Estudo do processo de secagem rápida em argilas utilizadas para fabricação de cerâmica vermelha

Abstract

Este estudo consistiu na caracterização de argilas usadas para fabricação de cerâmica vermelha na região sul de Santa Catarina, Brasil, para classificá-las como plásticas, arenosas e não-plásticas, com o intuito de utilizá-las em massas processadas por extrusão e assim otimizar o processo de secagem forçada de ciclo rápido. Inicialmente as argilas individuais foram caracterizadas pelos ensaios de determinação de plasticidade (indentação e Pfefferkorn), resíduo bruto (em peneiras), distribuição dos tamanhos de partículas (difração a laser), análise química (FRX) e mineralógica (DRX). Amostras extrudadas das argilas foram caracterizadas quanto a sua retração térmica linear de secagem (110 °C) e queima (900 °C) e resistência mecânica à compressão após secagem (110 °C) e queima (900 °C). Com base nos resultados obtidos na etapa de caracterização, a argila plástica AV2, a arenosa AM1 e o material não-plástico TA2 foram selecionados para a segunda etapa em função de suas características de plasticidade (AV2), baixo teor em sílica livre (AM1) e resistência mecânica após a secagem (TA2). Na segunda etapa as três argilas selecionadas foram utilizadas em um planejamento experimental de misturas do tipo simplex centroide, resultando em 10 formulações. As formulações foram processadas por extrusão com umidade ótima de mistura e os corpos-de-prova obtidos foram submetidos a secagem forçada de ciclo rápido por 180 min e secagem lenta a 50 °C por 24 h, com intuito de comparar e avaliar as propriedades das misturas após a secagem, como densidade aparente e relativa, porosidade aparente e resistência mecânica à compressão. Outros resultados como perda de processo, resíduo bruto, perda de umidade e retração de secagem foram avaliados por análise de variância, gráficos de Pareto e superfícies de resposta. A densidade aparente, densidade relativa e a porosidade aparente não apresentaram variação (p<0,05), independentemente do método de secagem utilizado. Porém, a resistência mecânica à compressão apresentou grande variação (p<0,05), principalmente nas formulações com adição de argila plástica, sendo que o uso desta matéria-prima ocasiona maior retração e causa a formação trincas e assim perda de qualidade do produto. As formulações com mistura de argila arenosa e material não-plástico apresentaram a maior densidade aparente, menor porosidade e maior resistência mecânica após a secagem, mostrando que para o ciclo proposto, não se deve utilizar argila plástica.