Estudo do desempenho mecânico de formulações industriais de porcelanato submetido a resfriamento rápido

Abstract

Este trabalho estudou a introdução das fases ilita e talco, procurando reduzir as restrições de processamento na conformação e temperatura de queima. As formulações tiveram como ponto de partida a composição que obteve o melhor desempenho mecânico no resfriamento de acordo com bibliografia específica. As formulações foram desenvolvidas utilizando-se do planejamento de misturas. Distintas formas de resfriamento e composição de partida (feldspato, quartzo, caulinita, talco e ilita) foram avaliadas. O efeito das fases ilita, talco e caulinita foram avaliados nos parâmetros tecnológicos do processo de fabricação (densificação a seco, resistência mecânica a flexão em estado cru, deformação piroplástica e temperatura de queima). A composição mineralógica formada após a queima foi quantificada através do método de Rietveld e correlacionada com o comportamento mecânico das formulações. Os resultados demonstram que o aporte das novas fases (ilita e talco) teve efeitos positivos nos parâmetros tecnológicos, sendo viável a utilização nas composições de porcelanato. As maiores resistências mecânicas foram alcançadas pelas formulações que formaram mulita interconectada dentro de uma faixa que variou de 13-18%; valores acima ou abaixo desta faixa apresentaram maior nível de degradação microestrutural. Desse modo, a mulita tem efeito decisivo na proteção microestrutural. As formulações estudadas com as novas fases aportadas ficaram próximas das formulações utilizadas industrialmente e podem formar mulita acima dos valores encontrados comumente na literatura.

This research studied the introduction of talc and illite phases, in order to reduce the processing constraints in forming and burn temperature. The formulations had as starting point, the composition that had the best mechanical performance in cooling, studied previously. The formulations were developed using the planning of mixtures. Distinct forms of cooling and starting composition (quartz, feldspar, kaolinite, talc and illite) were evaluated. The effect of the illite, talc, kaolinite phases were evaluated in the technological parameters of the manufacturing process (dry densification, mechanic flexural strength in raw state, pyroplastic deformation and burn temperature). The mineralogical composition formed after the burn was quantified using the Rietveld method, and correlated with the mechanical behavior of the formulations. The results show that the contribution of new phases (illite, and talc) had a positive effect on the technological parameters, and are feasible to be used in the compositions of porcelain tile. The highest strengths were achieved by formulations that formed mullite interconnected within a range that varied from 13-18%, values above or below this range had higher microstructural degradation. Thus, the mullite has a decisive effect on the microstructural protection. The formulations studied with the new added phases were close to the formulations used industrially, and can form mullite above the values commonly found in the literature.