Mineralogical characterization of clays used in the structural ceramic industry in west of S. Paulo State, Brazil Caracterização mineralógica de argilas usadas na indústria de cerâmica estrutural no oeste do estado de S. Paulo, Brasil

Plasticity and the grain-size distribution of the raw material used to make structural bricks and roof tiles are very important to the production process. These two parameters and the mineral composition will define the quality and properties of the final product: color, mechanical resistance, water absorption, cracks, swell and shrink during drying and firing the ceramic pieces etc. In the Brazilian ceramic industry it is very common to mix together two or more different kinds of raw material to achieve the ceramic mass with the desired grain-size distribution. The objective of this work was to characterize the raw material collected at the floodplains of the Paraná and Paranapanema Rivers and the ceramic mass used by the ceramic industry in western São Paulo State, Brazil. Particle size distribution, organic matter and X-ray diffraction were used to study this material. The textural analysis indicates that the raw materials have the clay fraction ranging from 38.2% to 66.3%, the silt from 22.2% to 49.7% and the sand from 3.1% to 34.1%. The results indicate that all mixed raw materials have more clay in its composition than would be necessary. The organic matter ranges from 5 to 7%. All samples have kaolinite and many of them have smectites, HIV and mica. Gibbsite, iron and titanium oxides, and quartz are also identified. One of the samples (yellow) is rich in goethite.<br>A plasticidade e a granulometria da massa cerâmica são dois parâmetros importantes para o processo de produção de tijolos e telhas. Estes dois parâmetros e a composição mineralógica definirão a qualidade e propriedades (cor, resistência mecânica, absorção de água, trincas, mudanças nas dimensões durante a secagem e queima, etc.) do produto final. Na indústria cerâmica brasileira é comum misturar dois ou mais tipos de "barro" para se obter a massa cerâmica com a granulometria e plasticidade desejada. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a matéria prima coletada nas várzeas dos rios Paraná e Paranapanema e a massa cerâmica usada pela indústria cerâmica do oeste do Estado de São Paulo. Difratometria de raios X, análise textural, limite de plasticidade e concentração de matéria orgânica foram usadas para caracterizar as amostras. A análise textural mostra que a fração argila variou de 38,2 a 66,3 %, a fração silte de 22,2 a 49,7 % e a fração areia de 3,1 a 34,1 %. A concentração de matéria orgânica varia de 5 a 7 %. Os resultados de difração de raios X mostram que todas as amostras possuem caulinita e muitas delas tem argilas do grupo das esmectitas, argilas interestratificadas e mica. Gibsita, óxidos de ferro e de titânio e quartzo são também identificados. Uma amostra usada para "pintar" potes é rica em goetita. Os resultados indicam que as massas cerâmicas tem alta concentração de argila na sua composição e devem ser misturadas com argila "magra". Caulinita é a fase majoritária em todas as amostras, dando uma boa plasticidade para a produção de tijolos e telhas por extrusão

Incorporação de chamote em massa cerâmica para a produção de blocos: um estudo das propriedades físico-mecânicas Grog incorporation in ceramic mass for the manufacture of bricks: a study of the physical-mechanical properties

Este trabalho apresenta um estudo das propriedades físico-mecânicas de massas cerâmicas com a incorporação de chamote visando a sua futura utilização na produção de blocos. Primeiramente foi feita a caracterização química e mineralógica, a análise granulométrica e a determinação dos limites de Atterberg da argila e do chamote. Em seguida, foram produzidos corpos de prova por extrusão, contendo argila pura e três composições de mistura, nas proporções de 5, 10, 15 e 20% em massa de chamote. A queima foi realizada em forno tipo mufla nas temperaturas de 850, 950 e 1050 ºC. As propriedades físico-mecânicas avaliadas foram: absorção de água, porosidade aparente, retração linear e tensão de ruptura à flexão. Como resultados principais, concluiu-se que: a) a incorporação de chamote acarretou aumento na taxas de absorção de água e diminuição da retração na secagem e na queima e b) para a temperatura de 1050 ºC, os corpos de prova produzidos com 10% de chamote apresentaram melhores resultados para a tensão de ruptura a flexão.<br>This work presents a study of the physicist-mechanical properties of ceramic masses with grog incorporated, for a future use in the ceramic bricks production. First it was made the chemical and mineralógica characterization, the grain sized analysis and the determination of the limits of Atterberg of the clay and grog. After that, bodies of test extruded had been produced, contend pure clay and three compositions of mixture, in the ratios of 5, 10, 15 and 20% in mass of grog. The firing was carried in a muffle furnace with temperatures of the 850, 950 and 1050 ºC. The physicist-mechanical properties evaluated were: water absorption, drying linear shrinkage, firing linear shrinkage and flexural rupture strength. As main results, we concluded that: a) the incorporation of grog caused increase the taxes of absorption of water and reduction of the retraction in the drying and in burning and b) for the temperature of 1050 ºC, the produced bodies of test with 10% of grog had presented better resulted for the flexural rupture strength

