., 2010). U m a m a s s a c e r a m i c a e f o r m a d a , no m i n i m o , pela mistura d e u m a argila mais plastica e uma outra m e n o s plastica. A composigao d a m a s s a d e v e ser e m fungao das caracteristicas d o produto c e r a m i c o q u e se deseja produzir e do processo de fabricagao utilizado, e a qualidade do produto final d e p e n d e r a diretamente da 1
mistura d a s materias primas e m p r e g a d a s e do p r o c e s s o d e fabricagao ( R I B E I R O et
al., 2 0 1 0 ) .
O b s e r v a - s e q u e , na pratica ceramista, a utilizagao da classificagao de t a m a n h o d e particulas da m a s s a e empirica, b a s e a d a na experiencia do ceramico pratico, o q u e dificulta a padronizagao d o produto ( S P A D E R , 2 0 0 9 ) . E u m a pratica c o m u m entre os c e r a m i s t a s utilizar a m a s s a destinada a confecgao de blocos ceramicos para a fabricagao d e telhas, o q u e e i n a d e q u a d o e traz c o m o c o n s e q u e n c i a s a o b t e n g a o d e produtos fora d a s especificagoes exigidas.
A c o m p o s i g a o granulometrica de m a s s a s de c e r a m i c a v e r m e l h a exerce u m papel de s u m a importancia no p r o c e s s a m e n t o e nas p r o p r i e d a d e s d o s diversos tipos de produtos. Para c a d a produto, ha uma distribuigao granulometrica especifica e que parece ser a m a i s a d e q u a d a , s e n d o o d i a g r a m a d e W i n c k l e r uma ferramenta poderosa para a d e t e r m i n a g a o destas c o m p o s i g o e s ( P R A C I D E L L I & M E L C H I A D E S , 1997).
A fabricagao de telhas ceramicas d e p e n d e muito das caracteristicas das m a s s a s f o r m u l a d a s , as quais sao constituidas b a s i c a m e n t e por argilas plasticas e nao-plasticas. O s materiais nao plasticos presentes nas referidas composigoes irao atuar c o m o a g e n t e s desplastificantes q u a n d o misturados c o m os materiais argilosos, q u e por sua v e z a p r e s e n t a m granulometria fina.
S e n d o a s s i m , o objetivo deste trabalho foi estudar composigoes granulometricas v i s a n d o obter uma m a s s a c e r a m i c a q u e atenda as especificagoes a d e q u a d a s para a fabricagao d e telhas c o m propriedades tecnologicas desejadas.
2. O B J E T I V O S
2.1. Objetivo G e r a l
Formular c o m p o s i g o e s v i s a n d o o d e s e n v o l v i m e n t o d e u m a m a s s a ceramica que a p r e s e n t e f u n g o e s t e c n o l o g i c a s essenciais para a fabricagao d e telhas.
2.2. O b j e t i v o s E s p e c i f i c o s
> Caracterizar as materias primas atraves das t e c n i c a s de: analise q u i m i c a , analise m i n e r a l o g i c a , analise granulometrica e analise termica;
> Determinar o indice d e plasticidade das materias primas ceramicas;
> D e s e n v o l v e r f o r m u l a g o e s d e m a s s a s c e r a m i c a s d e a c o r d o c o m o Diagrama d e Winckler, v i s a n d o atingir caracteristicas q u e a t e n d a m as especificagoes a d e q u a d a s para a produgao d e telhas;
> Caracterizar atraves da tecnica de analise granulometrica as m a s s a s f o r m u l a d a s , b e m c o m o determinar a c o m p o s i g a o q u i m i c a e o indice de plasticidade d a s m a s s a s selecionadas;
> Avaliar as p r o p r i e d a d e s tecnologicas e analisar as caracteristicas m i n e r a l o g i c a s e microestruturais dos corpos d e prova c o n f o r m a d o s por p r e n s a g e m e s u b m e t i d o s a diferentes ciclos de q u e i m a .
3. F U N D A M E N T A L A O T E O R I C A
3.1. A Industria de C e r a m i c a V e r m e l h a
A industria d e c e r a m i c a v e r m e l h a fornece produtos c o m o blocos de vedagao e estrutural, telhas, tijolos, t u b o s e outros produtos m e n o s c o m u n s , representando e m conjunto c o m a industria d e ceramica branca, industria d e revestimento, cimento, vidro e cal, o c o m p l e x o industrial de materiais c e r a m i c o s tradicionais, utilizados pela cadeia da c o n s t r u c a o civil ( D U T R A , 2 0 0 7 ) .
O Estado da P a r a i b a v e m a p r e s e n t a n d o , nos ultimos a n o s , urn acelerado ritmo d e c r e s c i m e n t o q u e v e m g e r a n d o g r a n d e s m u d a n g a s e m alguns setores e c o n o m i c o s . O setor da construgao civil, talvez seja o q u e mais tern crescido nos ultimos cinco a n o s . N e s s e sentido, a industria de c e r a m i c a v e r m e l h a tern sido muito solicitada, m e s m o nao a p r e s e n t a n d o claras evidencias q u a n t o aos padroes de c o n f o r m i d a d e e s t a b e l e c i d o s pelas n o r m a s tecnicas, d e i x a n d o muito a desejar no que se refere a q u a l i d a d e d o s produtos e a racionalizagao do processo produtivo ( S A N T O S et al., 2 0 1 1 ) .
M e s m o a p r e s e n t a n d o este aparente p a n o r a m a favoravel, a industria de ceramica v e r m e l h a e m geral, apresenta varios p r o b l e m a s a s s o c i a d o s a uma tecnologia antiga, d e s e n v o l v i d a na d e c a d a de 1950 e 1960, alem de uma grande instabilidade e c o n o m i c a e falta de g e r e n c i a m e n t o . T a i s fatores caracterizam a industria de c e r a m i c a estrutural pela elevada produgao e baixa produtividade, baixo valor a g r e g a d o , alto indice d e produtos nao c o n f o r m e s , p o u c o controle ambiental e e m p r e g o d e m a o d e obra c o m baixissimo nivel de qualificagao ( B E Z E R R A , 2005).
A maioria d e s s a s e m p r e s a s apresenta uma organizagao simples e familiar e enfrenta u m a serie d e p r o b l e m a s ambientais, e c o n o m i c o s e d e qualidade de produtos f a b r i c a d o s , entre os quais p o d e m ser d e s t a c a d o s os seguintes: d e s c o n h e c i m e n t o d a s p r o p r i e d a d e s das argilas e de tecnicas m o d e r n a s de produgao de material c e r a m i c o ; d e s c o n h e c i m e n t o de n o r m a s tecnicas sobre a qualidade do produto c e r a m i c o ; dificuldade d e obtengao de assistencia tecnica qualificada; g e r e n c i a m e n t o d a produgao; desperdicio de materias primas; desperdicio de energia e inexistencia d e controle de qualidade racional ( P E R E Z e r a / . , 2 0 1 0 ) .
