Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RaimundoJSC_TESE.pdf: 1754370 bytes, checksum: 88d2811dd20d4c281cc4bc5a58cfc6fa (MD5) Previous issue date: 2010-11-16 / The red pottery industry in Piau? state is well developed and stands out at the national context for the technical quality of its products. The floor and wall tile industry, however, is little developed since the state has only one company that produces red clay-based ceramic tiles. This thesis aims at using the predominantly illitic basic mass of the above mentioned industry, with the addition of feldspar and/or kaolin residue in order to obtain products of higher technical quality. Kaolin residue consists basically of kaolinite, muscovite mica and quartz; the feldspar used was potassic. In this experiment, basic mass (MB) was used for experimental control and fifteen formulations codified as follows: F2, F4, F8, F16, F32, FR2, FR4, FR8, FR16, FR32, R2, R4, R8, R16 and R32. All raw materials were dry-milled, classified, formulated and then humidified to 10% water. Thereafter, test samples were produced by unixial pressing process in a rectangular steel matrix (60.0 x 20.0 x 5.0) mm3 at (25 MPa). They were fired at four temperatures: 1080?C, 1120?C, 1160?C, with a heating rate of 10?C/min during up to 10 min in an electric oven, and the last one in an industrial oven with a peak of 1140?C, aim ing to confirm the results found in laboratory and, finally, technological tests were performed: MEA, RL, AA, PA, TRF and PF. The results revealed that the residue under study can be considered a raw material with large potential in the industry of red clay-based ceramic tiles, since the results found both in laboratory and in the industry have shown that the test samples produced from the formulations with up to 4% feldspar and those produced with up to 8% feldspar and residue permitted a reduction in the water absorption rate and an increase in the mechanical resistance while those samples produced with up to 4% residue had an increase in the mechanical resistance when compared to those produced from the basic mass and that the formulation with 2% feldspar and residue presented the best technological properties, lowering the sintering temperature down to 1120?C / A ind?stria de cer?mica vermelha do Piau? ? bem desenvolvida e se destaca no contexto nacional pela qualidade t?cnica de seus produtos. J? a ind?stria de revestimento pouco se desenvolveu, visto que o estado possui uma ?nica empresa que produz revestimento de base argilosa vermelha. Esta tese tem por objetivo utilizar a massa b?sica predominantemente il?tica da ind?stria citada, adicionando ? mesma feldspato e/ou res?duo de caulim com o prop?sito de obter produtos de melhores qualidades t?cnicas. O res?duo caulim ? constitu?do basicamente de caulinita, mica moscovita e quartzo; o feldspato utilizado foi o pot?ssico. Para este experimento, utilizou-se a massa b?sica (MB) para controle experimental e quinze formula??es assim codificadas: F2, F4, F8, F16, F32, FR2, FR4, FR8, FR16, FR32, R2, R4, R8, R16 e R32. Todas as mat?rias-primas foram mo?das a seco, caracterizadas, formuladas, depois umidificadas a 10% com ?gua. Em seguida, foram confeccionados corpos-de-prova por prensagem uniaxial em matriz retangular de a?o (60,0 x 20,0 x 5,0) mm? a (24 MPa), os quais foram queimados em quatro temperaturas: 1080?C, 1120?C, 1160?C, com taxa de aqu ecimento de 10?C/min e patamar de 10 min em forno el?trico, e a ?ltima em forno a rolo industrial e pico de 1140?C com o objetivo de validar os resultados encontra dos em laborat?rio; por ?ltimo, foram realizados ensaios tecnol?gicos: MEA, RL, AA, PA, TRF e PF. Os mesmos mostraram que o res?duo estudado pode ser considerado como mat?riaprima de grande potencial para a ind?stria de pisos e revestimentos cer?micos de base argilosa vermelha, j? que tanto os resultados encontrados em laborat?rio como na ind?stria mostram que os corpos-de-prova produzidos a partir das formula??es com feldspato at? 4% e os produzidos com feldspato e res?duo at? 8% permitiram uma redu??o da absor??o de ?gua e aumento da resist?ncia mec?nica, sendo que os corpos-de-prova produzidos com at? 4% de res?duo tiveram aumento da resist?ncia mec?nica, quando comparados aos corpos-de-prova produzidos a partir da massa b?sica e que a formula??o com 2% de feldspato e res?duo apresentou melhores propriedades tecnol?gicas, reduzindo a temperatura de sinteriza??o para 1120?C

