domingo, 25 de agosto de 2013

AS ARGILAS COMO MATÉRIAS-PRIMAS CERÂMICAS


Definição: As argilas são rochas sedimentares compostas de grãos muito finos de silicatos de alumínio, associados a óxidos que lhes dão tonalidades diversas, pode ser encontrada próxima de rios, muitas vezes formando barrancos nas margens é da família dos minerais filossilicáticos hidratados, aluminosos de baixa cristalinidade sua dimensões no geral são partículas menores do que 1/256 mm ou 4 µm de diâmetro. A argila diivide-se em dois tipos: argilas primárias, originadas da decomposição do solo por ações físico-químicas do ambiente natural, através dos anos, apresentando-se normalmente na forma de pó; argilas secundárias, decorrentes da sedimentação de partículas transportadas através das chuvas e dos ventos, que se apresentam na forma pastosa ou de lama.

TIPOS DE ARGILA

1. Argila natural: É uma argila que foi extraída e limpa, e que pode ser utilizada em seu estado natural, sem a necessidade de adicionar outras substâncias.
2. Argila refratária: Argila que adquire este nome em função de sua qualidade de resistência ao calor. Suas características físicas variam, umas são muito plásticas finas, outras não. Apresentam geralmente alguma proporção de ferro e se encontram associadas com os depósitos de carvão. São utilizadas nas massas cerâmicas dando maior plasticidade e resistência em altas temperaturas, bastante utilizadas na produção de placas refratárias que atuam como isolantes e revestimentos para fornos.
3. Caulim ou argila da china: Argila primária, utilizada na fabricação de massas para porcelanas. É de coloração branca e funde a 1800°C - pouco plástica, deve ser moldada em moldes ou formas pois com a mão é impossível.
4. Argilas de bola (Ball-Clay): São argilas secundárias muito plásticas, de cor azulada ou negra, apresenta alto grau de contração tanto na secagem quanto na queima. Sua grande plasticidade impede que seja trabalhada sozinha, fica pegajosa com a água. É adicionada em massas cerâmicas para proporcionar maior plasticidade e tenacidade à massa. Vitrifica aos 1300°C.
5. Argilas para grês: Argila de grão fino, plástica, sedimentária e refratária -  que suporta altas temperaturas. Vitrificam entre 1250 - 1300°C. Nelas o feldspato atua como material fundente. Após a queima sua coloração é variável, vai do vermelho escuro ao rosado e até mesmo acinzentado do claro ao escuro.
6. Argilas vermelhas: São plásticas com alto teor de ferro resistem a temperaturas de até 1100°C porém fundem em uma temperatura maior e podem ser utilizadas com vidrados para grês. Sua coloração é avermelhada escuro quando úmida chegando quase ao marrom, quando biscoitada a coloração se intensifica para o escuro de acordo com seu limite de temperatura de queima.
7. Bentonite: Argila vulcânica muito plástica, contém mais sílica do que alumínio, se origina das cinzas vulcânicas.  Apresenta uma aparência e tato gorduroso, pode aumentar entre 10 e 15 vezes seu volume ao entrar em contato com a água. Adicionada a argilas para aumentar sua plasticidade. Funde por volta de 1200°C.
8. Argilas expandida: A argila expandida é produzida em grandes fornos rotativos, utilizando argilas especiais que se expandem a altas temperaturas (1100oC), transformando-as em um produto leve, de elevada resistência mecânica, ao fogo e aos principais ambientes ácidos e alcalinos, como os outros materiais cerâmicos. Suas principais características são: leveza, resistência, inércia química, estabilidade dimensional, incombustibilidade, além de excelentes propriedades de isolamento térmico e acústico.
 