Para m u d a r e s s e q u a d r o e necessario urn c o n h e c i m e n t o detalhado das caracteristicas d a s m a s s a s c e r a m i c a s e das propriedades d o produto, c o m dados
concisos de s u a s caracteristicas fisicas e m e c a n i c a s , na qual se p o s s a m estabelecer modificacoes necessarias ( Z A U B E R A S & B O S C H I , 2 0 0 4 ) .
S o m e n t e a partir d a d e c a d a de 1990 c o m o s u r g i m e n t o d o Programa de Qualidade d a C o n s t r u g a o Habitacional - Q U A L I H A B q u e se iniciaram os programas de certificagao d a s e m p r e s a s , produtos e servigos no setor ( A N D R A D E , 2009).
A b u s c a de maior competitividade e sustentabilidade estimula as e m p r e s a s de ceramica a realizarem investimentos na m o d e r n i z a g a o d e s u a s instalagoes e processos, b u s c a n d o alternativas para redugao de custos, impactos ambientais, melhoria d e q u a l i d a d e e otimizagao de produgao ( A N D R A D E et al., 2 0 1 1 ) .
3.2. Materias P r i m a s p a r a C e r a m i c a V e r m e l h a
A s materias primas e m p r e g a d a s na produgao d e blocos e telhas sao b a s i c a m e n t e as argilas. S e g u n d o Barba et al., (1997) o t e r m o argila se e m p r e g a para fazer r e f e r e n d a a urn material de granulometria fina, q u e manifesta urn c o m p o r t a m e n t o plastico q u a n d o misturado c o m u m a q u a n t i d a d e limitada d e agua. Na natureza, nao s a o e n c o n t r a d a s c o m o substancias puras, e sim c o m o mistura de varios tipos d e c o m p o n e n t e s .
A argila e u m a d a s materias primas mais importantes no p r o c e s s a m e n t o de pegas da c e r a m i c a tradicional, s e n d o utilizada na fabricagao d e t o d o s os tipos de produtos c e r a m i c o s d e s t e setor. O s e g m e n t o d e ceramica v e r m e l h a responde pela maior parcela d e s t e c o n s u m o , devido ao grande n u m e r o de industrias e ao fato d e ser p r a t i c a m e n t e o unico tipo de materia prima e m p r e g a d a e m s e u s processos produtivos ( S I L V A et al., 2 0 1 1 ) .
G e r a l m e n t e , e possivel fabricar produtos de c e r a m i c a v e r m e l h a c o m variadas argilas, situadas p r a t i c a m e n t e e m qualquer lugar d o m u n d o e q u e permitam utilizar diversas t e c n i c a s d e p r o c e s s a m e n t o . Entretanto, e d e se esperar produtos c o m propriedades b e m diversificadas ( P E R E I R A et al., 2 0 1 1 ) .
A s caracteristicas trazidas por cada material c e r a m i c o d e p e n d e r a das materias primas e s c o l h i d a s para o p r o c e s s a m e n t o do m e s m o . Desta forma as materias p r i m a s c e r a m i c a s atuariam c o m o u m a especie de "DNA" dentro do corpo ceramico, p e r m i t i n d o por m e i o d a correta m a n i p u l a g a o urn leque de aplicagoes distintas ( S A N T A N A etai, 2 0 1 1 ) .
O e s t u d o d e materias primas argilosas e m p r e g a d a s nas industrias de ceramica v e r m e l h a tern c o m o meta a busca d e informagoes q u e p o s s a m auxiliar no d e s e n v o l v i m e n t o d e p r o d u t o s e processos. O resultado p o d e r a ser refletido atraves da obtengao d e blocos e telhas de melhor qualidade, seja por mudangas nas formulagoes d a s misturas, seja por melhorias no processo d e fabricagao, atraves do controle d a s p r o p r i e d a d e s d a s materias primas ( G R U N et al., 2 0 0 5 ) .
C o n h e c e r u m a argila e s e u s constituintes e d e f u n d a m e n t a l importancia para o processo d e fabricagao, pois a presenga e a q u a n t i d a d e d e cada urn dos c o m p o n e n t e s e o q u e define as propriedades de cada argila. Dentre os principals constituintes d e u m a argila p o d e m o s destacar os argilominerais ( G R U N , 2 0 0 7 ) .
Gragas a o s argilominerais, as argilas na presenga de a g u a d e s e n v o l v e m uma serie d e p r o p r i e d a d e s , tais c o m o : plasticidade, resistencia m e c a n i c a , retragao linear de s e c a g e m e c o m p a c t a g a o . Os principals grupos de argilominerais sao a caulinita, a montmorilonita e a ilita.
A caulinita e o principal argilomineral c o m p o n e n t e d a s argilas, sendo responsavel pela e l e v a d a resistencia m e c a n i c a d o s produtos ceramicos. A montmorilonita, e m p e q u e n a s proporgoes, e benefica nas argilas para ceramica vermelha p o r q u e f a v o r e c e a plasticidade, a fusibilidade e sinterizagao. E dita expansiva por a b s o r v e r g r a n d e quantidade d e a g u a . Por ser muito plastica, pode ocasionar p r o b l e m a s na m o l d a g e m e trincas na s e c a g e m e q u e i m a ( S A N T O S & SILVA, 1995). A s ilitas a p r e s e n t a m uma parte do silicio substituido por aluminio, alem de confer m a i s a g u a entre as c a m a d a s e ter u m a parte do potassio substituido por calcio e m a g n e s i o . S u a composigao q u i m i c a exata e d e dificil determinagao devido ao fato d e a p r e s e n t a r e m s e m p r e c o n t a m i n a g a o por impurezas de dificil eliminagao. Por t e r e m potassio e m sua estrutura, a p r e s e n t a m u m a boa resistencia apos a sinterizagao ( G R U N , 2 0 0 7 ) .
A l e m d o s argilominerais, as argilas tern s u a s propriedades definidas e m fungao da presenga de silica, carbonatos, feldspatos, talco, micas, c o m p o s t o s d e ferro e titanio, a l e m d e sais soluveis e materia organica.
A silica e u m mineral cuja composigao q u i m i c a c o n t e m s o m e n t e silicio na f o r m a d e oxido, p o d e se apresentar de diversas f o r m a s mineralogicas, o n d e a mais c o m u m e n t e e n c o n t r a d a e o quartzo. O quartzo e o mineral m a i s a b u n d a n t e da crosta terrestre. E utilizado para diminuir a plasticidade, a u m e n t a r a permeabilidade da
peca a v e r d e e controlar a retragao. P o d e m o s dizer q u e o quartzo e o "esqueleto", ou seja, a estrutura d a peca ceramica ( G R U N , 2 0 0 7 ) .
