Faculdade de Engenharia de Materiais - FEMAT/CANAN

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Análise de massas cerâmicas utilizando argila piauiense, com teores de resíduo de pó de balão e rejeito de minério de cobre visando a produção de cerâmica vermelha
(2022-12-22) SILVA, Flávia Regina Guedes da; REIS, André Wilson da Cruz; http://lattes.cnpq.br/0498111069343845; NEVES, Alacid do Socorro Siqueira; http://lattes.cnpq.br/4480788820987458
A indústria da cerâmica vermelha é o setor responsável por uma expressiva parcela dos materiais utilizados na construção civil, sendo também tema recorrente de pesquisas que visam, através de formulações com adição de diferentes matérias-primas, aprimorar as propriedades tecnológicas do produto de modo a atender às demandas de engenharia. Deste modo, esse trabalho visa analisar a composição das misturas: argila da região de Jardim do mulato- Piauí, com rejeito de cobre e resíduo de pó de balão, através da caracterização física dos corpos de prova. Foram feitas também análises de fluorescência de raios X e difração de raios X. Após isto, foram conformados corpos de prova da argila com misturas contendo de 10% e 15% de rejeito de cobre e 5% e 10% de pó de balão. Os corpos de prova foram secos à 105ºC e queimados a 950ºC por 2h. As características físicas avaliadas foram: absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente. A caracterização mostrou que a argila é caulinítica com elevados teores de SiO2 e Al2O3 e que a melhor relação de misturas se obteve com a formulação contendo 15% de cobre e 10% de pó de balão, onde apresentou melhor desenvoltura nas propriedades tecnológicas.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação da incorporação do rejeito de minério de cobre em massas argilosas para a produção de cerâmica vermelha
(2018-12-05) CARDOSO, Altair Costa; HILDEBRANDO, Edemarino Araújo; http://lattes.cnpq.br/4710292620846375
Atualmente, as matérias-primas estão se tornando cada vez mais escassas e os rejeitos gerados se transformaram em graves problemas ao meio ambiente com gerenciamento complexo. Sabe-se que rejeitos industriais são problemas no mundo todo, e que a reutilização destes pode garantir um menor impacto ambiental. Em vista destes problemas, este trabalho tem por objetivo avaliar o efeito da incorporação do rejeito proveniente da mineração de cobre em massas argilosas, em diferentes percentuais, visando à produção de cerâmica vermelha. A argila e o rejeito utilizado foram caracterizados através de difração de raios X (DRX) e as formulações foram elaboradas nas seguintes proporções de rejeito de cobre: 10%, 20%, 30% e 40% em peso. Os corpos cerâmicos foram conformados por prensagem uniaxial e sinterizados a 850 ºC, 950 °C e 1050 °C com um patamar de queima de 2 horas. As propriedades tecnológicas analisadas foram retração linear, massa especifica aparente, porosidade aparente, absorção de água e resistência mecânica, essa última obtida pela tensão de ruptura à flexão em três pontos. A análise microestrutural do material produzido foi avaliada utilizando-se a técnica de microscopia óptica. Foram obtidos resultados satisfatórios nas composições contendo 20 e 30% de rejeito de cobre, sem grandes perdas na resistência mecânica. A partir deste estudo verificou-se que a adição do rejeito de cobre em massas argilosas pode vir a torna-se algo atrativo para a fabricação de produtos da indústria de cerâmica vermelha.
Acesso aberto (Open Access)
Caracterização física e mineralógica de argilas do Pólo Cerâmico de Moju no Estado do Pará
(2023-10-17) NASCIMENTO, Gabriella da Silva; HILDEBRANDO, Edemarino Araújo; http://lattes.cnpq.br/4710292620846375; https://orcid.org/0000-0002-4915-3492
Materiais cerâmicos desempenham um papel essencial em diversas aplicações industriais e do cotidiano. Nesse contexto, a análise realizada neste estudo se concentra em uma categoria específica de materiais cerâmicos conhecida como “cerâmica vermelha” ou “tradicional”. Esses materiais são produzidos em uma região onde a indústria ceramista está em desenvolvimento, no município de Moju, situado no estado do Pará. No decorrer deste estudo, a abordagem metodológica abrangeu tanto experimentos em laboratório quanto pesquisa de campo, foram aplicadas metodologias qualitativas e de revisão bibliográfica, a fim de buscar um melhor desempenho na compreensão das análises realizadas. O objetivo desta pesquisa é fornecer uma análise do cenário cerâmico local, com destaque para a relação entre as matrizes argilosas empregadas e a formulação de novos “blends”. Para alcançar esse propósito, foram conduzidas análises nas composições mineralógicas das argilas utilizadas, em suas propriedades tecnológicas e em suas características físicas. Logo, investigou-se as implicações decorrentes da formulação de dois “blends” desenvolvidos com essas matérias-primas. Para caracterizar as propriedades tecnológicas, os corpos de prova foram submetidos a ensaios padronizados de acordo com as normas da ABNT/NBR e de autores de referência na área. Ademais, observou-se que o “blend” proposto exibe características notáveis, indicando um potencial significativo e apontando para um cenário promissor.
