ESTUDO DO APROVEITAMENTO DO REJEITO DE MARMORARIA

21º CBECIMAT - Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais
09 a 13 de Novembro de 2014, Cuiabá, MT, Brasil
ESTUDO DO APROVEITAMENTO DO REJEITO DE MARMORARIA EM UMA
MASSA ARGILOSA
A. M. M. Oliveira(1); L. V. Antunes Junior(1); G. P. Souza (1); E. Fagury Neto(1),
A. A. Rabelo(1)
Folha 17, Quadra 04, Lote Especial - Marabá/PA, CEP: 68505-080;
[email protected]
Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará (UNIFESSPA) – (1) Instituto de
Geociências e Engenharias (IGE) – Faculdade de Engenharia de Materiais (FEMAT)
RESUMO
A preservação ambiental é um fato de importância nos tempos atuais, diante desse
fato é visível o crescente impacto dos resíduos industriais no meio ambiente, com
isso também cresce o interesse de aprimoramento de algumas soluções viáveis
tanto econômica quanto ambientalmente. Um dos resíduos que são muitas vezes
descartados, possuem um grau baixo de perigo, e que não são comumente
estudados, são os resíduos produzidos na indústria de rochas ornamentais. A
utilização desses resíduos como aditivos de massas argilosas vem aumentando
cada vez mais o interesse de pesquisadores. Esse trabalho descreve uma massa
argilosa composta de argila e caulim, com adição de lama de marmoraria em
diferentes teores. Essas formulações foram comparadas diante de diversas análises,
sendo elas absorção de água, porosidade aparente, densidade aparente, massa
específica aparente, módulo de ruptura a flexão, perda ao fogo e retração linear.
Palavras- Chave: rejeito de marmoraria, resistência, caulim.
INTRODUÇÃO
Frequentemente existem referências de vários trabalhos que descrevem a
utilização de rejeitos de variados setores em massas argilosas, podendo os mesmos
ser borra de petróleo, cinzas de carvão, resíduos urbanos e rejeitos de marmoraria.
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Devido à heterogeneidade já característica dos produtos cerâmicos é permissível a
incorporação de uma quantidade razoável desses rejeitos sem prejuízos das
propriedades do produto final.
Diante dos rejeitos de marmoraria, quando observadas as suas origens,
independentes de serem rochas ígneas, sedimentares ou metamórficas, todas elas
são comumente utilizadas na ornamentação. Um dos conceitos para rochas
ornamentais é que seu valor está agregado a sua aparência estética. Na antiguidade
foram bastante usados como elemento de vedação e construção, porém com o
surgimento tanto do aço quanto do concreto, elas perderam essa funcionalidade.
Mesmo sendo empregadas para fins ornamentais as mesmas devem ser
classificadas de acordo com as suas características físicas e químicas, para uma
utilização adequada da mesma. Um dos exemplos dessas aplicações é o
revestimento externo onde é necessária uma alta resistência ao intemperismo, outra
aplicação é o revestimento interno, para suporte de pia, que necessita de uma baixa
absorção de água, e para suporte de mesa. (1)
De acordo com o setor de rochas ornamentais, as de maiores referências são o
granito e o mármore, no qual o granito é um conjunto de rocha silicáticas compostas
por maioria de feldspato e quartzo, sendo que se enquadram como granito outras
rochas como sienitos, monzonitos charnoquitos, entre outros.
Já o mármore, o outro tipo de rochas ornamentais, são rochas metamórficas
que são constituídas geralmente por calcita e dolomita, possuindo comumente a
coloração branca à rocha. Além dessas rochas comercialmente conhecidas existem
algumas outras que apesar de possuírem menor valor agregado são conhecidas
como rochas ornamentais, as que mais se destacam são quartzitos, arenitos,
ardósias e conglomerados. (2)
No setor de rochas ornamentais, a produção tem um grande significado para a
economia do país, tendo uma grande ascensão no requisito de exportação que teve
em números US$ 600 milhões em 2004. Média de 70% da produção é voltada para
o mercado interno e os estados de origem são Espírito Santo, Bahia e Minas Gerais,
porém os estados que possuem a maior quantidade de marmoraria chegando a 75%
são os estados de São Paulo, Rio de Janeiro e Minas Gerais.