Avaliação da influência de agregados leves de argila calcinada no desempenho de concretos estruturais

Este trabalho tem por objetivo a avaliação de desempenho de concretos leves produzidos com agregados leves de argila calcinada. Primeiramente, foram coletadas e caracterizadas diferentes amostras de solo (argila) do estado de São Paulo. Em seguida, foram confeccionados corpos de prova de argila calcinada com as diferentes massas cerâmicas coletadas. Os corpos de prova confeccionados com essas massas cerâmicas, queimados à temperatura de 900 ºC, foram caracterizados por meio da avaliação da absorção de água, porosidade aparente, massa específica aparente, expansão por umidade e resistência à compressão. Em seguida, foram moldados corpos de prova de concreto com agregados leves de argila calcinada produzidos com massas cerâmicas provenientes das cidades de Itu, SP, e Porto Ferreira, SP, com argila expandida e também com brita. Os concretos foram submetidos aos ensaios de massa específica e abatimento do tronco de cone, no estado fresco e de resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral, módulo de deformação e massa específica no estado endurecido. Os resultados desta pesquisa indicam a viabilidade técnica da produção de agregados leves de argila calcinada para utilização em concretos, uma vez que o desempenho de concretos produzidos com agregados leves de argila calcinada é semelhante ao de concretos produzidos com argila expandida e basalto

Efeito da incorporação de chamote no processamento e microestrutura de cerâmica vermelha Effect of grog incorporation in the processing and microstructure of red ceramic

Este trabalho tem por objetivo avaliar o efeito da incorporação de chamote, obtido de rejeitos de tijolos queimados em baixas temperaturas, em massa de cerâmica vermelha visando à obtenção de telhas. Inicialmente o chamote foi submetido a ensaios de caracterização química, física e mineralógica. Em seguida, foram feitas adições de chamote a uma argila caulinítica nas proporções de 0, 5, 10, e 20% em peso. Foram preparados corpos-de-prova por extrusão para queima em forno industrial a 970 ºC. As propriedades tecnológicas avaliadas foram: absorção de água, retração linear e tensão de ruptura à flexão. A microestrutura das composições foi avaliada através de ensaios de porosimetria de mercúrio e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados indicaram que a incorporação de chamote melhorou os parâmetros de secagem da cerâmica. Após queima, a porosidade praticamente não sofreu variações significativas com a incorporação de chamote. Isto indica que a queima de chamote em temperaturas superiores àquela em que ele foi obtido, propicia sua própria sinterização e não ocasiona alterações degenerativas na microestrutura das cerâmicas queimadas.<br>This work has for objective to evaluate the incorporation of grog, obtained from wastes of bricks fired at low temperatures, in a red ceramic body aiming at the production of roofing tiles. Initially the grog was chemical, physical and mineralogical characterized. Extruded samples were prepared for firing in an industrial furnace at 970 °C. The technological properties evaluated were: linear shrinkage, water absorption and flexural rupture strength. The microstructure of fired samples was evaluated by pore-size distribution and scanning electron microscopy. The results showed that grog addition enhanced the drying parameters of the ceramic. After firing, the porosity practically did not changed with grog addition. This indicates that the firing of grog at temperatures above the one it was obtained makes possible its own sintering and does not introduce negative changes in the microstructure of the fired ceramics

Caracterização de massa cerâmica vermelha utilizada na fabricação de tijolos na região de Campos dos Goytacazes - RJ Characterization of red ceramic body used in the production of bricks in the region of Campos dos Goytacazes - RJ

O objetivo deste trabalho é caracterizar uma mistura de argilas utilizada na fabricação de tijolos na região de Campos dos Goytacazes-RJ. Com isso, é possível avaliar a possibilidade de aplicação desta massa na fabricação de outros produtos com maior valor agregado, como por exemplo telhas e revestimentos cerâmicos. Foram realizadas análises de composição química, difração de raios-X, análise térmica diferencial/(ATD), análise termogravimétrica (ATG), análise granulométrica e determinação de propriedades físico-mecânicas em função da temperatura de queima. Os resultados demonstraram que a massa cerâmica estudada é apropriada para a fabricação de tijolos maciços e blocos de vedação. Entretanto, para a fabricação de telhas e revestimentos cerâmicos é necessário trabalhar a formulação da massa para a obtenção de propriedades de acordo com as normas técnicas em vigor.<br>The objective of this paper is to characterize a mixture of clays in the area of Campos dos Goytacazes-RJ used in the fabrication of bricks. It makes possible to evaluate the possibility of application of this body in the production of others products with greater aggregate value, as roof tiles, wall and floor tiles. In this work were realized the following tests: chemical composition, differential thermal analysis(DTA), thermogravimetric analysis(TGA), particle size distribution analysis and determination of physical-mechanical properties in function of the temperature of it burns. The results demonstrated that the ceramic body studied is appropriate for the production of massive and walled bricks. However to manufacture roof tiles, floor and wall tiles it is necessary to manipulate the body formulation to obtain the of properties in agreement with technical norms in use