CARACTERISTICAS DO MATERIAL
 
Hidroplasticidade: adquire plasticidade ao adiciona-se com a água.
Granulometria: Apresenta dimensão granulométrica muito pequena na faixa de 2 micron. A granulometria é uma das características mais importantes da argila, influenciando diretamente na resistência, plasticidade da pasta e permeabilidade dos materiais cerâmicos.
Elevada superfície especifica: essa propriedade é muito importante, pois se torna mais reativa.
Sonoridade: a argila tem a propriedade de emitir sons, através de pequenos batimentos após a cozedura.
Impermeabilidade: Após cozimento e vidrada a peça se tona mais impermeável.
Resistência - é a propriedade que as argilas adquirem após a secagem e depois da cozedura, de não sofrer deformações do seu aspecto, resistindo ao calor e à corrosão.
 
USO DA ARGILA NA INDÚSTRIA

Temos o uso da argila em muitos ramos da indústria, que utilizam o material de acordo com sua propriedade de interesse a atividade tais como:
1. Indústria Farmacêutica: devido a argila ser rica em sais minerais (ferro, silício e magnésio), que lhe conferem propriedades terapêuticas, assim é usada para tratamento para cicatrizante e desintoxicação celular.
2. Indústria da Construção Civil: Há uso de argila expandida como agregado em concreto leve, devido sua baixa densidade. A impermeabilidade também é interessante, assim o uso de argila para elaborar telhas cerâmicas, que possuem resistência mecânica satisfatória a sua solicitação. A capacidade de manter suas propriedades em altas temperaturas é interessante para elaboração de fornos rotativos com capacidade de até 1.500°C.
3. Outros. Cada indústria consome um de tipo de argila de acordo com sua propriedade favorável, assim mais uso industriais dessas argilas serão mencionados a baixo quando descritos outros tipos de argila.
  1. O TALCO E SEU USO COMO MATÉRIA-PRIMA CERÂMICA
Definição: O talco é o mineral mais macio e com menor dureza encontrado no planeta trata-se de um silicato hidratado de magnésio

