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Eninc 2009 Maringá 30 de outubro de 3009

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Apresentação em tema: "Eninc 2009 Maringá 30 de outubro de 3009"— Transcrição da apresentação:

1 Eninc 2009 Maringá 30 de outubro de 3009
Avaliação das matérias-primas alternativas para atender a indústria cerâmica do Paraná Geólogo Luciano Cordeiro de Loyola 1

2 Fator primordial controle das propriedades das matérias-primas.
O estudo de matérias-primas visa melhorar o desenvolvimento de produtos e processos. Resultado reflete-se em mudanças nas formulações das misturas e como consequência as melhorias no processo de fabricação. Fator primordial controle das propriedades das matérias-primas. 2

3 A indústria de telhas e tijolos deve ter muita imaginação

4 Massa Produtos com características desejadas
. Massa . Resultar em menor custo de produção . Proporção de peso e volume . Facilmente processada . 4

5 O % de argilominerais presentes à massa, deve ser o mínimo suficiente para permitir a moldagem dos corpos cerâmicos .

6 O QUE É ARGILA? “A argila é tão indefinível como a verdade, permitindo vários conceitos subjetivos e interpretativos.” Robert Mackenzie, citado por Celso Figueiredo Gomes

7 Poderíamos comparar a argila a uma comunidade, onde a população é constituída de habitantes muito pequenos, mas numerosos, os argilominerais Outros, maiores, em quantidade intermediária, na granulometria silte, e outros, muito grandes, na granulometria areia. 7

8 E outros constituintes minerais.
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9 Outros constituintes minerais
hidróxidos de ferro sulfetos carbonatos sulfatos minerais residuais (sílica) matéria orgânica 9

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11 Principais variações que encontraríamos se, na mesma cerâmica, usássemos tipos diversos de argilas
Granulometria Com a granulometria varia a plasticidade, e consequentemente a maneira de realizar a extrusão, a secagem e a queima.

12 reabsorção de água durante a secagem
Mineralogia Com a mineralogia, varia a composição química. Pela diferença de composição química, variam: temperatura ideal de queima reabsorção de água durante a secagem e cor após queima.

13 Minerais acessórios Resistência mecânica, problemas ou facilidades na secagem, cor após queima e manchas.

14 A natureza das argilas disponíveis para consumo
Fator que determina o tipo de equipamento e tecnologia mais adequados para uma determinada fábrica: A natureza das argilas disponíveis para consumo

15 Tipos principais de argilo-minerais
Caulinita Ilita Montmorilonita 15

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17 VOLUME DE ÁGUA RETIDO RETRAÇÃO CONSUMO ENERGÉTICO DE SECAGEM
QUANTO MAIOR A PLASTICIDADE: VOLUME DE ÁGUA RETIDO RETRAÇÃO DE SECAGEM CONSUMO ENERGÉTICO

18 Atualmente sabe-se que o grau de moagem das massas é um dos fatores que pode influenciar a plasticidade das massas vermelhas. Assim, uma moagem mais fina tem como consequência um aumento da superfície específica das partículas da massa, o que provoca um aumento da plasticidade. 18

19 Superfície específica
Cubo com 2 m de lado, 24 m2 de área dividido por 4 kilos = 6 m2/kg Cubo com 16 m2 de área dividido por 2 kilos = 8 m2/kg 19

20 Uma variação de 1, 2 ou 3% de umidade numa massa plástica poderá não se notar em termos de extrusão, mas numa massa magra provocará uma alteração total da plasticidade a das condições de fluxo através da boquilha, devido à menor força de coesão entre as partículas. Nesse sentido pode-se observar como diferem as pressões de extrusão e consequentemente os gastos com energia elétrica no motor, quando se extruda duas massas com plasticidades muito diferentes. 20

21 Formato da partícula 21

22 Assim, o conhecimento das características das argilas não tem valor apenas acadêmico, mas também grande interesse comercial. 22

23 E quando o ceramista deve procurar materiais alternativos?
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24 Ou se a sua utilização, em menor escala, afetar positivamente:
Além dos preceitos legais e ambientais, para que um determinado resíduo ou material alternativo seja útil à indústria da cerâmica estrutural ele deve atender aos seguintes requisitos: Possuir características que permitam seu consumo como matéria prima convencional, isto é, se puder ser utilizado como um dos principais componentes da massa. Ou se a sua utilização, em menor escala, afetar positivamente: ii) As propriedades das matérias primas; iii) O desempenho de etapas do processamento; iv) O produto acabado. 24