O s c a r b o n a t o s mais c o m u m e n t e e n c o n t r a d o s nas argilas sao a calcita e a dolomita. A calcita (CaCOa), e m p e q u e n a s q u a n t i d a d e s auxilia c o m o fundente e ajuda a minimizar trincas. A dolomita ( C a M g ( C 03)2) e o c a r b o n a t o duplo de calcio e
m a g n e s i o , c o r r e s p o n d e n d o a urn teor teorico d e cerca de 5 4 , 5 % d e carbonato de calcio e 4 5 , 5 % d e c a r b o n a t o d e m a g n e s i o . A presenga d e carbonatos diminui a e x p a n s a o por u m i d a d e a l e m d e regular a porosidade ( B A R B A et al., 1997).
S e g u n d o A l m a d a e V l c e k (2000), os feldspatos s a o minerals constituidos de silicatos d e a l u m i n i o e m proporgoes variaveis de sodio, potassio e calcio. A caracteristica t e c n o l o g i c a m a i s importante e a fusibilidade, pela sua capacidade de "formar" f a s e s liquidas, q u e fornece trabalhabilidade, resistencia e durabilidade a agentes q u i m i c o s e m pegas sinterizadas. Para a industria c e r a m i c a os feldspatos de maior importancia s a o o potassico ( K2O . A I20 3 . 6 S i 02) e o sodico ( N a2O . A I20 3 . 6 S i 02) ,
por t e r e m t e m p e r a t u r a d e f u s a o relativamente baixa e a s s i m s e n d o e m p r e g a d o s para f o r m a r f a s e liquida nas m a s s a s ceramicas.
A s m i c a s s a o minerais c o m estrutura e c o m p o s i g a o c o m p l e x a s , geralmente presentes sob a f o r m a de lamelas d o u r a d a s e brilhantes visiveis a olho n u . A s micas c o m p o r t a m - s e c o m o inertes ( G R U N , 2 0 0 7 ) .
O s principals c o m p o s t o s de ferro e n c o n t r a d o s e m argilas sao a magnetita (Fe304) e a hematita ( a - F e203) . A s argilas a p r e s e n t a m coloragao avermelhada
q u a n d o o ferro e s t a p r e s e n t e na f o r m a d e hematita, e cor preta q u a n d o na f o r m a de magnetita. O s c o m p o s t o s de titanio t a m b e m sao responsaveis pela coloragao das argilas, os minerais m a i s c o m u n s sao os dioxidos d e titanio rutilo e o anatasio (ambos T i 02) . S u a presenga e observada pela coloragao esbranquigada ou
a m a r e l a d a d a s pegas, m a s g e r a l m e n t e a presenga d e s t e s oxidos t e n d e a intensificar a cor proveniente d a presenga d e outros e l e m e n t o s c o m o o ferro ( G R U N , 2 0 0 7 ) .
A l g u m a s argilas a p r e s e n t a m e m p e q u e n a q u a n t i d a d e alguns c o m p o s t o s soluveis e m a g u a c o m o os sulfatos de calcio ( C a S 04) , d e m a g n e s i o ( M g S 04) , d e
sodio ( N a S 04) , d e potassio ( K2S 04) , dentre outros sulfatos. A presenga destes
sulfatos p o d e provocar o a p a r e c i m e n t o d e eflorescencias (depositos de sais que a p r e s e n t a m c o r e s e m a n c h a s indesejaveis) ( G R U N , 2 0 0 7 ) .
A materia o r g a n i c a (coloides organicos tais c o m o tanino o u h u m u s ) pode estar presente nas argilas, no entanto a sua influencia na plasticidade e polemica. A
materia organica p o d e f u n c i o n a r c o m o u m a "cola" c a p a z d e p r o m o v e r a aderencia e a u m e n t a r a c o e s a o a p o s s e c a g e m (contribuindo a s s i m para u m a maior trabalhabilidade), m a s limitando a mobilidade d a s lamelas (influenciando negativamente a plasticidade) ( R I B E I R O etal., 2 0 0 4 ) .
3.3. C a r a c t e r i z a g a o d a s A r g i l a s
C o m o a c o n t e c e para t o d o s os sistemas industriais, a caracterizagao d a s materias primas, a analise d a s m a s s a s , e os e n s a i o s realizados nos produtos finais, d e v e m ser tratados c o m o e t a p a s essenciais no p r o c e s s a m e n t o d e materiais ceramicos, para garantir elevada produtividade e consistencia na qualidade dos produtos a c a b a d o s . A s s i m , e muito importante a caracterizagao d a s materias primas, a fim d e s e ter c o n h e c i m e n t o s q u e contribuam para a obtengao d e produtos q u e a p r e s e n t e m p r o p r i e d a d e s e m c o n f o r m i d a d e c o m as n o r m a s tecnicas (SILVA et al., 2010).
A s materias p r i m a s e m p r e g a d a s na fabricagao d e pegas ceramicas, ou seja, as argilas s a o c o m p o s t a s n o r m a l m e n t e por diferentes e s p e c i e s mineralogicas q u e se misturaram d u r a n t e o p r o c e s s o d e formagao. Devido a este fator, s u a s propriedades d e p e n d e m d a natureza d o s minerais presentes, d o s e u estado d e degradagao e de suas proporgoes ( B A R B A etal., 1997).
Existem diversas t e c n i c a s q u e p o d e m ser utilizadas para caracterizagao d e argilas, as m a i s usuais s a o : analise q u i m i c a , analise mineralogica, analise granulometrica, analise t e r m i c a , dentre outras.
3.3.1. A n a l i s e Q u i m i c a
A analise q u i m i c a consiste e m determinar a c o m p o s i g a o d e u m a materia prima, f o r n e c e n d o os percentuais d e oxidos presentes e t a m b e m os valores d e perda a o f o g o ( E M I L I A N I & C O R B A R A , 1999).
A analise q u i m i c a p o d e ser realizada atraves d e m e t o d o s q u i m i c o s ou fisicos. Os m e t o d o s q u i m i c o s g e r a l m e n t e s a o atraves d e reagoes d e precipitagao seletiva e reagoes d e f o r m a g a o d e c o m p l e x o s corantes. O s m e t o d o s fisicos p o d e m ser atraves de espectrofotometria o u ainda p o r f l u o r e s c e n c i a d e raios X ( G R U N , 2 0 0 7 ) .