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseCCSJ_TESE.pdf: 3857511 bytes, checksum: 1d384b3892d7aeac8dab23519e4bb09a (MD5) Previous issue date: 2012-05-31 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Over recent years the structural ceramics industry in Brazil has found a very favorable market for growth. However, difficulties related to productivity and product quality are partially inhibiting this possible growth. An alternative for trying to solve these problems and, thus, provide the pottery industry the feasibility of full development, is the substitution of firewood used in the burning process by natural gas. In order to contribute to this process of technological innovation, this paper studies the effect of co-use of ceramic phyllite and kaolin waste on the properties of a clay matrix, verifying the possible benefits that these raw materials can give to the final product, as well as the possibility of such materials to reduce the heat load necessary to obtain products with equal or superior quality. The study was divided into two steps: characterization of materials and study of formulations. Two clays, a phyllite and a residue of kaolin were characterized by the following techniques: laser granulometry, plasticity index by Atterberg limits, X-ray fluorescence, X-ray diffraction, mineralogical composition by Rietveld, thermogravimetric and differential thermal analysis. To study the formulations, specifically for evaluation of technological properties of the parts, was performed an experimental model that combined planning involving a mixture of three components (standard mass x phyllite x kaolin waste) and a 23 factorial design with central point associated with thermal processing parameters. The experiment was performed with restricted strip-plot randomization. In total, 13 compositional points were investigated within the following constraints: phyllite ≤ 20% by weight, kaolin waste ≤ 40% by weight, and standard mass ≥ 60% by weight. The thermal parameters were used at the following levels: 750 and 950 ?C to the firing temperature, 5 and 15 ?C/min at the heating rate, 15 and 45min to the baseline. The results showed that the introduction of phyllite and/or kaolin waste in ceramic body produced a number of benefits in properties of the final product, such as: decreased absorption of water, apparent porosity and linear retraction at burn; besides the increase in apparent specific mass and mechanical properties of parts. The best results were obtained in the compositional points where the sum of the levels of kaolin waste and phyllite was maximal (40% by weight), as well as conditions which were used in firing temperatures of 950 ?C. Regarding the prospect of savings in heat energy required to form the desired microstructure, the phyllite and the residue of kaolin, for having small particle sizes and constitutions mineralogical phases with the presence of fluxes, contributed to the optimization of the firing cycle. / Ao longo dos ?ltimos anos a ind?stria de cer?mica estrutural no Brasil vem encontrando um mercado bastante favor?vel para o crescimento. Entretanto dificuldades relacionadas ? produtividade e qualidade dos produtos est?o inibindo parcialmente esse poss?vel crescimento. Uma das alternativas para tentar solucionar esses problemas e, consequentemente, proporcionar ao setor oleiro a viabilidade do pleno desenvolvimento, ? a substitui??o da lenha utilizada no processo de queima pelo g?s natural. Com o intuito de contribuir nesse processo de inova??o tecnol?gica, o presente trabalho trata-se de um estudo do efeito da co-utiliza??o de filito cer?mico e res?duo de caulim sobre as propriedades de uma matriz argilosa, verificando os poss?veis benef?cios que esses materiais podem atribuir ao produto final, bem como, a possibilidade dessas mat?rias-primas reduzirem a carga t?rmica necess?ria para obten??o de produtos de igual ou superior qualidade. O trabalho foi divido em duas etapas: caracteriza??o dos materiais e estudo das formula??es. Duas argilas, um filito e um res?duo de caulim foram caracterizados atrav?s das seguintes t?cnicas: granulometria ? laser, ?ndice de plasticidade pelos limites Atterberg, fluoresc?ncia de raios X, difra??o de raios X, composi??o mineral?gica por Rietveld, an?lise termogravim?trica e an?lise t?rmica diferencial. Para o estudo das formula??es, mais especificamente