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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35165
Tipo: | Tese |
Título: | Análise comparativa do desempenho tecnológico de massas industriais de porcelanato |
Autor(es): | Henrique, Patrick |
Primeiro Orientador: | Dutra, Ricardo Peixoto Suassuna |
Resumo: | O porcelanato é um tipo de material cerâmico para revestimento que surgiu na Itália no final dos anos 70, desenvolveu-se na década seguinte e atingiu um alto desempenho no processo produtivo na década de 90. O Brasil passou a importar o porcelanato da Itália e, só em meados de 1996, começou a produzi-lo. A placa cerâmica tipo porcelanato tem se destacado no mercado por possuir baixa absorção de água e, por consequência, alta resistência mecânica e por apresentar, algumas vezes, semelhanças com rochas naturais. Em geral, as propriedades do produto resultam de baixa porosidade alcançada, devido às condições de processamento do material (alto grau de moagem das matériasprimas, elevada força de compactação e temperatura de sinterização) e ao potencial das matériasprimas na formação de fases líquidas durante a sinterização (elevada densificação). A formulação de massas para a fabricação de produtos cerâmicos é uma etapa de pesquisa associada a muitos testes em escala de laboratório e posteriormente em escala semi-industrial, até o desenvolvimento de uma massa adequada para a produção industrial. Tecnicamente a massa é o que diferencia os revestimentos cerâmicos. Ela é responsável por permitir, mesmo com grau de porosidade muita baixa, a obtenção de produtos em conformidade com as normas vigentes e acima de tudo com aspectos visuais, principalmente planaridade. O objetivo deste trabalho foi avaliar composições de massas industriais usadas na fabricação de porcelanatos quanto à microestrutura, desempenho em processo e propriedades mecânicas, compará-las entre si e com os parâmetros indicados na literatura científica. As massas foram elaboradas e produzidas com matérias-primas disponíveis/viáveis nos respectivos locais de fabricação. As amostras foram submetidas aos ensaios de caracterização física e química. Os resultados permitem identificar a existência de correlações importantes entre as diferentes composições de massas e entre as propriedades analisadas. O teor de caulinita aumenta à medida que o teor de quartzo diminui, demostrando que existem fórmulas de massa que aportam mais matériasprimas cauliníticas e outras com maior quantidade de quartzo, reforçado pela composição química das massas. Observa-se também massas com teores de albita elevados. Quando isso acontece, fica evidente que os teores de microclínio e as fases que aportam óxidos alcalinos terrosos (talco, dolomita e calcita) diminuem. Os teores de médio e grossos da distribuição de tamanho de partículas variaram entre as amostras das massas industriais de porcelanatos estudadas. Possivelmente, esta observação possa estar, para o caso das amostras estudadas, mais condicionada ao parâmetro do processo de moagem, resíduo de moagem, do que as composições químicas e mineralógicas. Em geral as massas expansíveis apresentaram patamar de queima abaixo de 16 °C. Patamares de queima acima de 16° C, em geral, as massas não são expansíveis. Este efeito é bem pronunciado para o porcelanato não esmaltado. A fase albita contribui para a redução dos valores de índice de piroplasticidade ao longo do gradiente de temperatura. Valores de caulinita acima de 20% contribuíram de forma a reduzir os valores do índice da deformação piroplástica. Os menores resultados de índice de piroplasticidade estão associados as amostras que reuniram os maiores teores de albita e caulinita e menores do agrupamento [Microclínio + Dolomita + Calcita + Talco + Hematita]. |
Abstract: | Porcelain tile is a type of ceramic coating material that emerged in Italy in the late 1970s, developed over the following decade, and reached high performance in the production process in the 1990s. Brazil began importing porcelain tile from Italy and only started producing it domestically around 1996. Porcelain ceramic tiles have stood out in the market due to their low water absorption and, consequently, high mechanical strength, as well as their occasional resemblance to natural stone. Generally, the product's properties result from the low porosity achieved through material processing conditions (such as high degree of raw material grinding, high compaction force, and sintering temperature) and the potential of raw materials to form liquid phases during sintering (resulting in high densification). The formulation of mixtures for ceramic product manufacturing is a research stage associated with numerous tests at laboratory scale and later at semi-industrial scale, until a suitable mixture for industrial production is developed. Technically, the mixture is what differentiates ceramic tiles; it allows for the creation of products that, despite very low porosity, meet current standards and, above all, possess desirable visual aspects, especially flatness. The aim of this work was to evaluate industrial mixtures used in the production of porcelain tiles regarding microstructure, process performance, and mechanical properties, to compare them among themselves and with the parameters indicated in scientific literature. The mixtures were formulated and produced using raw materials available or viable in their respective manufacturing locations. The samples were subjected to physical and chemical characterization tests. The results reveal the existence of significant correlations between the different mixture compositions and the properties analyzed. The kaolinite content increases as the quartz content decreases, demonstrating that there are mixtures with a higher proportion of kaolinitic raw materials and others with more quartz, as reinforced by the chemical composition of the mixtures. High albite content was also observed in some mixtures. When this occurs, it becomes evident that the levels of microcline and phases containing alkaline earth oxides (such as talc, dolomite, and calcite) decrease. The medium and coarse contents of the particle size distribution varied among the industrial porcelain tile mixtures studied. For these samples, this observation may be more related to grinding process parameters, such as milling residue, than to chemical or mineralogical compositions. Generally, expandable mixtures had a firing threshold below 16 °C. Firing thresholds above 16 °C typically corresponded to non-expandable mixtures. This effect is more pronounced for unglazed porcelain tiles. The albite phase contributes to reducing the values of the pyroplasticity index along the temperature gradient. Kaolinite content above 20% also contributed to reducing pyroplastic deformation index values. Lower pyroplasticity index results are associated with samples that combined higher albite and kaolinite contents and lower levels of the [Microcline + Dolomite + Calcite + Talc + Hematite] group. |
Palavras-chave: | Porcelanato - Composição química Composição mineralógica Massas industriais Microestrutura agrupamento Porcelain Industrial masses Chemical composition Mineralogical composition Microstructure Cluster |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
Sigla da Instituição: | UFPB |
Departamento: | Engenharia de Materiais |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais |
Tipo de Acesso: | Acesso aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35165 |
Data do documento: | 24-Fev-2023 |
Aparece nas coleções: | Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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