Acesso aberto (Open Access)
Determinação das propriedades tecnológicas de cerâmica vermelha com adição de escória de alto-forno
(2019-12-02) SILVA, Clara Giovana Souza; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403
Com o aumento exponencial da geração de resíduos sólidos industriais e urbanos juntamente a falta de alternativas de descartes ambientalmente corretos aliados a uma indústria com alto potencial de absorver esses resíduos em grandes quantidades sem alterar ou melhorar a qualidade dos produtos, como é o caso da indústria de cerâmica vermelha, motivaram esse trabalho. Portanto, foi estudado a incorporação da escória de alto-forno, um resíduo siderúrgico, em matriz argilosa para a fabricação de cerâmica vermelha. As matérias-primas foram caracterizadas quimicamente (FRX e EDS), mineralogicamente (DRX), termicamente (TG/DTG) e morfologicamente (MEV), posteriormente foram beneficiadas e formadas composições com 5, 10 e 15% em peso de escória incorporada à matriz. Após a formulação, foram confeccionados os corpos de prova e secos a temperatura ambiente e em estufa para, então, serem queimados nas temperaturas de 850, 950 e 1050 °C. Para determinar as propriedades tecnológicas foram feitos os ensaios de absorção de água, porosidade aparente, massa específica aparente e tensão de ruptura à flexão. Além disso, as peças queimadas foram caracterizadas por DRX e MEV. Os resultados mostraram que a escória de alto-forno mantém as propriedades da cerâmica sem o resíduo, alcançando sempre valores dentro de normas.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo da caracterização e influência do resíduo siderúrgico pó de balão em massas cerâmicas para produção de bloco estrutural cerâmico
(2019-02-20) GOMES, César Augusto de Oliveira; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809
A indústria metalúrgica é um setor importante dentro da economia brasileira representando 1,26% do PIB nacional. Esta indústria gera uma variedade de resíduos sólidos, efluentes líquidos e emissões gasosas nas suas diversas etapas de processamento. Um dos resíduos gerados pelo setor siderúrgico e o pó de balão que é formado por óxidos de ferro nas formas FeO, Fe2O3 e Fe2O4. O pó de balão ainda é pouco utilizado em tentativas de reaproveitá-lo como co-produto, embora possa ser aglomerado por sinterização e adicionado às matérias-primas no alto-forno. Desta forma, a adição de resíduos em cerâmica vermelha, atualmente, apresenta-se como uma das principais soluções tecnológicas para a disposição final de resíduos sólidos industriais. A incorporação do pó de balão em massas de cerâmicas requer uma análise de composição química e mineralógica para obter formulações específicas, que colaborem na busca da melhoria das propriedades dos materiais fabricados. Tendo em vista as suas diversas propriedades, este trabalho tem por objetivo avaliar o efeito da incorporação de 5, 10 e 15% em peso do resíduo pó de balão, em massa argilosa composta por argila forte e argila fraca, para a produção de bloco estrutural cerâmico.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo de incorporação de lama de alto forno em composição mássica para produção de tijolos
(2019-12-17) JESUS, Geyna Evellyn Silva de; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403
O estudo tem como objetivo avaliar a influência da incorporação da lama de alto forno, proveniente de atividades siderúrgicas, como constituinte mássico em argilas para a fabricação de tijolos para construção civil. As argilas que foram utilizadas são oriundas de um município chamado de São Miguel do Guamá localizado no Estado do Pará. Foram classificadas em dois tipos: uma argila forte (AFO) e a outra argila fraca (AFR), onde, a AFO possui mais quantidades de argilominerais e menores quantidades de impurezas que a AFR. E a lama de alto forno, um resíduo proveniente de uma siderúrgica localizada no sudeste do Estado do Pará. O estudo iniciou com o beneficiamento das argilas e da lama e, tiveram-se como conseqüência as caracterizações. A caracterização química das argilas foi realizada por espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e do resíduo por fluorescência de raio-X (FRX), a caracterização mineralogia foi feita por difração de raio-X (DRX). O comportamento térmico foi determinado através da análise termogravimétrica (TG) e (DTG). Além disso, realizou-se também a