para avalia??o das propriedades tecnol?gicas das pe?as, foi executado um modelo experimental que combinou um planejamento envolvendo mistura de tr?s componentes (massa padr?o x filito x res?duo de caulim) e um planejamento fatorial 23 com ponto central associado aos par?metros t?rmicos de processamento. A experimenta??o foi realizada com restri??o na aleatoriza??o por strip-plot. No total foram investigados 13 pontos composicionais dentro das seguintes restri??es: filito ≤ 20% em peso; res?duo de caulim ≤ 40% em peso; e massa padr?o ≥ 60% em peso. Os par?metros t?rmicos foram utilizados nos seguintes n?veis: 750 e 950 ?C para temperatura de queima; 5 e 15 ?C/min para a taxa de aquecimento; 15 e 45 min para o patamar. Os resultados obtidos demostraram que a introdu??o do filito e/ou res?duo de caulim na massa cer?mica produz uma s?rie de benef?cios nas propriedades do produto final, tais como: redu??o na absor??o de ?gua, porosidade aparente e retra??o linear de queima; al?m do aumento na massa espec?fica aparente e na resist?ncia mec?nica das pe?as. Os melhores resultados foram obtidos nos pontos composicionais em que a soma dos teores de filito e res?duo de caulim foi m?xima (40 % em peso), assim como, nas condi??es de queima em que foram utilizadas temperaturas de 950 ?C. Em rela??o ? perspectiva de economia na energia t?rmica necess?ria para forma??o da microestrutura desej?vel, o filito e o res?duo de caulim por apresentarem pequenos tamanhos de part?culas e constitui??es mineral?gicas com presen?a de fases fundentes, contribu?ram para a otimiza??o do ciclo de queima.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoaoDPV.pdf: 1303151 bytes, checksum: 407305d41d4b24852e57967eeba5cfd5 (MD5) Previous issue date: 2007-08-17 / Companies involved in kaolin mining and treatment represent an important area of industrial development in Brazil, significantly contribution to the worldwide production of such mineral. As a result, large volumes of kaolin residue are constantly generated and abandoned in the environment, negatively contributing to its preservation. In this scenario, the objective of the present study was to characterize the residue generated from kaolin mining as well as to assess its potential use as raw material for the production of ceramic tiles. Ceramic mixtures were prepared from raw materials characterized by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, particle size analysis and thermal analysis. Three compositions were prepared using kaolin residue contents of 10%, 20% and 30%. Samples were uniaxially pressed, fired at 1200?C and characterized aiming at establishing their mineralogical composition, water absorption, apparent porosity, specific mass, linear retraction and modulus of rupture. The results showed that the residue basically consisted of kaolinite and successfully replaced raw kaolin in the preparation of ceramic title formulations without significantly affecting the properties of the fired material / As ind?strias de minera??o e beneficiamento de caulim s?o um importante segmento econ?mico do pa?s, com uma produ??o bastante significativa no cen?rio internacional. Em fun??o disso, a produ??o de res?duos ? muito grande, poluindo e agredindo o meio ambiente. Assim, esse trabalho tem por objetivo a caracteriza??o do res?duo do beneficiamento do caulim e a avalia??o de sua aplicabilidade como mat?riaprima alternativa na produ??o de cer?mica de revestimento. As mat?rias-primas utilizadas neste trabalho foram caracterizadas por t?cnicas de: fluoresc?ncia de raios X; difra??o de raios X; analise granulom?trica; an?lise termogravim?trica e an?lise termodiferencial. Foram formuladas tr? s composi??es contendo o res?duo de caulim, em propor??es de 10%, 20%, e 30%. Foram confeccionados corpos-de-prova por prensagem e suas massas foram queimadas a 1200?C e caracterizadas qu?mica e mineralogicamente com o objetivo de identificar suas composi??es, seus elementos e suas fases. Estes corpos-de-prova foram avaliados quanto ? absor??o de ?gua, porosidade aparente, massa espec?fica aparente, retra??o linear, difra??o de raios X e o m?dulo de ruptura ? flex?o. Pode-se concluir que o res?duo de caulim ? constitu?do basicamente por caulinita, e que a incorpora??o nas propor??es estudadas teve resultados altamente satisfat?rios nas formula??es, para a produ??o de cer?micas de revestimento