Diante do setor de rochas ornamentais são gerados três tipos de rochas
ornamentais, dentre eles os principais são retalhos de rocha, lama de serraria e
lama de marmoraria, sendo que os retalhos são provenientes de sobras e quebra de
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peças chegando a ter de 10% a 20% de perda. A lama de serraria é proveniente da
serragem dos blocos após a extração, sendo ela com a maior porcentagem de perca
de toda a produção chegando de 30% a 40%. Por fim a lama de marmoraria é a que
obtém menor perda sendo de 2%, e é originada do processo de recorte, polimento e
lustro de peças a partir das chapas geradas na serraria. (3)
MATERIAIS E MÉTODOS
Nesse trabalho, utilizou-se a argila da indústria Cerâmica Fernandes, o caulim
foi coletado in natura na Inerys S.A. e, por fim, o rejeito de marmoraria foi retirado na
indústria Pedra Preciosa, sendo todas as indústrias situadas no município de
Marabá, Pará. As matérias-primas foram processadas através de secagem, moagem
e peneiramento, até a granulometria de 100 mesh Tyler.
As formulações contendo argila, caulim e seus determinados teores de rejeito
de lama de marmoraria foram homogeneizadas a úmido em um moinho de bolas,
secadas, cominuídas e compactadas uniaxialmente em matrizes metálicas, para que
fossem produzidas amostras de dimensões de 101 mm de comprimento e,
aproximadamente, 10 mm de largura. A Tab. 1 exibe as quantidades estabelecidas
de cada matéria-prima.
Tabela 1 - Composições das formulações estudadas
Formulação
Argila
Caulim
Rejeito
I
60%
40%
II
60%
30%
10%
III
60%
25%
15%
IV
60%
20%
20%
Os corpos de prova foram calcinados na temperatura de 300 °C durante duas
horas. A sinterização ocorreu nas temperaturas de 800 °C, 900 °C e 1000 °C, com
patamar de duas horas. Após realizada a queima nestas três temperaturas, as
amostras seguiram para a caracterização de suas propriedades tecnológicas.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Observa-se na Fig. 1 que há um acréscimo uniforme na densidade da
formulação base (FI) e depois desta, detectou-se uma oscilação nas densidades
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aparentes a partir da formulação II até a formulação III. No entanto, com o aumento
da temperatura a formulação IV é a que apresenta melhor resultado, apresentando a
maior densidade aparente.
A Fig. 2 evidencia que com o aumento da temperatura o percentual da
formulação base (F I) pouco se altera, já as outras formulações tem sua porosidade
diminuída, com exceção da formulação II que diminui a 900 °C e depois sofre um
aumento a 1000 °C. A formulação IV foi a que obteve melhor resultado se
comparada com as demais, tendo seu melhor desempenho na temperatura de 1000
°C (aproximadamente 26%) isso mostra uma queda na porosidade aparente da
amostra com o aumento de temperatura de sinterização.
.
Figura 1 - Densidade aparente das formulações.
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Figura 2 - Porosidade aparente das formulações.
Este efeito ocorre devido à eliminação da porosidade, pela ação fundente do
rejeito que preenche a porosidade aberta no interior da peça à medida que a
temperatura aumenta (4).
A absorção de água tende a diminuir quando a densidade aparente de um
material aumenta. Isto ocorre devido à relação de que quanto maior a quantidade de
poros no material, maior será a capacidade do mesmo de absorver água. Este
comportamento é visto na Fig. 3. Outro fato observado foi que a retração linear
aumentou linearmente com a temperatura em todas as formulações. Isso devido à
diminuição da porosidade e consequente aumento da densidade com o aumento da
temperatura de sinterização. A retração linear é observada na Fig. 4.
Figura 3 - Absorção de água das formulações.
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Figura 4 - Retração linear das formulações.