CARACTERISTICA DO MATERIAL
  1. Macia e Baixa Dureza
  2. Organofílicos
  3. Inertes
  4. Hidro-repelentes
USO DO TALCO NA INDÚSTRIA
1. Industria Cosmética e Farmacêutica: Os usos cosméticos do talco são naturais, devido à sua estabilidade, boa adesão, textura e resistência à umidade. Por ser inodoro, é um bom vetor para perfumes devido à sua estrutura lamelar e natureza inerte. Também é utilizado na fabricação de sabonetes, onde desempenha o papel de preenchimento, além de adicionar firmeza à massa.
2. Indústria de Cerâmica Branca. As principais propriedades para o uso deste minério nessa industria são as características físico-quimicas, resistência a flexão, absorção de água, porosidade, cor, coeficientes de dilatação térmica e retração de queima.
3. Industria de Inseticidas. Utilizado como carga inerte, é utilizado por apresentar boa fluidez e não decantando.
4. Industria de Tintas. O talco é usado como pigmento, para elaborar tintas.
5. Industria de Borracha. Utilizado como agente de pulverização para lubrificar os moldes e evitar que as superfícies se liguem durante a manufatura dos produtos, e na produção de borrachas semiduras para válvulas.
6. Industria do Papel. As principais propriedades que definem o uso do talco no fabrico de papel são: geometria das partículas, densidade do mineral, caráter abrasivo do mineral, alvura do mineral, reologia de dispersões do mineral. Além da melhoria da qualidade do papel, o uso de minerais na fabricação traz benefícios significativos. O maior teor de mineral no papel implica na diminuição da quantidade de fibras celulósicas necessárias com diminuição do corte de árvores, e economia de energia na secagem do papel.
7. Indústria de material de transporte. O talco é utilizado no setor de material de fricção, como auxiliar corretivo - lonas, pastilhas, sapatas de freio, platôs e outros materiais para as indústrias automobilísticas, ferroviárias e máquinas agrícolas.
8. Produtos Asfálticos. é usado como carga inerte na fabricação de membranas impermeabilizantes.
  1. O CALCÁRIO E SEU USO COMO MATÉRIA-PRIMA
Definição: são rochas sedimentares que contêm minerais com quantidades acima de 30% de carbonato de cálcio (aragonita ou calcita) As principais impurezas que contém o calcário são as sílicas, argilas, fosfatos, carbonato de magnésio, gipso, glauconita, fluorita, óxidos de ferro e magnésio, sulfetos, siderita,sulfato de ferro dolomita e matéria orgânica entre outros. A coloração do calcário passa do branco ao preto, podendo ser cinza claro ou cinza escuro. Os calcários, na maioria das vezes, são formados pelo acúmulo de organismos inferiores ou precipitação de carbonato de cálcio na forma de bicarbonatos, principalmente em meio marinho. Também podem ser encontrados em rios, lagos e no subsolo (cavernas).
Tipos de calcários:
  1. Marga: Quando possui uma quantidade de argila entre 35 e 50%.
  2. Caliche: Calcário rico em carbonato de cálcio formado em ambientes semi-áridos.
  3. Tufo: Calcário esponjoso encontrado em águas de fonte devido à precipitação da carbonato de cálcio associado com matéria orgânica resultante da decomposição de vegetais.
  4. Conquífero: Formado pela acumulação de esqueletos e conchas.
  5. Giz: Calcário poroso de coloração branca formado pela precipitação de carbonato de cálcio com microorganismos.
  6. Travertino: São calcários densos encontrados em grutas e cavernas composta por calcite, aragonite e limonite
  7. Dolomita: Um mineral de Carbonato de cálcio e magnésio
  8. Recifal: é um calcário de edificação que resulta da fixação de carbonato de cálcio por seres vivos, nomeadamente os corais.
CARACTERISTICA DO MATERIAL
  • Solúvel em Água
  • Esquenta muito ao receber os raios solares
  • Alta Permeabilidade
  • Baixa resistência a fratura
USO DO CALCÁRIO NA INDÚSTRIA
1. Industria da Agricultura. É usado para corrigir a acidez do solo. Sempre que o PH do solo for menor do que 5,5 no sistema plantio direto e 6,0 no sistema convencional, ou saturação de bases for menor de 60% pode-se usar o calcário.
2. Industria do Cimento. O calcário é misturado junto a argila para formar o cimento portland.
  1. OS FELDSPATO E SEU USO COMO MATÉRIA-PRIMA CERÂMICA
Definição: Os feldspatos são silicatos de alumínio contendo diferentes proporções de cálcio, potássio e sódio, é segundo ingrediente mais importante nas cerâmicas depois das argilas; aumentam a resistência e durabilidade dos materiais-cerâmicos, são os constituintes principais da maioria dos gnaisses e xistos e ocorrem também em muitas rochas geradas por metamorfismo termal, regional e dinâmico.
CARACTERISTICAS DO MATERIAL
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USO DO FELDSPATA NA INDUSTRIA
Os feldspatos possuem numerosas aplicações na indústria, devido ao seu teor em alcalis e alumina, tais como na:
1. Industria de Fabricação do Vidro. reduzem a temperatura de fusão do quartzo, ajudando a controlar a viscosidade do vidro.
2. Industria de tinatas , Plásticos e Borracha. É usado nessa industria devido à sua boa dispersibilidade, por serem quimicamente inertes, apresentarem pH estável, alta resistência à abrasão e congelamento e pelo seu índice de refracção.
3.Industria Cerâmica. Muito utilizavel nesse tipo de industria já que atua como fundente, pois seu ponto de fusão é menor do que a maioria do outros componentes, servindo de cimento para as partículas das varias substâncias cristalinas, além de outros aspectos, como as reações físico-químicas.
 
5.0 CAULIM E SEU USO COMO MATÉRIA-PRIMA CERÂMICA

Definição: Também conhecido como Caulino é um minério composto de silicatos hidratados de alumínio, como a caulinita e a haloisita é formado essencialmente pela caulinita, apresentando em geral cor branca ou quase branca, devida ao baixo teor de ferro. É um dos mais importantes e provavelmente um dos seis minerais mais abundante do topo da crosta terrestre.