De u m a m a n e i r a simplificada, a interpretagao d e u m a analise q u i m i c a de uma materia prima argilosa s e g u n d o Mas (2002) pode ser descrita abaixo:
• oxido d e sodio ( N a 2 0 ) e potassio
(K2O):
presentes g e r a l m e n t e na forma de feldspatos, s a o f u n d e n t e s e conferem resistencia mecanica q u a n d o sinterizados entre 950 e 1000°C;• oxido d e calcio ( C a O ) e m a g n e s i o (MgO): sao a g e n t e s f u n d e n t e s e t e n d e m a diminuir a refratariedade das pegas, indicam a presenga d e calcita, dolomita e m a s s a s c a l c a r e a s q u e r e q u e r e m m o a g e m e t e m p e r a t u r a s de sinterizagao a p r o x i m a d a m e n t e a 1100°C;
• silica ou oxido d e silicio ( S i 02) : indica a presenga d e silicatos e silica livre. Os
silicatos s a o os argilominerais, as micas e os feldspatos. A silica livre c o r r e s p o n d e a o quartzo;
• alumina ou oxido d e a l u m i n i o ( A l203) : esta e m sua maior parte c o m b i n a d a ,
f o r m a n d o os argilominerais ( S O U Z A S A N T O S , 1975);
• oxido d e ferro ( F e20 3 ) : responsavel pela coloragao v e r m e l h a ou amarelada na
maioria d a s argilas, reduz a plasticidade, m a s t a m b e m diminui a retragao e facilita a s e c a g e m . T a m b e m diminui a resistencia m e c a n i c a , m a s 0 pouco que f u n d e na sinterizagao proporciona dureza ao vidrado ( B I T E N C O U R T , 2004). • oxido d e titanio ( T i 02) : desvia a cor para urn torn alaranjado;
• oxido d e e n x o f r e ( S 03) : pode indicar a presenga d e g e s s o ;
• oxido de m a n g a n e s ( M n 02) : altera a cor para m a r r o m ;
• c a r b o n a t o s : a j u d a m no b r a n q u e a m e n t o das pegas, d i m i n u e m a e x p a n s a o e a u m e n t a m a p o r o s i d a d e ;
• perda ao f o g o : e a diminuigao de peso, ate urn valor constante, que indica u m a perda de material devido ao a u m e n t o d e t e m p e r a t u r a . Basicamente indica 0 teor de materia organica presente na argila e a quantidade de gas e v a p o r q u e sao f o r m a d o s durante 0 aquecimento, resultantes da d e c o m p o s i g a o d o s c a r b o n a t o s .
S a o e n c o n t r a d o s na literatura varios trabalhos e n v o l v e n d o a determinagao da composigao q u i m i c a de argilas para ceramica v e r m e l h a ( S A N T A N A et al., 2010 & S I L V A e f al., 2 0 1 0 ) .
3.3.2. A n a l i s e M i n e r a l o g i c a
A c o m p o s i g a o mineralogica de urn d e t e r m i n a d o material e definida pelo tipo e pela quantidade d o s minerais existentes. Pode ser d e t e r m i n a d a atraves da analise mineralogica racional, q u e c o m b i n a a composigao q u i m i c a quantitativa c o m a determinagao d o s minerais e n c o n t r a d o s na amostra (DRX, por e x e m p l o ) ( V A R E L A , 2004).
A c o m p o s i g a o mineralogia d a argila e bastante c o m p l e x a , sendo constituida por c o m p o s t o s d e silica, alumina e a g u a . Os minerais presentes na composigao da materia prima d o s materiais c e r a m i c o s sao responsaveis pelas caracteristicas tipicas, c o m o c o e s a o , plasticidade, trabalhabilidade e resistencia mecanica a seco e pos-queima. A s argilas s a o diferenciadas u m a s das outras, principalmente por associagao d e e l e m e n t o s q u i m i c o s de natureza diversa e distribuigao granulometrica ( O L I V E I R A et al.,2000).
A tecnica d e difragao d e raios X tern sido a m p l a m e n t e utilizada para a determinagao d e f a s e s cristalinas e m materiais c e r a m i c o s . O estudo da composigao mineralogica e d e f u n d a m e n t a l importancia no e n t e n d i m e n t o das propriedades tecnologicas d o s produtos d e base argilosa. E m argilas, a g r a n d e quantidade de quartzo e seu e l e v a d o grau d e orientagao dificultam a identificagao e caracterizagao das d e m a i s f a s e s presentes. A l e m da possibilidade d a identificagao das fases minerais presentes, t a m b e m sao possiveis estudar as caracteristicas cristalograficas desses minerais ( A N D R A D E , 2 0 0 9 ) .
Na literatura s a o e n c o n t r a d o s varios e s t u d o s e n v o l v e n d o a determinagao da composigao mineralogica d e argilas para ceramica v e r m e l h a ( P E R E Z et al., 2010 & S I L V A e f al., 2 0 1 1 ) .
3.3.3. A n a l i s e G r a n u l o m e t r i c a
A granulometria e u m a das caracteristicas mais importantes dos minerais argilosos e q u e influi e m muitas das suas propriedades. Na fabricagao de ceramica, propriedades d a argila c o m o : plasticidade, permeabilidade, resistencia antes e depois da s e c a g e m dos c o r p o s , sao estritamente ligadas a f o r m a e a d i m e n s a o dos graos q u e c o m p o e a materia prima ( M O R E I R A & A L M A D A , 2 0 0 8 ) .
A d i s p e r s a o d o t a m a n h o d o grao na argila e continua, contudo maiores quantidades d e finos e g r o s s o s e m e n o r e s q u a n t i d a d e s de graos medios f a v o r e c e m o e m p a c o t a m e n t o d e n s o e a resistencia elevada. A s argilas p o s s u e m uma elevada superficie especifica; caracteristica esta muito importante na industria ceramica, e m que a interagao solido-fluido d e p e n d e diretamente da superficie do solido ( G O M E S , 1988).
A analise granulometrica consiste na d e t e r m i n a g a o d a s d i m e n s o e s das particulas q u e c o n s t i t u e m as a m o s t r a s ( p r e s u m i v e l m e n t e representativas dos sedimentos) e no t r a t a m e n t o estatistico dessa informagao. Basicamente, o que e necessario fazer, e d e t e r m i n a r as d i m e n s o e s das particulas individuals e estudar a sua distribuigao, quer pelo peso de cada classe d i m e n s i o n a l considerada, quer pelo seu v o l u m e , q u e r a i n d a pelo n u m e r o de particulas integradas e m cada classe. Na realidade, estas tres f o r m a s tern sido utilizadas ( D I A S , 2 0 0 4 ) .
O D i a g r a m a d e Winkler, o qual sera a p r e s e n t a d o m a i s adiante, orienta-nos no estudo da c o m p o s i g a o granulometrica das m a s s a s c e r a m i c a s e m p r e g a d a s na fabricagao d o s produtos d a c e r a m i c a v e r m e l h a .
3.3.4. A n a l i s e T e r m i c a
Engloba u m a serie de tecnicas nas quais as propriedades fisicas de uma s u b s t a n t i a e/ou s e u s produtos de reagao sao m e d i d a s d e f o r m a c o n t i n u a e m fungao da t e m p e r a t u r a e m urn ciclo termico controlado ( B A R B A et al., 1997).