25 Alguns exemplos.

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31 Talco

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33 Há de considerar a hipótese, ainda que remota, de que a massa, o processo e o produto acabado sejam indiferentes aos materiais alternativos, isto é, a presença destes não afeta as características das matérias primas, do processo ou do produto acabado. O ceramista pode ao utilizar este material, receber uma compensação financeira. 33

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37 • Ligantes, redutores de plasticidade, plastificantes/lubrificantes;
Os resíduos e materiais alternativos adicionados à massa podem atuar como: • Ligantes, redutores de plasticidade, plastificantes/lubrificantes; • Combustíveis primários ou secundários; • Formadores de fluxo; • Agentes corantes. 37

38 Ligantes Argilas pobres, isto é, de baixa plasticidade, baixa coesão e baixa resistência após a secagem podem ser aproveitadas se essas deficiências forem corrigidas por um aditivo de atue como uma cola, plastificante ou ambos. Esse artifício é largamente empregado na fabricação de cerâmicas técnicas. Podem ser classificados os materiais ligantes como orgânicos e inorgânicos. Os primeiros podem ser substâncias sintéticas ou naturais, como álcool polivinílico (PVA) e goma arábica, enquanto que os últimos geralmente são argilominerais coloidais, como bentonita. 38

39 Plastificantes/lubrificantes
O processamento de matérias primas com elevado teor de sílica livre e outros óxidos de alto poder abrasivo tem conseqüências negativas tanto para os equipamentos (desgaste acelerado) quanto para as propriedades de escoamento durante a extrusão. 39

40 Em alguns casos, acessórios instalados na boquilha de extrusão ou na parte final do barril de extrusão minimizam tais efeitos. Em outros, esses dispositivos podem não ser eficientes, o que nos obriga a considerar outros artifícios para contornar tais problemas. Um filme suficientemente espesso de um líquido orgânico (óleo, por ex.) de viscosidade limitada, formado na superfície das partículas das matérias primas, pode ser eficiente na redução da fricção. Sólidos orgânicos com reduzido tamanho de partícula e baixa resistência ao escoamento, como carvão finamente moído, podem apresentar resultados semelhantes. Materiais como parafina, ácido oléico, grafite, estearatos de alumínio, zinco, lítio, magnésio e sódio são conhecidos como lubrificantes eficientes. Argilominerais do grupo da montmorilonita podem exercer forte ação plastificante e lubrificante, assim como outros minerais de natureza coloidal. O talco lamelar, uma matéria prima natural, é outro exemplo de lubrificante sólido eficiente. 40

41 Manuel J. Ribeiro1*, António A.L. Ferreira1 e João A. Labrincha2

42 Redutores de plasticidade
Quanto menor o teor de argilominerais e mais grosseiro o resíduo adicionado à massa, maior o efeito redutor na plasticidade. Como exemplo de resíduos redutores de plasticidade podemos citar as argilas pobres em argilominerais do grupo da ilita e da montmorilonita, argilas arenosas, chamote de blocos e telhas e resíduos do processamento de rochas ornamentais, entre outros. A adição de materiais não plásticos à massa, além da natural redução da plasticidade, pode trazer as seguintes conseqüências: • Redução da umidade de extrusão; • Redução da retração de secagem e de queima; • Redução da resistência mecânica a seco e após queima; • Aumento da absorção de água. 42

43 A adição de chamotes de granulometria grosseira em teores elevados ocasiona trincas interligando suas partículas do inerte, visíveis a olho nu, após a secagem em estufa. Em função disso, a resistência mecânica a verde (que tende a diminuir com a adição de chamote na massa cerâmica) decresce ainda mais com o aumento da granulometria da chamota. 43

44 Além dos resíduos já citados .........................
Resíduos com poder calorífico Lamas da Indústria do Papel Serragem de Madeira Material Proveniente da Indústria Têxtil Resíduos de Curtume Material Procedente da Extração e do Processamento do Carvão Resíduos fundentes Resíduos corantes 44

45 Manutenção das cores As cores são uma característica marcante, pois são inerentes das argilas. Não são adicionadas artificialmente e não esmorecem com o tempo. Lasting Beauty Even if they are not familiar with the modern product known as clay paving brick, most people instantly recognize the beauty of brick-paved streets and sidewalks – the way they seem to exude permanence, taking on a patina that only improves with age. The rich, lasting color of clay pavers is one of the biggest benefits of the product. Because the color is inherent to the clay – not added as an artificial dye or pigment – it will never fade. Clay pavers from the lightest buff to the darkest charcoal, deepest chocolate and the richest red only look better with time. Brick pavers come in several shapes and sizes, including rectangular, square, octagonal and the long, narrow boardwalk paver. Specialty shapes -- like the popular bull nose paver with a curved edge -- are perfect for niche areas including curbs, overhangs and steps. The unmatched charm of genuine clay pavers was recently put to the test in Philadelphia’s West Chester Borough, where a less expensive paving option was mistakenly installed in a section of the city’s Market Street Beautification Project. After public outcry brought about action by the city council, both sides of the argument were heard and the decision was made to use only genuine clay pavers for the remainder of the project. Allen Steenhusen, president & CEO of the firm hired to make recommendations on project materials, gave his professional opinion that, unlike other non-clay paving materials, brick pavers will remain colorfast and durable over time despite exposure to common maintenance efforts like de-icing salts put on sidewalks during the winter for traction.