  • Desfloculação – é o ponto no qual o caulim (na forma de uma barbotina) mais se aproxima de sua viscosidade mínima.
  • Tixotropia - é o fenômeno de transformação sol-gel isoterma reversível, ou seja, quanto mais afastada de sua viscosidade mínima está o caulim (na forma de barbotina), maior é a tendência de aumentar sua viscosidade com o tempo, podendo em certos usos, atingir a forma de gel; no entanto, pela agitação volta ao estado físico inicial;
  • Viscosidade – é o tempo, em segundos, para escoar volumes de 200 e 250 cm2 de barbotina em viscosímetro de Mariotte;
  • Granulometria – é mais grosseira que as dos demais tipos de argila (menos que 0,2 microns);
  • Cristalinidade – apresenta lamelas hexagonais bem cristalizadas;
  • Densidade real – 2,6 g/cm3 ;
  • Ponto de fusão – de 1.650 a 1.775ºC;
  • Resistência mecânica – baixa em relação às outras argilas;
  • Plasticidade – menos plástico que as demais argilas;
  • Morfologia – apresenta partículas lamelares euédricas;
  • pH – depende do poder de troca do íons e das condições de formação do caulim; é medido com potenciômetro e oscila entre 4,3 e 7.
  • Alvura – é a propriedade de medida da refletância do caulim, através de aparelhos como o ZE (Zeiss Elrepho), o Photovolt e o GE/Reflectometer;
  • Módulo de ruptura – medido em atmosferas a 80% de umidade relativa ;
  • Abrasão – propriedade medida em termos de perda de peso em miligramas.
Uso do caulim na Industria:
1. Industria daCerâmicas. Devido sua boa plasticidade, alvura e resistência mecânica, muito utilizado como peças ornamentais.;
2. Industria de Tintas;
3. Industria de Borrachas;
4. Industria de Plásticos e;
5. Industria de Papel: É usado como carga na fabricação de papéis para imprimir e escrever ou como revestimento de cartões, papel cuchê e outros;
6. Industria de Perticidas;
7. Industria de Rações e Adubos;
8. Industria Farmacêutica;
9. Industria de Alimentícios
6. Betonitas
Definição: Argila vulcânica muito plástica, contém mais sílica do que alumínio, se origina das cinzas vulcânicas.  Apresenta uma aparência e tato gorduroso, pode aumentar entre 10 e 15 vezes seu volume ao entrar em contato com a água. Adicionada a argilas para aumentar sua plasticidade. Funde por volta de 1200°C, Podendo conter outras argilas em maior ou menor proporção além de quartzo, feldspatos, pirita ou calcita. Forma-se geralmente por alteração de cinzas vulcânicas. Contém muitas bases e ferro. Existe vário tipos de betonitas, sua classificação dependerá dos elementos predominantes, tais como K, Na, Ca, e Al, as mais conhecidas são as betonita sódica e a cálcacica.
Caracteristicas do material:
  • Alto poder de inchamento, até 20 vezes seu volume inicial;
  • elevada superfície (até 800 m²/g);
  • capacidade de troca catiônica;
  • Tixotropia.
Uso do da Argila na Industria:

