Estudo de fundente e argilito com potencial para uso em formulações de porcelanato Study of flux and mudstone with potential for using in porcelainized stoneware tile compositions

Cerâmica. 2012;58(346):174-185 DOI 10.1590/S0366-69132012000200007

 

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Journal Title: Cerâmica

ISSN: 0366-6913 (Print); 1678-4553 (Online)

Publisher: Associação Brasileira de Cerâmica

LCC Subject Category: Technology: Engineering (General). Civil engineering (General)

Country of publisher: Brazil

Language of fulltext: Portuguese, English

Full-text formats available: PDF, HTML, XML

 

AUTHORS

F. S. Hoffmann
G. dos Santos
M. R. Morelli

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Time From Submission to Publication: 10 weeks

 

Abstract | Full Text

O porcelanato se destaca no mercado atual de revestimentos cerâmicos por apresentar excelentes características técnicas e estéticas. No presente trabalho foram selecionadas matérias-primas cerâmicas tradicionais e adotada uma formulação padrão, convencionalmente reportada na literatura, visando a substituição do componente fundente (feldspato) por uma matéria-prima formadora de fase líquida em alta temperatura, e a substituição da fração argilosa por um argilito de menor refratariedade. O objetivo do estudo foi avaliar a utilização destas matérias-primas como alternativas técnicas e de menor custo, uma vez que, em uma massa de porcelanato, a quantidade de fundente é muito grande (representa aproximadamente 50% do total das matérias-primas utilizadas). A nefelina sienito foi à matéria-prima natural substituta ao feldspato escolhida por pertencer à família dos feldspatóides e por possuir características físico-químicas semelhantes, sobretudo, elevada fundência. Para a substituição da fração argilosa foi escolhido um argilito de ocorrência natural, abundante na região de Santa Gertrudes, SP. As substituições ao feldspato e à fração argilosa ocorreram de maneira total e/ou parcial, por meio de combinações entre os fundentes e argilitos. As massas foram processadas a partir da mistura de pós, moagem a úmido, secagem, desaglomeração, compactação e queima. Além das curvas de gresificação, técnicas como dilatometria, medidas de porosidade aparente, ensaio de resistência mecânica à flexão a três pontos, microscopia eletrônica e difração de raios X foram utilizadas para a caracterização dos materiais após queima em diversas temperaturas. Os principais resultados mostraram que, a princípio, é possível a combinação das matérias-primas nefelina e argilito como material alternativo ao feldspato potássico e à argila S. Simão, pois elas proporcionam a gresificação em temperaturas mais baixas. Composições com ambas as matérias-primas apresentaram baixos valores de absorção de água (<0,1%) e elevada resistência mecânica (> 45 MPa), apesar de maior deformação piroplástica a 1150 ºC.<br>The porcelain tile is distinguished in the current market for ceramic tiles, with excellent technical and esthetic characteristics. In the present study traditional ceramic raw materials were selected and a standard formulation conventionally reported in the literature was adopted aiming to replace the melting phase (feldspar) of the composition for a raw material that forms liquid phase at high temperature, and replacement of the clay fraction by a mudstone of lower refractoriness. The aim of this study was to evaluate the use of these materials as alternative techniques and lower cost, since, in a mass of porcelain tile, the amount of flux is very large (representing approximately 50% of total raw materials used). The nepheline syenite was the natural raw material selected to replace the feldspar due to the fact that it belongs to the family of feldspathoids, and has similar physicochemical characteristics, therefore, a high fluxing efficiency. To replace the clay fraction was chosen a mudstone naturally occurring, abundant in the region of Santa Gertrudes, SP. Substitutions to the feldspar and clay fraction were completely and/or partially by means of combinations between the flux and mudstones. The masses were processed from the mixing of powders, wet milling, drying, disagglomeration, compaction and firing. In addition to the vitrification curves, techniques such as dilatometry, measurements of porosity, flexure strength test, electron microscopy and X-ray diffraction were used to characterize the material after firing at various temperatures. The results showed that, in principle, it is possible the combination of raw materials such as nepheline and mudstone to replace potassium feldspar and S. Simão clay, as they provide the vitrification at lower temperatures. Compositions with both materials showed lower values of water absorption (<0.1%) and high mechanical strength (> 45 MPa), despite higher pyroplastic strain at 1150 ºC.