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseEVC_capa_ate_resumo.pdf: 114113 bytes, checksum: 65c5a81ce8eceb533010608034415ec0 (MD5) Previous issue date: 2009-08-10 / The production of red ceramic is an industrial activity that causes an intense impact. The manufacture of its products considerably increases the demand for natural resources, mainly with the extraction of raw material. The ceramic material produced generates waste, such as ash firewood and chamote. The residue from the beneficiation of kaolin is deposited in a poor, degrades the environment and contaminate water sources and soil, constituting in this manner, ecological disasters. The main objective of this work is to develop the formulation of a ceramic product consisting solely of industrial solid wastes, from ceramic tiles, (chamote) residue of kaolin and ash firewood. It is assumed that this product made in the laboratory can be used in coatings, wall and floor. The aim is to facilitate the replacement of the raw material of original composition of a ceramic body, for waste, while the process of production equal to the conventionally used, so that the properties of the product are reproduced. This work is characterized waste as its chemical composition, analysis of particle size, X-ray diffraction and thermal behavior. Several formulations were studied. The mass of waste was prepared by dry process, pressed to 25 MPa, and then burned in muffle type oven to 850, 950, 1050 and 1150 ?C. The results showed that it is technically possible to produce porous tiles only with waste. It was found that the formulations of bodies play a key role in the properties of the final product, as well as the sintering temperature and heating rates. RN in the waste of kaolin is estimated at 15,000 t/month, about 3,000 gray t/month and chamote with 10 million pieces/month damaged. The presence of carbonates of calcium and magnesium at 1050 ? C results in an appropriate porosity and mechanical strength. The formulation M3JE, composed of 69% waste of kaolin, 7.7% and 23.3% of chamote of gray, became suitable for porous materials with the strength and absorption within the level of national and international standards / A produ??o de cer?mica vermelha ? uma atividade industrial que provoca um intenso impacto ambiental. A confec??o de seus produtos aumenta sobremaneira a demanda por recursos naturais, principalmente com a extra??o da mat?ria prima, argila. O material cer?mico produzido gera res?duo, como o chamote e a cinza vegetal. O res?duo proveniente do beneficiamento do caulim que ? depositado de forma inadequada degrada o meio ambiente e contamina os mananciais da ?gua e do solo, constituindo dessa maneira, desastres ecol?gicos. O principal objetivo deste trabalho ? desenvolver formula??o de um produto cer?mico constitu?do exclusivamente de res?duos s?lidos industriais, oriundos de telhas cer?micas, (chamote), res?duo de caulim e cinza vegetal. Presume-se que este produto confeccionado em laborat?rio possa ser aproveitado em revestimentos de parede e piso. Pretende-se assim viabilizar a substitui??o das mat?rias-primas da composi??o original de uma massa cer?mica, por res?duos, mantendo-se o processo de produ??o igual ao convencionalmente utilizado, a fim de que as propriedades do produto sejam reproduzidas. No presente trabalho caracteriza-se os res?duos quanto a sua composi??o qu?mica, an?lise de tamanho de part?cula, difra??o de raios X e comportamento t?rmico. Diversas formula??es foram estudadas. A massa de res?duos foi preparada pelo processo via seca com corpos de provas prensados a 25 MPa, posteriormente queimados em forno mufla a 850, 950, 1050 e 1150 ?C. Os resultados obtidos evidenciaram tecnicamente que ? poss?vel se produzir placas cer?micas porosos exclusivamente com res?duos. Verificou-se que as formula??es das massas desempenham um papel fundamental nas propriedades do produto final, assim como as temperaturas de sinteriza??o e taxas de aquecimento. No RN os res?duos de caulim s?o estimados em 15000 t/m?s, a cinza com aproximadamente 3000 t/m?s e o chamote com 10 milh?es pe?as/m?s danificadas. A presen?a de carbonatos de c?lcio e magn?sio em 1050 ?C resulta em uma adequada porosidade e resist?ncia mec?nica. A formula??o M3JE, composta de 69% de res?duo de caulim, 7,7% de chamote e 23,3 % de cinza, se tornou adequado aos materiais porosos, com a resist?ncia mec?nica e absor??o dentro do patamar das normas nacionais e internacionais