análise morfológica por microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Foram preparadas massas com percentuais de 0, 5, 10 e 15% em peso de lama de alto forno e, a partir disso, foram moldados corpos de prova (CP), onde foram sinterizados nas temperaturas de 750, 850 e 950°C. Após a sinterização, foram determinadas as propriedades físicas e mecânica dos corpos de prova como massa aparente específica, absorção de água e tensão de ruptura a flexão em três pontos. Em seguida, foi feita a analise microestrutural das fraturas por MEV. Os resultados mostraram que a composição de 10% em peso do resíduo para a temperatura de 950°C foi o que apresentaram peças cerâmicas com melhores valores tecnológicos para potenciais de uso nas indústrias cerâmicas.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo morfológico preliminar de materiais geopoliméricos com escória de alto forno submetidos a altas temperaturas
(2021-06-17) CORRÊA, Thiago; SILVA, Alisson Clay Rios da; http://lattes.cnpq.br/7389345867032737; https://orcid.org/0000-0001-9186-2287
O Cimento Portland, utilizado para a produção do concreto é a matéria-prima mais usada na construção civil e isso implica no desenvolvimento, de forma significativa na economia dos países. Contudo, para cada tonelada de cimento produz-se, aproximadamente, 0,95 toneladas de CO2 tornando esse material nocivo para o meio ambiente. Desenvolvido pelo pesquisador Joseph Davidovits, os geopolímeros são materiais poliméricos inorgânicos, com microestrutura mista (amorfa à semicristalina) e possuem características básicas de durabilidade, estabilidade térmica, além de ser muito resistente. A produção é feita a partir da mistura vários aluminossilicatos e tipos de ativadores alcalinos. A produção de argamassas geopoliméricas incorporando resíduos industriais vem se tornando nos últimos anos uma maneira de produzir materiais para a construção civil com menores custos, porém uma excelente alternativa para o reaproveitamento de resíduos viável economicamente. Neste trabalho as pastas e argamassas foram produzidas com o uso de Metacaulim, Escória de Alto Forno e ativador alcalino. Este trabalho tem como objetivo desenvolver pasta e argamassa geopolimérica e analisar suas microestruturas através do microscópio óptico quando submetidas a altas temperaturas. Os resultados demonstraram, através das análises microestruturais, que a Escória de Alto Forno e a temperatura podem influenciar na resistência do material.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo visando a aplicação de caulim duro como matéria-prima para obtenção de micas sintéticas
(2019-11-29) SERRÃO, Fernanda Thamiles de Jesus; HILDEBRANDO, Edemarino Araújo; http://lattes.cnpq.br/4710292620846375; https://orcid.org/0000-0002-4915-3492
O Brasil é referência na produção de caulim, especialmente na região Amazônica com ênfase no Pará, Amapá e Amazonas. A elevada produção resulta em uma quantidade significativa de rejeitos, que sem um destino adequado pode causar problemas sociais e ambientais. Recentemente, estudos estão sendo elaborados para utilização dos rejeitos industriais, como material de partida na síntese de materiais nanoestruturados. Portanto, o estudo de materiais nanométricos tem ganhado significativa importância, dentre elas os aluminossilicatos do grupo das micas, o estudo desses materiais particulados possui propriedades ligadas ao processo e as condições de síntese. Este trabalho visa utilizar o caulim duro, considerado como estéril e inviável para indústria de papel, avaliando a possibilidade do seu uso como matéria-prima na síntese de filossilicatos do tipo 2:1 do grupo das micas. O material de partida e as fases formadas como produto reacional foram caracterizados por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia dispersiva de energia (EDS) e espectroscopia de infravermelho (FTIR). As reações de síntese foram realizadas através do método hidrotérmico, com o gel reacional composto por: caulim duro in natura/caulim duro calcinado, hidróxido de potássio e nitrato de manganês, com a utilização de autoclaves a 150 ºC e 160 °C em 24 e 48 horas. Os resultados demonstram que com a metodologia desenvolvida é possível obter argilominerais micáceos dentro das condições estudadas de tempo e temperatura, e que o tempo e temperatura de síntese possuem influência no grau de cristalinidade do material.