U m a d a s t e c n i c a s d e analise termica e a analise termica diferencial (DTA) que tern c o m o principal f u n g a o indicar atraves de picos e n d o t e r m i c o s ou exotermicos a c o m p r o v a g a o d a existencia de minerais essenciais as argilas e q u e influenciam as propriedades finais d a pega ( S I L V E I R A & S A L L E T , 2 0 0 2 ) .
O m e t o d o de analise termica diferencial (DTA) e de uso corrente no Brasil no estudo d e argilas, v i s a n d o principalmente a identificagao dos argilominerais presentes. No c a s o d e argilas plasticas para uso e m c e r a m i c a v e r m e l h a e tradicional o uso de D T A para identificagao mineralogica ( S O U Z A S A N T O S , 1989).
Esta tecnica permite observar as t r a n s f o r m a g o e s q u e g e r a m trocas energeticas, d e v i d o a f e n o m e n o s fisicos ou q u i m i c o s . Estas trocas energeticas p o d e m ser e n d o t e r m i c a s (onde ocorre absorgao de calor) o u exotermicas (onde ocorre liberagao d e calor). Para cada troca energetica, a p a r e c e urn pico no grafico, e
de acordo c o m a t e m p e r a t u r a d e s s e s picos e sua diregao, pode-se identificar o mineral, ou a t r a n s f o r m a g a o ocorrida c o m a a m o s t r a ( G R U N , 2 0 0 7 ) .
Outra tecnica bastante utilizada e a analise t e r m o g r a v i m e t r i c a (TG) que determina a perda ou g a n h o d e m a s s a q u e u m a a m o s t r a sofre e m fungao da temperatura e/ou t e m p o ( B A R B A et al., 1997). A a m o s t r a e a q u e c i d a de maneira controlada, ate u m a t e m p e r a t u r a pre-determinada, c o m v e l o c i d a d e constante. Este m e t o d o d e analise c o m p l e m e n t a a analise termica diferencial por fazer distingao entre as reagoes o n d e ocorre perda d e m a s s a e as reagoes o n d e nao ocorre.
De u m a m a n e i r a geral os argilominerais a p r e s e n t a m caracteristicas d e c o m p o r t a m e n t o t e r m i c o s e m e l h a n t e s , c o m o perda d e a g u a e transformagoes de fases. E m virtude disso, a seguir t e m o s urn "roteiro" d o c o m p o r t a m e n t o de uma argila e m diferentes t e m p e r a t u r a s ( G R U N , 2 0 0 7 ) :
• Existem dois tipos d e a g u a : a agua da u m i d a d e , q u e e v a p o r a por volta de 100°C e a a g u a interna do cristal, q u e e e l i m i n a d a entre 550°C e 600°C. Durante a s a i d a d e a g u a de u m i d a d e o forno f u n c i o n a c o m o urn secador. A 500°C ainda e x i s t e m moleculas d e a g u a c o m p o n d o a estrutura dos argilominerais e q u e nao f o r a m afetadas na etapa de s e c a g e m . No m o m e n t o exato e m q u e perder e s s a a g u a de constituigao, as propriedades argilosas a s s o c i a d a s a plasticidade serao perdidas d e m o d o irreversivel. Entre 550°C e 600°C e s s a a g u a e eliminada. A p e n a s a c i m a d e s t a t e m p e r a t u r a pode ser identificada c o m o o inicio efetivo da sinterizagao, fica registrada c o m o uma absorgao d e calor (urn pico e n d o t e r m i c o no ensaio d e D T A ) ;
• Entre 560°C e 580°C pode haver uma variagao d i m e n s i o n a l consideravel devido a presenga d e silica livre na f o r m a de quartzo na composigao das materias p r i m a s , c o m o resultado disso p o d e m surgir trincas durante o resfriamento. Entre 850°C e 1000°C ocorre a d e c o m p o s i g a o dos carbonatos, eles se t r a n s f o r m a m e m oxido de calcio e nao r e a g e m c o m os silicatos;
• A c i m a de 9 0 0 ° C os f u n d e n t e s (oxidos d e potassio, sodio e ferro, entre outros) f o r m a m f a s e liquida. No resfriamento esta f a s e liquida solidifica f o r m a n d o "pontos de solda" entre as particulas cristalinas. P o d e m o s imaginar a sinterizagao d o corpo c e r a m i c o c o m o a f o r m a g a o d e "soldas internas" entre as particulas cristalinas. Na f a s e anterior as particulas e s t a v a m ligadas pela plasticidade;
I
• A s v e z e s e x i s t e m sais no material c e r a m i c o e m f o r m a d e eflorescencias b r a n c a s . O s materiais salinos s a o b e m diferentes d o s silicatos ceramicos. A c i m a d e 9 5 0 ° C , os sais e m parte se volatilizam pela d i a m i n e , e m parte r e a g e m c o m o s silicatos. A s s i m os sais soluveis a c a b a m s e n d o eliminados c o m o a u m e n t o d a t e m p e r a t u r a . A c i m a d e 950°C ocorre a volatilizagao da maioria d o s sais. Existe u m a relagao da t e m p e r a t u r a d e sinterizagao e o a p a r e c i m e n t o d a s eflorescencias, o u seja, t e m p e r a t u r a s d e sinterizagao inferiores a 900°C f a v o r e c e m a sua f o r m a g a o ;
• A partir d e 1000°C os argilominerais s e r e o r g a n i z a m e m novas estruturas cristalinas. A q u e d a d a absorgao d e a g u a evidencia o p r e e n c h i m e n t o dos poros.
S a o e n c o n t r a d o s na literatura trabalhos e n v o l v e n d o o estudo d a s curvas d e T G e D T A d e argilas para c e r a m i c a v e r m e l h a ( A N D R A D E et al., 2 0 1 1 & M A C E D O et
al., 2 0 0 8 ) .
3.3.5. A v a l i a g a o d a P l a s t i c i d a d e
E definida c o m o a propriedade do material q u e permite a ele ser d e f o r m a d o atraves d e u m a forga s e m s u a ruptura e manter sua f o r m a a p o s a remogao desta forga. Esta caracteristica e f u n d a m e n t a l no p r o c e s s o d e fabricagao sendo responsavel pela m o d e l a g e m d a s pegas ( M O R E I R A & A L M A D A , 2 0 0 8 ) .
A plasticidade d e u m a m a s s a ceramica esta a s s o c i a d a principalmente a fragao argilosa q u e a c o m p o e . Esta propriedade e influenciada por muitos fatores, c o m o f o r m a g a o geologica d a argila, fases mineralogicas presentes, quantidade d e trabalho q u e a mistura foi s u b m e t i d a , a t e m p o d e contato d a argila c o m a g u a , t e m p e r a t u r a , q u a n t i d a d e d e agua e presenga d e eletrolitos. A avaliagao d a plasticidade da argila e feita indiretamente atraves d a medigao de outras propriedades, para a s quais varios instrumentos tern sido r e c o m e n d a d o s ( C U R T O et
al., 2 0 0 4 ) .
