Mestrado em Gestão Ambiental, Materiais e Valorização de ResíduosO presente trabalho teve como objectivo principal o estudo da incorporação de
lamas resultantes do corte de granito ornamental em pastas cerâmicas
conducentes à produção de cerâmicos de pavimento de grés porcelânico
extrudido e de produtos cerâmicos estruturais, mais concretamente, de telhas.
As propriedades finais das amostras sinterizadas incorporando este resíduo
deveriam ser comparáveis ou mesmo superiores aos materiais cerâmicos
equivalentes, já existentes no mercado.
Para o efeito, foi efectuada uma caracterização física e química das matériasprimas
e dos resíduos a utilizar nas diferentes formulações testadas,
nomeadamente, distribuição de tamanhos de partícula, densidade, fases
cristalinas presentes (DRX), propriedades térmicas e perda ao rubro.
Posteriormente foi avaliado o efeito de cada componente nas propriedades das
pastas, através do estudo de diferentes formulações com várias quantidades
das matérias-primas seleccionadas. Estes estudos incluíram caracterizações
das propriedades térmicas (ATD, ATG, dilatométrica) e plásticas. Finalmente,
as pastas seleccionadas foram extrudidas, e os provetes foram caracterizados
após sinterização através de medidas de densidade, índice piroplástico,
absorção de água, da determinação da resistência mecânicas à flexão, e da
análise microstrutural por Microscopia Electrónica de Varrimento (MEV).
Do trabalho efectuado concluiu-se que a incorporação de lamas de granito, até
50%, pode resultar em produtos de grés porcelânico com propriedades
superiores, em termos de absorção de água (≤0.25%) e resistência mecânica
(>55 MPa), comparativamente a uma pasta industrial padrão de grés
porcelânico. Os produtos obtidos obedecem aos requisitos das normas padrão
ISO 13006, grupo BIa, para grés porcelânico. Por outro lado, este estudo
demonstrou também que é possível produzir telhas, incorporando 10% de
resíduo, com excelentes propriedades, nomeadamente, absorção de água
inferior a 6%, menor deformação durante a sinterização e resistência mecânica
em seco e cozido de aproximadamente 14 MPa e 38 MPa, respectivamente.
Os resultados obtidos mostraram a viabilidade da reciclagem deste resíduo
derivado do processo de transformação da pedra ornamental granítica em
pastas cerâmicas tradicionais, permitindo classificá-lo como um subproduto em
substituição de matérias-primas. Isto permite minimizar o impacto negativo no
meio ambiente derivado da sua deposição contribuindo, simultaneamente,
para preservar recursos naturais não renováveis.
ABSTRACT: The present work aimed at studying the incorporation of wastes from natural
rocks cutting and polishing industries, in order to produce extruded porcelain
tile products and structural ceramics, namely roofing tiles. The sintered
samples incorporating the sludge should have similar or even enhanced
properties in comparison to the same kinds of industrial ceramic products
already available in the market.
Firstly, raw materials, including the sludge, were characterised by particle size
distribution, density, X-Ray Diffraction (XRD), thermal properties and loss on
ignition. In order to evaluate the effect of each component in the properties of
the pastes, different formulations were prepared. The roles played by the
different components and their effects on plasticity of pastes and on drying and
firing processes were evaluated. Finally, the most promising formulations were
selected for producing testing cylindrical rods samples by extrusion that were
sintered and characterised by measuring the density, water absorption, flexural
bending strength, and by microstructural observations by Scanning Electron
Microscopy (SEM).
The experimental results and their theoretical interpretation enable to conclude
that the granite wastes in amounts up to 50% could be incorporated in
porcelain tiles compositions conferring to the products superior properties in
terms of water absorption (≤0.25%) and bending strength (>55 MPa), when
compared to an industrial porcelain tile composition used as a benchmark. The
new products fulfil the requirements of the ISO 13006 standard, group BIa
(porcelain tiles). On the other hand, it was also concluded that it was possible
to produce roofing tiles incorporating 10 % of waste having excellent properties,
such as water absorption less than 6%, smaller pyroplastic deformation index
and with green and sintering bending strength values of about 14 MPa and 38
MPa, respectively.
The viability of recycling wastes derived from the granite cutting industry in
ceramic pastes allows to simultaneously classifying this residue as a byproduct
intended for being incorporated as a raw material in traditional ceramic
industries. This also allows minimising the negative environmental impact due
to its disposal and preserving non-renewable natural resources