1. Industria da Construção civil. É Usado para sustentação de terra, na forma de lodo bentonítico, nasa atividades de fundações.
2. Industria de Impermeabilizantes. Usado como selantes
3.Industria de tratamento de Solos.Utilizado para melhorar a condutividade dos sola e melhor o aterramento eletrico
4. indústria petrolífera. ligada com água para fabricar lodos de perfuração.
5. Industria de Rações. Para eliminação de toxinas de alimentos.
6. indústria do vinho como clarificante protêico,
7. Industria de Cosmeticos. Na elaboração de aromatizantes
7. Materias-primas para a industria do cimento
Tipos: Argila, Calcário, Gesso, Escoria, Pozolana e Filer calcario
Características: As principais caractéristicas da argila e do calcário (que são as principais matérias primas do cimentos) são que após processo sintetização formam os principais compostos responsáveis pelas característica supremas do cimento (resistência e Pega). Os compostos são os Silicatos (C2s e C3S) e os Aluminatos (C2A e CAF).
O Gesso é adicionado na etapa de moagem do clinquer com a funçaõ de acelera as reações dos silicatos (responsaveis pela resistência) e retarda a dos aluminatos (responsaveis pela pega).
Já a Escoria de alto forno, Pozolana, e o Filer são usados com adições sua caracteristica no geral é melhor o desempenho do cimento.
8.Refratários
Definições: São materiais aqueles materiais capazes de suportar elevadas temperaturas. Os materiais refratários por excelência , entre outros, são as cerâmicas.
Caracteristicas do material
Alta refratariedade capacidade de suportar altas temperaturas sem deformar; Estabilidade mecânica; Estabilidade química; Estabilidade dimensional; Estabilidade ao choque térmico; Baixa condutividade térmica ; Baixa permeabilidade;
9. Matérias-primas para a industria de cerâmica branca
Definição: São produtos cerâmicos obtidos através de argilas quase isentas de óxido de ferro, apresentando cor branca, rósea ou creme claro quando queimadas a temperaturas usuais de 950 ou 1250°C. Dão origem a louças de pó-de-pedra porosas, com absorção de 15 a 20%, como os azulejos e a louça sanitária e as louças de grés, com absorção de 1 a 2%, que são as mais usuais para pisos ou, como as porcelanas. Pode ser sub-dividida em :
  • louça sanitária; louça de mesa; isoladores elétricos para alta e baixa tensão; cerâmica artística (decorativa e utilitária).; cerâmica técnica para fins diversos, tais como: químico, elétrico, térmico e mecânico.
Caracteristicas do material:
Isolante Elétrico; Baixa absorção; Surporta altas temperaturas;
Uso do Betonita na Industria de cerâmica Branca
Cerca de 0,46% da Betonita é usada na Cerâmica Branca e devido a cor faz-se uso da Betonita Branca (em geral a Polenita), por suas condições naturais, é um aditivo insubstituível para as massas cerâmicas.
  • Visto que a incorporação de 2% ou 3%, melhora, substancialmente, sua plasticidade, pois contêm de 30 a 40 vezes maior quantidade de material argiloso em forma coloidal do que as argilas plásticas usuais;
  • Aumenta a resistência em verde, diminuindo perdas na sua manipulação; oferece maior fluidez nas barbotinas;
  • Incorpora capacidade fundente para um cozimento mais preciso, etc.
O emprego da Bentonita branca Polenita deixa os produtos cerâmicos e refratários menos porosos e sensivelmente mais homogêneos. As peças obtêm um aspecto melhor e também uma menor tendência a trincar. O modelo pode ser fabricado com menor compactação e, as arestas das peças resultam mais bem definidas.
Possuem uma equilibrada composição química, que é composta basicamente de Silica (sio2) e Óxido de alumínio (al2o3), em uma relação de 2 / 3 vezes, a existência Óxido de ferro (fe2o3) é a mais baixa que se conhece em Bentonitas ( 0.20 a 0.50%), o que a permite queimar branco a mais de 1.100c; Uma harmoniosa integração de Óxidos (de cálcio, de 1 a 2%; De S ódio, de 1.5 a 2.5% e de Magnésio, de 3 a 5%), uma baixa capacidade de inchamento e uma umidade de 10/12%.
10. Quais os ensaio tecnológicos que são normalmente feitos em materiais cerâmicos para determinação das sua propriedades
Nas matérias-primas:
  • Ensaio de Compressão Triaxial de argilas com medidas de pressões neutrais
  • Determinação da Plasticidade e Limite de liquidez e limite
Nos produtos:
8. REFERENCIAS BIBLIOGRAFIAS
Associação Nacional da Indústria Cerâmica. ANICER: Disponível em <http://www.anicer.com.br/dados.html>. Acesso em: 21 jun. 2004.