Q u a n d o se trata d e avaliar a adaptagao d e u m a m a s s a plastica a determinado processo d e c o n f o r m a g a o , o t e r m o trabalhabilidade e u s a d o f r e q u e n t e m e n t e c o m o sinonimo d e plasticidade. D e fato, e m termos praticos, p o d e m o s definir dois tipos diferentes d e plasticidade: " b o a " e "ma". Se a m a s s a s e adapta perfeitamente a urn
processo e s p e c i f i c o de c o n f o r m a g a o , define-se a plasticidade c o m o "boa"; por outro lado, se a m a s s a ao ser c o n f o r m a d a origina defeitos no produto ou demonstra dificuldades na c o n f o r m a g a o , a plasticidade e c o n s i d e r a d a c o m o "ma" ( C A R T Y & LEE, 1996).
A plasticidade t a m b e m d e p e n d e de fatores intrinsecos a propria m a s s a , tais c o m o : os diferentes tipos de minerais argilosos existentes na m a s s a , a propria granulometria d a s particulas envolvidas e o habito ou f o r m a dos cristais. A s argilas c o m c o m p o s i g o e s m i n e r a l o g i c a s diferentes a p r e s e n t a m c o m p o r t a m e n t o s plasticos diferentes, e m b o r a os s e u s teores d e a g u a p o s s a m ser iguais.
Entre as p r o p r i e d a d e s d e maior influencia na plasticidade t e m o s a composigao mineralogica e a granulometrica, s e n d o q u e a plasticidade sera maior e m argilas c o m maior teor e m minerais argilosos e maior p e r c e n t a g e m de particulas finas ( G O M E S , 1988).
A relagao quantitativa entre materiais plasticos, principalmente argilominerais, e materiais nao plasticos c o m o o quartzo e outros d e v e ser tal q u e confira a m a s s a argilosa a plasticidade necessaria para a c o n f o r m a g a o e d e a pega confeccionada resistencia m e c a n i c a e s t a n d o esta umida ou seca ( P E R E I R A et a/.,2011).
A d e t e r m i n a g a o experimental da plasticidade d e u m a m a s s a argilosa d e p e n d e r a , e m a l g u n s c a s o s , da maior ou m e n o r habilidade d o operador, sendo a c o m p a r a g a o de resultados entre os diferentes ensaios problematica.
Existem, no entanto, alguns testes e ensaios q u e nos auxiliam na indicagao da z o n a de m a x i m a plasticidade de uma d e t e r m i n a d a argila e m concordancia c o m o teor d e a g u a s u g e r i d o a a m o s t r a . A s s i m os m e t o d o s de Pfefferkorn e Atterberg sao largamente u s a d o s para determinagao da plasticidade d e argilas, orientando sob medida no uso a d e q u a d o destes materiais, auxiliado ainda, por ensaios de granulometria q u e c o m o uso do d i a g r a m a d e W i n k l e r nos permite a adequagao destes materiais d e a c o r d o c o m a quantidade de particulas, mais ou m e n o s finas, c o n f o r m e for a n e c e s s i d a d e requerida ao produto final ( S A N T A N A et al., 2 0 1 1 ) .
Na literatura sao e n c o n t r a d o s varios estudos e n v o l v e n d o os m e t o d o s de determinagao d e plasticidade das argilas ( S A N T A N A et al., 2 0 1 0 & S A N T A N A et al., 2011).
3.3.5.1. i n d i c e de P l a s t i c i d a d e de Atterberg
E m geral u m a m a s s a mais plastica aceita mais a g u a ate fluir (comportamento de uma barbotina). Isto significa q u e uma argila mais plastica precisa de mais agua, para d e s e n v o l v e r a plasticidade, d o q u e outra m e n o s plastica. Este e o f u n d a m e n t o de indice d e plasticidade d e A t t e r b e r g . Q u a n d o p e q u e n a s q u a n t i d a d e s de agua sao adicionadas, p o u c o a p o u c o , a uma m a s s a s e c a , alcanga-se inicialmente urn estado e m q u e esta c o m e g a a apresentar alguma c o e s a o . Este estado corresponde a quantidade m i n i m a d e a g u a requerida para f o r m a g a o de urn filme estavel e n v o l v e n d o c a d a particula argilosa. Se continuar a ser a d i c i o n a d a mais agua, a m a s s a plastica t o r n a - s e c a d a vez mais mole, a l c a n g a n d o - s e urn estado e m que c o m e g a a fluir sob agao d o seu proprio peso (passa a c o m p o r t a r - s e c o m o uma barbotina) ( R I B E I R O etal., 2 0 0 3 ) .
Atterberg dividiu os valores da u m i d a d e q u e u m a argila p o d e apresentar e m limites d e retragao, plasticidade e liquidez, c o r r e s p o n d e n t e s a transigao entre os estados solido, plastico e liquido. A diferenga entre os limites de liquidez e de plasticidade e o indice d e plasticidade de A t t e r b e r g , o qual informa quanto a amplitude d a faixa d e plasticidade ( O R T I G A O , 1995).
A s caracteristicas d e plasticidade (limite de liquidez, limite d e plasticidade e indices d e plasticidade) ou limites d e A t t e r b e r g , c o m o sao conhecidos, sao d e t e r m i n a d o s pelo m e t o d o de C a s a g r a n d e , c o n f o r m e as n o r m a s tecnicas da A B N T NBR 6 4 5 9 e N B R 7 1 8 0 (1984).
3.3.5.2. i n d i c e de P l a s t i c i d a d e de Pfefferkorn
O m e t o d o d e Pfefferkorn avalia a plasticidade, d e u m a m a s s a ou d e uma argila, m e d i n d o o grau d e d e f o r m a g a o sofrido por urn corpo de prova cilindrico, sujeito a q u e d a d e urn p u n g a o de u m a altura constante e c o m urn peso b e m definido (1,192kg). Para e s s e efeito f a z e m - s e diversos e n s a i o s sobre a m o s t r a s da m e s m a m a s s a c o m diferentes t e o r e s d e a g u a ( R I B E I R O et al., 2 0 0 3 ) .
O coeficiente de plasticidade d e t e r m i n a d o por este m e t o d o corresponde a p o r c e n t a g e m d e a g u a contida na amostra s u b m e t i d a a u m a c o m p r e s s a o igual a 3 0 % a sua altura inicial. A s s i m se a altura apos d e f o r m a g a o , q u e Pfefferkorn c h a m o u de fator de proporcionalidade, for m e n o r que 2,5, implicara n u m a m a s s a de dificil 15
trabalhabilidade e d e m a s i a d a m e n t e seca, contudo se este for superior a 4 a massa ceramica estara muito pastosa. Ja que o fator de proporcionalidade ideal devera se encontrar na faixa d e valores 2,5 ate 4,5, e q u e a a g u a contida pode e m c o n s e q u e n c i a a p r e s e n t a r a l g u m a s variantes, o ponto ideal d e plasticidade sera sobre urn fator m e d i o d e 3,3.
