Estudo das propriedades físicas, mecânicas e químicas da cerâmica vermelha com parte da sua composição substituída pela cinza do caroço do açaí.

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Materiais

Autores

Vieira, L.H.L. (UFOPA) ; Marinho, K.L.L. (UFOPA) ; Moreira, T.A.S. (UFOPA)

Resumo

O conceito de sustentabilidade vincula-se ao desenvolvimento sustentável de forma que satisfaça as necessidades da geração presente sem interferir de maneira negativa nas necessidades futuras. Logo, para um processo ser considerado sustentável, toda a sua estrutura deve ser pensada para este conceito, desde a fase inicial até a destinação adequada dos resíduos, a exemplo do que ocorre na agroindústria do açaí. Enquanto isso, no setor da construção civil, há a necessidade de busca por materiais alternativos. Assim, o objetivo deste trabalho é analisar e estudar as propriedades da cerâmica vermelha com a incorporação da cinza do caroço do açaí como parte de sua composição, através da produção de corpos de prova sinterizados à 1050°C e amostras variando a temperatura para análise do DRX.

Palavras chaves

Sustentabilidade; Cerâmica vermelha; Cinza do caroço do açaí

Introdução

Para a Política Nacional de Resíduos Sólidos, a adequada destinação final ambiental dos resíduos, dá-se pela reutilização, reciclagem, compostagem, recuperação e pelo aproveitamento energético ou outras destinações, visando evitar danos ou riscos à saúde pública e à segurança e a minimizar os impactos ambientais adversos. Ultimamente o campo dos materiais cerâmicos tem sido amplamente estudado para fins de obtenção de novos materiais a partir de matérias-primas alternativas (CALDAS, 2000). Para a construção civil, os materiais cerâmicos estão entre os mais empregados tradicionalmente. No entanto, o setor cerâmico possui uma série de problemas econômicos, ambientais e de qualidade dos produtos fabricados (BIOLO, 2005). Visando controlar e melhorar a qualidade e as propriedades do produto final, há alternativas de adições de resíduos sólidos à massa cerâmica, em busca de seu aperfeiçoamento (SPERB, 2016). Uma das alternativas de adição é a cinza do caroço do açaí, visto que o açaí gera muito rejeito, pois o seu caroço constitui cerca de 83% do fruto e é um material orgânico rico em carbono (MARINS et al., 2014). Assim, este trabalho visa incorporar a cinza do caroço de açaí em diferentes quantidades na cerâmica vermelha, a fim de analisar as propriedades físicas, químicas e mecânicas da mesma.

Material e métodos

Para a obtenção da cinza, foram feitas coletas e lavagem do caroço do açaí. O processo de secagem do caroço ocorreu de duas formas, natural, por um período de exposição ao ar livre por 24h, e forçada, de 2h de secagem em estufa a temperatura de 110°C, após, o caroço foi processado em um moedor de resíduos para facilitar a secagem final por mais 2h na estufa. A queima ocorreu há uma temperatura de 800°C no forno tipo mufla, com um patamar de 30min, com taxa de aquecimento de 25°C/min. Após a queima o material foi submetido a uma etapa de cominuição. No preparo da argila para o processo de moldagem dos corpos de prova (CPs), utilizou-se dois tipos de argilas, uma plástica e a outra argila magra, na proporção de 3/1. A mistura foi submetida à secagem ao ar livre, seguida de 24h na estufa a 110°C. Os CPs foram moldados com dimensões de 160x40x20mm, variando a proporção de cinza, sendo de 0%, 5%, 10% e 15%, da massa dos CPs, 6 amostras para cada formulação, com um acréscimo de 10% de água em relação a massa dos CPs, a pressão utilizada na moldagem, foi de 25MPa. Posteriormente os CPs passaram por um processo de secagem a 110°C por 24h, a queima ocorreu em forno mufla a temperatura de 1050°C com patamar de 1h e taxa de aquecimento de 5°C/min. Os CPs foram submetidos a análises por ensaio de flexão, perda ao fogo, absorção de água, porosidade aparente e difração de raios X.