Acesso aberto (Open Access)
Massa argilosa incorporada com metacaulim para fabricação de tijolos refratários
(2019-12-09) CRUZ JÚNIOR, Roberto de Sousa; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403
O presente trabalho avaliou o efeito da incorporação de metacaulim à uma massa argilosa composta por dois tipos de argilas, uma argila forte e uma argila fraca, visando a produção de tijolos refratários. Primeiramente, foi feita a desagregação e a homogeneização das matérias-primas. Posteriormente foi realizado a caracterização dos materiais, mineralógica por Difração de Raios-X (DRX), química por Fluorescência de Raios-X (FRX) e Espectroscopia de Infravermelho por Transformadas de Fourier (FTIR) e análises de Termogravimetria (TG) e Termogravimetria Derivada (DTG). Em seguida, foram misturadas três formulações cerâmicas, massa argilosa sem adição de metacaulim, massa argilosa com 5% de metacaulim e massa argilosa com 10% de metacaulim. Posteriormente, foram confeccionados 42 corpos de prova (CP’s) por prensagem uniaxial à 20 MPa. Ademais, os CP’s foram queimados nas temperaturas de 950 ºC e 1050 ºC com patamar de queima de 2 horas. Após o processo de queima, foram determinadas a massa específica aparente, absorção de água (AA) e tensão de ruptura à flexão (TRF) das peças queimadas. A formulação com adição de 10% em peso de metacaulim queimada na temperatura de 1050 ºC apresentou resultados promissores, com TRF de 9,37 MPa.
Acesso aberto (Open Access)
Materiais cimentícios geopoliméricos a partir de escória de alto forno: um estudo morfológico preliminar
(2021-06-17) LUCAS, Mathaus Moraes; SILVA, Alisson Clay Rios da; http://lattes.cnpq.br/7389345867032737; https://orcid.org/0000-0001-9186-2287
Em todas as obras da construção civil são utilizadas grandes quantidades de concreto e a indústria vem evoluindo gradativamente para atender as necessidades do mercado com maior qualidade, durabilidade e menor custo. Com essa crescente demanda, cresce também os impactos ambientais causados pela construção civil e a busca por estudos inovadores se faz necessária como alternativa para um concreto mais sustentável. Neste trabalho se buscou desenvolver o estudo da microscopia de pastas e argamassas alternativas de alto desempenho, a partir de argilominerais álcali-ativados com escória de alto forno. Os materiais utilizados no trabalho foram: metacaulim, escória de alto forno, Hidróxido de Potássio e areia como agregado miúdo. A metodologia utilizada para a obtenção das formulações para confecções de pasta foi utilizando os estudos de Porto (2019) e Silva (2011) enquanto que para a argamassa foram os estudos de Helene e Terzian (1993) e de Silva (2011). Foram Confeccionados 5CP’s para cada formulação de pasta onde se vario a quantidade mássica de escória (0%,35%,45%, 55%,60% e 65%) e 5 CP’s para cada formulação de argamassa com 45% de escória e variando a quantidade mássica de areia (0%,29%,59%,69%,75% e 81%). Os ensaios realizados foram de caracterização mineralógica da matéria prima por DRX, tempo de pega e microscopia óptica. Nos resultados, pode-se perceber que o tempo de pega é influenciado pela concentração do ativador alcalino, onde os resultados não foram semelhantes aos da literatura. A partir da pasta com 45% de EAF a concentração do ativador alcalino não é suficiente o que acarreta no aparecimento de muitas partículas não reagidas, já para a argamassa se observou que com o aumento da quantidade de areia, houve concentração de partículas que foi atribuído ao processo de fabricação e a concentração do ativador alcalino devido a quantidade de partículas soltas e não reagidas. Pode-se concluir que as matérias-primas utilizadas estão adequadas para o uso em geopolímeros, com o aumento de EAF a quantidade de microporos diminuiu na pasta e que o material utilizado tem grande potencial na indústria cimentícia.