3.4. P r o c e s s o P r o d u t i v o
O p r o c e s s o produtivo consiste numa serie de o p e r a g o e s o n d e as materias primas p a s s a m por u m a s e q u e n c i a de p r o c e s s a m e n t o , adquirindo e m cada etapa novas p r o p r i e d a d e s ou alterando s u a s caracteristicas fisicas e q u i m i c a s ate a obtengao d o produto final. Dentre as principals e t a p a s d o processo produtivo, destaca-se a f o r m u l a g a o d e m a s s a s , a qual e u m a etapa d e pesquisa associada a varios t e s t e s ate o d e s e n v o l v i m e n t o d e uma m a s s a c e r a m i c a a d e q u a d a a produgao industrial.
3.4.1. F o r m u l a g a o de M a s s a C e r a m i c a
O t e r m o m a s s a c e r a m i c a c o r r e s p o n d e a u m a mistura d e materias primas preparadas para a fabricagao de urn produto c e r a m i c o . A s m a s s a s ceramicas tradicionais sao d e n o m i n a d a s de acordo c o m caracteristicas particulares, tais c o m o cor, textura e c o n f o r m a g a o ( C O R R E I A , 2 0 0 4 ) .
A s m a s s a s e m p r e g a d a s na produgao de pegas da c e r a m i c a v e r m e l h a p o d e m ser c o n f o r m a d a s a partir d a mistura de uma unica argila c o m a g u a , m a s s a simples, ou p o d e m confer u m a mistura d e argilas e a g u a , m a s s a c o m p o s t a . A s argilas p o s s u e m na s u a c o m p o s i g a o materiais acessorios, e d e p e n d e n d o do tipo e da quantidade d e s t e s e necessario fazer uma corregao d a plasticidade da argila, para q u e seja obtida u m a m a s s a q u e apresente trabalhabilidade a d e q u a d a e produza pegas c o m resistencia ao m a n u s e i o e boa p e r m e a b i l i d a d e ( S A N T A N A et al., 2010).
A o se tratar d e aplicagoes e m ceramicas estruturais, a s u a composigao mais c o m u m e d e u m a m a s s a triaxial. A s m a s s a s c e r a m i c a s triaxiais s a o c o m p o s t a s e m geral por argilas plasticas, argilas a r e n o s a s e desplastificantes. C a d a urn destes c o m p o n e n t e s d e s e m p e n h a importante papel dentro da c o m p o s i g a o do material ceramico, no entanto, as argilas plasticas representam importancia estrutural da 16
peca, ja q u e d e s t a s , d e p e n d e m a trabalhabilidade e resistencia m e c a n i c a a verde, alem disso, as argilas plasticas a g e m c o m o urn aditivo organico, a t u a n d o c o m o urn ligante ( S A N T A N A et al, 2 0 1 1 ) .
A industria c e r a m i c a possui uma m a s s a para cada produto. Essa m a s s a estabelece a proporgao, e m peso ou v o l u m e , das diversas materias primas utilizadas. U m a boa m a s s a d e v e ser facilmente p r o c e s s a d a , resultar e m urn produto c o m as caracteristicas d e s e j a d a s e ter urn baixo custo de produgao. Entretanto, sendo as materias primas utilizadas de origem natural, e inevitavel q u e suas caracteristicas v a r i e m c o m o t e m p o ( M E L C H I A D E S et al., 1997).
E c o m u m q u e a escolha das materias primas e a f o r m u l a g a o da massa ceramica utilizada s e j a m feitas de f o r m a e m p i r i c a , s e m c o n h e c i m e n t o tecnico, d e m o d o a proporcionar d e t e r m i n a d a s caracteristicas m e c a n i c a s antes e apos o processo d e q u e i m a para alcangar urn a p a r e n t e m e n t e b o m d e s e m p e n h o do produto a c a b a d o . S e n d o q u e , o processo industrial para a fabricagao de produtos ceramicos c o m p r e e n d e varias e t a p a s q u e c o m e g a m c o m a e s c o l h a das materias primas e a preparagao da m a s s a c e r a m i c a , a qual ira sofrer diversas transformagoes fisico-q u i m i c a s ate alcangar as propriedades finais d e s e j a d a s ( P E R E Z etal., 2 0 1 0 ) .
Dificilmente u m a unica materia prima fornecera sozinha a melhor estrutura interna e q u a l i d a d e possivel a m a s s a c e r a m i c a , por tanto, o c o n h e c i m e n t o das caracteristicas d e c o m p o s i g a o das materias primas p o d e permitir estabelecer a proporgao das m e s m a s para a preparagao da m a s s a . Por outro lado, duas m a s s a s ceramicas c o m a m e s m a c o m p o s i g a o p o d e m se c o m p o r t a r de m o d o s diferentes se p r o c e s s a d o s d e f o r m a s distintas t o r n a n d o - s e necessaria a caracterizagao tecnologica da m e s m a para avaliar o seu c o m p o r t a m e n t o e poder diagnosticar se ela e indicada para a fabricagao de urn d e t e r m i n a d o produto c e r a m i c o ( P E R E Z et al., 2 0 1 0 ) .
A l g u n s a u t o r e s utilizam as propriedades d a s argilas c o m o base para a formulagao d e misturas, c o m o Pracidelli e M e l c h i a d e s (1997), q u e utilizaram a composigao g r a n u l o m e t r i c a atraves do d i a g r a m a de W i n c k l e r (Figura 1). S e g u n d o eles para c a d a produto ha u m a distribuigao g r a n u l o m e t r i c a q u e parece ser a mais a d e q u a d a e u m a m a s s a ceramica nao pode ser constituida s o m e n t e de argilas plasticas, p o r q u e a p r e s e n t a g r a n d e s dificuldades no p r o c e s s a m e n t o , desde a c o n f o r m a g a o d a s pegas, incluindo ainda a s e c a g e m e a sinterizagao. A solugao
destes p r o b l e m a s e fazer u m a composigao g r a n u l o m e t r i c a a d e q u a d a , dosando-se graos finos, m e d i o s e g r o s s o s .
Figura 1 - Diagrama de Winckler.
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Fonte: SOUZA et al., 2002.
A T a b e l a 1 a p r e s e n t a as c o m p o s i g o e s g r a n u l o m e t r i c a s d o s produtos, de acordo c o m o D i a g r a m a d e W i n c k l e r mostrado na Figura 1 .
T a b e l a 1 - C o m p o s i g a o granulometrica d o s produtos d a c e r a m i c a vermelha.