Observou-se que a formulação I tem um nível de retração linear bem alto,
seguida da formulação IV. A Fig. 5 mostra que com o aumento da temperatura de
sinterização e o teor de rejeito, a maioria das formulações apresenta melhora na
resistência mecânica, com exceção da formulação II, a qual sofreu um decréscimo
na temperatura de 1000 °C. A formulação IV apresentou melhor resistência a flexão.
Na Fig. 6 a formulação I apresentou maiores percentuais para perda ao fogo, isso
devido à alta plasticidade da argila e do caulim, já que não possui nenhum
percentual de rejeito.
Figura 5 - Módulo de ruptura à flexão das formulações.
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Figura 6 - Perda de massa ao fogo das formulações.
CONCLUSÃO
A adição da lama de marmoraria em cerâmicas argilosas mostrou-se uma
alternativa interessante para a utilização deste rejeito industrial. Os testes realizados
mostraram que o teor proposto de incorporação de rejeito a percentual de 20%
(formulação IV), em associação à massa argilosa para fabricação de cerâmica,
melhorou as propriedades físicas da amostra. De acordo com esses resultados, até
mesmo as cerâmicas que foram produzidas na temperatura mais baixa (800º C),
podem ser empregadas para a fabricação de telhas, pois apresentam valores de
absorção de água abaixo de 20%, porém não pode ser usada para blocos
estruturais devido a não obtenção de 8% de absorção de água. Com isso, esses
resultados foram favoráveis. Contudo, estudos ainda precisam ser feitos para melhor
caracterização, classificação e enquadramento na utilidade de tal rejeito para
formulação de produtos cerâmicos.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
(1) FILHO, H. F. M., POLIVANOV. H.,MOTHÉ, C. G. O Rejeito da Industria de
Marmore e Granito: Problemas e Soluções. F16. V24.p 12-27. Rio de Janeiro. Jandez. 2005.
(2) SILVA, J. B., HOTZA, D., SEGADÃES, A. M., ACCHAR, W. Incorporação de
Lama de Mármore e Granito em Massas Argilosas – Revista Cerâmica, Natal – RN,
ed. 51 (325-330). 2005.
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(3) SOARES, F. P. P. et al. Estudo do Aproveitamento de Rejeito de Caulim e de
Granito na Massa Cerâmica para Fabricação de Porcelana. IV CONGRESSO DE
PESQUISA E INOVAÇÃO DA REDE NORTE E NORDESTE DE EDUCAÇÃO
TECNOLÓGICA, 2009, Belém-PA.
(4) RODRIGUES, L. S. Incorporação do Rejeito de Beneficiamento Minério de
Manganês de Carajás em Formulação Cerâmica. 2013. 54 f.. Dissertação (TCC em
Engenharia de Materiais) – Faculdade de Engenharia de Materiais, Universidade
Federal do Pará, Marabá, 2013.
(5) ABNT. Componentes cerâmicos - Telhas - Terminologia, requisitos e métodos de
ensaio. NBR 15310. Rio de Janeiro : s.n., 2004. p. 45.
(6) ABNT. Componentes cerâmicos parte 2: Blocos cerâmicos para alvenaria
estrutural - Terminologia e requisitos. NBR 15270 - 2. Rio de Janeiro : s.n., 2005. p.
STUDY OF THE UTILIZATION OF MARBLE FACTORY WASTE IN A MASS OF
CLAY
ABSTRACT
Environmental preservation is a fact of importance nowadays, given this fact is visible
the growing impact of industrial waste in the environment, it also grows the interest of
improvement of some viable solutions both economically and environmentally. One
of the wastes that are often discarded, have a low degree of hazard, and that are not
commonly studied, are the waste produced in the ornamental rock industry. The use
of such waste as additives of clay masses is increasing more and more the interest
of researchers. This work describes a clayey mass composed of clay and kaolin,
through the variation of marble factory waste. These formulations were compared on
various analysis, water absorption, apparent porosity, apparent density, modulus of
rupture, fire loss flexion and linear shrinkage.
Key-words: marble factory waste, resistance, kaolin.
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