46 Cores Lasting Beauty Even if they are not familiar with the modern product known as clay paving brick, most people instantly recognize the beauty of brick-paved streets and sidewalks – the way they seem to exude permanence, taking on a patina that only improves with age. The rich, lasting color of clay pavers is one of the biggest benefits of the product. Because the color is inherent to the clay – not added as an artificial dye or pigment – it will never fade. Clay pavers from the lightest buff to the darkest charcoal, deepest chocolate and the richest red only look better with time. Brick pavers come in several shapes and sizes, including rectangular, square, octagonal and the long, narrow boardwalk paver. Specialty shapes -- like the popular bull nose paver with a curved edge -- are perfect for niche areas including curbs, overhangs and steps. The unmatched charm of genuine clay pavers was recently put to the test in Philadelphia’s West Chester Borough, where a less expensive paving option was mistakenly installed in a section of the city’s Market Street Beautification Project. After public outcry brought about action by the city council, both sides of the argument were heard and the decision was made to use only genuine clay pavers for the remainder of the project. Allen Steenhusen, president & CEO of the firm hired to make recommendations on project materials, gave his professional opinion that, unlike other non-clay paving materials, brick pavers will remain colorfast and durable over time despite exposure to common maintenance efforts like de-icing salts put on sidewalks during the winter for traction.

47 Exemplos de cidades Parade of Cities (Conclusion)
Municipalities across the country are revitalizing their communities by bringing back the charm of long ago with genuine clay pavers. They are doing it for the beauty, for the warmth and human scale it brings to large expanses of what would otherwise be an unending landscape of poured concrete. But along with this nice packaging, they are getting state-of-the-art, 21st century performance that could still be performing into the 22nd century – a product that will stand up to the toughest traffic and the harshest natural elements. Clay pavers are an investment in the future. They are chosen by visionary municipal leaders and architects who can see beyond initial costs to what their community will look like years down the road. Those who choose clay pavers can look forward to streets, plazas and sidewalks that have taken on an aged patina with an even richer, deeper color than the day they were installed and are still there for the enjoyment of the grandchildren and great-grandchildren of those forward thinking decision-makers.

48 Parade of Cities (Conclusion)
Municipalities across the country are revitalizing their communities by bringing back the charm of long ago with genuine clay pavers. They are doing it for the beauty, for the warmth and human scale it brings to large expanses of what would otherwise be an unending landscape of poured concrete. But along with this nice packaging, they are getting state-of-the-art, 21st century performance that could still be performing into the 22nd century – a product that will stand up to the toughest traffic and the harshest natural elements. Clay pavers are an investment in the future. They are chosen by visionary municipal leaders and architects who can see beyond initial costs to what their community will look like years down the road. Those who choose clay pavers can look forward to streets, plazas and sidewalks that have taken on an aged patina with an even richer, deeper color than the day they were installed and are still there for the enjoyment of the grandchildren and great-grandchildren of those forward thinking decision-makers.

49 Parade of Cities (Conclusion)
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50 Parade of Cities (Conclusion)
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51 Parade of Cities (Conclusion)
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52 Parade of Cities (Conclusion)
Municipalities across the country are revitalizing their communities by bringing back the charm of long ago with genuine clay pavers. They are doing it for the beauty, for the warmth and human scale it brings to large expanses of what would otherwise be an unending landscape of poured concrete. But along with this nice packaging, they are getting state-of-the-art, 21st century performance that could still be performing into the 22nd century – a product that will stand up to the toughest traffic and the harshest natural elements. Clay pavers are an investment in the future. They are chosen by visionary municipal leaders and architects who can see beyond initial costs to what their community will look like years down the road. Those who choose clay pavers can look forward to streets, plazas and sidewalks that have taken on an aged patina with an even richer, deeper color than the day they were installed and are still there for the enjoyment of the grandchildren and great-grandchildren of those forward thinking decision-makers.

53 Obrigado pela atenção! Luciano Cordeiro de Loyola
MINERAIS DO PARANÁ SA Obrigado pela atenção! Luciano Cordeiro de Loyola


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