Resultado e discussão

Na Figura 1, a) é a associação da perda da resistência a flexão com o aumento da perda ao fogo, indicando que quanto maior a quantidade de cinza do caroço de açaí incorporado menor foi o resultado da resistência. Tal verificação pode estar relacionado ao aumento da PA do material indicado em b), no qual nota-se que quando a AA aumenta a PA aumenta, da mesma forma que a AA diminui a PA também diminui. Esta condição pode estar vinculada com a quantidade de material orgânico presente tanto nas argilas como na cinza, indicando passar por um tratamento térmico para esta eliminação. Vieira (2010), discute a respeito da queda de resistência relacionada à quantidade de material orgânico presente em suas amostras. Na Figura 2, consta a caracterização por raios X das duas argilas utilizadas na composição, a) e b), em c), d) e e), são amostras dos corpos de prova sinterizados, respectivamente, a temperaturas de 950°C, 1050°C e 1150°C. Na Figura a), o difratograma demostra picos dos minerais quartzo, caulinita, muscovita (Ms), goethita (Gt) e vermiculita, a qual esta última influencia na expansão e contração da cerâmica, e a Ms é do grupo das micas, considerado um fundente natural, que em geral são minerais com elevado teor de álcalis que reduzem a porosidade do produto e a temperatura de queima (SOUZA, 2008). A Gt quando sofre temperaturas acima de 200°C se torna a hematita presente nas amostras c) e d). Na amostra e), nota-se o começo da fase mulita (M), pois os picos característicos estão com baixa intensidade, no qual a mesma análise é feita para a cristobalita (Cr), na literatura, em 1100°C e em 1200°C, respectivamente, que à a formação da M e Cr (FEITOSA et al., 2016).

a) Resistência (MPa) x Perda ao fogo (%); b) Absorção de água (%) x Porosidade aparente (%).


a) Argila 01; b) Argila 02 e c) amostra com queima 1050°C.

Conclusões

Os resultados obtidos pelos ensaios tecnológicos indicam que o processamento das argilas e da cinza do caroço de açaí devem ser alterados para a efetiva eliminação do material orgânico assim como uma adequada homogeneização das partes, para um melhor estudo de resistência. Visto que na amostra sinterizada na temperatura de 1050°C há a detecção de fase com propriedade fundente que alteram a resistência da cerâmica.

Agradecimentos

À UFOPA, LTM e IFPA.

Referências

BIOLO, S. M; Reuso do Resíduo de fundição areia verde na produção de blocos cerâmicos. Dissertação. Universidade Federal Do Rio Grande Do Sul - UFRG, Porto Alegre - RS, 2005.

BRASIL. Congresso Nacional. Lei n° 12.305, de 2 de agosto de 2010. Institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos. Disponível em:< http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-2010/2010/lei/l12305.htm>. Acesso em: 27 de jul. 2017.

CALDAS, Thais Cristina da Costa. Reciclagem de resíduo de vidro plano em cerâmica vermelha. Dissertação. Universidade Estadual Do Norte Fluminense Darcy Ribeiro – UENF. Campos dos Goytacazes, RJ. 2012.

MARTINS, L.F.B.; FREITAS, M.C.; VIEIRA, J. H. A.; RABELO, A. A.; NETO, E. F. Incorporação da cinza do caroço de açaí em formulações de cerâmica estrutural. Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará –FEMAT/UNIFESSPA. Curitiba – MT, 2014.

SOUZA, Agda Eunice de. Argilominerais: influência dos aditivos (cinza de bagaço de cana-de-açúcar e rocha sedimentar) no processo de sinterização. Dissertação. Universidade Estadual Paulista – Unesp Júlio de Mesquita Filho Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais. Bauru, 2008.

SPERB, H. H; Estudo da viabilidade técnica de adição de resíduo da indústria fumageira na confecção de blocos cerâmicos estruturais. Trabalho de conclusão de curso II. UNIVATES, 2016.

VIEIRA, Geovane. Estudo das propriedades física, química e estrutural da cerâmica vermelha com substituição de parte dos agregados por lodo proveniente da indústria têxtil. Dissertação. Universidade da região de Joinville. Joinville, 2010.