Acesso aberto (Open Access)
Síntese de hidroxiapatita para aplicação em biocerâmicas: uma revisão da literatura
(2021-06-16) MONTEIRO, Maria Luiza da Silva; SILVA, Alisson Clay Rios da; http://lattes.cnpq.br/7389345867032737; https://orcid.org/0000-0001-9186-2287; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403
Presente de forma predominante no tecido ósseo, a hidroxiapatita pode ser sintetizada em laboratórios a partir várias rotas. Permitindo, assim, criar um biomaterial semelhantes a tecidos encontrados no organismo humano. Em razão dessa similaridade com a fase mineral dos ossos, a hidroxiapatita é um material frequentemente usado como uma biocerâmica para formulação de implantes, enxertos e substituições ósseas. O estudo de síntese de hidroxiapatita é uma linha de pesquisa muito importante para a ciência, tornando cada vez mais frequente trabalhos que envolvam a otimização dos parâmetros desse processo e das propriedades físico-químicas desse material. No presente trabalho é realizado uma revisão da literatura referente a síntese de hidroxiapatita para aplicação em biocerâmicas. Esse levantamento foi feito a partir da busca de trabalhos científicos, incluindo teses, dissertações, monografias e artigos publicados nos últimos cinco anos. O estudo realizado a cerca dessas rotas de síntese confirmou a gama de possibilidade de utilização desses processos e como é possível a otimização para facilitar e tornar ainda mais eficaz a produção desse material. O método de precipitação via úmida é o mais comumente usado por estudiosos, no entanto, vale ressaltar a viabilidade desse material a partir de rotas “via seca” incluindo os métodos hidrotermal e sol-gel.
Acesso aberto (Open Access)
Síntese e caracterização de argilominerais micáceos a partir de rejeito do processamento do caulim
(2019-11-29) BRITO, Carlos Eduardo Costa; HILDEBRANDO, Edemarino Araújo; http://lattes.cnpq.br/4710292620846375; https://orcid.org/0000-0002-4915-3492
A região amazônica apresenta grandes depósitos de caulim. No processo de beneficiamento são gerados resíduos que sem destinação correta podem acabar tornando-se um problema ambiental. Além disso, a constante preocupação com o meio ambiente e os avanços na busca por novas tecnologias, fez-se desenvolver os estudos em diversas áreas das ciências dos materiais, tais como a reutilização de materiais e de nanotecnologia. Um exemplo disso são as pesquisas sobre argilas especiais e nanoargilas. O presente trabalho refere-se à síntese e caracterização de material sintetizado a partir de rejeito de caulim, proveniente de uma indústria que realiza o beneficiamento de caulim para cobertura de papel instalada na região Amazônica. O rejeito de caulim foi submetido à caracterização por difração de raios X (DRX) e fluorescência de raios X (FRX), sendo em seguida, calcinado a 700 ºC por duas horas. Para a obtenção do gel de síntese foram utilizados rejeito “in natura” e calcinado, sulfato de manganês e hidróxido de potássio. O gel passou por processo de síntese hidrotermal nos períodos de 24 e 48 horas permanecendo constante a composição molar reacional e a temperaturas variadas (150 e 160 ºC). Os produtos de síntese foram caracterizados por DRX, ensaio de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), por Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) e Espectroscopia no Infravermelho (FTIR). Os resultados dos ensaios mostram que com a metodologia empregada nas reações de síntese é possível produzir argilominerais micáceos, a partir de metacaulinita, proveniente de rejeito de caulim, assim como do próprio rejeito na sua forma “in natura”, o que representa uma economia do ponto de vista do custo energético do processo de síntese.
Acesso aberto (Open Access)
Utilização de escória de alto forno em massa argilosa para a produção de blocos de vedação
(2019-12-02) BEZERRA, Kate Thayane Santos; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403
Este trabalho tem como objetivo analisar a influência da adição de escória de alto-forno na microestrutura e nas propriedades tecnológicas de cerâmica vermelha para a produção de blocos de vedação. Inicialmente, as matérias primas foram caracteri-zadas química e mineralogicamente por Difração de Raio-X (DRX) e por Fluorescên-cia de Raio-X (FRX). Logo após a caracterização química e mineralógica o comporta-mento térmico dos materiais foi estudado, através das análises termogravimétricas (TG) e térmica diferencial (DTG). Assim que finalizada a etapa de caracterização mi-neral, química e térmica, foram preparados corpos de prova com adição de 0, 5 e 10% em peso de escória que foram sinterizados em duas temperaturas distintas (900 e 1000º C). As propriedades mecânicas determinadas foram absorção de água (AA), porosidade aparente (PA), Massa específica aparente (MEA) e resistência a flexão em três pontos (σ). Os resultados indicam que a escória pode ser incorporada à matriz cerâmica, visto que, foram obtidos resultados dentro do padrão esperado.