Reg i d e s C o m p o s i g a o g r a n u l o m e t r i c a (%) T i p o s de produto < 2 p m 2 a 2 0 p m > 2 0 p m A. Materiais d e q u a l i d a d e c o m dificuldade d e produgao 4 0 a 50 20 a 4 0 20 a 30 B. T e l h a s , c a p a s 30 a 40 20 a 50 2 0 a 4 0 C. Tijolos f u r a d o s 2 0 a 30 2 0 a 55 20 a 50 D. Tijolos macigos 15 a 2 0 2 0 a 55 2 5 a 55
Fonte: PRACIDELLI & MELCHIADES, 1997.
Urn d o s a s p e c t o s q u e c h a m a a atengao nos trabalhos e n v o l v e n d o c o m p o s i g a o g r a n u l o m e t r i c a , e q u e a maioria deles parte d e u m a m a s s a
estabelecida, n o r m a l m e n t e j a utilizada, e tern c o m o objetivo a otimizagao desta m a s s a atraves de p e q u e n a s variagoes ( G R U N , 2 0 0 7 ) .
A s e m p r e s a s d e c e r a m i c a v e r m e l h a utilizam na f o r m u l a g a o das m a s s a s diferentes tipos d e argilas, c o m distintas caracteristicas fisicas e mineralogicas. U m a m a s s a c e r a m i c a nao p o d e ser constituida a p e n a s por argila muito plastica, a adigao de outros materiais nao plasticos, c h a m a d o s de desplastificantes (ou reguladores de plasticidade) f a v o r e c e m a obtengao d e m a s s a s c o m plasticidade a d e q u a d a ao p r o c e s s a m e n t o ( S I L V A et al., 2 0 1 1 ) . Para isto, tanto q u a n t o dispor d o teor a d e q u a d o das microparticulas d e argilas q u a n t o a q u a n t i d a d e de a g u a presente no material tern importancia equivalente na formulagao d e u m a consistencia ceramica c o m propriedades t e c n o l o g i c a s ideais ( S A N T A N A et al., 2 0 1 1 ) .
O setor d e c e r a m i c a v e r m e l h a utiliza a c h a m a d a m a s s a m o n o c o m p o n e n t e , c o m p o s t a , b a s i c a m e n t e , por argilas, s e m a adigao de outras s u b s t a n t i a s minerais. A formulagao da m a s s a e g e r a l m e n t e feita de f o r m a e m p i r i c a pelo ceramista, por meio da mistura d e u m a argila "gorda", caracterizada pela alta plasticidade, granulometria fina e c o m p o s i g a o e s s e n c i a l m e n t e de argilominerais, c o m u m a argila "magra", rica e m quartzo e m e n o s plastica, q u e pode ser caracterizada c o m o urn material redutor d e plasticidade e q u e permite a d r e n a g e m a d e q u a d a d a s pegas nos processos de s e c a g e m e q u e i m a . Por m e i o d e s s a mistura, b u s c a - s e a c o m p o s i g a o de uma massa q u e tenha certas f u n g o e s tecnologicas e s s e n t i a l s , tais c o m o ( J U N I O R et al., 2012):
a) plasticidade: propiciar a m o l d a g e m das pegas;
b) resistencia m e c a n i c a da m a s s a verde e crua: conferir c o e s a o e solidez as pegas m o l d a d a s , permitindo a sua trabalhabilidade na f a s e p r e - q u e i m a ;
c) fusibilidade: favorecer a sinterizagao e, c o n s e q u e n t e m e n t e , a resistencia m e c a n i c a e a diminuigao da porosidade;
d) d r e n a g e m : facilitar a retirada d e agua e a p a s s a g e m de g a s e s durante a s e c a g e m e q u e i m a , evitando trincas e d a n d o rapidez ao processo; e
e) coloragao d a s pegas: atribuir cores as c e r a m i c a s por m e i o da presenga de corantes naturais (oxidos d e ferro e m a n g a n e s ) .
3.4.2. C o n f o r m a g a o
A etapa d e c o n f o r m a g a o e f u n d a m e n t a l , u m a v e z q u e e nesta que o material adquire a f o r m a e caracteristicas estruturais pretendidas ( F R E I T A S et al., 2 0 0 9 ) . A 19
industria d e c e r a m i c a v e r m e l h a do Brasil utiliza p r o c e s s o s m a n u a i s ou mecanicos de m o l d a g e m para fabricagao d e telhas e blocos, s e n d o estes por extrusao, o mais usado, ou por p r e n s a g e m .
3.4.2.1. E x t r u s a o
A e x t r u s a o e urn m e t o d o de conformagao a m p l a m e n t e e m p r e g a d o , onde uma m a s s a plastica rigida e " e m p u r r a d a " atraves d e u m a boquilha para formar uma barra d e segao c o n s t a n t e . A m a q u i n a utilizada e u m a extrusora de v a c u o t a m b e m conhecida c o m o " m a r o m b a " . A extrusora possui urn caracol d e f o r m a helicoidal, que vai e m p u r r a n d o a m a s s a , q u e e cortada e m t a m a n h o s p r e - d e t e r m i n a d o s ( G R U N , 2007).
De urn m o d o geral, pode-se afirmar q u e argilas gordas c o m elevada plasticidade, d e s l i z a m melhor sobre a superficie da helice, traduzindo-se numa maior pressao e, c o n s e q u e n t e m e n t e , n u m a melhor h o m o g e n e i z a g a o e c o m p a c t a g a o da m a s s a argilosa na z o n a d e s a i d a (boquilha). Por outro lado, argilas m a g r a s , de baixa plasticidade, g r a o a s p e r o e e l e v a d o atrito, d e v e m ser utilizadas na fabricagao de pegas c o m g r a n d e segao d e s a i d a , o q u e p r e s s u p o e m e n o r t r a v a m e n t o no molde e menor pressao d e e x t r u s a o ( M A C E D O et al., 2 0 1 1 ) .
A s principals v a n t a g e n s da utilizagao da extrusao s a o o seu baixo custo e a possibilidade de produzir f o r m a t o s diversos b e m c o m o pegas de c o m p r i m e n t o s elevados. Tern c o m o inconvenientes o fato de p r o m o v e r a orientagao das particulas e de necessitar d e u m a operagao de remogao do ligante utilizado, na ceramica tradicional, a a g u a ( D E G A R M O etal., 2 0 0 3 ) .
3.4.2.2. P r e n s a g e m
A p r e n s a g e m e u m a etapa do p r o c e s s a m e n t o c e r a m i c o que envolve a c o m p a c t a g a o da m a s s a c e r a m i c a , confinada n u m m o l d e rigido, por uma pressao aplicada ao longo d e u m a diregao atraves de urn pungao metalico. U m a tensao e transmitida a m a s s a c e r a m i c a p r o v o c a n d o d e f o r m a g a o d o granulado por deslizamento e rearranjo d a s particulas. Essas d e f o r m a g o e s r e d u z e m a porosidade e a u m e n t a m o n u m e r o d e contatos inter-granulares.
